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답변 내역

리먼 가설이 무엇인가요? 말 그대로 소수 일까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.수학 7대 난제를 얘기하시는 것 같은데 제가 친절하게 답변해드립니다.1. P vs NP이 문제는 풀기도 전에 직감을 요구하는 문제입니다.이 문제는 알고 보면 쉬운 문제를 풀기도 전에 문제가 쉬움을 증명하라입니다.처음에 이 문제는 풀려서 이미 끝난 줄 알았지만 컴퓨터의 발달로 식의 정확성이 의심되어 결국 문제 해결이 취소되었습니다.이 문제는 우리나라에서 두 박사도 문제에 도전했지만, 실패했다고 합니다.2. 푸앵카레의 추측이 문제는 7대 난제 중 유일하게 풀린 문제로 푸앵카레라는 사람이 구에 대한 정의로 '어떤 물체의 임의의 한 점에서 출발에 실을 계속 그 물체에 감다가 원래 처음 출발한 점에서 줄을 잡아당겨서 꼬이는 부분 없이 선이 돌아온다면 이 물체는 구이다'라는 주장을 했습니다.이 문제는 많은 주장들이 제기되었지만, 아마 2001~2년도에 한 러시아 인이 증명을 했다고 합니다.3. 리먼 가설리먼 가설은 소수에 관한 문제로,'소수들 사이에 규칙은 존재한다'라는 것을 증명해야 하는 문제입니다.... 사실 이 이후의 문제들은 사람들마다 서로 약간 다르게 말하는 것이 있습니다. 그렇지만 대표적으로 많이 나온 것은4. 내비어-스톡스 방정식비행기 날개를 흐르는 공기같은 기체의 흐름과 배 옆으로의 흐름을 기술하는 편미분 방정식의 해를 구하라 입니다.왠지 보면 근의 공식이나 인수분해만 잘하면 될 것 같지만, 이 문제는 그런 식을 요구하는 게 아니므로 어렵습니다.5. 호지 추측이 문제는 어떤 대상체로 모든 기하학의 조합임을 구하라는 말입니다.도형학이 기하학이다로 끝난다고 생각하면 오산이기 때문에 7대 난제인 것이죠.6. 버츠와 스위너톤-다이어 추측이 문제는 타원곡선에 대한 방정식의 유리수 해가 유한 개인가, 무한 개인가를 판명, 증명해야 됩니다.7.양-밀스이론과 질량 간극 가설양자 물리학의 '양-밀스 이론'과 질량 간극 가설을 설명하는 문제입니다.
학문 / 물리
22.12.11
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극도로 차가운 것이 몸에 다아도 화상을 입는다고 합니다
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.절대 맨손으로 만지지 말자. 물론 더한 것도 많고 영하 100도도 채 안 되지만 차가워서 잠깐만 만져도 손에 문제가 생기는 건 물론이고 단순히 영하 100도의 기체에 노출되는 게 아니라 고체라서 온도 자체는 더 높을 지 몰라도 열을 빼앗기는 속도가 훨씬 빠르며 일단 달라붙어서 잘 떨어지지도 않을 뿐더러 설령 나중에 승화되어 없어진다고 해도 결국 끝에는 동상에 걸려서 피부에 심각한 손상을 입을 수 있다. 장갑도 목장갑 2~3개는 끼고 만져야 한다.[4]드라이아이스를 만지면 화상에 입는다는 오해가 널리 퍼져있다. 결론부터 말하자면, 화상을 함께 입는 게 아니라 동상의 증세가 화상과 동일할 뿐이다. 피부의 온도 감각인 온각과 냉각은 역치를 넘어서면 모두 통각으로 감지되므로 화상과 똑같은 아픔을 느끼게 된다. 동상에는 두 가지 종류가 있는데, 한랭 손상과 동결 손상이다. 그리고 드라이아이스는 동결 손상을 입히는 물질이고, 동결 손상에 걸릴 경우 화상과 유사한 통증을 느끼게 된다. 손상된 부위는 염증 반응으로 화끈거리기 때문에 더욱 오해하기 쉽다. 이런 오해가 생길 법도 한 게, 평범한 대한민국 사람이 동결 손상을 입을 일은 드라이 아이스 만질 때 빼곤 없다... 심지어 의사까지도 헷갈리는 경우가 있다. #문제는 이게 너무 광범위하게 진짜인 양 퍼져있다는 것. 초중시절 과학 선생님들이 무슨 이유인지는 몰라도 이런 잘못된 지식을 알려줘서 크면서도 이게 잘못된 건지 모르는 사람들이 부지기수다. 심지어 배스킨라빈스에서 케이크 샀을 때 경고에 '드라이아이스를 맨손으로 만지면 냉온화상의 위험이 있습니다'라고 쓰여있다.
