열린연단(2편)- 과학철학으로 머리 깨우기
안녕하세요 독서칼럼에 진심인 타르코프스키입니다.
과학철학은 출제자들이 매우 애용하는 주제입니다. 네이버 열린연단에서도 과학철학/과학사는 독자적인 세션을 배당받았을 정도로 인기가 있는 영역입니다. 문과와 이과 학생들이 모두 어려워하는 분야이기도 합니다. 포퍼, 콰인, 흄, 토마스 쿤, 뉴턴, 맥스웰, 아인슈타인, 양자역학 등의 주제, 인물들이 모두 과학철학과 긴밀하게 연결됩니다.
이제 서론 읽을 시간도 없습니다.
핸드폰 켠 김에, (1) 조지프 니덤과 동양의 과학, (2) 맥스웰, 아인슈타인, 그리고 빛의 패러다임을 분석한 아래 과학 지문을 읽어보세요.
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-니덤의 질문, 근대 과학, 원시과학, 중세 과학, 근대 과학의 구분, 니덤 프로젝트, 비교사적 관점, 중영과학합작관, 전기 유전율(ε)과 자기 투과율(μ), 마이컬슨-몰리 실험, 우주 배경 복사, 암흑 에너지, 우주 상수의 퍼즐, 멀티버스(multiverse)
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(연습문제 1)
출처: https://openlectures.naver.com/contents?contentsId=132098&rid=2934
조지프 니덤과 동양의 과학
강연자 : 이문규 전북대 과학학과 교수강연일 : 2017. 06. 10
참조 및 재구성.
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(연습문제 2)
출처: https://openlectures.naver.com/contents?contentsId=132098&rid=2934
참조 및 재구성.
중국은 르네상스 이전의 유럽과 유사한 문명 수준을 보유했지만, 현대에 이르러 서구 국가들이 과학 혁명을 통해 발전한 반면 중국은 정체되었다는 인식이 있었다. 이러한 현상에 대해 20세기 초반 중국 철학자 펑유란(馮友蘭)은 중국에 과학이 부재했기 때문이라고 주장하였다. 당시 중국 지식인들은 자국 역사에 과학이 없었다고 여겼고, 이는 아인슈타인이나 과학사학자 길리스피(C. C. Gillispie)와 같은 서양 학자들도 공유한 견해였다. 길리스피는 과학이 그리스 철학에서 유래하여 오직 유럽 문명에서만 발전했다고 보았다. 그러나 후에 중국 전통 과학의 여러 분야에 대한 실증적 연구가 축적되면서 중국의 과학 기술이 세계 과학기술사의 중요한 일부로 인정받게 되었다. 이러한 인식 전환에 결정적인 역할을 한 인물이 바로 영국의 생화학자 조지프 니덤(Noel Joseph Terence Montgomery Needham, 1900~1995)이다. 니덤은 케임브리지 대학에서 생화학을 전공하고 발생화학 분야에서 뛰어난 성과를 남겼다. 1937년 중국인 유학생 루게이전(魯桂珍)을 만나 중국어를 배우기 시작했고, 이를 통해 중국의 역사와 문화, 특히 과학에 깊은 관심을 갖게 되었다. 중일전쟁 기간인 1942년부터 그는 충칭(重慶)에 위치한 중영과학합작관을 설립하여 중국 과학자들에게 실험 장비와 과학 문헌을 지원하며 중국 각지를 여행하였다. 이때 니덤은 중국의 전통 기술과 과학에 대한 방대한 자료를 수집하였고, 중국 과학사에 대한 이해의 폭을 넓혔다. 귀국 후 그는 케임브리지 대학 출판사에 『중국의 과학과 문명』(Science and Civilization in China) 집필을 제안하였고, 이는 당초 예상보다 훨씬 방대한 총서로 발전하였다. 니덤은 연구 과정에서 중국 역사에 해박한 왕링(王鈴)과 루게이전의 도움을 받아 원전의 해석과 번역에 큰 성과를 거두었다. 이 저서는 중국의 과학과 기술이 세계 문명 발전에 크게 기여했음을 상세히 밝히며, 서구 중심의 과학사 서술을 재고하게 만들었다. 니덤의 업적은 동아시아 과학기술사 연구에 지대한 영향을 미쳤고, 과학이 인류 문명의 발전에 있어 중요한 동력이라는 것을 강조하였다. 그는 중국이 세계 과학기술에 크게 기여했다고 주장하며, 과학의 발전을 아시아와 유럽의 비교사적 관점에서 새롭게 조명하였다. 니덤의 노력은 중국 과학의 역사에 대한 무지를 극복하고, 중국 전통 과학기술의 가치를 재발견하는 데 크게 기여하였다. 그의 연구는 현대 과학사학자들에게도 많은 영감을 주었으며, 중국뿐만 아니라 동아시아 전체의 과학기술사 연구를 발전시키는 기반이 되었다. |
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<이 글에서 얻어갈 개념 3가지> |
(연습문제 3)
출처: https://openlectures.naver.com/contents?contentsId=132105&rid=2934
맥스웰, 아인슈타인, 그리고 빛의 패러다임
강연자 : 이필진 고등과학원 물리학부 교수강연일 : 2017. 07. 29
참조 및 재구성.
