연역법/ 유기물은 썩는다. 사과는 유기물이다. 사과는 썩는다

사과를 떨어뜨리면 땅으로 떨어진다.

배를 떨어뜨려도 땅으로 떨어진다.

돌을 떨어뜨려도 땅으로 떨어진다.

결론: 모든 물체는 땅으로 떨어진다.

연역법 ex)

대전제: 대한민국의 모든 국민은 법 앞에서 평등하다.

소전제: 나는 대한민국 국민이다

결론: 따라서 나도 법 앞에서 평등하다.

매일 아침 6시에 해가 뜨는 것을 관찰함

결론 : 아침에는 해가 뜬다

연역법

모든 금속은 전기가 통한다

철은 금속이다

철은 전기가 통한다

대전제: 별은 빛난다

소전제: 태양도 빛난다

결: 태양은 별이다.

귀납/

관찰1: 버려진 아기는 곧 죽었다

.

.

.

관찰100: 버려진 100번째 아기도 죽었다.

결: 아기는 혼자서 생존할 수 없다

대전제 : 학생은 인간이다

소전제 : 과학사를 학생이 수강한다

결론 : 그러므로 학생은 인간이다

귀납법

전압을 1V 걸어보니 전류가 1A

전압을 2V 걸어보니 전류가 2A

전압을 3V 걸어보니 전류가 3V 가 나왔다

전압과 전류는 비례한다.

포퍼: 반증이 불가능하기에 과학이 아니다.

쿤: 옛날엔 패러다임이었지만 현대과학에 교체되었음(e.g. 지리학)

라카토스: 풍수지리설은 반례가 나와도 이유만 덧붙일 뿐 새로운 예측을 하지 못하기 때문에, 라카토스 관점에서는 퇴행적 연구 프로그램이다.

풍수지리설은 자연과 인간의 관계를 설명하던 하나의 세계관, 즉 패러다임이었다. 하지만 뉴턴 역학과 같은 근대 과학의 등장은 풍수지리설을 대체하였기 때문에, 오늘날의 과학 패러다임 속에서는 과학으로 인정받지 못할 것이다.

풍수지리설은 새로운 사실을 예측하기보다는 기존 결과에 맞게 보조 설명만 덧붙이는 퇴행적 연구 프로그램에 해당하기 때문에 과학으로 인정받지 못할 것이다.

쿤/ 땅은 오로지 환경적인 영향에서 그 가치가 정해진다. 그럼으로 비과학적인 내용이 포함된 풍수지리설은 현대 시대의 패러다임과는 맞지 않는다.

러커토시/ 분명 비과학적인 내용이 포함되어있으나 이러한 부분을 수정한다면 분명 타당한 과학적 자료가 될 수 있을것이다.

땅의 형세와 물의 흐름을 살펴서 인간의 실흉 화복을 예측하고, 도읍지, 주택, 묘지 등을 정하는데 영향을 미친 동아시아의 전통적인 지리 사상으로 음양오행 사상을 바탕으로 땅의 기(氣)를 판별하여 길한 곳을 찾고 흉한 것을 피하는 것이 주된 목적이다.

포퍼의 관점에서 풍수지리설은 반증 되면 폐기가 되야 하는데 현재 풍수지리설은 일관성 부족(명당을 집을 지어도 실제로 성공 못한 사례가 많음), 검증 불가능성(눈에 보이지 않는 개념 음양오행의 흐름, 기 등에 의존함),예측력 부재(풍수는 모호한 해석에 의존해 명확한 예측을 제공하지 못함) 등으로 풍수지리설은 폐기가 되어야 하기 때문에 포퍼 에게는 과학이 아니다.

쿤의 관점에서는 풍수지리설은 동아시아 사회에서 오랜 기간 동안 자연과 인간의 관계를 설명하는 하나의 세계관으로 받아들여졌는데, 이것을 하나의 패러다임이라고 볼 수 있다. 그러나 현대 과학은 실험적 검증과 수학적 모델을 토대로 성립되며, 풍수지리설은 이에 부합하지 않으므로 과학으로 인정되기 어렵다.

러커토시 관점에서는 과학 이론을 연구 프로그램으로 보고, 핵심 이론과 보조 가설, 규칙이 있다고 했다. 좋은 과학은 보조 가설을 통해 점점 새로운 사실을 예측하고 연구 프로그램이 진보적이어야 한다고 했다. 이때 풍수지리설의 핵심은 "자연의 기운과 위치가 인간의 운명을 좌우한다." 라는 믿음이다. 그런데 이걸 뒷받침하는 보조 가설들이 새로운 예측을 내놓거나 과학적으로 검증된 적은 거의 없기에 오히려 검증이 안 되면 말들만 늘어나서 연구가 정체된 연구 프로그램이므로 과학으로 보기 어렵다.

