과학

양자역학은 20세기 초 물리학계를 뒤흔들며 등장한 이후, 인류가 자연을 바라보는 패러다임을 근본적으로 바꾸어 놓았다. 그 이전까지 세계를 지배하던 고전역학은 모든 현상이 원인과 결과에 따라 정확하게 예측 가능하다는 결정론적 세계관을 바탕으로 삼았다. 초기 조건과 가해지는 힘을 완벽히 알 수 있다면 미래의 어느 시점에 물체가 어디서 어떤 속도로 움직이고 있을지 정확히 계산할 수 있다는 믿음이었다. 이러한 시각에서 … Read more

우리가 마주하는 세상의 모든 물질은 아주 작은 단위인 원소로 이루어져 있으며, 이 원소들을 체계적으로 배열하여 그 성질을 한눈에 파악할 수 있도록 만든 지도가 원소주기율표다. 주기율표의 구조를 깊이 있게 이해하기 위해서는 먼저 그 구성 성분인 원소의 본질과 구조적 특징을 살펴본 다음, 이들이 어떤 규칙에 따라 배열되어 거대한 체계를 이루는지 추적해야 한다. 이 과정은 단순히 물질의 목록을 … Read more

엔트로피 증가 법칙과 대수의 법칙은 서로 다른 학문 영역에서 출발했지만, 확률적 사고라는 공통 기반 위에 놓여 있다. 물리학은 거대한 입자 집합이 시간이 흐르며 어떤 상태에 머무르게 되는지를 설명하려 했고, 통계학은 반복되는 시행 속에서 평균값이 어떻게 안정되는지를 설명하려 했다. 두 이론은 다루는 대상과 표현 방식이 다르지만, 핵심 구조는 매우 유사하다. 개별 사건의 움직임은 예측하기 어렵지만, 충분히 … Read more

뇌가소성은 인간의 뇌가 경험과 환경에 따라 구조와 기능을 변화시킬 수 있는 능력을 의미한다. 한때 신경과학에서는 성인이 된 이후의 뇌는 거의 변하지 않는다고 여겼다. 뇌세포는 한 번 손상되면 회복되지 않으며, 어린 시절이 지나면 학습 능력 역시 급격히 제한된다는 인식이 오랫동안 지배적이었다. 그러나 20세기 후반 이후 축적된 연구들을 통해 이러한 관점은 크게 바뀌었다. 인간의 뇌는 생각보다 훨씬 … Read more

관성이라는 개념은 물리학에서 출발했지만, 시간과 맥락이 쌓이면서 사회, 경제, 조직, 기술, 심리로 스며들었고, 오늘날에는 거의 모든 영역에서 핵심 변수로 기능하고 있다. 관성이란 한 번 굴러가기 시작한 방향과 속도가 쉽게 바뀌지 않는 성질을 말한다. 중요한 점은, 이 힘이 좋고 나쁨으로 구분되지 않는다는 사실이다. 관성은 때로 효율을 만들어내고, 때로 회복을 가능하게 하며, 때로 시스템을 경직시키고, 때로 판단력을 … Read more

‘붉은 여왕 효과(Red Queen Effect)’는 생물학자 리 베너(R. A. Fisher)와 리 반 밸런(R. Van Valen)이 제시한 진화 이론으로, 명칭은 루이스 캐럴의 소설 거울 나라의 앨리스에서 유래했다. 작품 속 붉은 여왕은 앨리스에게 이렇게 말한다. “같은 자리에 있으려면 계속 달려야 해. 더 멀리 가려면 그보다 두 배는 빨라야 해.” 이 말은 붉은 여왕 효과의 핵심을 상징한다. 변화가 … Read more

던바의 수(Dunbar’s Number)는 인간이 안정적으로 유지할 수 있는 사회적 관계의 최대치를 나타내는 개념이다. 이 이론은 영국의 인류학자 로빈 던바(Robin Dunbar)가 1990년대 초반에 제시한 것으로, 인간의 대뇌 신피질 크기와 사회적 그룹 규모 사이의 상관관계를 분석한 결과 도출되었다. 던바 박사는 인간이 지속적으로 감정적 유대를 유지할 수 있는 사회적 관계의 수가 약 150명 정도라고 주장하였다. 여기서 말하는 ‘관계’는 … Read more

물질세계에서 출발한 ‘합금’이라는 개념은, 그 자체로 사고의 방식이 될 수 있다. 1. 합금이란 무엇인가? 합금은 둘 이상의 금속 또는 금속과 비금속을 결합하여 만든 금속을 말한다. 예를 들어, 순수한 철은 부드럽고 잘 부식되지만, 여기에 소량의 탄소를 섞으면 다른 특성을 가진 ‘강철’이 탄생한다. 합금은 인간 문명과 함께 오랜 세월 동안 발전해 왔다. 청동기 시대의 청동, 철기 시대의 … Read more

작용-반작용 법칙은 아이작 뉴턴(Isaac Newton)이 17세기에 정립한 세 번째 운동 법칙이다. 물리학에서는 이를 다음과 같이 정의한다: ‘모든 작용에 대해 크기는 같고 반대인 반작용이 존재한다.’ 작용-반작용 법칙은 일상에서도 쉽게 확인할 수 있는 자연의 질서다. 예를 들어, 벽을 손으로 밀면, 같은 크기의 힘이 반대 방향으로 손에 작용해 저항이 느껴진다. 로켓이 하늘로 날아오르는 것도 마찬가지다. 고속의 연소가스를 아래로 … Read more

일상에서 “차가 빠르다”, “속도가 높다”는 표현을 자주 사용한다. 그런데 물리학에서는 ‘속력’과 ‘속도’를 명확히 구분한다. 둘은 비슷하게 들리지만, 전혀 다른 개념이다. 속력은 얼마나 빠른지만을 나타낸다. 예를 들어 시속 100km로 달린다면, 이건 속력이다. 어느 방향으로 가는지는 알 수 없고, 오직 ‘크기’만 존재한다. 그래서 속력은 스칼라량이라 불린다. 방향이 없는 물리량이다. 반면 속도는 얼마나 빠른지와 어디로 가는지를 함께 말해주는 … Read more