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기타/과학사전9

[과학과 기술의 발전] 앞으로 꼭 중요한 대체에너지 1. 대체기술 현행 에너지 생산의 경제적, 지정학적, 환경적 비용을 고려하면, 여전히 소수이긴 하지만 전 세계 전력망, 풍력, 지열, 바이오매스, 태양, 연료 전지 기술에 종사하는 사람들이 미래의 에너지를 책임진다고 볼 수 있다. 풍력발전은 지난 수 세기 동안 사용되었지만, 오늘날은 맷돌 대신 거대한 부채꼴의 풍력 터빈 블레이드를 돌린다. 풍력발전 터빈이 집중적으로 설치된 풍력기지는 미국 캘리포니아에 가장 많다. 풍력발전소는 북유럽, 사우디아라 비아, 인도에서 가동 중이고, 특히 미국 의 대서양 연안과 중서부 평원에 많다. 지열발전은 지하의 열을 이용한다. 이 열도 태양광처럼 무한정 많은 무료자원이지만, 효과적으로 대량을 사용하려면 화산활동이나 방사선 붕괴로 지표 면에 아주 가까운 곳에서 지열이 발생 하.. 2023. 4. 3.
[과학과 기술의 발전] 나노기술과 동력 1. 나노기술 결혼반지의 순금은 영구불변의 상질이다. 그러나 중세 장인 들은 금에 극소량의 유리를 섞으면 색깔과 효과가 달라진 , 다는 것을 알았다. 이러한 작업은 물질을 원자 단위로 조작하는 나노기술의 원시적 형태라고 볼 수 있다. 나노기술은 나노미터, 즉 10억 분의 1미터를 기본 측정단위로 삼아, 거의 상상하기 힘들 정도로 미세한 작업을 처리한다. 물질은 보통 대량 상태일 때와 원자 단위일 때 속성이 달라진다. 전반적인 구조 표면을 이루는 원자수가 적을수록, 또 뉴턴 물리학의 힘이 강할수록 더욱 그렇다. 원자 레벨에서는 자성 등의 속성이 극대화되거나, 원자 간 결합력이 더 강해지거나, 촉매반응이 더 활발해진다. 나노 기술자는 원자를 소그룹 단위로 처리한 후에 여러 그룹을 결합하여 더 큰 구조를 만든.. 2023. 4. 2.
[과학과 기술의 발전] 컴퓨터와 인터넷의 등장 1. 컴퓨터의 등장 컴퓨터는 그 시작은 더뎠지만 점차 속도와 복잡성을 더해가면서, 초당 수십억 건의 정보를 처리하고 인간의 현실적 능력 범위를 넘어서는 문제를 해결하게 되었다. 최초의 계산도구는 단순했다. 직사각형 형태로 배열된 막대에 구슬을 올려 만든 주판은 적어도 기원전 1100년부터 기초적인 계산에 이용되었다.르네상스 시대에는 레오나르도 블레즈 파스칼에 이르는 발명가들이 덧셈 및 뺄셈용 도구를 설계하거나 제작했다. 그러나 프로그래밍된 명령을 해석하고, 정보를 저장하며, 이전 결과에 따라 각기 다른 절차를 수행하는 최초의 기계는 1800년대에 만들어졌다. 프랑스 견직공인 조셉 마리 자카드는 복잡한 디자인을 처리하기 위해 천공카드를 사용하는 베틀을 개발했다. 1820년대에 영국인 찰스 배버지는 증기기관.. 2023. 4. 1.
[과학과 기술의 발전] 수술의 발전과 유전학 1. 수술의 시작과 발전 질병을 치료하기 위해 도구로 인체의 일부를 제거하거나 조작하는 것은 인류 역사상 오래된 개념이다. 선사시대의 두개골에도 구멍을 뚫었던 흔적이 있는 것을 보면, 짐작컨대 병을 사악한 영혼이나 망상이 깃든 상태로 보고 원시적인 해결책을 강구했던 듯하다. 기원전 18세기 문서로 고대 바빌론을 다스리던 법을 설명해 놓은 함무라비 법전에도, 의료과실에 대한 사상 최초의 형벌로 추정되는 내용이 나온다. 고름을 빼내다가 환자를 죽게 한 의사에 게 손목을 자르는 벌을 내린 것이다. 당시 감염의 가능성을 고려하면 아무리 작은 수술이라도 위험부담이 컸겠지만, 그렇다고 모든 수술이 실패했다는 의미는 아니다. 기원전 수백 년부터 인도 의사들은 종양 제거나 각종 절단 등의 수술에 성공했다. 수십 가지의.. 2023. 3. 31.
