매년 10월 마지막 주 토요일은 오늘의 과학자가 내일의 과학자가 될 청소년을 직접 찾아가 과학의 즐거움을 알리는 과학 강연회(10월의 하늘)가 있는 날이다. 2010년에 시작한 '10월의 하늘' 강연회 중 재미있고 의미있는 강연을 엮은 '헬로, 사이언스'를 읽고 지극히 개인적으로 느낌표를 단..ㅋ 내용들만 일부 소개한다. 소개도 지극히 개인적인 방식으로..^^


1. 뇌에서 너의 목소리가 들려(정재승)
- 인간의 뇌에는 아미그달라라고 부르는 편도체가 있는데 상대방의 감정을 읽는데 사용된다. 동양인은 다른 사람의 눈을 보고 감정을 읽고 서양인들은 입을 보고 감정을 읽는다-이모티콘의 차이. 맥박수를 표시해 주는 시계. 러버스 컵(Lover's cup). 나의 역사를 기록하는 안경. 뇌파 청진기.


2. 슈퍼컴퓨터가 나가신다!(이식)
- 현재 세계에서 가장 빠른 컴퓨터 500대를 슈퍼컴퓨터라고 부르는데 대부분 가정용 PC에 들어있는 것과 같은 종류의 CPU를 사용하고 있다. 1년에 두 번(6월 독일, 11월 미국) 전 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터의 순위를 발표한다.(www.top500.org). 린팩(LINPACK)이라는 행렬계산을 얼마나 빨리 하는지를 비교하여 순위를 정한다. 전력효율에 따라 순위를 정한 그린500(www.green500.org)도 있다. CPU 제작사인 인텔의 창업주 고든 무어는 '컴퓨터의 성능은 매 18개월마다 2배씩 향상된다'는 무어의 법칙을 주장하였는데, 실제로도 이런 경향은 꽤 오랜 시간 동안 지속되었다. CPU의 동작속도가 빨라질수록 더 많은 전기가 필요하고 열도 많이 발생하기 때문에 지금은 컴퓨터에서 실제로 계산을 수행하는 뇌, 즉 코어의 숫자를 늘리는 방식을 채택했다. 코어를 늘려 병렬 처리하면 계산에 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 2014년 6월 기준으로 세계에서 가장 빠른 컴퓨터인 은하2호 슈퍼컴퓨터에는 312만 개의 코어가 들어있다. 성능은 33.3 페타(10^15) 플롭스로 이는 전 세계 인구 70억 명 전체가 쉬지 않고 두 달에 걸쳐 수행할 덧셈, 곱셈 계산을 단 1초 만에 계산할 수 있는 정도이다. 과학자들은 실험과 이론 두 가지 방법으로 자연을 연구해 왔는데 최근 몇십 년 동안 컴퓨터 시뮬레이션, 즉 모의실험이 새로운 방법론으로 추가되었다. 모의실험은 실험결과를 해석하거나 이론을 증명하는 등의 보조적인 역할은 물론이고, 때로은 실험과 이론에 앞서 결과를 예측하는 제3의 방법론으로 완전히 자리 잡았다. 분야에 따라서는 모의실험이 유일한 연구방법인 경우도 많아지고 있다. 수식으로 표현할 수 있는 모든 현상은 슈퍼컴퓨터를 이용하여 연구할 수 있다. 미국의 경우 슈퍼컴퓨터를 가장 많이 사용하는 분야가 원자핵 연구 분야이다. 


3. 드디어 나타난 '신의 입자'(전응진)
- 2012년 7월 4일 힉스 입자 발견. 신의 (저주를 받은) 입자. 신의 입자라는 별명을 얻은 일화 - 레더만이라는 노벨 물리학 수상자가 1993년 입자물리에 대한 대중 과학서를 저술하면서, 좀처럼 발견되지 않고 속을 썩이던 이 입자를 지칭해 책의 제목을 '빌어먹을 입자(Goddam Particle)'라고 하려 함. 판매실적을 우려한 출판사가 '신의 입자(God Particle)'로 수정하자고 함. 이 발견되지 않은 '빌어먹을 입자'에 대한 불만이 얼마나 컸던 것인지 짐작할 수 있음. 힉스 입자의 존재를 예견한 것은 1964년. 세 연구팀이 약간의 시차를 두고 독립적으로 연구 발표.

