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#15 아인슈타인, 패배하다 - 웹소설처럼 읽는 과학

과학은 진리일까? 벨기에의 기업가 에르네스트 솔베이는 망언으로 오너 리스크라는 말을 만들어낸 여느 한국의 기업가들과는 다르게 번 돈으로 세계적인 석학들을 초빙하여 회의를 개최합니다. 이 분이 세운 기업은 아직까지 존재하고 있으며, 솔베이 회의라 불리며 3년마다 개최하며 최고의 국제 물리학, 화학 학회로서 명성을 이어오고 있습니다. 지상 최강의 정모로 유명한 사진을 보면 등장한 인물 전원이 과학 역사상 큰 업적을 남겼을 뿐만 아니라, 노벨상 수상자만 17명이 포함되어 있습니다. 이 사진의 정체가 바로 5차 솔베이 회의의 기념사진입니다. 세계적인 석학들이 모여서 논의한 주제는 바로 양자역학의 해석이었습니다. 이 회의는 덴마크 코펜하겐에서 열렸기 때문에 코펜하겐 해석이라고 불리는데, 세기의 천재 과학자들이 모여 해석한 만큼 아직까지도 정설로 자리 잡고 있습니다. 일전에 "빛은 입자이자 파동이다"로 결론을 주입했습니다. 이에 기반하여 하이젠베르크는 입자에 초점을 맞추어 수식을 ...

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#13 우주의 시작과 끝 - 웹소설처럼 읽는 과학

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#14 빛의 속도로 차여본 적이 있나 - 웹소설처럼 읽는 과학

특수 상대성 이론 이해하기 2 제목은 원피스 정상 대전에 해군 3 대장 키자루의 명대사이면서 많은 밈을 생산해낸 대사입니다. 빛의 속도로 차였다는 표현을 많이 하지만, 사실 그건 불가능합니다. 전 편에 유도해본 식을 보면 말이죠. 이 식을 뜯어보면, 속도가 빨라질수록 루트 안의 숫자는 작아질 것이기 때문에 t0도 작아지게 됩니다. 속도는 절대적이지 않기 때문에 v는 기준이 되는 지점에 대한 상대 속도일 것입니다. 기준이 되는 지점에서 느끼는 시간 t에 대비하여, v의 속도로 운동하는 지점의 시간인 t0는 더 작습니다. 즉, 어떤 기준 지점 대비 속도를 가지게 되면 고유의 시간이 달라집니다. 수식에서 보면 속도가 점점 빨라질수록 느껴지는 시간이 줄어드는 것을 볼 수 있습니다. 그리고 상대 속도가 빛의 속도에 다다르면 t0는 0이 되고 말아 버립니다. 시간이 없어지는 것이죠. 하지만 그럴 수는 없습니다. 속도가 빨라짐에 따라 질량이 증가하기 때문이죠. 질량 증가는 운동량 보존...

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#13 우주의 시작과 끝 - 웹소설처럼 읽는 과학

빅 히스토리 프로젝트 제가 어릴 때만 해도 빅뱅은 대략 100억~150억 년 전쯤에 일어났다고 배웠던 것 같습니다. 정확한 기억은 아니지만 상당히 넓은 범위로 예측하고 있었던 것은 확실합니다. 아주 오래전 일을 추정하는 것이니 오차범위가 넓은 것은 당연하다고 생각하였습니다. 빅뱅은 138억 년 전에 발생했다고 했다가 최근에 137억 년 7~8천만 년 정도라는 상당히 정확한, 그래서 더 의심이 되는 숫자가 제시되고 있습니다. 이 숫자는 여러 관측에 따라 몇천만 년 단위로 왔다 갔다 하며 대략 137억 년 후반, 138억 년이라고 하면 대충 합의된 숫자인 듯합니다. 저는 차라리 100억~150억 년 전이라고 말할 때가 오히려 더 신뢰가 간다는 생각이 들었습니다. 과학자들은 어떻게 저렇게 정확한 시간을 제시하는 것일까요?우주의 역사를 통합적으로 연구하는 빅 히스토리 프로젝트 뿐만 아니라 과학자들은 그림처럼 상당히 구체적으로 우주의 역사까지 그리고 있습니다. 나이는 어떻게 알아낸...

