육아일기

* 育兒日記 130623

* 딸아이의 과학에 관한 질문

 질문 ; 바다의 소금은 어디서 온 것이에요?

 아빠의 답변 ; 바다의 소금은 지구가 만들어지고 바다가 만들어질 때 처음부터 소금이 있었던 것이고, 이 바닷물이 증발해서

육지에 비로 내려 소금이 없는 담수가 만들어졌다고 생각하는데, 찾아보고 다시 알려 줄게.

맷돌이 언급되는 전설을 알고 있지만, 과학적 유래는 읽은 기억이 없고, 인터넷 검색에서 아래와 같은 글을 읽었다. 틀렸네. 지구 생성 당시의 바다는 짜지를 않았구나.

http://www.oceanlife.or.kr/jsp/01eclolgy/environment/environment01.jsp

* Lost Valley

 어제 아이와 함께 관람

- story book ; 인간의 탐욕을 피해 건설된 곳

- inspection record ; 인간의 탐욕을 위해 건설된 곳

- Matrix ; 무엇을 상상하든 그 이상을 보게 될 것이다.

- Maripkahn ; 무엇을 기대하든 그 이하를 보게 될 것이다.

독서일기

* 讀書日記 130621

<행복의 경제학> 서평 별점 ; ★★★

 세계화는 지역화와 반대 개념이다. 세계화는 많은 문제를 안고 있다. 내가 생각하는 핵심적인 문제는 에너지소비. (계급과 비슷한) 계층 간의 격차 확대. 세계화는 지역화로 세계화의 문제를 해결할 수 있다. 그러나 지역화로 발생하는 문제, 역시 존재한다. (비유해서 설명하자면 미혼으로 있다면 미혼으로 인한 여러 가지 문제 (규모의 경제, 고독이나 협동할 사람이 없다는 것 등)가 발생할 수 있고, 이는 결혼으로 문제를 해결할 수 있다. 그러면 결혼으로 발생하는 문제는 어떻게? 이혼으로 해결하나? 미혼의 장점을 유지하면서 결혼의 장점만 존재하는 경우가 있나?) 이 양쪽의 문제점 중 어느 것이 지구, 환경, 인류에 유리한지 잘 판단이 서지 않는다.

또한 지역화의 규모의 정의도 언급되지 않았다. 안드로메다 은하에서 보면 지구의 세계화는 지역화다. 국가 단위의 지역화? 중국 동쪽 끝과 서쪽 끝의 교류는 지역화라고 할 수 있나? 아니면 더 작은 지역 ; 우리나라로 치자면, 군 단위 자급자족이 지역화인가?

대개 이런 책은 문제점을 제시하고 해결책은 없는 것이 보통인데, 이 책에서는 대안까지 제시한다.

p 247 우리의 세계사회나 그 일부의 지속 가능한 정도를 평가하는 지표를 개발하는 것이다.

p 247 웰빙처럼 다루기 힘든 개념을 측정하려는 시도가 최근 수년 동안 있어왔다. ... 모두 인간 생활에 비화폐적 측면을 측정하려는 시도들이다.

 불가능하다고 단정 지을 수도 없지만, 그런 것들이 (특히 단시일 안에) 개발될까 하는 의구심이 든다.

p 263 환경보호를 위한 법률 제정

 우리나라는 4대강 법처럼 환경파괴를 위한 법률이 제정되는 나라다.

p 267 환경비용의 내부화

 고등학교 때, 친구가 한 이야기다. 기업들이 공해를 유발하는 것은 불가피한 것이 아니고 이윤 때문에 그렇게 할 의지가 없는 것이다. 나 역시 그렇게 생각한다.

내가 갖고 있는 (역사적) 지식으로 전망하기는 이런 경우 대개 파국을 겪은 뒤 새로운 패러다임이 자리를 잡게 된다. 한편으로 블랙 스완은 꼭 부정적인 일에만 있으란 법이 없다. 세계화가 파국으로 치닫지 않고 연착륙하기를 기대해보기도 한다.

* 밑줄 긋기

p 234 그런 일은 일어나지 않으리라.