    6월 - 벨기에 자유대학의 브라우트, 앙글레르
    7월 - 영국 에딘버러 대학의 힉스
    10월 - 영국 제국대학의 구랄닉, 하겐, 키블

배편이나 차편으로 논문을 받아보던 당시 상황으로 볼 때 세 연구팀 모두를 이 이론의 창시자로 인정할 수 있음. 힉스 입자로 불리게 된 이유는 당시 영향력이 가장 컸던 물리학자 중 한 사람이었던 이휘소 박사가 힉스의 논문이 가장 먼저 발표된 것으로 오인하여 '힉스 입자'라는 표현을 처음 사용한 것이 시작이었다. 정식 명칭을 'BEH(브라우트-앙글레르-힉스) 입자'라고 해야 옳은 것이겠지만 여전히 관습적으로 '힉스 입자'라는 명칭이 쓰이고 있음.
일반인에게 CERN은 인터넷의 대명사가 된 웹(WWW)을 탄생시킨 곳, 또는 영화로도 만들어진 댄 브라운의 소설 '천사와 악마'의 무대로 기억될지 모른다. LHC는 양성자 두 개를 빛에 가까운 속력으로 가속, 충돌시켜 아직 도달해보지 못한 높은 에너지 상태에서 나타날 수 있는 새로운 현상을 관찰하려는 실험 장치이다. LHC는 2008년에 완공되어 시험 가동에 들어갔으나 며칠 후 가속기의 부품 고장으로 1년의 수리 기간을 거쳐 2009년 말에 이르러서야 다시 가동될 수 있었다. 우여곡절 끝에 안정적인 가동에 들어간 이 실험 장치는 기대 이상의 수준으로 작동되어, 수십 년 동안 미국와 유럽의 여러 실험에서 발견됐던 표준모형의 입자들을 1년도 되지 않는 기간 동안 모두 다시 발견하는 놀라운 성과를 보였다.
알파선은 강한 상호작용(강력), 베타선은 약한 상호작용(약력), 감마선은 전자기 상호작용(전자기력)의 결과로 방출된다. 슈뢰딩거 방정식이 나온 지 2년이 지난 뒤에 상대론적 양자역학이라는 거대한 물길을 터준 방정식이 괴짜 물리학자 디락에 의해 완성되었다. 디락 방정식은 전자의 속도가 아주 느린 경우에는 슈뢰딩거 방정식으로 환원된다. 디락도 전혀 예측하지 못했었지만 전자의 상대론적 파동함수는 반입자(질량은 같고 전하만 반대) 또는 반물질의 존재까지 예측하고 설명할 수 있다. 실제로 1932년에 우주선 속에서 반전자가 발견되었다. 이런 반입자, 반물질의 존재는 새로운 수수께끼를 우리에게 던져주었다. 우리 우주에는 왜 반물질이 존재하지 않는가? 물질과 반물질이 만나면 서로 소멸하여 빛이 되는데 이 과정에서 방출되는 빛 에너지의 양은 E=mc^2으로 계산된다. 쌍소멸과 쌍생성을 완벽히 설명하기 위해서는 디락 방정식만으로는 불충분하고 상대론적 양자역학의 종착역인 '양자장론'이라는 새로운 수학적인 언어가 필요하다. 이 이론은 1950년대 초 도모나가 신이치로, 슈빙거, 파인만에 의해 완성되었다. 이 양자장론이라는 언어로 우리는 자연계의 세 가지 기본적인 힘-전자기력, 약력, 강력-에 대한 이론을 기술할 수 있는데 이를 '게이지 이론'이라고 부르고 '게이지 대칭성의 원리'에 따라 구성된 이론이다. 이 원리를 이해하면 '힉스 입자는 질량의 근원'이라는 말의 의미를 제대로 알 수 있다. 게이지 대칭성의 중요한 결론 중 하나는 '광자는 질량을 가질 수 없다'는 점이고 이는 '광자가 자연계의 최대 속도인 빛의 속도로 달리는 이유는 게이지 대칭성 때문이다'라고 표현할 수 있다. 한편 전자기력과 마찬가지로 약력과 강력도 게이지 이론으로 이해하려는 과정에서 난관에 봉착했다. 1967년 와인버그는 그 당시까지 알려졌던 쿼크와 렙톤 이론에 BEHGHK(힉스 입자의 여섯 학자) 연구 업적을 적용하여 현재로서는 입자 물리의 마지막 방정식이라고 할 '표준모형' 방정식을 완성했다. 진공상태는 대칭성을 갖고 있지 않을 수도 있으며, (이를 '대칭성이 자발적으로 깨어졌다'라고 한다.) 이럴 경우 게이지 입자는 질량을 갖게 된다는 사실이 밝혀졌다. 이때 대칭성이 깨어진 진공상태를 만들어주기 위해 가상으로 설정해야 했던 것이 바로 힉스 입자이다. 힉스 입자의 파동함수(힉스장)가 전 우주 공간에서 일정한 값을 가지게 될 때 게이지 대칭성은 자발적으로 깨어지고, 그 값과 크기에 따라 게이지 입자의 질량도 결정된다. 이런 힉스장의 존재를 약한 상호작용에 적용해서 W, Z 보존을 무겁게 만들고, 더 나아가서 이 힉스장 때문에 물질을 구성하는 기본입자인 쿼크와 렙톤도 질량을 가질 수 있게 된다는 것이 와인버그가 완성한 표준모형의 요체이다. 표준모형은 아직 '이론'이 아닌 '모형'의 지위에 머물러 있다. 약 10여 년 전부터, 표준모형으로는 설명할 수 없는 현상들이 발견되기 시작했다. 표준모형에 따르면 중성미자는 질량을 가질 수 없으나 여러 실험에서 질량을 가지고 있다는 증거들이 확보되기 시작했다(전자의 질량보다 100만 배 정도 작음). 중성미자는 오직 약한 상호작용만하기 때문에 그 성질을 파악하기 위해서는 고성능의 검출장치가 필요하다. 


