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'연필(pencil)', '펜(pen)', '지우개(eraser)'는 사소한 도구처럼 보인다. 하지만 거기에 별다른 기술이 없을 것이라고 생각하면 안 된다. 근년에 나온 '연필', '펜', '지우개'에는 다양한 과학이 숨어 있으며, 이 도구들은 거듭 진화해왔다. 예컨대, 지워지는 볼펜이나, 잡지의 인쇄 잉크를 지우개로 지울 수 있는 등, 상식을 넘은 새로운 기능이 탄생하였다. '연필', '펜', '지우개'에는 과연 어떤 과학이 숨어있을까? 0. 목차 '연필과 펜'의 등장 샤프심 볼펜 지울 수 있는 볼펜 지우개 샤프심에 '마이크로 캡슐'을 넣기도 한다. 1. '연필과 펜'의 등장 모든 물건은 다양한 개량을 맞이하고, 그 모양이 등장했을 때와는 크게 달라지는 경우가 많다. '연필'과 '펜'도 마찬가지이다. ..

0. 목차 종이는 진화 중 종이가 물에 약한 이유 복사용지 잉크젯 용지 신문지 새로운 기능을 가진 종이 1. 종이는 진화 중 '종이(paper)'는 어떤 특성을 가지고 있을까? 종이의 특성이라 하면, '탄다', '물에 약하다' 등이 떠오를 것이다. 하지만 지금은 '타지 않는 종이', '물에 강한 종이' 등 기존의 종이의 특성을 초월한 기능을 가진 종이가 나오고 있다. 이것뿐만이 아니다. 불꽃에 싸여도 물로 '자기 소화(조직에 자연적으로 존재하는 효소가 조직 스스로를 소화시키는 현상)'하는 기능을 갖춘 종이가 실용화되었고, 2007년에는 '공기를 맑게 하는 종이'도 등장했다. 정보를 기록하기 위해 사용하기 시작한 종이가 지금은 폭넓은 용도로 사용되고 있는 것이다. 원래 '종이(paper)'는 이름은 '파피..

0. 목차 고대의 시계 기계 시계 진자 시계(Pendulum Clock) 수정 시계(Crystal Clock) 원자 시계(Atomic Clock) 광격자 시계(Optical Lattice Clock) 펄서(Pulsar) 1. 고대의 시계 해가 지고 또 해가 뜨면, '하루(day)'라는 시간이 지났음을 알 수 있다. 보름달이 지고 또다시 차면, '한 달(a month)'이라는 시간이 지났음을 알 수 있다. 태양은 져도 다시 올라오는 것이다. 보름달도 1개월 후에 다시 찾아온다. 이처럼 천체의 운행은 언제까지나 되풀이되는 것이었다. 그것을 시간의 기준으로 삼고 있었던 사람들에게는 시간 역시 '순환하는 것'으로 여겨졌을 것이다. 이처럼 고대의 사람들은 천체의 운행으로 시간의 흐름을 파악했다. 하늘을 도는 천체..

우리는 모두 '나는 이곳에 있다.(I am here.)'라는 감각을 가지고 있다. 그 감각의 기반은 오감에서 오는 끊임없는 '정보(Information)'이다. 만약 오감에서 오는 정보를 자유롭게 조종할 수 있다면, 현실을 초월한 다양한 경험을 할 수 있을 것이다. 사실, SF 영화에 나올듯한 이런 일들이 이미 실현되고 있다. 0. 목차 '대체 현실 시스템'을 개발한 이유 '대체 현실 시스템'의 원리 '인공 현실'과 '현실'을 구분하기 어렵게 만들었다. 1. '대체 현실 시스템'을 개발한 이유 2012년 6월, 일본 이화학연구소 뇌과학 종합연구센터 적응지성연구팀에 있던 '후지이 나오타카(Naotaka Fujii)' 박사, '와키사카 소헤이(Wakisaka Sohei)' 박사, '스즈키 게이스케(Suzuk..

