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*오늘의 과학


생물

다윈 2.0 _ 진화론, 그 간결미

다윈의 진화론은 생물학의 범주를 넘어 다른 학문 영역들은 물론 우리들의 일상생활에도 폭넓게 영향을 미치고 있다. 진화의 개념을 통하지 않고서는 우리 삶의 그 무엇도 의미가 없다.

다윈 2.0 (2) _ 자연선택의 원리


다윈의 진화론을 아직도 ‘자연선택설’이라고 부르는 사람들이 있다. 그러나 다윈의 자연선택에 관한 설명은 더 이상 가설이 아니다. 지난 150년 동안 혹독한 검증 과정을 거쳐 당당히 이론(theory)의 지위를 획득했다.

공작새의 꼬리 _ 성선택-진화의 동력


공작새의 꼬리는 다윈이 제시한 자연선택 이론으로는 전혀 설명할 수 없습니다. 진화에는 자연선택을 넘어서는 다른 원동력이 존재한다는 말이 됩니다. 그것이 바로 성 선택(sexual selection)입니다.


인간의 탄생 _ 진흙 인형과 세포


예전 사람들은 최초의 인간이란 고운 진흙으로 만들어진 인형에 생기를 불어넣은 존재라고 생각했습니다. 그러나 현대인들은 인간이란 세포로 이루어진 존재라는 것을 압니다.

돌연변이 _ 돌연변이 맹신?


돌연변이는 결코 어느 특정한 지역의 생물개체군에 변이를 제공하는 유일한 원천이 아니다. 돌연변이 보다는 오히려 다른 개체군으로부터 새로운 유전자 변이가 유입되어 변화를 일으키는 빈도가 훨씬 크다.

섞여야 건강하다 _ 변화의 원동력, 변이


환경은 늘 예기치 못한 방향으로 변해왔다. 변화하는 환경 속에서 살아남는 개체군은 바로 유전적 변이를 풍부하게 지니고 있는 것들이다. 섞여야 건강하다.

조개와 물고기 _ 신비한 공생


물은 물고기의 집일뿐더러 조개의 집도 된다. 온 세상의 강과 호수에 사는 물고기와 조개는 절묘한 공생(共生)을 한다. 조개는 물고기 없으면 못 살고 물고기 또한 조개 없으면 살 수 없다. 오랜 세월 함께 살아오면서 ‘공진화’를 한 탓이다.

진화의 도박 _ 유전적 부동


수많은 대립유전자들이 진화의 긴 역사 동안 유전적 부동의 영향으로 속절없이 사라져갔다. 진화의 도박판이든 현실의 도박판이든 누가 궁극적으로 가장 노련한 도박사로 남을 것인지는 아무도 모른다.

진화는 진보인가 _ 진보 대 다양성증가


진화는 진보인가? 아니면 다양성이 증가하는 방향으로 변화해온 과정인가? 진화생물학계는 이 문제를 두고 두 진영으로 갈려 있다.

적응과 자연선택 _ 진화적 적응


진화적 적응은 그것을 지님으로써 생명체로 하여금 보다 잘 생존하고 번식할 수 있게 해주는 유전적 특징을 말한다.

전인류의할머니 _ 미토콘드리아 이브


그녀의 미토콘드리아 DNA가 모조리, 잇달아 우리에게도 전해온다. 검은 할머니의 그것이!

사람 눈의 맹점 _ 완벽한 진화란 없다


사람은 완벽하게 진화한 생물이 아니다. 오징어 눈에도 없는 맹점이 인간에게는 있다.

눈먼 시계공 _ 진화의 설계자?


진화 과정에 만일 설계자가 존재한다면 그는 필경 눈이 먼 시계공일 것이다.

15억년 건너뛴 김삿갓계곡 _ 지층 타임머신


5억년 전 장산규암과 20억년 전 변성암이 맞닿았다. 사라진 15억년 역사의 수수께끼는 남아있는 암석으로 푼다. 단양 다리안폭포에서도 똑같은 타임머신을 탈 수 있다.