4. 누가 슈뢰딩거 고양이를 죽였다?(김상욱)
- 속도가 일정한 운동은 자연스럽다. 그렇다면 속도가 변하는 것은 자연스럽지 않다. 따라서 속도가 변하는 것에는 이유가 있어야 하는데 그것이 '힘'이고 법칙으로 나타내면 뉴턴 제2법칙이 된다. 고전물리학의 정리 : 모든 것은 운동으로 기술된다. 운동은 주어진 순간의 위치와 속도로 기술된다. 위치와 속도를 알면 뉴턴의 법칙으로부터 이후의 모든 위치와 속도를 알 수 있다. 즉, 미래가 완전히 결정되어 있는 것이다. 이것을 결정론이라고 하는데 고전역학이 결정론에 해당한다. 
2000년 미국물리학회에서 물리학자들을 상대로 물리의 역사를 통틀어 가장 아름다운 실험을 꼽으라는 설문조사에서 이중슬릿 실험이 1등을 했다. 우리가 '사랑해'라고 말하면 여러 사람이 동시에 이 단어를 듣게 된다. 파동은 동시에 여기저기 있는 것이 가능하다는 얘기이다. 하지만 입자는 동시에 여러 곳에 있을 수 없다. 그런데 이중슬릿 실험을 해보면 전자는 두 개의 구멍을 동시에 지나간다. 관측하면 전자는 하나의 구멍을 지나지만 관측하지 않으면 두 개의 구멍을 동시에 지나 간섭무늬를 만든다. '전자는 파동과 같이 진행하지만, 측정하면 입자가 된다.' 즉, 두 개의 구멍을 파동과 같이 지나가지만 스크린에 부딪힐 때는 입자가 된다. 막상 관측했을 때 지나가는 구멍은 확률적으로 정해진다. 측정 전에는 존재 자체도 알 수 없다는 것이 코펜하겐 해석의 주장이다. 아인슈타인의 질문 "내가 달을 보지 않으면 달은 그곳에 없는 것인가?" 양자역학에 따르면 관측하지 않았다면 달은 없는 것이다. 고전역학에서는 어느 한 순간의 위치와 속도를 알면 뉴턴 법칙에 따라 미래가 완전히 결정된다. 하지만 양자역학에서는 전자의 위치를 측정하려고 하면 필연적으로 속도에 부정확성이 생긴다. 이 불확정성 원리 때문에 전자의 위치와 속도를 동시에 정확히 측정하는 것이 불가능하다. 각각의 원자는 양자역학적으로 행동하는데 이것들이 많이 모이면 고전역학적으로 행동한다. 그럼 몇 개가 모일 때 고전역학적인 물체가 될까? "닥치고 계산!"
1999년 오스트리아의 물리학자 차일링거가 (큰 분자인) 풀러렌으로 이중슬릿 실험을 했는데 역시 파동성을 보여 여러 줄무늬가 나왔다. 이 실험에서 중요한 것은 풀러렌이 이중슬릿을 지나 스크린에 도달할 때까지 절대로 관측을 당하지 말아야 한다는 것이다. 날아가는 중에 공기분자와도 부딪히면 안된다. 공기분자와 부딪히면 적어도 공기분자는 풀러렌이 어느 구멍을 지나는지 알게 된다. 따라서 반드시 완벽한 진공을 만들어 실험해야 한다. 공기분자와 부딪힐 정도의 압력만 있어도 측정이 일어난 것과 같은 결과가 나온다. 즉, 인간 또는 지능을 가진 존재가 있어야 할 필요도 없다. 대부분의 상황에서는 위치정보가 어떻게든 알려지는데 이를 '결어긋남'이라고 한다. 간섭무늬가 사라진 것이다. 우리도 만약 모든 결어긋남을 다 막을수만 있다면 두 개의 문을 동시에 통과할 수 있다. 단, 숨도 쉬지 말아야 하고 단 하나의 공기분자와 부딪혀도 안되며 빛과도 부딪혀선 안된다. 이런 것은 거의 불가능하기 때문에 우리는 양자역학적으로 행동할 수 없는 것이다.


