TOK3: The ideal gas equation can be deduced from a small number of assumptions of ideal behaviour. What is the role of reason, perception, intuition and imagination in the development of scientific models? 브로민과 같은 유색 기체의 확산과 망가니즈산 칼륨(VII)과 같은 유색 물질의 연쇄적인 희석 등의 관찰(직관을 인식의 방법으로 사용)은 물질이 많은 수의 이동 입자로 구성된 것으로 가정하면 설명될 수 있다. 기체를 분자 단위에서 바라봄으로써 각각의 기체 분자들이 어떻게 운동하고 어떠한 특징을 가질 지를 "가정"하고, 이를 통해 이상 기체 방정식을 "추론"한다. 과학적 모형은 어떤 자연 현상을 포괄적으로 설명할 수 있는 검증된 가설이다. 이는 자연이 왜 그 특정한 방법으로 움직이는지 그럴듯하게 설명해준다. 과학적 모형은 관찰과 실험과 같은 과학적 탐구 과정을 통해 얻은 데이터로 추측되고 만들어진다. 이렇게 만들어진 모형을 통해 적절한 예측을 하여 새로운 이론을 전개하고 지식을 얻을 수 있다. 추론, 지각,..
TOK2: Lavoisier's discovery of oxygen, which overturned the phlogiston theory of combustion, is an example of a paradigm shift. How does scientific knowledge progress? 과학은 문제 해결의 과정으로, 패러다임의 구축과 전환, 파괴를 통해 발전한다. 과학 활동에서 지식은 창조되고, 누적되며, 소멸된다. 과학적 지식은 지속적으로 축적되고 있으나 이는 진리에 근접하는 것이 아니라 근사적으로 실제 세계의 모습을 표현하는 것이다. 과학의 발전은 일종의 진화라고 표현할 수 있겠다. 과학적 지식은 점점 자연을 참에 가깝게 묘사하는 것으로 나아간다. 토머스 쿤에 따르면 과학은 다음과 같은 단계를 거쳐 발전한다. 일반적으로 합의된 패러다임이 존재하지 않는 전과학은 패러다임의 합의를 통해 정상과학이 된다. (패러다임은 과학철학자 토머스 쿤이 제안하고 정의한 개념으로, 한 분야의 연구자들에게 모델과 해결책을 제공하는 한동안 만들어진 과학적으로 인정받은 과학적 업적들을 뜻한다. 즉, 사람들의..
TOK1: Chemical equations are the ’language’ of chemistry. How does the use of universal languages help and hinder the pursuit of knowledge? 언어란 음성과 문자를 형식으로 하여 일정한 뜻을 나타내는 사회적 약속이다. 언어는 추상적인 개념들과 실존하는 사물들을 음성과 문자에 대응시킨다. 언어를 통해 사람들은 자신이 생각하는 것을 다른 사람들에게 그 뜻을 전달할 수 있다. 화학의 '언어' 중 하나인 "화학 반응식"은 자연 또는 인공적인 환경에서 일어나는 화학반응을 정해진 문자에 대응시킨다. 어떠한 현상을 보편적인 언어로 표현할 수 있다는 것은 정보의 기록과 전달이 가능하다는 것이다. 이는 지식과 정보의 재현이 가능함을 의미한다. 특히 화학 반응식, 수학 기호들처럼 그 언어가 세계적으로 보편적인 경우 이는 많은 사람들이 정보에 접근할 수 있게 해 준다. 이러한 언어가 보편적이지 않다고 가정해보자. 각각의 과학자 집단마다 사용하는 언어가 다르고 서로..
양자역학 관련 연도별 과학자와 그 업적(연표) 양자역학 관련 연도별 과학자 1859-1860 Gustav Kirchhoff 흑체복사 문제 언급 1877 Ludwig Boltzmann 물리계의 에너지 준위가 이산적(따로 떨어져 있다)이라는 제안 1885 Johann Balmer 발머 식 밝힘 뤼드베리 공식의 특별한 경우 1887 Heinrich Hertz 광전효과 보고 1888 Johannes Rydberg 뤼드베리 공식 발견 발머 식 일반화함 1900 Max Planck 플랑크의 복사 법칙 에너지의 양자화 가설 제시 1905 Albert Einstein 광양자 가설"}">광전효과 설명=>광양자 가설 플랑크의 아이디어 사용 1911 Ernest Rutherford 원자핵 발견, 러더퍼드 원자 모형 제시 원자핵이 존재하며 전자가 그 주위에 존재한다는 가..
일반화학 수업 양자역학 파트에서 나온 간단한 질문과 답변 Hatree 근사가 수학적으로 어떻게 이루어지는가? "하트리-폭 근사에서는 다전자 계의 파동 함수는 하나의 슬레이터 행렬식(Slater determinant)으로 나타낼 수 있다고 가정하고, 각 전자는 나머지 다른 전자들에 의한 '평균' 전하 분포와 상호작용 한다고 근사한다. 다전자 계에 이 하트리-폭 근사를 적용하고 변분 원리(variational principle)를 적용하여 슈뢰딩거 방정식을 푼다. 각각의 모든 요소에 대하여 계산하여야 되기 때문에 계산량이 상당히 많아 컴퓨터를 이용해 계산한다. https://terms.naver.com/entry.naver?docId=6173425&cid=62802&categoryId=62802 x-ray 보다 세기가 약한 UV를 굳이 사용하는 이유가 무엇인가? ..