진화의 현장 _ 자연선택은 살아있다


진화는 지난 수천 년 동안 우리 눈 앞에서 늘 적나라하게 벌어지고 있었다. 자연선택은 펄펄 살아 움직이고 있다.

다윈의학 _ 병원은 진화의 실험실


사람의 손때가 묻지 않은 자연생태계와 해충과의 전쟁이 끊이지 않는 논밭만이 진화의 현장은 아니다. 자의 반 타의 반 진화의 실험이 매일같이 일어나고 있는 곳은 바로 다름 아닌 병원이다.

성의진화 _ 다윈의 성선택 이론


생물의 형질에는 생존을 돕는 게 있는가 하면, 생존에는 그리 도움이 되지 않지만 번식에는 결정적으로 유리한 것들이 있다.

성의 기원 _ 생물학 문제의 여왕


성의 기원은 당연해 보이나 사실은 불가사의하다 성의 문제는 이제 생물학 문제의 “여왕”이다.

유전자 _ 내 생명의 주인


자기 희생적인 행동을 진화의 입장에 설명하는 것은 어려웠다. 그러나 개체가 아닌 유전자의 입장으로 바라보면, 논리적으로 설명된다.

인류의 조상은? _ DNA로 찾는다


전 세계 35만 명의 DNA를 수집해 밝혀낸 ‘인류 근원에 대한 해답’. 우리 조상은 어디에서 출발해 이곳에 정착하게 되었을까?

자연선택의 단위 _ 집단 vs 개체


자연선택의 단위가 무엇이며 어느 수준에서 일어나는지는 진화론의 핵심 논제이다. 세계적인 진화학자들이 지금 이 순간에도 여전히 논쟁하고 있는 주제이다.

우주

별의 탄생 _ 별은 어떻게 태어나는가


별은 성간에서 태어난다. 성간의 기체와 먼지들이 밀집된 성간운, 특히 수소가 분자상태로 존재하는 분자운 속이다. 우주에서 많은 별이 한꺼번에 태어나는 곳을 별 형성 영역이라고 한다.

우주론 논쟁 _ 어떤 우주론이 맞나?


끊임없이 팽창하는 우주에 대한 설명, 빅뱅 이론과 정상상태 우주론. 서로 대립하는 우주론 중 관측 사실을 좀 더 바르게 설명하는 이론은 무엇일까? 



빅뱅의 메아리 _ 빅뱅의 결정적 증거


우주론 논쟁의 최종 승리자는 빅뱅 이론, 이 승리를 뒷받침 해준 관측 결과가 바로 우주배경복사이다. 전파를 이용한 우주 관측의 쾌거, 우주배경복사는?

운동량보존법칙 _ 세상은 균일하다


뉴턴 이후, 본격적으로 논의된 운동량 보존은 우주가 균일하다는 가정에서 출발한다. 균일한 우주에 대응하는 보존법칙인 운동량 보존법칙이 과연 무엇일까?

우주, 무한 공간 _ 끝없는 세계의 신비


우리가 알고 있는 우주는 과연 얼마나 광대할까요? 우리 태양계 행성들의 크기와 은하계 너머 별과 은하들의 크기를 알아봅니다.

별의 연금술 _ 원자가 생기는 용광로


빅뱅에서는 가벼운 원소만 합성되었다. 그렇다면 무거운 원소는 어떻게 만들어졌을까? 고온인 별의 중심에서 일어나는 핵융합은 철이 만들어질 때까지 계속된다.

우주배경복사 _ 빅뱅이론의 검증


4,080MHz의 잡음 속에서 관측한 초단파 잡음, 우주 탄생의 신비를 풀어줄 열쇠가 되었다.

우주 인플레이션 _ 빅뱅우주론의 문제점


우주론의 승리자였던 빅뱅우주론이 가진 두 가지 문제점, 평탄성 문제와 지평선 문제를 어떻게 해결하였나?



물리

신의 입자 찾기 _ 유리컵속의히든카드


우리가 아직 근접할 수 없는 곳에 표준모형의 마지막 패가 하나 엎어져 있다. 대다수의 과학자들은 그 패가 ‘신(神)의 입자(God Particle)’라고 굳게 믿고 있다.