나는 나에게 들려오는 정보를 곧바로 믿지 않고, 항상 비판적인 태도를 가져 그 주장이 타당한지 확인하고 그 정보를 받아들이겠다. 또한 받아들인 정보가 무조건 사실이라는 확신을 가지지않고, 비판적인 태도를 가지겠다.

초등학교 고학년때 공책 맨뒤 페이지나 인터넷을 조금 하다 보면 혈액형 성격론 같은것이 있었다

예를 들면 A형은 소심하고, B형은 성격이 좋다 등 이런 말이 있었는데

내 주변인들이 많이 이 이야기를 꺼내서 생각 해보니 진짜 나랑 내 혈액형과 혈액형 성격을 보니 비슷한거 같아 믿게된 일이 있었다.

선풍기 사망설/

초등학생 시절 여름 초 슬슬 더워지는 시기에 선풍기를 틀기 시직하는데 이때 잠 잘때 마다 땀 나는게 싫어 선풍기를 틀고 잠을 청하려고 하면 부모님이 선풍기를 틀고 자면 죽을 수 있다고 하셔서 당연히 장난 인줄 알고 유튜브에 검색 해보았는데 실제로 뉴스에서 사망에 이를 수 있다. 이렇게 나와서 철떡 믿었던 이유가 있었다.

어릴 적 주변에서 접했던 이야기들중 지금 생각해보면 유사 과학인 내용들이 상당수 존재 했던거 같다.

어릴때 공책이나 인터넷등 금방 쉽게 근처에서 접할 수 있는 매체들에서 자주 보고 주변인들이 자주 이야기를 꺼내다 보니 자연스럽게 나도 믿게 되었고

또한 선풍기 사망설 또한 과학적 근거 없이 오직 뉴스에 나왔다는 이유로 비판적인 사고 없이 닫힌 사고로 정보를 받아 들인거 같다.

그러나 지금 생각 해보면 당연히 아무런 과학적 근거 없이 무조건 수용하는 태도로 행동한거 같으나 이러한 경험들을 통해 나는 앞으로 어떤 소식을 듣게 될 때 단순히 들은 이야기에 의존하지 않고, 검증되거나 근거를 확인하는 태도를 가져야 겠다는 생각이 들었다. 그리고 또한 비판적이고 열린 시각을 유지 해야 한다는 행동을 가져야 한다고 느꼈다.

양자 세계에서는 전자가 에너지 벽울 통과해버리는 양자 터널링, 원자가 특정한 값만의 에너지만을 받아들이는 현상들이 일어난다. 이번 연구에서는 이러한 미시적인 현상들이 거시세계에서도 일어난다는 것을 발견했다.

세상은 과학으로 망해간다.(온난화, 전쟁 등.) 그리고 이를 타파하기 위해서는 규제가 아닌 더 강력한 과학이 필요하다. 나무를 아끼기 위해 플라스틱을 발명했듯, 위기를 극복하기 위해서는 기초과학이 필수적이다.

나는 물리학과 지망생이다. 물리를 잘하는 것은 아니지만, 세상을 설명한다는 점에서 매력을 느껴 물리를 좋아하게 됐다. 현대 물리학계의 최대 관심사는 양자역학이다. 이번 노밸 물리학상도 양자 관련이다.

양자 세계에서는 전자가 에너지 벽울 통과해버리는 양자 터널링, 원자가 특정한 값만의 에너지만을 받아들이는 현상들이 일어난다. 이번 연구에서는 이러한 미시적인 현상들이 거시세계에서도 일어난다는 것을 발견했다.

세상은 과학으로 망해간다.(온난화, 전쟁 등.) 그리고 이를 타파하기 위해서는 규제가 아닌 더 강력한 과학이 필요하다. 나무를 아끼기 위해 플라스틱을 발명했듯, 위기를 극복하기 위해서는 기초과학이 필수적이다.

대학교 과학 캠프에서 학생들에게 직접 실험 주제를 선정하여 탐구하는 과제가 주어진적이 있었는데  평소 관심이 있던 환경화학과 관련된 실험을 찾아보던 중 유해가스 흡착 특성을 가진 MOF(금속-유기 골격체) 에 대해 조사하게 되었다. 이후 최근 노벨 화학상을 받은 사람을 찾아보던중 MOF(금속-유기 골격체)는 한 일본인에 의하여 만들어 졌다는 것을 알게 되었으며. 이에 관심을 가지고 조사를 진행하게 되었다.