5. 빅데이터를 주목하라(장원철)
- 빅데이터는 4V : 초대용량의 데이터 양(Volume), 다양한 형태(Variety), 빠른 생성 속도(Velocity), 가치(Value).
CERN의 대형 강입자 충돌기는 둘레가 약 27km, 150m 지하. 1초당 6억 개의 입자를 충돌시켜 10^15바이트의 정보를 생성한다. 5GB를 저장할 수 있는 DVD 20만 개에 해당한다. 3년 간 이루어진 실험에서 생성된 데이터의 양이 엄청난데 이렇게 큰 데이터를 '빅데이터'라고 한다.
지금 지구상에 존재하는 90%의 자료가 최근 2년 사이에 만들어졌다. 예전에는 자료라는 것이 숫자로 기록된 형태였는데, 요즘은 비디오, 오디오, 페이스북, 트위터 등 다양한 형식으로 만들어진다. 빅데이터라는 것은 데이터가 단순히 커진 것만을 의미하는 것이 아니라 데이터의 형식과 형태가 달라졌다는 것을 의미한다. 빅데이터는 대용량 자료와 고차원 자료(뚱뚱한 데이터)로 나눌 수 있다. 각 개인이 많은 경우는 대용량 자료, 소수이지만 개개인의 정보가 방대한 경우는 고차원 자료. 데이터 과학자는 통계학자를 멋지게 부르는 다른 표현에 불과하다. 통계학을 하면 천문학, 생명과학, 야구 분석을 다 할 수 있다.
6단계 분리 이론 - 미국에 있는 모든 사람은 아는 사람을 최대 5명만 거치면 서로 연결될 수 있다.


6. 신화 속 괴물의 과학적 재발견(윤신영)
- 괴물은 서로 다른 동물이 낯설고 이상한 방식으로 결합한 생물이다. 또는 실제로 존재하는 것의 부분을 조합해 놓은 것에 불과하다(보르헤스). 서양에서는 인어공주처럼 아무리 아름다워도 괴물은 그저 낯설고 섬뜩한 생명체 이상의 취급을 받지 못했다. 인간을 다른 동물 등 자연보다 위대한 존재로 여겼기 때문에 사람의 몸에 다른 동물이 섞여 들어가면 완벽한 존재에 나쁜 불순물이 섞인 것이 돼버려, 사람보다 열등하고 사악한 존재가 된다고 생각했기 때문이다. 하지만 동양에서는 오히려 좋은 대상으로 여기기도 한다. 사람과 동물이 결합한 것은 '천인합일'을 의미하기 때문에 좋은 뜻일 수 밖에 없다. 사람은 불완전한 존재인데, 완전한 존재인 '천(하늘)'과 결합했기 때문이다. 이것은 사람이 자신의 한계를 겸허히 인정하고 보다 큰 자연의 위대함을 존중한다는 뜻이다. 동양 신화 책인 '산해경'에서 저인국 사람들은 신성한 존재로 인식된다.
마크 블럼버그의 책 '자연의 농담'에는 두 발로 걸어다닌 염소가 나온다. 두 발만 가지고 태어난 염소가 누가 가르쳐 준 것도 아닌데 스스로 뒷발로 일어서서 걷는 법을 터득했고 이 과정에서 척추 구조가 걷기에 적합하게 변했다. 우리는 흔히 생물학적 구조와 적응의 대부분이 유전자에 의해 결정된다고 하지만 과학자들은 최근 생명활동의 아주 많은 부분이 유전자 외의 방식으로 조율된다고 주장한다. 대표적인 예가 발생 과정에서 기형을 극복하고 유전자에는 없던 두 발로 걷는 몸을 만들어낸 염소이다. 이렇게 유전자 외에 발생 과정에서 몸의 구조가 변화하는 성질을 '발생가소성'이라고 한다. '산해경'에는 위 염소처럼 생긴 '기'라는 미지의 동물이 나온다. 이로보아 인류는 과거에도 이 염소와 비슷한 동물의 사례를 수없이 봤을 거라고 추측할 수 있다. 무수히 많은 기형을 자연 속에서 접해왔고, 거기에서 영향을 받아 상상 속의 '괴물'을 탄생시켰을 가능성이 있다. 서양에서는 기형으로 태어난 동물을 재치 있게, 혹은 우아하게 표현하여 '자연의 농담'이라고 부른다. 괴물이라고 터부시하지 않고 존재를 그저 자연이 빚은 예외적인 결과물로 인정하려는 너그러움이 묻어난다.