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#11 빛이 생겨라! - 웹소설처럼 읽는 과학

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#12 비밀인데, 사실은 4원소설이 진리임 - 웹소설처럼 읽는 과학

분자 생물학에 대한 개략적이고 러프한 설명 물 35L, 탄소 20kg, 암모니아 4L, 석회 1.5kg, 인 800g, 염분 250g, 질산칼륨 100g, 황 80g, 불소 7.5g, 철 5g, 규소 3g, 그 외 소량의 15가지 원소. 일반적인 성인 한 사람으로 계산했을 경우의 인체 구성 물질이다. - 강철의 연금술사 중 저 숫자가 사실인지는 모르겠지만, 일본 만화의 치밀한 조사 성향을 고려하면 꽤나 신뢰도가 높지 않을까 생각합니다. 사실 저는 어린 시절부터 의학/생물학 분야에 관심이 없었습니다. 용어가 너무 어려울 뿐만 아니라 과학적이지 않다는 생각이 있었기 때문이죠. 소크라테스부터 내려오는 절대적인 진리를 찾는 서양 철학의 전통에 저도 영향을 받으며 근본적인 원리에 대한 의문을 계속 갖다 보니, 경험과 임상에 의존하는 의학/생물학은 실용적이기는 해도 좀 찜찜한 느낌의 학문이었습니다. 왓슨과 크릭에게 노벨상을 준 역대급 가성비의 논문 어느새 DNA라는 용어는 BT...

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#11 빛이 생겨라! - 웹소설처럼 읽는 과학

빛으로부터 시작된 양자역학 성서의 창세기를 보면 하느님이 빛을 창조하면서 1일이 시작됩니다. 그 이전에 이 세상을 창조했지만 밝음과 어둠을 구별할 수 없다면 날짜를 셀 수 없으니 가장 먼저 빛을 창조하시고 오늘부터 1일을 선포한 것으로 보입니다. 사실 빛은 여러 분야에서 매우 특별한 의미를 지닙니다. 상대성 이론의 탄생 배경도 결국 절대적인 빛의 속도에 따라 생기는 모순에 의해 만들어졌다는 것은 이미 수차례 설명하였습니다. 그리고 양자역학의 탄생에도 빛은 매우 중요한 역할을 하게 됩니다. 우리는 빛이 매우 익숙하지만 전자기파라는 단어는 전자과를 나오지 않는 이상 들어보긴 했지만 익숙하지는 않을 것입니다. 빛은 전자기파의 특정 파장 영역을 이야기하며, 때문에 전자기파의 속도 역시 빛과 완전히 같습니다. 그림을 보면 배운 기억이 조금 기억이 날 수도 있는데 우리가 보는 빛은 전자기파 중에 아주 한정된 파장 영역에 속해있을 뿐입니다. 라디오, TV, 통신, X-ray 등 모든...

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#09 과학은 장비빨이지 - 웹소설처럼 읽는 과학

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#10 피타고라스의 정리 기억하시죠? - 웹소설처럼 읽는 과학

특수 상대성 이론 이해하기 과학 이론 설명하기 위해서 다양한 비유를 쓰다 보면 문제를 발견합니다. 언어는 매우 불명확하고 비유는 완전한 설명이 되지 않는다는 점입니다. 보통 일반 상대성 이론을 설명할 때 공간이 휘어서 중력이 발생함을 말하면서 아래 같은 그림을 보여줍니다. 직관적으로 일반 상대성 이론을 이해하기에 알맞은 그림이지만, 공간이 실제로 저 그림처럼 휜다고 착각할 수 있습니다. 실제로 공간의 휨은 3차원에 사는 사람으로서는 상상하기가 어렵습니다. 공간이 휜다는 말도 뜻이 불명확하죠. 이러한 비유는 상당히 좋은 설명이지만 그만큼 왜곡도 많이 될 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 가장 좋은 방법은 수학으로 설명하는 것입니다. 수학은 지금까지 개발된 언어 중에 가장 명확한 방식이기 때문에 대부분의 과학 분야는 기본적으로 수학을 베이스로 세상을 설명하려 합니다. 문제는 대부분의 사람들은 고교 수학 과정 이상을 경험해본 적이 없거니와, 중고교 수학 과정마저도 놓은 지...

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#09 과학은 장비빨이지 - 웹소설처럼 읽는 과학

외계인을 고문한 현대 과학 장비 앞에서 이론 물리학자들의 위상에 대해 이야기를 했는데, 그렇다고 실험 물리학자들은 천대받고 있냐고 물으면 그건 또 아닙니다. 최근까지 살아계셨던 금세기 최고의 이론 물리학자 스티븐 호킹은 노벨 물리학상을 받지 못하였습니다. 그의 호킹 복사, 빅뱅에 대한 이론은 거의 사실로 받아지고 있으나 실험적 검증이 어렵기 때문입니다. 아인슈타인 역시 당시 기술로 검증이 어려운 상대성 이론으로 노벨 물리학상을 받지 못하고 광전효과로 받게 되었습니다. 그렇다면 노벨 물리학상은 대체 누가 받는 걸까요? 어마어마한 장비를 가지고 검증을 한 집단이 받는 경우가 많아지고 있습니다. https://alook.so/posts/1RtMREM 앞의 글에서 이야기한 중력파를 검출한 LIGO의 대략적인 구조 도입니다. 레이저를 양쪽 팔(Detector Arm)으로 쏘는데, 팔의 길이가 4 km 정도라고 합니다. 거울을 통해 반사되는 빛은 정확히 같은 거리를 가기 때문에 완...

