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이중나선 구조가 발견되기 전까지 과학계에서는 단백질이 유전물질이고, DNA는 단순하고 비활성적인 물질이라는 생각이 당연하게 받아들여졌다.

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로절린드 프랭클린의 X선 회절 사진 포토51은 DNA가 나선형 구조임을 강력히 암시했지만, 기존 이론으로는 설명할 수 없는 변칙이었다

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"지구는 평평해!"

지구가 평평하다는 이론이 당연하게 받아들여짐

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지구가 평평하다면 항해나 천문 관측 중 지평성 너머에서 선박이 사라지는 현상을 어떻게 설명하지?

월식에서 지구의 그림자 모양이 둥근 것은?

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"아하! 지구는 평평하지 않고 둥근 구형이 아닐까?"

코페르니쿠스의 지동설과 같은 새로운 이론 제시

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"지구는 구형이야!"

지구의 구형설이 과학계에 받아들여지고, 항해, 천문학, 지리학 등에서 핵심 전제로 작용함

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고대부터 중세까지는 프롤레마이오스의 천동설(지구 중심설)이 과학의 표준 패러다임이었다.

이 시기의 과학자들은 태양, 별, 행성 등이 지구를 중심으로 돈다는 전제를 바탕으로 세상을 설명했고, 이 체계는 교회와 철학적 세계관에 깊이 뿌리내려 있었다.

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19세기 후반까지의 물리학의 지배적 패러다임 : 뉴턴 역학과 맥스웰, 전자기 이론

->이 시기는 쿤이 말한 “정상과학”의 시기로, 기존 패러다임을 의심하지 않고 퍼즐 풀이에 집중하던 시기였음

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1953년, 왓슨과 크릭이 이중나선 구조를 제시하면서 모든 게 뒤집힌다.

상보적 염기쌍(A-T, C-G) 개념을 통해 복제 가능성과 정보 저장 원리까지 자연스럽게 설명되어 생명현상을 이해하는 중심축이 단백질에서 DNA 구조와 기능으로 이동하였다

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코르페니쿠스의 지동설 제안 이후 갈릴레이의 지동설에 대한 공개적 지지, 케플러의 이론적 정교화가 이루어졌고, 뉴턴이 1687년 만유인력 법칙을 발표하며 지동설이 더 이상 하나의 가설이 아니라 중력이라는 보편 법칙과 연결된 하나의 과학 체계로 확립되었다.

이제 지동설은 더 이상 논쟁의 대상이 아니라, 기초 전제로 받아들여지는 ‘정상 과학‘의 패러다임이 되었다.

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1)빛의 속도는 관측자와 무관하게 일정하다는 실험 결과 (마이컬슨-몰리 실험, 1887)

2)수은 궤도의 이상한 운동 (일부 중력 설명에서 오류 발생)

3)전자기 이론과 뉴턴 역학 간의 불일치

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분자생물학이 탄생하여 이중나선 구조 이후, 유전자 복제, 전사, 번역, 돌연변이 연구 등 새로운 연구 질문과 방법론이 폭발적으로 등장하였다. 그리고

DNA 중심 패러다임이 생명과학의 새로운 기준선이 되었다.

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과학혁명 (Scientific Revolution)

1905년, 알베르트 아인슈타인은 특수 상대성이론을 발표하며 시간과 공간에 대한 기존의 개념을 완전히 뒤집으며 뉴턴 역학을 대체할 수 있는 새로운 패러다임 등장

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상대성이론은 이후 실험과 관측을 통해 강력한 지지를 받았고, 점차 많은 물리학자들에 의해 수용되었음

->이후 새로운 패러다임을 중심으로 새로운 정상과학의 시대로 이어짐!

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알파입자 산란 실험에서 톰슨의 가설이 맞다면 알파입자가 거의 그대로 직진해야 하는데, 대부분이 통과하고 일부가 튕겨져 나오는 현상 등장

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위기 1. 금성의 위상 변화

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위기 1. 금성의 위상 변화

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지동설은 16세기 코페르니쿠스가 주장하고 갈릴레이의 망원경 관측으로 뒷받침된 이론으로, 태양을 중심으로 행성들이 공전한다는 내용이다. 이 이론은 화성의 역행 운동과 금성의 다양한 위상처럼 천동설로 설명할 수 없는 현상들을 쉽게 설명할 수 있어 점차 천동설을 대체하게 되었다.

천동설이란 과거 많은 사람들이 지구를 모든 우주의 중심으로 생각하고 그 밖에 보이는 다른 천체들이 지구를 중심으로 하늘에서 돈다고 생각한 우주론이다. 과거 많은 사람들이 보기에 하늘은 둥근 천장으로 생각하였으며 별과 태양 등의 천체가 하루에 한 바퀴씩 동쪽에서 서쪽으로 돌면서 이동한다고 생각하였다.

갈릴레이는 금성의 위상 변화를 관측한 결과를 해석, 그 크기가 변하는 것으로 보아 금성은 지구가 아니라 태양을 중심으로 공전하고 있으며 그 위상이 변하는 것으로 보아 금성은 스스로 빛을 내지 못하고 태양빛을 반사해 빛나고 있다는 사실을 알아냈다. 갈릴레이는 금성이 초생달 모양으로 보일 때 가장 크게 보이며 보름달 모양으로 보일 때 가장 작게 보인다는 사실을 관측했다. 이것은 천동설로 도저히 설명할 수 없는 것이다. 갈릴레이는 관측을 통해 금성이 달처럼 위상이 변하는 것은 천동설에서는 설명이 안 되지만 코페르니쿠스의 지동설과는 잘 맞는다는 사실을 알게 됐다.

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톰슨은 전자의 모형을 확인한 후 전자가 

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톰슨은 전자의 모형을 확인한 후 전자가 전기적으로 중성이라는 사실을 바탕으로 +전하를 띤 공모양의 원자 속에 -전하를 띤 전자가 박혀있음

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원자핵의 존재 발견, +입자를 띄는 원자핵 주변에 전자가 돈다는 것을 발견.

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위기 2. 행성의 역행 운동

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위기 2. 행성의 역행 운동

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화성의 역행 운동을 설명하기 위해 주전원이라는 개념을 도입하였으나, 이는 너무나 복잡하였다.

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원자핵의 존재 확인 후 원자의 중심에 원자핵이 있고 대부분 비어 있는 공간 주위로 전자가 원운동을 하는 새로운 원자모형 제시

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“태양이 중심에 존재하며 그를 중심으로 여러 행성들이 일정 궤도를 따라 공전하고 있다”

코페르니쿠스가 새롭게 지동설을 주장하였다.