흔히 사용되는 '진자시계(Pendulum Clock)'의 기본적인 메커니즘은 '진자'와 '톱니바퀴'이다. 1초 동안에 정해진 수만큼 흔들리는 '진자(Pendulum)'와, 그것을 카운트하는 톱니바퀴가 있으면 시계는 정확하게 1초를 표시한다. 2022년 기준, 1초의 기준을 만드는 것은 '세슘 원자시계'이다. '세슘 원자시계'의 '진자'는 세슘 원자의 상태를 변화시킬 수 있는 마이크로파이다. 이 마이크로파가 91억 9263만 1770회 진동하는 시간을 1초로 정하고 있다. 하지만 세슘 원자시계에는 문제점이 있다. 세슘 원자끼리 충돌하는 경우가 있어서, 이때 원자의 상태가 바뀌어 버리기 때문에 '들뜬 상태'에 필요한 '마이크로파 진동수'가 미세하게 어긋나는 것이다. 0. 목차 광격자 시계 광격자의 아이디어는..

0. 목차 레이저 광섬유 섬광 느린 빛(Slow Light) 1. 레이저 '레이저(Laser)'란 '레이저광'을 발생시키는 장치이다. 형광등 같은 일반적인 광원에서 복사되는 빛은 진행 방향, 파장, 마루나 골의 위치가 흩어진다. 한편, '레이저광(laser light)'은 진행 방향, 파장, 마루나 골의 위치가 가지런한 빛이다. 레이저에는 뛰어난 성질이 많다. 예컨대 일반적인 빛인 '백색광'은 렌즈로 모으더라도 파장에 따라 굴절률의 차이 등 때문에 초점이 흐려지게 된다는 한계가 있다. 하지만 레이저광은 진행 방향과 파장이 모두 가지런하므로, 렌즈를 사용해 큰 에너지를 매우 작은 한 점에 모을 수 있다. 물론 엄밀하게는 레이저광도 완전히 단일한 파장이 아니라 근소하게 파장의 폭을 가지게 되며, 또 여러 파..

0. 목차'우주 엘리베이터'란?'우주 엘리베이터'의 역사'우주 엘리베이터'의 원리LiftPort Group사가 구상한 우주 엘리베이터달 우주 엘리베이터고려해야 할 문제스페이스 라인(Space Line)1. '우주 엘리베이터'란? '우주 엘리베이터(Space Elevator)'란 적도 지역에 있는 지상에서 고도 3만 6000km에 위치해 있는 '정지 궤도(Geostationary Orbit)'까지 데려다주는 초거대 엘리베이터이다. '우주 엘리베이터(Space Elevator)'는 '궤도 엘리베이터(Orbit Elevator)', '우주 사다리(Space Ladder)', '궤도탑(Orbital tower)', '콩넝쿨 줄기(Space ladders)', '우주교(Space Bridge)' 등의 이름으로 불..

지금까지 대부분의 나라의 전력은 '화력 발전', '수력 발전', '원자력 발전'에 의해 이루어졌다. 하지만 지금까지 전력을 생산해 온 이 세 가지 방법에는 여러 문제가 있다. '화력발전'은 이산화탄소를 방출하며, '수력발전'은 댐 건설이 환경을 파괴하는 동시에 댐 건설 자체에 한계가 있으며, '원자력 발전'은 안정성 문제가 우려된다. 또 화력 발전과 원자력 발전은 모두 장래에 연료가 고갈된다는 문제도 있다. 이러한 문제점들 때문에 새로운 발전 방법이 요구되고 있다. 이러한 문제를 해결하는 가장 확실한 방법은 '재생 에너지' 시대로의 전환에 성공하는 것이다. '재생 에너지(화석연료와 원자력을 대체할 수 있는 무공해 에너지)'를 비롯해, 기타 전력 공급원으로 기대되는 여러 발전 방법들에 대해 소개한다. 현재..