7. 캐리커처 속에 숨은 과학(이동수)

8. 과학과 예술, 만나다(유석재)
- "과학의 한 시대가 끝났고, 다른 한 시대가 제임스 클러크 맥스웰과 함께 시작됐다."(아인슈타인) "뛰어난 과학자라면 예술가를 닮았을 것이다."(노벨 화학상 최초 수상자) 510명의 노벨상 수상자들을 분석한 연구 결과에 따르면, 노벨상 수상자들은 일반 과학자에 비해 미술가가될 가능성이 17배, 소설가나 시인이 될 가능성이 25배, 공연가가 될 가능성이 22배 높다고 한다. 이런 분석 결과는 뛰어난 과학자들이 예술가적 재능을 갖고 있을 가능성이 높다는 사실을 말해준다. 과학자들과 예술가들이 공유하고 있는 가장 중요한 재능은 바로 상상력이다. 생리학자 루트 번스타인은 과학자들이 가지고 있는 재능을 공감각에 비유하여 '공감각적 앎'이라고 부른다. 그림을 보고(시각) 향기(후각)나 음악(청각)을 느끼는 공감각처럼 하나의 현상을 보고 여러 가지 방법으로 이해할 수 있는 것이 공감각적 앎이라는 것이다. 
과학 연구에서 상상력을 발휘하기 위해 조금 과격한 방법을 쓴 과학자들도 있다. 현대 생물학을 비약적으로 발전시킨 중학 효소 연쇄 반응을 발명한 공로로 노벨 화학상을 받은 케리 멀리스는 연구를 하면서 LSD라는 마약을 하기도 했고, 코스모스와 컨택트로 유명한 칼 세이건은 대마초를 피웠다고 알려져 있다.
모든 과학에는 인과율이라는 절대적인 법칙이 있다. 인과율이 모든 과학의 절대적인 법칙으로 세워지고 나면, 그 아래에 여거 가지 법칙들이 나온다. 거시적인 물체의 운동은 뉴턴 방정식을 따르고, 미시적인 물체의 운동은 슈뢰딩거 방정식을 따르며, 전자기파는 맥스웰 방정식을 따른다. 그 다음에는 다시 그 방정식들로부터 유도되는 수많은 이론과 가설이 등장한다. 바로크 시대의 대가인 바흐의 음악은 무척이나 논리적이다. 그가 푸가를 구성하는 방법은 수학적인 논리에 기초한다.


9. 음악가가 바라본 우주(박승순)
- 파타고라스는 최초로 천문학과 그 비례에 얽힌 숫자들을 음악으로 표현하여 <천구의 음악>이라는 책을 쓰거나 <천궁도>라는 그림을 남겼다. 피타고라스의 천구 음악이론을 이어받은 케플러는 세 번째 법칙을 기술한 단락에서 '각 행성의 속도는 음계의 어떤 음정에 해당한다'라고 했고 각각의 행성이 태양 주위를 움직이면서 내는 음정을 악보로 그려내기도 했다. 범유럽 연구망 Geant 소속의 도메니코 비시난자 박사는 보이저 1,2호가 측정한 우주의 양성자에서 측정시간에 따라 한 시간 간격으로 32만 개의 신호를 뽑아냈다. 그리고 이를 짧게는 몇 초, 길게는 몇 시간씩 지속하는 음들로 전환하여 1호의 멜로디는 피아노, 2호의 멜로디는 현악기로 연주하는 클래식 이중주를 만들어냈다.


10. 생명과학으로의 초대(송영한)
- 생명체의 특징 : 1) 복제와 증식 2) 주변의 에너지를 추출, 변형하여 이용 3) 구성 성분이 매우 복잡 4) 주변 환경의 변화를 감지하고 이에 반응 5) 외부 환경이 변함에 따라 환경에 적응하기 좋은 상태로 진화
사람의 몸을 구성하는 세포는 약 100조 개, 각기 다른 기능을 하는 약 200여 종으로 이루어져 있다. 세포는 70%의 물과 30%의 다양한 화학물질(단백질, 핵산, 탄수화물, 지질 등 생체고분자와 비타민, 무기질 등)로 이루어져 있다. 한글이 14자의 자음과 10자의 모음으로 구성되어 있으며 이들을 조합하여 의미를 가지는 낱말과 문장을 만들어 내듯이, DNA와 단백질 역시 이들을 구성하는 성분의 조합에 따라 각각 다른 기능을 수행하게 된다. 사람의 DNA는 총 30억 쌍의 뉴클레오타이드로 이루어져 있다. 세포의 구성 성분 중 특정한 일을 수행하는 물질은 단백질이다. 어떤 단백질이 만들어지는가에 따라 머리카락을 만드는 세포가 될지, 뼈를 만드는 세포가 될지 결정된다. 또한 어떤 단백질을 만들지는 DNA에 의해서 결정된다.
초파리의 유전자는 어떻게 변형시킬까? 일단 수컷 초파리만 골라 12시간 정도 굶긴 후 유전자 돌연변이를 일으키는 화학물질을 넣은 먹이를 먹인다. 그러면 약물은 초파리의 몸속에 들어가 정자 안에 있는 유전자를 변형시키는데, 이후 암컷 초파리와 교배했을 때 유전자가 변형된 새끼가 태어난다. 이렇게 태어난 초파리의 형질을 관찰한다.