독서일기

* 讀書日記 130620

<우리 그리고 우리를 인간답게 해 주는 것들> 서평 별점 ; ★☆

 인간이 동물과 구분되는 것이 무엇이 있을까? 학교에 배운 바에 의하면, 언어, 도구와 불의 사용이다. 이 외에 직립 보행이나, 언어 대신 문자의 사용, 사회의 형성을 들기도 한다.

 하지만 언어, 도구, 사회 형성 등은 동물과 흑백으로 명백하게 구분되지 않는다. (불도 도구의 일종으로 볼 수도 있다.) 개인적으로 동물과 구분되는 것은 추상적 사고이다. 하지만 동물이 추상적 사고를 못한다고 어떻게 장담하지? 추상적 사고의 대표적인 것이 수학인데, 3세 정도에 3까지 셀 수 있다. 반면 동물들도 3(~5)까지 센다. (알egg의 개수 변화에 따른 동물의 반응으로 판단한다. 그러나 알의 개수는 세지만 나뭇가지 개수도 셀까?) 인간답다는 것이 궁금해서 읽기 시작한 책.

p 18 이기심과 욕심이 인간의 가장 큰 특징이냐는 질문에 아니라고 답하기는 어렵다. 하지만 현재 경제계에서는 혁명적이라는 수식어를 붙여야 할 만큼 대대적인 변화가 일어나고 있다. 사람이 이기적인 존재라기보다는 공동체 생활에 적합한 특성을 가진 존재라는 걸 증명해주는 증거들이 더 많이 발견되고 있다.

그런가? 더 많이 발견에 증거가 이기적 존재라는 것을 뒤집을 정도로 많은가? 이 책이 말하고자 하는 바다. 하지만 고개를 끄덕이게 만들지 않는다. 동성애나 성선택들을 동원하여, ‘설득력을 상실한 다윈 이론’ 이 책이 설득력이 없다.

p 102 성이란 서로 협조적으로 행동하는 둘 또는 그 이상의 개체를 긴밀하게 연결시켜주는 행위라는 것이다. 문제는 이 가설이 찰스 다윈의 이론과 충돌하는 것이다. ; 이것이 왜 충돌하는지 이해가 되지 않는다.

p 106 성 선택 이론이 맞다면 유전적으로 열등한 숫컷은 선택받지 못하고 유전적으로 가장 우수한 수컷만이 남게 될 텐데, 그렇게 되면 더 이상 성선택이 이뤄질 수 없게 되기 때문이다. “암컷이 항상 이상적인 수컷만 선택한다면, 최후까지 선택을 받은 소수의 수컷들은 모두 동일한 우수한 유전적 특성을 갖는 개체일 것이다. 따라서 암컷들은이 수컷들 중에서 더 이상 특별한 상대를 고를 필요가 없어지게 된다.” 성 선택은 이로써 끝이 나는 것이다. ; 우수한 수컷은 환경에 대해 우수한 수컷이다. 따라서 우수한 수컷이라는 목표 자체가 변하다. 그리고 환경의 변화가 거의 의미가 없는 종들은 더 이상 진화하지 않는다. 상어나 전갈처럼.

* 밑줄 긋기

p 28 철학에서는 이와 같이 자연의 원리를 인간관계의 원리로 삼으려는 것을 ‘자연주의적 오류’라고 부른다. 이러한 오류는 기술적 명제와 규범적 명제에 대한 혼동 때문에 발생하는데, 이 혼동은 일상생활에서 흔히 일어나며 때로는 의도적으로 조작되기도 한다./p 29 사실로부터 당위가 도출될 수 없다는 주장은 타당하다./p 31 인간이 자연을 자신의 모범으로 삼는 것이 옳은지에 대해서는 아무도 정확한 대답을 줄 수 없다.

p 205 다시 말해 사람의 행동의 이면에 있는 의도를 완전히 다르게 이해한다. 토마셀러는 바로 여기에서 인간과 침팬지의 엄청난 차이가 드러난다고 설명한다.

p 222 우리지향성이라는 개념이 언제 생겨났는지 진화의 비밀 속에 가려져 알 수 없다. 우리 지향성이라는 개념이 왜 생겨났는지는 토마셀로의 설명처럼 쉽게 추리해낼 수 있다. “인간의 진화 과정 중에서 이유는 알 수 없지만 공동의 목표를 추구한 일부 개체들이 나타났는데, 이들은 다른 개체보다 훨씬 쉽게 환경 변화에 적응했고 생존 확률이 더 높았다. 이러한 경향이 남을 돕고, 도움을 받는 상호작용을 촉발했다고 볼 수 있다.‘

p 223 ‘나’라는 개념은 ‘우리’라는 개념이 있기에 가능한 것이다.

