이단시된 데모크리토스의 원자론 세상의 모든 것이 원자와 원자의 결합으로 이루어진다는 원자론을 주창한 데모크리토스는 유물론자이자 기계론자이기도 했습니다. 데모크리스토스는 이 세상에 존재하는 물건이나 사상 등은 모두 필연적인 결과로 생긴 것이며, 그것은 인간의 사고와 행동에까지 영향을 미치는 것으로 생각했습니다. 인간의 육체는 원자로 이루어지기 때문에, 인간의 사고나 행동이 미래에서 어떻게 될지는 미리 정해져 있어, 그대로 이루어진다고 생각한 것입니다. 결과적으로 이러한 기계론적 사상은 원자론의 유포를 방해하는 역할을 하였습니다. 결국 그 후의 고대 그리스 철학은 플라톤과 아리스토텔레스의 인간주의적 사상이 주류가 되었습니다. 데모크리토스의 원자론은 사장되었고, 대신 사원소설(四元素說)이 퍼졌습니다. 만물의 ..
무한 원숭이 정리 무한 원숭이 정리란, 타자기 앞에 앉아서 마음대로 타자기를 치는 원숭이가, 충분히 오랜 시간을 들여 타자기를 치다보면, 이윽고 프랑스 국립 박물관에 소장된 모든 책을 쳐낼 가능성이 있다는 것 입니다. 이것은 충분히 오랜 시간을 들여 무작위로 1문자씩 제시하다보면, 결과적으로 어떠한 문자열이라도 만들어낼 수 있다는 의미입니다. 이 정리에 의하면, 이 블로그의 내용도 충분히 시간만 들이면 아무런 의도 없이도 완성될 수 있다는 것이 됩니다. 물론 원숭이가 타자기를 적당히 친다는 조건자체가 현실적으로 무리가 있습니다. 원숭이가 같은 행동을 계속해서 반복하거나, 타자기 자체를 부수어 버릴 수도 있습니다. 그래서 원숭이를 사용한 설명은 어디까지나 예시에 불과합니다. 그렇기 때문에 우리는 컴퓨터에서..
고대 이집트와 바빌로니아, 인도, 그리고 그리스의 철학자들은 원의 둘레와 지름의 비율이, 원의 크기에 관계없이 둘레는 지름의 3배보다 약간 큰 값이 되는 것을 알고 있었습니다. 그리고 그 둘레와 지름의 비율인 원주율의 올바른 수치를 찾는 데 많은 시간을 들였습니다. 원주율은 임의의 크기의 원의 둘레를 그 직경으로 나눈 값 입니다. 원주율은 기호 π로 나타냅니다. π는 그리스 문자로 주변, 원주, 둘레 등을 의미하는 περίμετρος, 혹은 περιφέρεια에서 유래하였습니다. 또, 원주율은 정수의 비로 표현할 수 없는 무리수로 순환하지 않는 무한 소수로, π = 3.14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 ..., 현대의 우리는 이미 계산되어진 부분까지의 답을 알 수..
바벨의 도서관 바벨의 도서관은 아르헨티나의 작가 호르헤 루이스 보르헤스가 1941년에 발표한 단편 소설 '바벨의 도서관'에 등장하는 동명의 도서관 입니다. 이 도서관에는 도대체 어떤 책이 얼마나 소장되어 있을까요? 바벨의 도서관의 구조 우선 바벨의 도서관의 구조를 살펴 보겠습니다. 바벨의 도서관은 마치 벌집처럼 육각형 구조의 방이 수평으로 연결되어있는데, 이것이 다시 무한히 쌓여있는 형태의 건물입니다. 각각의 육각형의 방은 도서의 열람실이 되어 있으며, 모든 방은 같은 구조로 만들어져 있습니다. 육각형의 열람실 중앙에는 작은 난간으로 둘러쌓인 환기구가 설치되어있는데, 이를 통해 바라보면 상하의 열람실들이 무한히 계속되는 것처럼 볼 수 있게 되어있습니다. 열람실의 벽면 6면 중 4면은 책장이 설치되어 있으..