조사 내용

MOF는 금속 이온과 유기 리간드가 결합하여 만들어진 다공성(구멍이 많은) 구조를 가진 물질로 내부에 수많은 빈 공간이 존재한다. 이러한 구조적 특징 덕분에 매우 넓은 표면적을 가지고 있으며 이는 화학 반응이 일어날 수 있는 자리를 크게 늘려준다. 또한 금속의 종류나 유기물의 조합을 바꾸면 MOF의 성질을 다양하게 조절할 수 있어 특정한 반응을 선택적으로 촉진시킬 수 있다는 장점도 있다.

기초과학의 중요성

현대에는 빠르게 과학적 지식이 늘어나고 있는 만큼 그 책임이 화살이 되어 돌아오고 있다. 이를 해결하기 위해 화학적인 계념을 발전시켜 문제를 해결해야 한다고 생각 한다.

이번 발표를 준비하면서, 존 클라크, 미셸 드보레, 존 마르티니스의 연구를 배우게 되었으며, 이들은 거시적 전자회로에서도 양자현상이 유지될 수 있음을 실험적으로 증명하고, 이를 안정적으로 제어하며, 실제 양자컴퓨터를 구현한 공로가 있는 인물이다. 존 클라크는 두 초전도체 사이에 얇은 절연층을 넣은 조셉슨 접합을 제작하고, 전류가 절연층을 양자 터널링으로 흐르는 현상을 관찰하여, 전자 수조 개가 모인 큰 회로에서도 양자역학적 간섭이 발생함을 실험적으로 증명하였다. 미셸 드보레는 초전도 회로에서 양자상태가 외부 잡음이나 불안정성으로 쉽게 깨지는 문제를 연구하고, 회로를 정밀하게 제어하며 극저온 환경에서 실험함으로써 초전도 큐비트의 안정성을 높이고 양자정보를 오래 유지할 수 있는 기술을 개발하였다. 존 마르티니스는 이러한 기술을 바탕으로 여러 큐비트를 연결한 양자칩을 제작하고, 극저온 환경에서 실제 양자 연산을 수행하였으며, 2019년 구글의 ‘시커모어’ 프로세서를 이용하여 기존 슈퍼컴퓨터보다 빠른 계산을 완료하고 세계 최초로 양자 우위를 입증하였다.

기초과학은 새로운 기술을 개발하고 문제를 해결하는 기반이 되며, 이를 통해 우리는 아직 밝혀지지 않은 현상을 이해하고 실제 응용으로 연결할 수 있다. 특히, 생활과 윤리에서 배우는 내적 책임과 연결하면, 연구자가 지식을 올바르게 활용하려는 자기 책임감이 기초과학을 공부하고 실험하는 이유가 된다. 즉, 기초과학을 충실히 이해하고 탐구함으로써, 연구자는 자신의 호기심과 지식을 안전하고 의미 있게 사용할 수 있으며, 이를 통해 새로운 기술이나 발견이 올바른 방향으로 사회에 기여할 수 있다. 이러한 이유로, 기초과학은 단순한 지식 습득을 넘어 책임 있는 연구와 기술 발전을 가능하게 하는 근본이라고 할 수 있다.

2. 드보레는 거시적인 전기회로에서도 양자현상이 나타날 수 있다는 것을 실험으로 증명했다.

   이 연구는 트랜스몬 큐비트 개발과 현대 양자컴퓨터 기술 발전에 큰 기여를 했다. 즉, 작은 세계에서만 일어난다고 생각했던 양자현상이 큰 회로에서도 가능함을 보여준 업적이다.

3. 나는 중요하다고 생각한다. 기초과학을 이해해야 기술과 사회 발전의 발판을 마련할 수 있기 때문이다. 결국에 모든 일들은 기초과학으로부터 비롯된다

 고대의 경우 탈레스, 엠페도클레스, 아리스토텔레스 등의 철학가(?)가 세상을 설명했는데, 이 시기의 패러다임은 종교적 영향이 크다. 즉 과학과 종교가 명확히 나눠지지 않으며 현상의 관찰 방법(현미경) 등도 발전하지 않았기에 많은 경우를 상상력에 의존하여 설명한다. 예를 들어 탈레스는 모든 설을 주장했는데, 이는 그가 관찰한 명확한 사실 위에 그 나름의 설명(상상)을 가미한 것이다.  

