인간과 과학24 분자생물학은 무엇일까 분자생물학은 무엇일까? 오래전부터 인류는 생명의 신비를 알아내기 위해 많은 노력을 기울여왔다. 그것은 인간 자신이 생명체이므로 자신의 근원에 대한 호기심과, 죽음에 대한 공포에서 벗어나려는 본능적인 욕구 때문일 것이다. 20세기 이전에는 생명이 초자연적인 어떤 힘에 의해 창조되었을 것이라는 '생기론'과 생명도 물질적 현상으로 그 기능은 이것을 구성하는 물질의 구조에 의해 밝혀질 수 있다는 '기계론'이 팽팽한 대립을 이루면서 생명 탐구가 지속되었다. 그러나 19세기 말 다윈에 의해 제안된 생명 진화론은 생기론의 입지를 난처하게 했으며, 더욱이 새로이 등장한 분자생물학은 생체 구성물질의 구조와 그 화학반응의 경로를 해명함으로써 생명의 정체를 알아낼 가능성에 한층 가까이 다가서게 하였다. 특히 1953년 왓슨.. 2020. 9. 13. 상대성이론과 양자이론 상대성이론이란? 현대 과학 중에서도 우리의 일상적 관념 세계를 극적으로 뛰어넘게 만들어준 최초의 이론이 바로 상대성이론이다. 이 이론은 다시 특수상대성이론과 일반상대성이론으로 나누어지는데 1905년 아인슈타인에 의해 제안된 특수상대성이론은 서로 등속도로 움직이는 기준계 간에 나타나는 문제를 다루며 10년 후 역시 그에 의해 제안될 일반상대성이론은 일반기준계에서의 문제를 취급한다. 특수상대성이론은 기본적으로 관측자의 운동에 무관하게 빛의 속도가 일정하다는 광속 불변의 원리와 서로 등속도 운동을 하는 두 관측자 사이에 동일한 자연법칙이 적용된다는 이른바 '특수상대성원리'를 그 밑바탕에 깔고 있다. 그런데 이러한 원리에 부합되는 이론을 전개하고자 할 때 종래의 시간과 이와 독립된 3차원 공간 개념은 적절하지 .. 2020. 9. 11. 물질의 상호작용 그리고 현대우주론 빅뱅 물질 간의 상호작용 양성자, 중성자, 전자들이 어떻게 원자를 구성할 수 있고 이 원자들은 또 무슨 힘에 의해 다시 분자들을 구성하면서 분자들이 물체를 어떻게 형성할 수 있을까? 어떤 조화에 의해 작은 먼지에서부터 거대한 천체에까지, 그리고 박테리아에서부터 사람에까지 형성될 수 있을까? 이러한 기본 질문에 대한 해답은 원리상 물질 간의 상호작용에 의해 얻어질 수 있을 것이다. 물질을 구성하는 입자들은 상호작용에 의해 주어진 물리적 환경에서 안정된 상태를 이룬다. 원자는 원자핵과 전자 사이의 정전기력이라는 상호작용에 의해 안정된 상태를 이루는 하나의 계로 볼 수 있다. 이러한 상호작용에는 어떤 것이 있을까? 자연계에 존재하는 물질들 간에는 여러 형태의 힘 (ex 중력, 전기력, 핵력, 화학 결합력, 분자력,.. 2020. 9. 11. 우주의 계층구조를 알아보자 우주의 계층구조 지금까지 인간이 노력하여 밝혀낸 물질의 궁극 요소는 소립자들이며 이들의 배열과 상호작용에 의해 여러 형태의 물질이 형성되는 것으로 알려지고 있다. 소립자는 그 내부에 다른 구조를 가지지 않는 기본 입자로 정의되는데 지금까지 알려진 소립자로는 6개의 쿼크와 6종류의 경입자 등이 있다. 얼마 전까지만 해도 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자를 물질의 최소 단위 중 하나라고 보았지만 이들도 쿼크의 결합으로 이루어진 것으로 확인되고 있다. 양성자와 중성자는 핵력이라는 대단히 큰 결합력에 의해 원자핵을 이루고 있으며 원자는 원자핵과 전자들이 정전기력에 의해 결합되어 있는 상태이다. 양자이론에 의하면 이 전자들은 원자핵 둘레에 확률적으로 분포되어 궤도운동을 한다. 원소의 종류는 원자 내의 양성자 수에.. 2020. 9. 11. 현대과학과 과학기술문명 현대과학의 시야 현대 과학의 시야는 1조 분의 1mm 크기의 소립자에서부터 100억 광년에 이르는 광대한 우주에까지 확대되어 있다. 그리고 소립자-원자핵-원자, 분자-물체(생명체)-해양, 지질-지구-태양계-은하계-우주로 이어지는 물질의 계층구조와 이들을 설명하는 과학 이론은 사물에 대한 우리의 인식을 더욱 폭넓고 깊게 해 준다. 20세기 이전의 우주관이 사물에 대한 흑백사진으로 비유된다면 20세기 이후의 우주관은 확대된 시야와 함께 천연색 입체영화를 보는 것에 해당될 것이다.