신의 입자를 때려라 _ 대형강입자충돌기


2008년 9월10일 가동에 들어간 CERN의 대형강입자충돌기( LHC)는 미시세계를 탐구하려는 과학자들의 노력의 결정판이다. LHC는 갈릴레이의 망원경 이래로 인간이 자연의 원리를 탐색하기 위해 건설한 사상 최대의 과학 설비이다.

표준모형 _ 세상의 기초


“세상은 무엇으로 만들어졌을까?”라는 인류 태고의 질문에 대한 모범답안이 바로 표준모형이다.

원자론의 비극 _ 원자는 존재하나?


원자는 처음부터 쉽게 받아들여진 개념이 아니다 직접 관측할 수 없는 것은 인정할 수 없다고 완강하게 버티던 마하가 STM 혹은 AFM으로 찍은 원자 배열 사진을 본다면 어떤 표정을 할까? 그런 마하의 표정을 바라보는 볼츠만의 표정은 또 어떨까?

힉스 입자 _ 질량을 부여한다


힉스 입자의 별명은 신의 입자다. 모든 소립자에게 질량을 부여하는 입자인 힉스에게 적절한 별명인 듯하다.

표준모형의 난제들 _ 자연의 복불복?


표준 모형에는 힉스 입자의 질량에 대한 ‘미세조정’의 문제, 중력을 설명하기 어려운 점, 암흑 물질 등 여러 가지 난제가 있다.


 


원자로 된 나 _ 만물은 원자


원자의 관점에서 볼 때 우리 몸은 잠깐 머물다 가는 찰나에 불과하다. 그럼 ‘나’는 무엇일까?

인류원리 _ 인간과 과학의다리


인류원리는 물리학의 최첨단에서 인간과 과학 사이의 새로운 관계를 모색하는 징검다리의 역할을 한다.

원자의 탄생 _ 별의 물리학


별 속에서 어떻게 핵합성이 일어나는지 밝혀낸 후, 물리학자들은 더 궁극적인 의문에 도전했다. 그 의문이란 "만물을 구성하는 원소들은 어떻게 생겨났는가?" 이다.

별의 핵합성 _ 탄소, 어떻게 생겼나


빅뱅이론으로 설명하지 못한 무거운 원소 기원의 미스터리는 정상상태이론의 제안자 호일에 의해 풀렸다. 이 이론으로 수소부터 철까지 원소의 생성을 모두 설명할 수 있게 되었다.

코펜하겐 해석 _ 양자물리학의 의미는?


“신이 미래를 결정하기 위해 주사위를 굴리지 않는다.”고 아인슈타인은 저항했다. 그러나, 물리학의 주류는 다른 길을 택했다.

에너지 보존 _ 세상에 공짜는 없다


“세상의 에너지는 갑자기 생겨나거나, 사라지지 않는다.” 물리학의 법칙에서 시작하여 사회 전반에도 적용되는 보존 법칙이 된 에너지 보존 법칙.

광자 재판 _ 광자는 홍길동?


양자 세계에서는 측정이라는 행동이 측정 대상의 물리량에 큰 영향을 준다는 코펜하겐 파의 주장. 기존의 상식을 뒤엎는 재미있는 양자 세계 이야기.

슈뢰딩거 고양이 _ 1/2살았다+1/2죽었다


입자의 상태를 확률로 표현하는 코펜하겐 학파의 애매모호한 설명을 반박하기 위해, 슈뢰딩거는 슈뢰딩거의 고양이라는 사고실험을 통해 반박하였다.

양자세계 해석 _ 철학자에게 맡기다


양자 세계를 기술하는 수학은 독특하다. 그 수학이 무엇을 의미하는지 해석할 필요가 있다. 그 해석은 이제 과학과 철학의 경계에 서 있다.

불확정성의 원리 _ 다 알려 하지마


확실한 것만을 다루는 것으로 알려진 물리학에서 등장한 아이러니, 불확정성의 원리. 왜 이런 원리가 등장하게 되었을까? 무엇이 왜 불확실하다는 것일까?