[과학과 기술의 발전] 의학 그리고 정신과 두뇌 과학 1. 세계 최초의 의학 문서 세계 최초의 의학 문서는 기원전 1550년에 작성된 에베루스(Ebers) 파피루스로, 1872년에 이 문서를 발견한 독일 이집트학자에서 그 이름이 유래했다. 이 65피트 길이의 파피루스 두루마리에는 이집트 의사들이 종양부터 악어에 물린 상처까지 모든 병에 처방했던 700가지 이상의 치료법이 정리되어 있다. 이 문서만 보더라도, 인체를 이해하고 병을 해결하려 했던 초기 인류의 욕구를 확인할 수 있다. 그리스 의사 알크마이온은 기원전 500년경 인류 최초로 인체를 해부한 인물로 알려져 있다. 약 1세기 후에 살았던 히포크라테스는 최초의 개업의로서, 환자 치료에 매진했던 그의 열정은 가히 전설적이다. 그래서 의사들은 오늘날에도 환자의 목숨을 살리고 건강을 증진하기 위해 가능한 모든.. 2023. 3. 30.
[과학과 기술의 발전] 화학과 광학 1. 화학 사람들은 화학 연구가 체계화되기 전부터도 자연 상태의 물질을 조작해 왔다. 고대 무기, 도자기, 기타 공예 품이, 화학적 원리는 차치하더라도 화 화적 반응에 대한 실용적 지식이 있었음을 입증한다. 초기 철학자들은 세상 만물이 땅, 공 기, 물, 불 등의 기본 물질로 이루어졌다는 이론을 세웠다. 오랜 세월 전해 내려온 의사과학인 연금술과 현대 과학인 화학 사이에는 과학혁명이 본격화되기까지 중첩된 부분이 있었다. 심지어 아이작 뉴턴도 금을 만들어내는 아이디어를 짜내곤 했다. 1600년대에 고대 그리스 의 개념을 거부하고 더욱 보편적인 물질이론을 만들기 위해 실험적 방법론을 강조하여 현재 화학의 창시자로 불리는 로 버트 보일 역시 마찬가지였다. 보일의 시대에 화학은 기체에 대한 연구에 집중되어 있었.. 2023. 3. 29.
[과학과 기술의 발전] 물리학과 공학 1. 물리학 물리학이란 세계가 무엇으로 만들어졌는지, 즉 별과 행성과 인간을 이루는 '재료'는 무엇인지, 그리고 세계가 어떻게 움직이는지를 연구하는 학문이다. 따라서 화학, 생물, 기타 과학에 기초 원리를 제시한다. 초기 자연철학자는 중국, 인도, 그리스 이론가들이 물질의 속성에 대한 다양한 기본사상을 제시하면서 경험보다는 주로 논쟁에 의존했다. 이러한 성향은 특히 그리스에서 심했는데, 기원전 5세기에 자연의 만물이 흙, 공기, 불, 물의 조합으로 이루어진다는 파르메니데스파와 세계가 보이지도 않고 쪼개지지도 않는 원자로 구성된다는 데모크리토스파의 논쟁에서 극에 달했다. 18세기말에서 19세기 초에 헨리 캐번디시와 앙투안 라부아지에가 물과 공기도 수소 등의 다른 요소로 쪼개질 수 있음을 입증하면서, 앞선 .. 2023. 3. 29.
[과학과 기술의 발전] 과학적 세계관과 자연과학 1. 과학적 세계관 기원전 560년경에 태어난 그리스 수학자 피타고라스는 숫자들 간의 관계로 세상 만물을 이해할 수 있다는, 세계 최초의 과학적 세계관을 제시했다. 약 150년 후에 아리스토텔레스는 행성과 별의 역할을 설명하여 피타고라스의 세계관에 살을 붙였다. 오늘날 천재물리학자도 우주의 ㅣ형체, 기원, 미래를 파악해 우리가 사는 우주의 원리를 밝혀내고자 노력하고 있다. 아리스토텔레스는 월식 중에 생기는 그림자를 보고 지구가 둥글다는 사실을 알았지만, 지구가 세상의 중심이고 그 주위를 56개 천구가 회전하고 있다고 믿었다. 약 500년 후에 그리스의 마지막 위대한 천문학자인 프톨레마이오스는 혼돈을 가증시켰다. 그는 지축이 기울어 있다고 주장하면서 여전히 천동설을 고수했지만, 태양과 달의 움직임은 정확히.. 2023. 3. 28.
[과학과 기술의 발전] 계산과 측정 그리고 시간 표시 1. 계산과 측정 계산 및 측정 체계는 인류의 가장 오래되고 기본적인 발명품에 속한다. 인류는 대규모 문화이든 소수민족이든 간에, 아프리카 콩고 지역의 1만 년 된 뼈에서 발견된 간단한 표시부터 고대 그리스와 아랍 문명의 발달된 정수론까지 세상을 셈하는 자신들의 고유한 방법을 개발해 왔다. 지금은 미터 단위 등 세계적으로 통용되는 도량형이 표준화되었지만, 인류초기에는 계산 및 특정 방법이 자의적이었다. 오스트레일리아와 뉴기의 일부 우너주민 부족은 '2'에 기초한 계산체계를 사용했다. 즉 '5'를 2와 1의 합으로 보았다. 남아메리카의 일부 지역에서는 '3'과 '4'를 기초단위로 계산했다. 인류 초기의 가장 체계적인 계산법은 기원전 3400년~3000년 사이에 고대 이집트와 메소포타미아에서 사용한 방법으로.. 2023. 3. 28.