지대넓얕 2 [과학]

이글은 [지적 대화를 위한 넓고 얕은 지식]를 참고하여 작성한 글입니다.

 

<고대 과학>
고대의 과학은 자연철학자들이 실험보단 추상적으로 생각한 것들이었다.

<중세 과학>
암흑기었으나 말기엔 오컴의 면도날(simple is best)의 이론처럼 객관적인 이론을 정립

<근대 과학>
[지동설]
- 코페르니쿠스는 지동설을 주장했으나 과학적 자료가 부족해 입증하지 못 했다. 지동설을 주장한 이유는 단순한 원운동으로 표현할 수 있다는 미학적인 측면이 강했기 때문이다.
- 이후 갈릴레이가 과학적 자료를 통해 지동설을 주장했다.
=> 과학적관찰과 수학적 근거를 병행해서 제시하는 방법론은 근대 과학을 출발시키는 계기가 되었고 '과학의 아버지'로 평가 받게 된다.
- 케플러라는 사람이 수학을 통해 지동설에 추가적으로 보충한다.
- 데카르트가 기하학과 대수학을 연결하는 해석기하학을 탄생시킨다. '원'과 같은 도형을 숫자와 문자로 표현할 수 있게 된다. 해석기하학을 통해 자연 세계를 수학의 언어로 서술할 수 있게 된다.

[수학]
- 수학은 인류가 찾아낸 학문 체계 중에서 가장 진리와 가깝다고 여겨진다.
- 표현방법은 다를 수 있으나 내적 의미는 불변하기 때문이다.
- A=A다와 같은 동어반복으로 되어있기 때문에 항상 참이 된다.

<뉴턴>
- 기존 물리학은 존재자에 관심을 가지고 수학으로 표현하려 했다.
- 뉴턴은 존재자들간의 관계를 파악하고 수학으로 표현했다. (만유인력)
- 뉴턴으로 인해 물리학은 세상의 모든 것을 수학으로 다룰 수 있게 된다.

<아인슈타인>
[특수 상대성이론]
: 우주에서 등속도로 움직이는 '특수'한 영역의 물리 (빛)
- 속도는 관측자에 따라 달리 측정된다. 그러나 빛은 30만 킬로미터라는 속도로 일정하다.
- 속도가 고정이라면 시간과 공간이 관찰자에 따라 상대적이어야 한다.(속도 = 거리/시간)
- 빛의 속도에 근접할 수 록 시간이 느리고, 거리가 짧아지고, 질량이 늘어난다.

[일반 상대성이론]
: 등속도, 가속도 운동을 하는 '일반'적 영역의 물리 (중력)
- 등가원리 : 중력과 가속도는 구분되지 않는다.
- 중력이 강해지면 시간이 느려지고 공간이 변화해야 한다.
- 중력이 질량에 의해 휘어진 '시공간의 곡률'이라고 밝혀짐.

- 유클리드 기하학 : 2차원 면에 위치하는 수학
- 리만 기하학 : 휘어진 공간에 위치한 기하학적 대상에 대한 수학

[과학 시대 구분]
절대주의 : 고전 물리학 (인과법칙) - 뉴턴, 아인슈타인
- 모든 것은 예측할 수 있다. "신은 주사위 놀이를 하지 않는다"
상대주의 : 현대 물리학 (확률)- 양자역학
- 양저역학의 결과값은 확률로만 예측된다.

<현대 과학>
[하이젠베르크의 불확정성 원리]
- 미시세계에서는 보편적인 물리법칙이 적용되지 않았다.
- 측정도구인 전자기파에도 영향을 받아 '속도', '위치'를 동시에 측정 불가함
-> 아인슈타인은 기술의 한계라고 생각했지만, 양자역학자들은 미시 세계의 질서라고 생각함. -> 수학적으로 정리한 사람이 하이젠베르크 -> 이를 토대로 코펜하겐 해석이라는 선언을 함.
=> 양자역학의 미시 세계에서는 누군가가 관측을 할 때 비로소 세계가 결정되는 것이다. 관측하지 않을 때의 소립자는 중첩된 상태의 확률로 존재하지만, 우리가 관측 행위를 할 때 소립자는 비로소 자신의 위치와 속도를 확정한다.

[코펜하겐 해석]
1. 물리량이 동시 측정이 불가능함.
2. 물리량은 관측의 영향을 받음.

[슈뢰딩거의 고양이]
'고양이가 죽은 상태와 죽지 않은 상태의 중첩으로 존재한다' -> 양자역학의 결론에 문제제기 -> 아이러니하게 대표적인 양자역학의 특성을 보여주는 사유 실험이 됨
- 이중슬릿 실험 : 관측하면 입자, 아니면 파동 -> 분자도 같은 결과를 보임.
=> 크기와 상관없이 모든 것은 확률로서 존재한다.

<과학 철학>
- 현대엔 과학을 진리처럼 여기는 경우가 많음.
- 그 진리는 페러다임이 바뀔때 마다 변할 수 있음.

[페러다임]
1단계 : 천동설을 믿고있는 상태
2단계 : 예외사항이 발견 됨. 주전원이라는 규칙을 추가해 해결함
3단계 : 코페르니쿠스 지동설과 같은 새로운 주장이 제시됨
4단계 : 새로운 패러다임이 기존의 것을 폐기하고 정상과학이 됨.
=> 과학의 변화는 점진적 발전이 아닌 수평적 변화일 뿐이라는 관점을 제시