 하지만 시대가 변화하며 탈레스가 제시한 패러다임에는 오류가 생긴다.  

 탈레스에 따르면 물은 더 이상 나눠지지 않는 가장 작은 원소여야 하지만, 라부아지에가 물을 수소와 산소라는 더 작은 원소로 나누며 탈레스의 패러다임은 반박한 것이다.  

 이러한 일련의 과정을 통해 패러다임은 크게 변화한다. 과거의 이론을 깨부수는 뉴턴의 고전 역학, 또 이전 패러다임의 오류를 제시하고 새로운 패러다임을 보여준 아인슈타인의 현대 과학 등일 것이다. 

(패러다임 설명을 못 들었어서 검색해서 이해한 내용으로 써봤습니다.. ㅠㅜㅠㅠ)

토머스 쿤은 과학이 점점 발전하는 게 아니라, 기존의 이론이 무너지고 새로운 생각이 등장하면서 패러다임 전환이 일어난다고 보았다.

이 관점에서 화학공학의 발전을 보면, 예전 고대의 탈레스는 모든 물질의 근원을 물이라고 생각했다. 지금 기준에서 보면 단순하지만 당시엔 자연의 근본을 찾으려는 첫 시도였고 하나의 패러다임이었다. 그 뒤 아리스토텔레스는 세상을 불, 공기, 물, 흙의 네 가지 원소로 설명했는데 이때는 과학적인 이론이 아닌 철학적인 생각에 가까웠다.

그러나 시간이 지나면서 라부아지에의 물분해 실험으로 인해 그는 물을 원소로 보던 기존의 아리스토텔레스식 사고가 틀렸음을 실험 결과로 증명했고, 이로써 과학혁명이 일어났다. 이전의 이론이 통째로 뒤집히는 패러다임 전환이었다.

그 뒤로 멘델레예프의 주기율표, 양자화학의 등장 등 과학자들의 연구를 통해 화학의 패러다임은 점점 더 실험적이고 구체적인 방향으로 발전했다. 그리고 이런 변화는 결국 화학을 실험실 안의 학문이 아니라 실제 산업에 응용하는 화학공학으로 이어졌다.

이런 과정을 보면 과학은 단순히 지식을 쌓는 게 아니라,계속 변하는 세상이라는것이라고 생각이 든다. 앞으로 나도 새로운 과학적 패러다임을 만들어 가고 이끌어 갈 수 있는 사람으로 성장하고 싶다.

파동일지도..

뉴턴/ 프리즘을 거쳐 분광된 무지개빛을 두번째 프리즘에 통과시켜 백색광을 만듬=서로 다른 입자들로 구성되어 있어 입자의 크기에 따라 여러 색이 나타남

파동성 주장

하위헌스/ 빛은 에테르라는 매질 속에서 물결처럼 전달되는 파동이라고 주장

영/ 이중 슬릿 실험에서 나타나는 간섭을 통해 뉴턴의 주장에 반박 하였다

빛의 이중성

아이슈타인, 헤르츠 / 빛을 쬐면 전자가 튀어나오는 광전효과 실험으로 빛의 입자적 성질과 파동적 성질을 증명함(동시에 일어나지는 않는다)

느낀점/ 나는 빛이 광자라는 입자로 이루어져 있어 입자성이 올바른이론이라 생각 하였지만 하위언스나 영같은 다른 학자들의 이론을 배우고 최종적으로 광전효과 실험을 통해 빛을 포함한 과학적 사실들이 언제든지 변할 수 있으며 지금 발견된 과학적 이론도 완벽하지 않을 수 있다는 것을 깨달았다.

과학은 토론과 논쟁의 학문이라 생각한다. 생각하고, 가설을 세우고, 반박하고 증명하고 발전하는 것. 물론 그 과정은 비판적 사고와 까다로운 증명 과정이 필요할 것이다. 하지만 이를 통해 우리는 세상을 바라보는 관점을 더욱 명확히 할 수 있을 것이다.

두 번째 주장은 파동성 주장이다. 하이언스는 뉴턴의 말에 도전 하였다. 그는 빛은 에테르라는 매질 위에서 퍼져 나가는 파동이라고 주장했다. 그리고 이중에 토마스 영 이라는 학자는 두개의 바늘 구멍이있는 이중슬릿 실험을 통해 간섭무늬가 나타나는것을 발견해서 파동성이 맞다 라는 쪽으로 패러다임이 변하였다.