달이 위상변화에 따라 차고 이지러지는 때, 초승달이나 하현달을 자세히 살펴보면, 달의 빛나지 않는 나머지 부분에 본래의 둥근 모습이 희미하게 보일 때가 있습니다. 이것은 지구가 받은 태양광을 다시 반사하여, 달의 표면을 비추고 있기 때문에 일어나는 현상으로 지구조(Earthshine)라고 합니다. 달이 지구와 태양사이에 있을때, 태양광을 반사하여 빛나는 달 표면의 면적이 작아집니다. 반대로 달로부터 지구를 관측할때, 지구가 본래의 원형에 가까운 형태일수록 지구로부터 달에 반사하는 태양광이 많아집니다. 그 때문에 지구조가 보이기 쉬워집니다. 신월 때는 달로부터 보이는 지구가 완전한 형태가 되어 지구로부터의 반사광이 최대가 됩니다만, 신월은 야간에 볼 수 없기 때문에 지구조도 볼 수 없습니다. 달이 신월 위..
유기 EL 최근 휴대전화나 소형 TV 등에 유기 EL이라는 디스플레이가 사용되게 되었습니다. 유기 EL 디스플레이는 액정과 플라즈마 디스플레이에 이어 차세대 박형 디스플레이로 주목받고 있습니다. 또한, 유기 EL을 조명에 이용하는 것에 대한 연구 개발도 진행되고 있으며, 차세대 조명으로도 기대되고 있습니다. 유기 EL은 유기 일렉트로 루미네센스(Organic Electro Luminescence)의 약자로 유기물에 전압을 가하면 빛을 내는 현상을 말합니다. 일렉트로 루미네센스 금속이 전기를 통하는 이유는 금속 내부에 금속 원자로부터 떨어져 자유롭게 움직일 수 있는 자유 전자가 존재하기 때문입니다. 이 자유 전자의 움직임이 바로 전류의 정체입니다. 많은 유기물은 자유 전자가 없기 때문에 일반적으로 절연체 ..
잎이 물드는 나무 가을이 깊어질 무렵이면 나무의 잎이 노란색이나 붉은색으로 변하면서, 우리는 선명한 단풍을 즐길 수 있게 됩니다. 단풍이란 나무의 잎이 떨어지기 전에 색이 바뀌는 것입니다만, 모든 나무가 단풍하는 것은 아닙니다. 단풍은 단풍나무나 은행나무 등의 낙엽수에서 주로 일어나는 현상으로, 겨울이 오기전에 일제히 잎을 떨어뜨립니다. 한편, 소나무와 삼나무 등의 상엽수는 1년 내내 녹색잎을 유지하고 있습니다. 낙엽수처럼 일제히 잎을 떨어뜨리는 일은 없지만, 낡은 잎은 떨어지고 새로운 잎으로 바꾸어 갑니다. 나뭇잎은 녹색 식물은 광합성에 의해 무기물인 이산화탄소와 물로부터 포도당을 만들고, 그것을 바탕으로 전분이나 단백질 등 살아가는데 필요한 에너지원이나 몸을 만드는 물질을 합성하고 있습니다. 광합성은..
플랑크의 에너지 양자 가설 독일의 물리학자 막스 카를 에른스트 루트비히 플랑크는 레일리-진스의 공식과 빈의 공식을 결합하면, 흑체 방사 스펙트럼을 보다 정확하게 재현할 수 있다고 생각하였고, 여러번의 시행착오 끝에 1900년에 플랑크의 복사 법칙을 도출했습니다. 플랑크는 빛의 에너지는 파동과 같이 연속적으로 변화하는 것이 아니라, 1개, 2개로 셀 수 있는 입자와 같이 불연속적으로 변화한다고 생각했습니다. 그래서 특정 진동수의 빛이 담당할 수 있는 에너지는, 빛의 진동수에 있는 정수를 곱한 값을 최소 단위로해서, 그 정수배가 된다는 에너지 양자 가설을 제창했습니다. 이 상수가 나중에 플랑크 상수라고 불리게 됩니다. 플랑크 상수에 진동수를 곱한 hν를 에너지 양자라고 합니다. 이와 같이 플랑크는 흑체 방사..