11. 이산화탄소가 바다에 일으키는 문제(최유정)
- 바다는 예상보다 훨씬 적은 이산화탄소를 흡수할 뿐더러(인간이 배출한 양의 25%만 흡수) 그로 인해 바닷물의 pH가 떨어지고 있다(해양 산성화). 바닷물의 pH는 약 8.2이지만 지금은 8.1로 떨어졌다. 2100년이면 바닷물의 pH가 7.8~7.9까지 떨어질 것이라고 해양학자들은 예측하고 있다. '바닷물이 산성화된다'는 말은 '바닷물이 산성이다'라는 뜻과 같지 않다. 모든 생물들은 pH의 작은 변화에도 예민하게 반응한다. 자신들이 현재 살고 있는 환경의 pH에 몸이 익숙해져 있기 대문이다. 정상적인 사람의 혈액은 pH가 7.35~7.45인데 여기서 0.2~0.3만 떨어져도 사람은 발작, 부정맥, 혼수상태를 겪는다. 바다 생물들도 마찬가지로 치명적인 영향을 받는다. 바닷물이 산성화되면 탄산칼슘 뼈대를 가진 생물(산호, 조개 등)들은 살아가기 힘들다.


12. 기억과 학습은 어떻게 이루어질까?(이서울)
- 파블로프의 개 실험에서 종소리를 듣고 먹이를 받는 시간의 간격이 짧을수록 기억과 학습이 잘 일어난다. 시험공부가 힘든 이유는 시험결과가 시험이 끝나고도 며칠이 지나서야 나오기 때문이다. 지금 하는 공부가 시험 결과에 어떤 영향을 미칠지 예측하기가 어려운 것이다. 결과를 바로 확인할 수 없으면 흥미를 잃는다. 하지만 게임은 승패의 결과가 즉각적으로 나타난다. 그래서 시간이 어떻게 흘러가는지도 모르게 게임에 열중하게 되는 것이다.


13. 지구가 한 살이라면(이정모)
- 전 세계에 있는 거의 모든 자연사박물관에는 티라노사우루스가 있는데 그 이유는 티라노사우루스가 제일 유명하기 때문이고 또 제일 유명한 이유는 미국에서 발견되었다는 것 한 가지 때문이다. 영화 <한반도의 공룡 점박이>에는 타르보사우루스라는 공룡이 등장하는데 타라노사우루스와 같은 종류라고 할 수 있다. 미국에서 발견된 것은 티라노사우루스라는 이름이 붙었고 몽골 쪽에서 발견된 것은 타르보사우루스라는 이름이 붙은 것이다. 티라노사우루스인지 확인하는 방법은 앞 발가락이 두 개인지만 확인하면 된다. 서대문박물관 로비에 있는 아크로칸토사우루스는 발가락이 세 개이다.
지질시대 순서 외우는 법 : '캄(come), 오실 때(데) 석탄 퍼(페) 오시면 튀(트)긴 쥐포 백마리 드릴게요.'
고생대에서 중생대로 넘어갈 때 생물 95%가 사라졌다. 산소 농도가 급감했기 때문일 것이다.
산소 농도의 변화 : 고생대 초기(15%) -> 석탄기(35%) -> 고생대 말(20%이하) -> 현재(21%)
상어는 4억 년 전에 생겼고 나무는 3억 5,000만 년 전(석탄기)에 생겼다. 석탄기에 높은 산소 농도로 나무가 크게 잘 자랐고 그 만큼 산불도 자주 발생했다. 뿌리가 약하여 쓰러지곤 했는데 그러면 도미노처럼 주변의 나무들도 모두 쓰러져 바닥과 계곡에 쌓였다. 그런데 석탄기에는 아직 미생물이 없어서 나무가 썩지 못하고 가만히 있다가 땅 속에서 열과 압력을 받아 석탄이 되었다. 이 이후로 석탄이 거의 생기지 않는 이유는 미생물들이 생겨났기 때문이다.
중생대에 처음 등장하는 생물들은 산소 농도 20% 아래에서도 잘 살 수 있었는데 중간에 다시 25%까지 올라갔다. 낮은 산소 농도에 적응해 있던 생물의 몸은 산소 농도가 높아지니 신체 내 에너지를 잘 태울 수 있게 되었고 몸이 점점 거대해졌다. 그 결과 몸집이 큰 공룡이 생겨난 것이다. 공룡이 처음부터 몸집이 컸던 것은 아니다. 공룡이 6,500만 년 전에 한꺼번에 멸종한 것이 아니다. 이때 멸종한 공룡은 전체 공룡의 2%도 안된다. 나머지 대부분은 그 전 약 1억 6,000만 년 동안 차례로 멸종했다. 그리고 공룡이 완전히 멸종했다는 것은 오해이다. 지금도 새의 모습으로 살고 있다. 치킨 맛이 공룡의 맛과 가장 가까울 것이다. 제4기(홍적세-충적세-인류세)의 제일 끝부분인 인류세는 오로지 인간들 때문에 생물들이 멸종하는 시기이다. 산업혁명이 있었던 1820년경에서 현재에 이르는 시기이다.
약 5,000만 년 전 히말라야 산맥이 생길 때 우리나라는 조금 더 남쪽에 있었다. 앞으로 약 2억 년쯤 지나면 지구의 대륙은 다시 팡게아로 뭉쳐질 것이고 우리나라는 북극 부근에 위치할 것이다.