엔트로피 증가 _ 점점 무질서해진다


물리법칙이 진행되는 방향을 설명해주는 엔트로피 증가의 법칙. 이 법칙에 따르면, 우주의 무질서도는 계속해서 증가한다.

자발적 과정 _ 한쪽으로만 일어난다


자발적으로 일어나는 자연계의 다양한 변화는 계의 에너지를 낮추거나 엔트로피를 높이는 쪽으로 일어난다.

수학

수학적 귀납법 _ 도미노로 이해하자


수학적 귀납법의 원리를 하나가 넘어지면 차례로 쓰러지는 도미노 놀이에 비추어 이해해보자

*철학의 숲

만물의 근원은? _ 탈레스
대부분의 서양 철학사 책은 탈레스를 서양철학의 아버지라고 기술하고 있다. 아리스토텔레스도 탈레스를 그리스의 최초의 철학자요, 과학자라고 칭한다.

수와 우주 _ 피타고라스


이제 ‘만물의 근원은 수’라는 주장으로 돌아가 보자. 지금 우리가 이 주장을 납득하기 어려운 것은 ‘만물’은 물질적인 것처럼 보이지만, ‘수’는 비물질적인 것처럼 보인다는 데 있다. 그럼 이것을 어떻게 이해해야 하는가?

변화와 로고스 _ 헤라클레이토스


헤라클레이토스의 지적은 불이 세계의 원질이 아니라 원리라는 측면에 방점을 찍고 다고 보아야 한다. 그 원리는 만물은 변화하고 생성한다는 원리다.

변화는 불가능 _ 파르메니데스


파르메니데스는 변화의 주체가 갖는 이중성의 문제점을 정확히 통찰하였다. 여기서 그는 헤라클레이토스와는 정반대로 “변화란 없다”라는 결론을 내림으로써 지중해 철학에 새로운 전기를 불러왔다.

원자론자들 _ 데모크리토스


데모크리토스는 우리의 인식 과정, 즉 감각과 사고 모두 원자들을 이용해서 설명한다. 뿐만 아니라, 그는 혼의 존재를 인정했지만, 그 역시 원자들(빠르고 둥근 불의 원자)로 설명한다.

진리는 상대적인가? _ 프로타고라스의 덫


프로타고라스는 철학의 관심을 자연세계에서 인간세계로 이동시킨 철학자라는 점이다. 철학의 관심 영역이 자연세계에서 인간세계로 바뀌었다는 점이다.

오, 나의 가짜인생 _ 생활 속의 철학


'원형적인 것 또는 근본적인 것'과 '복제된 것 또는 첨가된 것'을 칼로 자르듯 나누기란 불가능하다. 원본과 가짜는 서로 이렇게 뒤엉켜있는 것이다.

존재와 생성의 딜레마 _ 아리스토텔레스


어떻게 원본은 변함이 없는데 복사본이 계속해서 변할 수 있는지, 즉 현실계의 운동, 변화가 어떻게 가능한지에 대해서 플라톤의 이원론은 답할 수 없다는 것이 아리스토텔레스의 불만이었다.

중세 교부철학 _ 아우구스티누스


아우구스티누스는 로마 제국이 사라진 이후에도 힘을 발휘할 수 있는 이론체계(교의)를 구축했을 뿐만 아니라, 기독교 공동체에 필요한 제도로서의 교회이론을 세운 ‘교회의 아버지’(교부)였다.

합리주의 _ 이븐 루슈드


화가 라파엘로가 바티칸 궁에 그린 [아테네 학당]에는 터번을 쓴 인물이 등장한다. 이 사람이 바로 이븐 루슈드다. [아테네 학당]에 나오는 유일한 이슬람 학자로, 유럽에서는 아베로에스(Averroes)라는 라틴어 이름으로 더 많이 알려져 있다.

스콜라 철학의 완성 _ 토마스 아퀴나스


스콜라 철학도 여전히 초월적이고 신비주의적인 면을 가지고 있기는 하지만, 스콜라 철학자들은 신이 인간의 삶에 개입하는 일반적인 방식은 합리적인 자연법칙을 통해서라고 주장한다.