태양의 평균 직경은 1,392,000km이고, 달의 평균 직경은 3,474.8km입니다. 지름으로 비교하면 태양은 달의 약 400배 입니다. 말하자면 태양의 직경은 달이 400개나 줄지어 있는 크기인 것 입니다. 그런데 지구에서 태양과 달을 보았을 때는 거의 같은 크기로 보입니다. 지구에서 보았을 때 태양과 달이 같은 크기로 보이는 것은 '지구에서 태양까지의 거리'와 '지구에서 달까지의 거리'와 관련이 있습니다. 경치를 바라보고 있을 때, 먼 곳에 있는 것이 작게 보이는 것을 우리는 일상생활에서 체험하고 있습니다. 그림은 근처의 물체 A와 먼 물체 B를 보았을 때의 모습을 나타낸 것입니다. 이 두 물체는 같은 크기이지만 각 물체까지의 거리가 다르기 때문에 물체를 나온 빛이 우리 눈에 들어오는 각도가 다릅..
뜨거운 철 상자에서 방출되는 빛의 이상한 현상 고온의 물체에서 방출되는 빛을 조사하기 위해서는 색이 있는 물체를 사용할 수 없습니다. 왜냐하면 색이 있는 물체는 그 색에 대응하는 빛을 방출하기 때문입니다. 그렇기 때문에 검은 물체가 방사하는 빛, 흑체 복사가 연구의 대상이 되었습니다. 그러나 다양한 파장의 빛을 방출하거나 흡수하는 이상적인 흑체는 존재하지 않습니다. 프로이센의 물리학자 구스타프 로베르트 키르히호프는 내부가 비어있어 공동상태인 철 상자에 작은 구멍을 뚫은 장치를 고안했습니다. 이 구멍에서 빛을 넣으면 빛은 내부에서 반사를 반복하고 곧 흡수되어 버립니다. 반대로 이 상자를 가열하면 빛이 구멍에서 나옵니다. 그는 이 철 상자가 이상적인 흑체 방사를 할 것이라고 생각하고, 상자를 고온으로 만들 ..
시작은 용광로의 온도 제어 '현재의 큰 문제는 연설이나 다수결이 아니라 철과 피로만 해결된다'. 이것은 1862년 프로이센 왕국의 오토 폰 비스마르크 총리가 실시한 철혈 연설에서 한 말 입니다. 이 말의 의미는 독일 통일을 완수하는 수단은 대포와 병사, 즉 군사력밖에 없다는 것 입니다. 1871년 보불전쟁에서 승리한 프로이센 왕국은 프랑스 북동부의 알자스-로렌 지역을 획득했습니다. 이 지역은 자원이 풍부하여 철광석과 석탄을 채굴할 수 있었습니다만, 우수한 대포를 얻으려면 고순도 철을 만들 수 있는 제철 기술을 확립해야 했습니다. 프로이센 왕국은 여기서 제철업을 융성시켜 철의 제조에 힘을 쏟았습니다. 제철은 철광석을 용광로에 넣고 고온에서 용융 시킵니다. 여기서 고순도의 철을 만들기 위해서는 용광로의 온도..
달빛과 햇빛 밤하늘에 빛나는 달은 스스로 빛을 내고 있는 것은 아니고, 태양의 빛을 반사해 빛나고 있다는 것은 잘 알려져 있습니다. 고대 그리스의 철학자 아리스토텔레스는 달이 밝게 빛나는 것처럼 보이는 것은, 달의 표면이 거울처럼 매끄럽기 때문이라고 생각했습니다. 많은 학자들이 아리스토텔레스의 설을 믿고 있었지만, 이 설을 부정한 것이 이탈리아의 철학자 갈릴레오 갈릴레이입니다. 달이 밝게 빛나는 것처럼 보이는 이유 갈릴레오는 1632년 쓴 '두 우주 체계에 대한 대화'에서 3명의 학자를 등장시켜, 그들에게 달이 밝게 빛나는 이유를 토론시키고 있습니다. 등장하는 3명은 각각 아리스토텔레스파의 심플리치오, 코페르니쿠스파의 살비아티, 그리고 중립적인 입장의 사그레도입니다. 코페르니쿠스파의 살비아티는 두 사람을..