# 생명의 역사를 1년이라고 한다면,
   1월1일 0시 - 바다가 생기고 RNA 조각 생김(생명 탄생) / 36억 5,000만 년 전
   2월 - 시아노박테리아 등장
   5월 - 시아노박테리아가 광합성을 시작
   9월 - 바닷 속 철들이 산소와 결합하여 철광석이 되면서 바다는 투명해지고 하늘은 푸르러짐. 바닷속 산소량이 증가하면서 암컷과 수컷이 분리
   10월 - 다세포 생물(현미경 관찰 가능) 등장
   11월 - 센티미터 단위의 생명체(육안 관찰 가능) 등장. 바닷속 산소량이 증가하면서 많은 생명체가 탄생(캄브리아 대폭발) / 고생대 시작
        11월4일 - 삽엽충 등장
        11월 21일 - 상어 등장
        11월 25일 - 나무 등장
   12월 - 동물들이 육지로 올라옴
        12월10일 - 아주 작은 공룡 등장 / 중생대 시작
        12월24일 - 공룡 대멸종
        12월31일 10시 - 침팬지 계통과 사람 계통이 분리 / 700만 년 전(구석기 시대는 200만 년 전부터 시작)
                     16시 - 직립보행
                     23시50분 - 인류의 조상인 호모 사피엔스가 아프리카를 탈출
                     23시55분 - 호모 사피엔스를 제외한 초기 인류 죽음

인류 역사의 99.5%는 구석기 시대이다. 만약에 200페이지짜리 인류사 책을 쓴다면 1페이지부터 199페이지까지는 돌멩이만 나올 것이다. 책의 마지막 페이지에야 신석기 시대가 시작된다.
우리나라에는 삼염충 화석이 많이 나오는데 이는 우리나라가 먼 옛날에는 바다였다는 것을 뜻한다. 하지만 같은 바다에 사는 암모나이트는 한 개도 나오지 않았는데 이는 암모나이트가 살던 중생대에는 우리나라가 바다가 아닌 육지였다는 것을 의미한다. (고성 공룡박물관 앞 바닷가에서 공룡발자국을 볼 수 있는 것도 옛날에는 이 곳이 육지 안에 있던 호수였다는 것을 의미한다.) 신생대에도 우리나라는 육지였는데 제주도까지 다 연결되어 있었다.
스트로마톨라이트는 지구에 산소를 공급한 최초의 생물인 남세균, 즉 시아노박테리아의 화석이다. 이들은 몸에서 끈적끈적한 물질들을 만들었는데 이것 때문에 바다 속에 떠다니는 부유물이 달라붙어 만들어졌다. 35억 년 전의 모습을 볼 수 있는 것이다. 지금도 자라나고 있는 말랑말랑한 스트로마톨라이트를 볼 수 있는 곳이 전 세계에 딱 두 군데 있다. 한 곳은 미국 플로리다의 남동쪽, 쿠바의 북동쪽에 위치한 카리브해 섬들이 무리를 이룬 바하마 제도이다. 이곳에 15미터 정도 잠수를 해서 들어가면 살아 있는 시아노박테리아들이 뽀글뽀글 산소를 내보내는 돌을 볼 수 있다. 또 한 곳은 서호주의 카볼라 포인트라는 곳인데 유네스코가 세계자연유산으로 지정한 곳이고 개인 사유지 안에 있어 주인의 허락을 받아야 들어갈 수 있다.
초식공룡은 머리가 클 필요가 없다. 풀을 먹기 때문이다. 육식공룡은 머리가 좀 큰 편이다. 보다 확실한 것은 이빨을 보면 초식공룡은 살점을 뜯기 위한 송곳니가 필요 없어 발달되지 않은 것을 볼 수 있다. 또 하나 골반 뼈를 보면 되는데 공룡은 세 개의 골반 뼈가 있다. 초식공룡의 아래쪽 골반 뼈 두 개는 모두 뒤를 향해 있어 배 쪽의 공간이 큰데 이는 풀을 소화하기 위해 창자가 아주 길어야 하기 때문이다. 아시아 지역에서 발견된 공룡 중 가장 사납고 잔인한 육식공룡은 벨로키랍토르이다. 우리나라에는 현재 공룡학자가 단 네 분이 있다. 그나마 한 분은 은퇴하여 지금은 세 분밖에 남지 않았다. 전 세계 공룡학자도 백 명 정도밖에 되지 않는다. 청소년들이 지금 시작한다면 백 명 안에 들어갈 수 있다!