p 230 ‘Team High(팀의 일원으로서 맛보는 도취감)’라는 게 존재한다고 볼 수 있다.

p 253 학습 메카니즘

p 246 따라서 거울 신경세포 대산 ‘거울 신경세포 시스템’이라는 개념의 도입이 필요해진 것이다.

p 247 ‘거울 신경세포 시스템은 관찰한 행동을 코디네이팅 할 뿐 아니라, 그 행동을 유발시킨 동기 또한 파악한다.’

p 284 공감하는 것은 여러 가지 층위가 가능하다.

p 296 동정심 본능적인 감정

p 326 호모에코노미쿠스는 사라졌다. 이 세상에 사는 것은 오직 호모 리시프로칸hemo reciprocan이다.

p 330 역사적 오해

<생명의 진화에 대한 8가지 질문> 서평 별점 ; ★★★

 <우리 그리고 우리를 인간답게 해 주는 것들>을 읽고 보충적으로 진화론을 확인하기 위해 읽은 책. 재미있었다.

나는 스스로 (가나안) 개신교라고 하는데, 가끔 어떻게 개신교이면서 진화론을 믿느냐는 질문을 받는다. 진화론을 믿는 이유는 그 이론이 꽤 설득적이고 논리적이라고 생각하기 때문이다. (성경을 통해 진화론을 설명할 수도 있다. 하나님은 아담과 하와, 두 사람을 지으셨지만, 아프리카계 인종, 유럽 계 인종, 아시아계 인종으로 진화되어 나뉘어졌다. 게다가 지금도 진화는 진행되고 있다. 유행하는 바이러스가 바뀌지 않는가.) 반대로 나와 과학을 이야기하는 사람들은 나에게 그렇게 과학책을 많이 읽으면서도 어떻게 창조론을 부정하지 않느냐고 묻기도 한다. 그 이유는 진화론이 창조론을 버릴 만큼 충분히 완벽하지 않기 때문이다.

진화론의 오류나 불완전성이 창조론을 믿어야 할 이유가 되지 못하고, 창조론의 오류가 진화론의 허점을 보완하는 것도 아니다. ; 증명되지 않은 진실은 거짓인가?

* 밑줄긋기

p 33 어떻게 삼엽충의 한 종이 다른 종으로 진화돠었는지 설명하는 것은 어떻게 삼엽충이 최초로 나타났는지를 설명하는 것과 다른다./그러나 무엇이 이러한 새로운 특성을 만드는가?

p 119 “나는 이것이 무엇을 위해 설계되었는지에는 관심이 없다. 나는 이것이 무엇을 할 수 있는지에만 관심이 있다.”

온도에 대한 생각

* 온도 ; 시간당 에너지 방출

부제 ; 온도에 대한 생각, 엔트로피에 대한 생각, 고전 물리학에서 기본 물리량

* 기***님께서 제가 ‘온도를 시간당 에너지 방출’이라고 한 것이 무슨 의미를 물어 오셔서 그렇게 언급하게 된 과정을 이야기하려 합니다.

* 초등학교 5 학년 때 산수시간이었고, 다음과 산수 문제가 나왔다. 100 ml, 100 ℃물과 100 ml, 50℃ 물을 섞으면 몇 ℃가 될까? 선생님의 풀이는 간단했다. 100과 50의 산술 평균이 답이다. 제 질문은 ; 물의 양이 변동이 있으면 어떻게 합니까? 선생님의 답변은 물의 양은 고려하지 말고 온도만 계산하라. (당시 저는 질문을 계속할 수 없었는데, 저의 5학년 담임선생님은 본인이 수업시간에 강의한 것 이외의 내용을 질문하시는 것을 매우 싫어하셨다. 짜증을 내시기도 하고, 항상 답변은 ‘나중에 배우게 돼.’ 아마도 선행학습에 대한 확고한 신념을 갖고 계셨던 듯.) 그리고 덧붙인 설명은 100 ml 100 ℃의 물보다 200 ml의 100 ℃ 물이 더 뜨겁지 않다고 하셨다. 나는 이해가 되지 않았다. ‘그럼 1 ml, 100 ℃물과 1000 ml, 50℃ 물을 섞으면 75 ℃물이 된다는 말이야?’

