과학에서 미니멀리즘은 사실 본질적이며, 그것은 고전역학만이 아니라 현대역학까지 아우르며 자연의 원리로 적용된다. 작용(action)이 최소가 되는 방식으로 모든 변화가 지배된다는 ‘최소 작용의 원리(least action principle)'은 짧으면서도 의미 있게 설명할 수 있는 수준을 한참 넘기 때문에(최소한 필자의 범위에서) 보다 직접적이고 단순한 사례를 들어서 살펴보겠다. 거리(distance)를 어떻게 정의해야 혼동되지 않고 명쾌하게 할...
강체(剛體 rigid body)라고 들어보셨을 것이다. 한자로 단단할 강(剛)을 붙였지만 물리학적으로는 단단한 것을 넘어서 조금도 그 형태가 변하지 않는 물체를 지칭한다. 이러한 정성적인 말을 더 구체적으로 한다면, 강체를 이루는 구성 요소들의 상대적인 위치가 변하지 않는다고 표현할 수 있다. 물체를 이루는 상대적인 위치가 변하지 않는다면 형태는 변형되지 않는다. 강체를 던질 때,...
디지털 이미지를 구성하는 기본 단위를 말할 때, 한국 사회에서는 화소라는 표현보다 픽셀(pixel)이라는 표현을 더 많이 쓰는 것 같다. pixel은 picture element의 앞 글자를 모아서 만들어낸 것이고, 말 그대로 이미지를 이루는 원소를 뜻한다. 요즈음 기술은 가격 경쟁력까지 갖추고 있어서, 연속적인 아날로그 이미지와 잘 구별이 가지 않을 정도로 세밀하게 구성된 디지털...
운동, 움직임은 두 종류로 나누어 볼 수 있다. 방향이 변하지 않는 직선 운동과 방향이 변하는 회전 운동. 방향이 변하지 않는 직선 운동은 생각하기 간단하지만, 방향이 변하지 않는다면 오늘 만난 누구를 미래에 다시 만날 방법이 없을 뿐만 아니라 모든 것들은 영영 헤어지거나 충돌해서 둘 다 망가질 수밖에 없으니 끔찍할 것이다....
개미는 가는 허리만이 아니라 아주 가느다란 다리를 지니고도 몸을 잘 지탱하면서 먼 거리를 움직이는데, 사람의 다리는 몸의 크기에 비하여 개미에 비해 굵게 보이고 코끼리의 다리는 훨씬 육중해 보인다. 꼭 생명체만이 아니라 건축물에 있어서도 자기의 무게를 지탱하기 위하여 떠받혀야할 기둥이나 다리의 굵기는 크기와 관련이 있다. 어떠한 관계가 있을까? 어떤 가상의...
평면에 나타내는 지도에 각양각색의 형태가 들어갈 수 있다고 하자. 꼭 현실의 나라들 영토가 그대로 들어갈 필요도 없고, 우주 어느 행성의 지도일 수도 있으며 꼭 영토가 아니라 평면에 아무렇게나 영역을 표현하는 임의의 형태여도 상관없다. 그런데 이렇게 자유로운 형태들로 평면을 이루는 지도를 과연 4 개의 색으로만 온전하게 구분지어서 나타낼 수 있을까?...
한때 공기는 고대 그리스의 아낙시메네스(B.C. 585 ~ 525)에 의하여 만물의 근원으로 생각되었던 시절도 있고, 엠페도클레스(B.C. 494 ~ 434)로부터 시작된 4 원소의 하나로써 2천 년이나 기본물질로 여겨지기도 했으나 여러 분자들이 섞여있는 혼합 물질이다. 과거의 공기는 지금과 무척 달랐을 것으로 추정되며 지금의 공기는 78%의 질소 기체(N2)와 21%의 산소 기체(O2) 그리고 0.93%의
비활성...
인간에게 시각은 가장 많은 정보를 받아들이고 처리하는 감각이다. 따라서 인간의 뇌에서 시각을 담당하는 영역은 후두엽(뒤통수엽)쪽에 상당히 넓게 분포하고 있으며, 감각의 인지를 통합하고 운동을 제어하는 소뇌와 붙어있고 시상은 척수와 연결되는 간뇌의 대부분을 차지하고 있다. 시각은 빛이 각막과 수정체를 거쳐서 망막에서 전기적 신호로 전환되면서 뇌에서 정보를 처리할 수 있게 된다. 망막까지...
자연은 자연 원리에 따라서 움직이고 변하기 때문에 즉 변화의 원인이 자연 현상으로 나타나는데 있어서 자연의 원리가 지배하기 때문에, 현재의 자연 현상 이전의 자연현상을 원칙적으로 알 수 있다. 원인과 가까운 곳에서는 미리 대비하기 힘들지만 먼 곳에서는 원인이 일으킨 자연의 변화가 전달되는 시간만큼 대비할 수 있다. 재해가 닥치기 전에 미리 대비할...
이야기에 등장하는 과일 중에서 사과만큼 역사적으로 중요한 사건과 연관된 과일은 없을 것 같다. 비록 기독교 창조 신화에 나오는 금단의 열매로써의 사과가 아담과 이브를 에덴동산에서 쫓겨나게 했던 이야기나 독재를 무너뜨린 스위스의 전설적 영웅인 빌헬름 텔의 사과가 실제였는지 단정하기는 힘들지만, 뉴턴이 떨어지는 사과를 보면서 만유인력의 아이디어를 떠올렸다는 것은 사료로 어느 정도...