14. 발명가를 꿈꾸다(허성원)
- 도서 '인류의 위대한 발명 121가지'
영국의 BBC에서 뽑은 지난 1,000년간 세계에서 가장 위대한 발명가 3명 - 1위) 금속활자와 인쇄술을 발명한 쿠텐베르크, 2위) 1,000건이 넘는 특허를 등록한 에디슨, 3위) 천재적인 재능을 발휘한 레오나르도 다빈치.
우리나라 기업들이 기술 사용료 명목으로 해외에 지불하는 로열티는 무려 한 해에 10조 원에 이른다. 우리나라 기업 중 10조 원 이상의 이익을 내는 회사는 삼성전자 하나뿐이다. 수익이 아닌 매출이 10조 원 이상인 회사도 20여 개에 불과하다. 이러한 기술 사용료를 줄이는 방법은 우리 고유의 기술을 확보하고, 우리 기술을 세계의 다른 나라 기업들이 쓰게 해서 사용료를 받는 것이다. 창의력으로 우수한 발명을 많이 할수록 경제를 튼튼하게 한다.
우수한 발명가들은 예외 없이 특별한 관찰력을 갖추고 있다. 창의력은 사물들을 잘 관찰하는 습관에서 싹튼다. 도전정신과 실행력이 없으면 발명으로 이어질 수 없다. 많은 사람들이 원하는 삶, 즉 '재미있게 살면서 존경 받는 부자'가 되는 최고의 수단은 '창의력'임이 확실하다. 또한 창의력은 호기심, 지식, 상상력, 실행력 등이 핵심이다. 그리고 이 핵심 요소들이 제대로 작동하게 하는 힘은 자신의 삶의 이유, 목표를 어떻게 규정할 것인가에 달려 있다.


15. 우주의 크기를 느껴보자(김형진)
- 태양계가 우주의 전부인 줄로 알았던 갈릴레이 이전의 사람들은 태양, 행성, 위성으로만 우주가 구성되어 있다고 생각했다. 별은 단지 하늘에 붙어있는 장식과 같은 것이었다. 하늘의 끝이 있고 그 너머에는 신의 세상이 펼쳐져 있다. 하늘의 끝을 천구라 하고 거기에 밤하늘에 보이는 별을 붙여 놓고, 그 안에서 태양과 행성들이 일정한 규칙으로 돌고 있었던 것이 옛날 사람들이 생각한 이 세상의 모습이었다. 사람들은 '세상의 끝'에 대해 궁금해 했다. 어딜 가든 육지 끝까지 가면 바다가 보였는데 수평선이 하늘과 맞닿아 있으니 그 시대 사람들은 바다 너머는 하늘과 연결되어 있을 거라고 생각했다. 그리고 바다에도 끝이 있어서 배를 타고 나가면 마지막에는 지옥으로 뚝 떨어져버린다고도 생각했다. 그들은 근거를 찾을 수 없거나 너무 커서 상상밖에 할 수 없는 것들에 대해서는 신의 영역으로 두었다.
타이탄의 표면은 꽁꽁 얼어붙어 있는데 지형적으로는 지구와 비슷하다. 화산활동, 지각운동, 바람, 비와 같은 기상현상도 일어나는 데 이는 강, 바다가 존재함을 뜻한다. 2004년 토성 탐사선은 타이탄에 지구 생명체의 기원으로 여겨지는 다량의 탄소 함유 유기물질이 존재한다는 것을 알아내기도 했다.
성운은 주변의 별빛을 흡수하여 암흑성운을 만들거나 흡수한 빛을 방출하여 붉은색의 방출성운을 만들기도 하며 별빛을 반사하면서 푸른색의 반사성운을 만들기도 한다.
탐사선의 속력(약11.2km/s)은 총알 속도(940m/s)보다 10배 이상 빠르다.



- 『헬로, 사이언스』(정재승 외 14명)









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