* 이후 중고등학교 때, 소금의 용해 과정이 흡열반응이고 에너지 준위가 높은 것으로 일어나는 반응에 열역학 제 2법칙, 엔트로피가 관여하는 것을 배웠다.

 잘 알려진 바와 같이 표면적이 넓으면 열전도가 잘 이뤄지는데, 뜨거운 국을 넓은 그릇에 옮겨 담으면 국이 빨리 식는다. 높은 온도인 물체에 가까이 있으면 높은 온도를 느끼고, 멀리 있으면 그 보다 차갑게 느낀다.

* 온도에 대해 다시 생각을 하게 된 계기는 엔트로피 공식 때문입니다. 한번 제대로 생각해 보자.

엔트로피, S = Q/T (Q ; 열량, T ; 온도) 열량은 열에너지이고, 엔트로피는 무질서도인데, 왜 온도로 나눈 것이 엔트로피가 되지? 온도에 대한 의미에 생각 없이는 답이 없었고, 초등학교 에피소드부터 출발하기 시작했다. 100 ml 물로 한정을 하면 온도는 직접적으로 열(에너지)과 상관관계를 갖는다. 100ml 물과 200ml 물을 비교할 때, 열과 온도는, 100 ℃ 물과 100℃ 식용유를 비교했을 때, 100 ℃온도인 세모난 물체와 100 ℃ 네모나 물체와 (온도) 차이는? 철은 비열은 낮으나 열전도도thermal conductivity도 낮다. 알루미늄은 비열이 철보다 높으나 열전도도thermal conductivity도 높다. 이런 식으로 온도와 상관관계에 있는 것을 확인하고 무관한 것을 제하고 몇 개의 변수를 통제하니, 온도는 시간당 열에너지의 방출이라는 결론을 얻었다. (이 글을 읽으신 분이 ‘아! 맞아, 마립간의 생각대로 온도는 시간당 열에너지 방출이구나.’라고 생각지 않을 것 같습니다. 제 사고실험을 다 여기 적을 수 없으니, 다른 방법으로 설명해 보겠습니다.)

* 네이버에서 열전도도로 검색을 하면 아래와 같은 공식을 찾을 수 있습니다.

Q=k x (Th- Tl) x S x t/d (Q는 열에너지, k 상수, T온도, S 면적, t 시간, d 거리)

쇠로 만든 10cm 지름의, 100 ℃ 공이 있고 공기를 통해 에너지가 전달되어 내 손에서 온도, 즉 뜨거운가, 차가운가를 느끼게 된다. 나는 쇠의 온도자체가 궁금하므로 d를 최대한 짧게 0으로 수렴시킨다. 쇠공은 온도에 따라 팽창을 하겠지만, 근사치로 변화가 없다고 가정한다. 그렇다면 S는 상수가 된다. k는 물질의 고유한 특성이므로 상수가 된다. 그리고 내가 궁금하게 생각하는 것은 온도변화가 아니라 온도 자체이므로 낮은 온도 Tl를 높은 온도 Th까지 극한으로 수렴시킨다. 그리고 k x S /d를 상수 A로 대체하면 Q=A x T x t가 되고 T = Q/(t x A)가 된다.

저는 여기서 ‘유레카’를 외쳤습니다. (온도의 정체를 파악해서가 아니고) 엔트로피를 이해했기 때문입니다. 엔트로피 공식에 대입하면, S=At가 됩니다. 즉 엔트로피의 증가는 시간의 흐름과 동일합니다. 왜 우리가 살고 있는 우주가 한 방향으로 시간이 흐르냐, 왜 엔트로피가 증가하는가는 같은 질문입니다.