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(연습문제 4)
출처: https://openlectures.naver.com/contents?contentsId=132105&rid=2934
참조 및 재구성.
우주 배경 복사의 관측을 통해 밝혀진 가장 놀라운 사실 중 하나는 우주의 에너지 구성이다. 우리가 일상적으로 인식하는 원자, 전자, 양성자 등으로 이루어진 물질은 우주 에너지 밀도의 약 4분의 1에 불과하며, 나머지 4분의 3은 암흑 에너지라고 불리는 질량이 없는 형태의 에너지가 차지한다. 이 암흑 에너지는 공간의 팽창이나 수축과 무관하게 항상 일정한 밀도를 유지하며, 입자의 집합으로 이해할 수 없는 독특한 성질을 지닌다. 이러한 특성은 에너지 보존 법칙을 위배하는 것처럼 보이지만, 실제로는 그렇지 않다. 암흑 에너지는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 우주 상수로 나타나는데, 이는 공간의 팽창과 관계없이 불변의 에너지 밀도를 가진다. 우주의 팽창으로 인해 물질의 밀도는 감소하지만, 우주 상수는 변하지 않으므로 시간이 지남에 따라 암흑 에너지의 상대적 비중은 더욱 커진다. 초기 우주에서는 물질의 밀도가 우주 상수에 비해 매우 컸지만, 현재는 암흑 에너지가 우주 에너지의 대부분을 차지하게 되었다. 이러한 현상으로 인해 "우주 상수의 퍼즐"이 제기되는데, 이는 왜 우주 상수의 값이 그렇게 작으면서도 0이 아닌지를 설명하는 문제이다. 우주 상수가 처음부터 0이었다면 이러한 문제가 없었겠지만, 관측 결과 그렇지 않음이 밝혀졌다. 초끈 이론은 이 문제에 대한 가능성 있는 해답을 제시한다. 초끈 이론에 따르면, 우주는 10차원의 시공간으로 이루어져 있으며, 이 중 숨겨진 6차원 공간의 형태에 따라 10의 500승 가지의 다양한 우주가 존재할 수 있다. 이러한 멀티버스(multiverse) 개념은 우리 우주의 우주 상수가 특정한 값인 이유를 설명하는 데 도움이 된다. 즉, 수많은 우주 중에서 생명체가 존재할 수 있는 환경을 가진 우주는 제한적이며, 우리는 그 중 하나에 존재한다는 것이다. 이는 지구의 표면 온도가 생명체에 적합한 이유가 우주에 무수히 많은 행성이 존재하기 때문이라는 설명과 유사하다. 따라서 우주 상수의 작은 값은 필연적인 당위성보다는 환경적 우연의 결과로 이해될 수 있다. 그러나 이러한 설명이 실제로 옳은지는 아직 알 수 없으며, 멀티버스의 실존과 초끈 이론의 검증은 현재 과학 기술로는 어려운 상태이다. 맥스웰의 전자기 이론과 아인슈타인의 상대성 이론이 그러했듯이, 초끈 이론도 우주의 근원을 밝히기 위한 지속적인 노력의 연장선상에 있다. 앞으로의 연구를 통해 우주 상수의 퍼즐이 풀리고, 초끈 이론이 새로운 패러다임으로 자리매김할 수 있을지 기대된다. |
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