마지막 세 번째 주장인 빛의 이중성은 아이슈타인과 헤르츠가 광전효과 실험을 하면서 이 과학 판을 뒤집었다. 금속에 빛을 비추면 전자가 튀어나오는데, 이건 입자로 설명하지 않으면 설명 할 수없는, 즉 말이 안되기 때문에 결국 빛은 파동처럼 행동하고 동시에 입자 처럼 행동하는 빛의 이중성이 받아들여졌다.

내가 오늘 선생님과 함께 빛의 대해서 공부해보니 과학은 언제든지 바뀔 수 있다는 것을 확실히 깨달았다. 영향력 있는 뉴턴의 말을 고지 곧대로 믿었으나 실험하나로 파동설이 뒤집히고 20세기에는 이중성이 등장해 입자냐 파동이냐를 둘 다 인정하게 된 것도 흥미로웠다.

과거 가장 작은 물질 단위인줄 알았던 원자는 양성자와 전자, 중성자로 이루어지고, 이것들은 다시 한 번 여러 쿼크로 이루어져있다. 양성자는 업쿼크 2개, 다운쿼크1개 이며 중성자는 업쿼크 1개 다운쿼크 2개로 이루어졌다. 쿼크는 6개의 종류로 이루어져있는데 그 종류로는 업쿼크,다운쿼크,참쿼크, 스트레인지쿼크, 탑쿼크, 바텀 쿼크가 있다.

먼저 전지의 아버지 볼타가 어떻게 전기를 만들어냈는지를 간단히 살펴봤다. 금속 두 종류와 전해질을 이용해 전압이 생긴다는 그 유명한 볼타전지 얘기다.

그다음엔 외르스테드로 넘어가서 “전기가 흐르면 자기장이 생긴다”는 걸 처음으로 밝혀낸 순간을 봤다. 전류가 흐르는 도선 옆에 나침반을 두면 바늘이 휙 돌아가는 그 장면. 전기와 자기 사이에 몰래 연결고리가 있다는 걸 처음으로 보여준 거다.

이걸 본 패러데이는 그럼 반대로 자기장으로 전기를 만들 수 있다고 역발상을 한다. 그리고 결국 자석을 움직여 코일에 전류를 만들어내는, 지금 발전기 원리의 기반을 만들어냈다. 진짜 혁신의 끝판왕이다.

마지막으로 맥스웰이 등장한다. 이 사람은 패러데이의 아이디어를 수학으로 정리했다. 원래는 잡다한 규칙들이 산처럼 쌓여 있었는데 이걸 네 줄의 방정식으로 정리 해버렸다.

인류는 처음에 원자를 더 이상 쪼갤 수 없는 물질의 최소 단위라고 생각했지만, 실험이 정교해지면서 그 내부 구조가 계속 드러나 왔다. 19~20세기 초에는 원자가 음전하를 띤 전자와, 양전하와 대부분의 질량을 가진 원자핵(양성자·중성자)으로 이루어져 있다는 사실이 밝혀졌고, 이후 고에너지 실험을 통해 양성자와 중성자도 쿼크라는 더 작은 기본 입자들의 결합체라는 것이 확인되었다. 현재 표준모형에서 쿼크는 여섯 가지 종류(업, 다운, 스트레인지, 참, 바텀, 톱)로 분류되며, 이 가운데 업과 다운 쿼크가 양성자와 중성자를 이루어 우리 주변의 보통 물질을 구성한다. 이런 과정을 통해 “가장 작은 단위”에 대한 개념은 원자 → 전자·양성자·중성자 → 쿼크처럼 점점 더 깊은 수준으로 갱신되어 왔고, 지금도 그 아래 구조가 있을지 탐구가 계속되고 있다.

이후 돌턴의 원자설을 시작으로 톰슨, 러더퍼드, 보어를 거쳐 현대의 양자역학적 원자 모형에 이르기까지 원자에 대한 이해가 점진적으로 수정·발전해 온 과정을 배웠다. 또한 아보가드로가 원자와 분자를 구분하고 기체 분자의 개념을 정립함으로써 화학 반응을 입자 수준에서 설명할 수 있는 기반을 마련했음을 학습했다. 마지막으로 맨델레예프의 주기율표를 통해 원소들이 일정한 규칙성을 가지고 배열될 수 있으며, 아직 발견되지 않은 원소의 성질까지 예측할 수 있었음을 살펴보았다. 이 수업을 통해 화학 이론은 고정된 진리가 아니라, 실험과 증거에 따라 끊임없이 수정·발전해 온 지식 체계라는 점을 종합적으로 이해하게 되었다.