면도날과 유명론 _ 윌리엄 오컴


오컴의 철학을 ‘면도날과 유명론’으로 요약하는 것은 잘못이다. 그는 면도날로 비유되는 철학적 원칙을 처음으로 제시한 사람이 아니었으며, 엄격하게 말하자면 유명론자도 아니었다. 이제 이 두 가지에 대해서 좀 더 알아보자.



*인물과 역사

종교

콘스탄티누스 1세 _ 인물세계사


밀라노 칙령을 공포, 신앙의 자유를 인정하고 교회의 사법권과 재산권 등을 우대했다. 황제 중심의 계급적 관료제도와 세금제도를 완비했으며 수도를 비잔티움으로 옮겨 그리스도교적인 도시 콘스탄티노폴리스를 건설했다.

그레고리오 7세 _ 인물세계사


그레고리오 7세는 교회 내 부패를 개혁하려는 의지가 강했다. 교회를 정화하기 위해서는 왕권으로부터 독립해 교회 스스로 힘을 가져야 한다고 생각했다. 이를 위해 신성로마제국 황제와 성직자 서임권을 두고 분쟁하게 된다.

살라딘 _ 인물세계사


이집트와 시리아에서 아이유브 왕조를 개막하고, 유럽인의 손에서 예루살렘을 탈환하다. 용기와 관용을 겸비한 탁월한 군주이며 리처드 1세와의 대결로 전설의 주인공이 된 인물.

잔 다르크 _ 인물세계사


백년전쟁기 프랑스를 구하고 샤를 7세를 왕위에 즉위시킨 잔 다르크. 귀족도 아니었고, 남자도 아니었던 핍박 받는 민중의 딸, 잔 다르크는 오늘날까지 그 죽음의 비장미와 함께 열세한 환경에서도 세상을 바꾼 강인한 여성의 대명사로 불린다.

과학

니콜라우스 코페르니쿠스 _ 인물세계사


종교개혁이 많은 신자들로 하여금 교황청에 등 돌리게 만들었다면, 코페르니쿠스의 우주론은 신으로부터 등 돌리게 만들 수 있는 엄청난 파괴력을 지닌 것이었다.

철학

데카르트 _ 인물세계사


서양 근대철학의 출발점이 된 철학자, 데카르트. 그는 우리가 알고 있는 모든 것이 꿈에 불과하거나 악마에게 속고 있을지도 모른다는 일종의 가설까지 세워가며 의심하고 회의했다.

볼테르 _ 인물세계사


프랑스 계몽주의를 대표하는 비판적 지식인. 풍자와 해학으로 당대의 위선과 부조리를 낱낱이 폭로하고 자유와 관용의 정신을 드높인 프랑스 계몽주의 시대 작가.

임마누엘 칸트 _ 인물세계사


칸트를 합리론과 경험론을 비판하고 종합한 철학자라 일컫는 것은, 인식의 형식은 본래 갖고 있지만 인식의 내용은 경험으로 얻을 수밖에 없다는 주장 때문이다. 인간은 경험을 재료로 삼되, 타고난 인식 능력을 통해 보편적 진리를 알 수 있다.

주희 _ 인물세계사


동아시아 전통 사상을 되살펴보려 한다면 주희와의 만남을 피할 길은 없다. 그의 사상은 동아시아 지성계 전체가 여러 세기에 걸쳐 참여한 공통의 지속적 담론이었다.

원효와 의상 _ 인물한국사


통일 신라의 불교를 대표하는 원효와 의상, 둘은 서로 협력자이면서도 때로는 라이벌이기도 했다. 그들이 추구한 걸어간 길은 서로 달랐지만, 궁극적으로 지향하는 바는 같았다.

혜초 _ 인물한국사


혜초(慧超, 704~787)는 신라 시대의 승려이다. 당시 천축이라 불린 인도를 여행하고, 여행기인 [왕오천축국전(往五天竺國傳)]을 남겼다. 아무도 돌아오지 못한 먼 순례의 길에도 무사히 돌아온 혜초는 중국 정통 밀교의 법맥을 이었다.

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