이러한 새로운 우주 영상이 우리의 의식에 반영될 때 우리는 과거와는 다른 새로운 상상력과 창의력을 가지게 되며, 사물을 대하는 우리의 가치 관념도 새로운 변화를 겪지 않을 수 없게 된다. 한편 자연에 대한 지식이 급속도로 증가하면서 .. 2020. 9. 11. 현대과학의 특징 근대 과학이 성립한 이래 과학은 과학 내용 자체의 확장과 심화라는 점뿐만 아니라 과학과 사회, 과학과 기술, 과학과 자연환경과 관련된 점에서도 많은 변화를 겪었다. 이러한 변화는 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째로는 근대 과학이 성립한 이래 과학은 계속해서 전문화와 세분화의 길을 걸어왔고 그 결과 현대 과학은 매우 많은 분야로 나뉘게 되었으며 이 분야에만 정통한 전문가들이 탄생하게 되었다. 이 현상은 20세기 특유의 것이다. 19세기 중엽까지도 한 과학자가 여러 분야의 연구를 하는 일이 많았다. 그러나 현대에 와서는 물리학이나 화학 등의 과학이 너무 전문화되고 세분화되어 과학자들은 자기 분야 밖의 것은 거의 모르는 상태에 이르게 되었다. 과학의 전문화와 세분화는 과학과 사회, 과학과 자연의 관계를 전체.. 2020. 9. 10. 과학적 실험과 기술 근대 과학에서의 실험과 기술 근대 과학에서 수행하는 실험은 기술과 마찬가지로 물질을 가지고 수행하는 놀이이기도 하고, 실용적인 목적만을 위한 것은 아니지만 어떤 뚜렷한 목적을 충족시키려는 합목적적인 행위기도 하다. 순수과학을 대표하는 물리학, 화학, 생물학에서 입자물리학 실험, 유기화학 합성 실험, 유전공학의 유전자 조작 등 몇 가지 예를 통해 실험이 왜 기술과 같은 행위인지 살펴보자면 이렇다. 유기 화학 합성 실험은 유기화학 자체의 '순수 연구'를 위해 수행되기도 한다. 그러나 똑같은 방법을 이용하는 실험이 새로운 의약품을 만드는 데 적용되기도 한다. 유기화학자가 처음에 새로운 의약품을 만들겠다는 생각은 전혀 하지 않고 단지 자신의 연구과정의 하나로서 합성해낸 유기화합물이 나중에 의약품으로 사용되는 경.. 2020. 9. 9. 근대 과학이 가져온 결과 과학과 기술의 접근 자연철학을 일축한 근대 과학은 19세기 말에 기술과 결합하기 시작함으로써 베이컨이 소망한 대로 자연을 인간에게 완벽하게 굴복시킬 채비를 하게 된다. 19세기에 물리학과 화학에 관한 지식은 급속히 불어났고, 이것들을 하나의 학문과 분과 속에 정리하는 작업이 계속되었으며 과학자들과 기술자들의 교류가 서서히 활기를 띠어갔다. 과학자들은 기술에의 응용 가능성을 탐색하기 시작했고 기술자들은 과학의 방법이나 지식을 기술 혁신에 이용하려고 했다. 이러한 노력의 결실이 최초로 나타난 분야는 무기화학 및 유기화학과 전기분야였다. 19세기 독일의 화학자 리비히는 식물을 화학적으로 분석하여 영양물질로서 무기물이 필요하다는 것을 발견하고 무기질 비료를 발명했으며, 유기화학자들은 유기합성 및 분석 중에 발견.. 2020. 9. 8. 과학혁명을 통한 근대과학 형성 어떻게 볼 것인가? 현재를 사는 우리가 유럽의 17세기 과학 혁명을 어떻게 보아야 할 것인가? 지금까지 과학혁명은 인류의 위대한 성취로 여겨져 왔다. 과학혁명기는 자연으로부터 신비주의적 유기체적인 색채를 벗겨버리고 근대의 과학, 기술, 사회 진보의 초석을 놓은 인류의 지적 계몽의 시기로 평가받아왔다. 과학 혁명은 자연을 살아 있는 것에서 기계적인 것으로 만들어 버렸고, 우주의 모든 물질을 생기 없고 따로따로 고립된 입자적인 것으로 만들었으며, 자연에서 일어나는 변화는 생명의 기운으로부터 연유하는 것이 아니라 단지 무생물적인 힘의 전달에 의해서만 일어나는 것으로 환원시켰다. 과학혁명의 주역들 중에는 케플러같이 여전히 르네상스의 신비주의적인 사조에 물들어 있는 사람들이 있었지만 그들이 새롭게 해석해낸 우주는 신비적인 색채란 조.. 2020. 9. 7. 이전 1 2 3 다음