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#07 펜대 굴리는 자들의 폭주 - 웹소설처럼 읽는 과학

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#08 보이는 것이 전부가 아니다 - 웹소설처럼 읽는 과학

양자역학을 대하는 마음 가짐 일전에 양자 역학에 대한 기본으로 세상은 디지털이라는 이야기를 했습니다. https://alook.so/posts/eVtrMvJ 세상 모든 것은 작은 것들이 뭉쳐져서 만들어졌다는 것은 거의 확실한 것 같습니다. 돌도, 인간도, 별도. 이것을 받아들였다면 양자역학을 알기 위해 조금 더 받아들여야 하는 것이 있습니다. 보이는 것과 너무 다른 이야기를 받아들이기 위해서는 준비를 좀 해야 합니다. 놀랍게도 양자역학의 해석은 각자 달라도 그 현상만큼은 정확하게 맞아떨어지고 있습니다. 양자역학 공식이 틀렸다면 지금의 반도체의 발전을 상상할 수 없었을 것이며, 상용화는 아직 멀었지만 최근에 양자 컴퓨터도 작동을 했다는 것을 보면 현재까지 그 현상이 존재하는 것만큼은 틀림없어 보입니다. 아리스토텔레스의 4원소설과 뉴턴 역학을 다루었었습니다. https://alook.so/posts/jdt5dZ7 4원소설은 세계를 4개의 원소의 조합이라는 틀로 설명...

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#07 펜대 굴리는 자들의 폭주 - 웹소설처럼 읽는 과학

물리학인 척 하지만 사실은 수학입니다 지금도 그런지는 몰라도 저 어릴 때 과학자의 이미지는 알 수 없는 물질이 든 비커를 들며 기괴한 웃음을 지으며 음모를 꾸미는 것 같은 느낌이었습니다. 지금도 영화나 드라마에 등장하는 과학자들은 대부분 정상은 아닌 것 같죠. 어린 시절 과학에 관심이 많았지만 이런 이미지가 싫고 실용적인 것을 좋아하다 보니 에디슨 같은 발명가의 꿈을 가지기도 했습니다. 하지만 요즘은 실험 기구 근처도 가지 않는 과학자들이 많습니다. 이론 물리학자라고 불리는 이들은 누군가가 뽑아낸 실험 결과 데이터를 보며 가만히 앉아서 생각만 할 뿐입니다. 그리고 요즘은 이런 이론 물리학자들이 각광을 받고 있습니다. 갈릴레이는 이론 물리학자라 할 수 있지만, 피사의 사탑에서 물체를 떨어트리는 상징적인 실험 이야기가 사실인 것처럼 도는 것 역시 과학자에 대한 인식 때문일 것입니다. 그 시대에는 과학자는 이론과 실험을 병행하는 이미지가 강했다면, 아인슈타인 이후 이론물리학자와...

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#05 판타지 소설이 아닙니다 - 웹소설처럼 읽는 과학

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#06 세상은 상대적이다? - 웹소설처럼 읽는 과학

절대적인 상대성 이론 흔히 철학, 예술, 과학 사조는 비슷하게 묶이는 흐름이 있습니다. 데카르트가 신 중심에서 인간 중심의 근대 철학을 시작한 시기에, 뉴턴은 만유인력 법칙을 발견하여 근대 과학을 시작하는 식이죠. 예술 분야는 르네상스를 지나 거대하고 화려한 바로크 시대가 시작됩니다. 사회 각 분야는 이렇게 서로 연관성을 가지며 흐름을 타고 있습니다. 때문에 시대를 잘 읽으면 앞선 생각을 할 수 있습니다.현대 과학을 대표하는 상대성 이론이 등장하면서 많은 예술가와 철학자들에게 영감을 주기 시작하였습니다. 마침 철학과 예술의 흐름 역시 해체와 상대주의가 등장하고 있었거든요. 많은 예술가들에게 신비롭고 상식을 깨버린 상대성 이론은 좋은 인용 대상이었습니다. 시간, 공간의 절대성을 부정해버린 과학적 결론은 많은 예술가들에게 좋은 자극을 주었고, 좋은 예술도 많이 탄생하였습니다. 하지만 덮어놓고 상대성이라는 말만을 가져와 잘못 인용하는 사람들도 많았습니다. 상대성 이론은 세상이 상대...

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