썸네일 온도 척도들에 대해 알아보자(섭씨, 화씨, 켈빈) 온도 척도의 이름은 어떻게 정해졌을까? 온도의 측정에 가장 널리 사용하는 척도는 섭씨(Celcius) 온도, 화씨(Fahrenheit) 온도 및 Kelvin이다. 이들의 “씨” 는 우리가 아는 그 의존명사 “씨”이다. 말그대로 사람 이름에서 유래했다는 것이다! 이제 그 기원과 함께 정의, 역사 등 온도 척도들의 특징에 대해 알아보자. 섭씨 온도(Celsius, 攝氏 溫度)는 1 atm에서의 물의 어는점을 0도, 끓는점을 100도로 정한 온도 체계이며, 기호는 °C이다. SI 단위의 온도 단위는 켈빈이지만, 실생활에서는 섭씨가 전세계적으로 가장 많이 쓰인다. 섭씨 온도는 1742년 스웨덴의 천문학자 안데르스 셀시우스(Anders Celsius, 1701 – 1744)가 처음으로 제안하였다. 물의 어는점을 ..
썸네일 [독후감] 영화 속 바이오테크놀로지: 상상이란 매체로 미래를 엿보다 “영화는 미래 세계에서 일어날 가능성이 있는 것들을 보여주는 기발함이 있다.” 책의 프롤로그는 이렇게 말한다. 영화가 현실과 무관하지 않게 우리의 삶과 연관되어 있으면서도, 영화가 앞으로의 미래를 보여주는 창문의 역할을 한다는 것이다. 책등의 문구와 같이 이 책은 “오늘의 영화를 통해 내일의 바이오테크놀로지를 읽게” 한다. 그렇다면 우리는 왜 ‘내일의 바이오테크놀로지’를 읽어야 할까? 답은 간단하다. 19세기 말이 화학의 시대, 20세기 초가 물리학의 시대였다면 지금은 바야흐로 생물학, 그중에서도 생명공학의 시대이기 때문이다. 크리스퍼 유전자 가위부터 mRNA 백신까지, 21세기에 들어 생명공학 분야에서는 학문의 새 지평을 열 수 있는 엄청난 연구 결과들이 쏟아져 나오고 있다. 2010년대 초반 어린이 ..
썸네일 [독후감] 이렇게 흘러가는 세상 세상은 흘러간다. 혈액이 흐르고, 물감이 흐르고, 주가가 흘러간다. 모든 것은 흐름이다. 우리가 가만히 있어도 시간이 흐르는 것처럼 모든 것은 흘러가고 있다. 이렇게 흘러가는 세상이다. 이른 아침 시시각각 변화하는 유동의 김이 모락모락 올라오는 커피 한 잔을 마신다. 카오스 구조와 유사한 패턴으로 구성된 쏟아지는 물줄기에 세수를 한다. 컴퓨터가 예측한 기상예보를 읽는다. 마스크를 끼고 산책을 나와, 바람으로부터 안전하게 지어진 도시의 고층 빌딩들을 바라본다. 신호 체계에 맞춰 자동차의 흐름이 흘러간다. 흐를 수 있는 모든 액체와 기체를 합쳐 ‘유체’라 하고, 이런 유체의 특성과 움직임을 연구하는 학문을 ‘유체역학’이라고 한다. 과거 유체역학의 응용 범위는 대부분 과학이나 공학 분야에 한정되었고, 복잡한 ..
썸네일 [독후감] 원더보이: 별, 새, 만남, 그리고 흘러가는 시대 속 청춘의 노래 - 그 별빛을 받아 일렁거리는 한강의 잔물결 “1984년, 우주의 모든 별들이 운행을 멈췄던 순간을 기억하며” -p9 한 소년이 있다. 이름은 김정훈. 1970년, 폴 매카트니는 비틀스의 해산을 발표했고, 아폴로 13호는 달로 향했고, 이스라엘의 전투기가 수에즈 운하 근처의 국민학교를 폭격했고, 스코필드 박사가 운명했고, 그리고, 그리고, 김정훈이 태어났다. 1984년, 백남준은 ‘굿모닝 미스터 오웰’로 지구가 콩알처럼 작아질 수도 있다는 걸 보여줬고, 이스라엘의 초능력자 유리 겔러가 한국을 방문해 숟가락을 구부렸고, 그래서, 정훈은 숟가락을 구부렸고, 그래서, 정훈은 고아가 되었다. 원더보이. Wonder Boy. Wonder v. 1. 궁금하다, 궁금해하다; …할까[…이 어떨까] 생각하다 2. (정중..
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