* 위와 같은 사실을 이해하면 예를 들어 ; 안드로메다 은하의 어느 별의 사진 2장이 도착했습니다. 한 사진을 먼저 찍고 다른 사진을 나중에 찍었습니다. 어느 사진이 먼저 찍은 것일까요? 이 질문의 답은 사진 속의 엔트로피를 계산하여 엔트로피가 낮은 것이 먼저 찍힌 사진이고 엔트로피가 높은 것이 나중에 찍은 사진입니다. (물론 사진에 찍힌 환경은 외부와 에너지 출입이 없는 닫힌계라는 전제하에.)

* 여기서 의문이 생길 수 있습니다. 듣지도 보지도 못한 마립간의 생각이 과학 잡지에 발표되었나? (물론 아니죠.) 왜 (마립간을 포함한) 일반인들은 온도가 시간당 열에너지 방출이라는 이야기를 듣지 못한 것일까? 그에 대한 해답은 상수 k와 A에 있습니다. 물질 전도도 k 상수의 단위는 Cal(또는 Joule)/(cm·℃·s)로서 A 역시 단위가 없는 무명수가 아니기 때문입니다. 온도, 시간, 길이 단위가 그대로 남습니다.

* 저는 여기서 온도가 충분히 시간당 에너지 방출로 생각할 수 있음에도 왜 그렇게 되지 않는지를 확인하기 위해 고전 물리학에서의 기본 물리량을 찾아보았습니다. 고전 물리학에서는 기본 물리량 7가지 ; 길이, 질량, 시간, 전류, 온도, 광도, 물질의 양

 저는 이 7가지 물리량을 보고 조금 당황했습니다. 전하량, 자속이 없고, 전류가 있고, 온도가 있었습니다. (전기와 자기는 동일한 힘이라고 하고, 전하량을 기본으로 하지 않고 전류에서 전하량을 정의할 수도 있다. 지역에 따라서는 힘을 먼저 정의하고 질량은 힘에 의한 상대적인 것으로 정의하기도 한다.) 아직 풀지 못한 숙제입니다. 왜 온도가 7가지 물리량의 하나인가? 물론 이 질문은 ‘삼원색과 삼원광이 왜 다른가’와 같은 잘못된 질문입니다. 다시 (알라디너나 네티즌에게) 묻습니다. 온도를 시간당 방출하는 에너지로 단위를 바꾼다면 물리학에서 어떤 오류가 발생하나요?

삼원색 삼원광

* 삼원색과 삼원광

초등학교 시절 선생님께서 “삼원광이 무엇인지 아는 사람은?”하고 물어보셨다.

 나는 속으로 ‘삼원광? 삼원색을 잘못 말씀하신 것이겠지.’ “빨강, 파랑, 노랑이요.”

 “아니, 그것은 삼원색이고, 삼원광. 삼원광은 빨강, 파랑, 녹색입니다.”

 ‘엥? 삼원색을 잘못 말씀하신 것이 아니고 삼원색과 다른 삼원광이 있어?’

이후, “삼원색과 삼원광이 왜 다르죠?”라고 질문한 적이 있다. 답변은 기억나지 않지만, (답변이 기억나지 않는 것은 만족스럽지는 못했기 때문일 것이다.) 아마 이런 답변이 아니었을까? “왜 다른 것이 아니고, 원래 다른 것이야. 논문하고 서평하고 다르지. 그리고 남자하고 여자가 다르지. 그것처럼 삼원색과 삼원광은 다른 것이야.”

한참 뒤에 색깔이 있는 셀로판지를 손전등에 씌워 빛을 섞거나 팽이를 이용하여 빛을 섞었을 때, 물감을 섞는 것과 달랐고 경이감마저 있었다. 예를 들어 빨강 빛과 녹색 빛을 섞으면 노란 빛이 된다.

지금 생각하면 질문이 잘못된 것이다. (그 당시 제대로 된 질문을 했다면, 제대로 된 답변을 얻을 수 있었을까, 이번에 제대로 알라디너나 네티즌에게) 다시 질문을 하면 ; 이렇게 묻습니다. “삼원색과 삼원광, 둘 모두 세 가지 원源을 갖고 있고, 빨강과 파랑이라는 공통점을 갖고 있음에도, 그리고 색이라는 것이 빛을 매개로 전달됨에도, 우연적 공통점 이외에 이 둘은 무관합니까?”라고.

혹시 무관하지 않다면 어떤 설명이 가능한지 이야기해 주실 분이 계신가요?