학문 / 화학
22.12.11
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겨울에 눈을 보기가 점점더 힘들어지는 이유가 몰까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.요즘 겨울은 기후온난화현상으로 엘리뇨현상이 아닌 특유한 라니냐영향까지...겹쳤고, 지금은 시베리아성 고기압이 급격히 내려와 태평양 연안의 따스한 공기와 만나면서 예년처럼 강추위는 덜한 것 같습니다...결국 기후변화를 겪고 있다고 보면 맞습니다.추워도 2-3일정도에 불과하니....그리고 통상 1월 소한[1/06일]과 대한[1/20일]을 지나면 겨울추위는 끝났다고 보면 맞을 정도
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.11
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양자컴퓨터는 진짜로 가능한가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.양자 컴퓨터는 양자 중첩의 지수적인 정보 표현, 양자 얽힘을 이용한 병렬 연산과 같은 양자역학적인 물리현상을 활용하여 계산을 수행하는 기계이다. 양자 전산기라고도 한다.이러한 컴퓨터는 트랜지스터 및 커패시터 기반의 2진법 디지털 전자 컴퓨터와 완전히 다른 원리로 작동한다. 고전적인 (전통적인) 컴퓨터에서 자료의 양은 비트로 측정되며 데이터가 항상 2 개의 명확한 상태 (0 또는 1) 중 하나에 있는 2진 숫자 (비트)로 인코딩 되어야 하지만 양자 계산은 상태의 중첩으로 있을 수 있는 양자 비트 또는 큐비트를 사용한다.그림 1. 양자정보의 기본 단위인 큐비트 (출처)양자 정보 통신은 정보 사회의 패러다임을 바꿀 신기술로 여겨진다. 양자 정보 통신을 활용한 양자 컴퓨터는 한 개의 처리 장치에서 여러 계산을 동시에 처리할 수 있어 특정한 문제를 처리하는데 있어 정보 처리량과 속도가 지금까지의 컴퓨터에 비해 지수적으로 뛰어나다. 하지만 양자 컴퓨팅은 근본적으로 양자정보 처리, 저장 중 발생하는 노이즈, 결맞음 잃어버림과 같은 양자 에러 (quantum error)에 대해 매우 취약하고 병렬 연산을 위한 얽힘을 생성하고 제어하는 것이 실질적으로 매우 어렵다. 따라서 2018년 현재 실제 양자 컴퓨터의 개발은 아직 초기 단계이며 소규모의 양자 비트를 제어하고 간단한 양자 알고리듬을 실행하는 실험이 보여진 바 있는 수준이다. 더 나아가, 실용적인 응용을 위해 이론적인 연구가 계속되고 있으며, 많은 국가 정부와 군사 기관이 암호 해독과 같은 민간, 비즈니스, 무역, 환경 및 국가 보안 목적을 위한 양자 컴퓨터를 개발하기 위해 양자 컴퓨팅 연구에 자금을 지원하고 있다.그림 2. 양자 에러 (quantum error) 보정 (출처)실용적으로 파급력이 있는 양자 계산을 위해서는 양자오류 보정형 범용 양자 컴퓨터를 개발해야 하지만 오류를 보정하지 않는 수준의 양자컴퓨터를 이용해서도 고전적인 컴퓨터가 효율적으로 수행하기 힘든 의미 있는 계산을 수행할 수 있다는 취지로 연구가 진행되고 있다. 이는 양자컴퓨팅의 이론가인 존 프레스킬 (John Preskill)이 제창하였으며 이를 사용하는 시대를 오류가 있는 중형 크기의 양자 소자 시대 (Noisy intermediate scale quantum era)라고 한다. 이 시대를 선두하기 위해 IBM, Intel, Google을 포함한 많은 회사에서 소규모 양자컴퓨터가 개발 중이다.IBM은 IBM Q Experience를 통해 클라우드 기반으로 5 큐비트 및 16 큐비트 양자 컴퓨팅 플랫폼 (초전도 기반)을 대중에게 제공하고 있다. D-Wave Systems는 양자 어닐링을 사용하는 양자 최적화 기계의 자체 버전을 개발하였고 상용으로 시판 중이다.
학문 / 전기·전자
22.12.11
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편식을 하거나 어떠한 식재료를 싫어하는 것은 선천적일까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.편식이 낳는 문제는 잘 알려져 있다. 영양 불균형, 신체발달 저하, 그로 인한 심리적 문제 등등. 그럼에도 불구하고 아이들은, 아니 인간은 왜 편식을 하는 것일까? 편식이 선천적인 것이라고 주장하는 측에 따르면 식물은 포식동물로부터 자신을 보호하기 위해 쓴맛이나 독이 든 물질을 만들어낸다. 인간 역시 이러한 독소로부터 스스로를 보호하기 위해 쓴맛을 선천적으로 거부하게 되었다. 쌉쌀한 채소를 아이들이 잘 먹지 않는 이유가 이해되는 대목이다. 반대로, 채소를 싫어하는 성향은 심리적인 문제일 뿐이라는 사람들도 있다. 혼자 식사할 때는 먹지 않던 음식을 다른 사람들과 함께 먹을 때는 군중심리에 의해 먹게 되는 것이 음식 선호도가 심리적인 문제라는 것을 뒷받침하는 근거다.이유가 무엇이든간에 유아기의 편식은 평생의 식습관과 건강에 영향을 미친다. 2~5세가 음식에 대한 기호를 정하는 시기이기 때문이다. 하지만 아이들은 새로운 음식을 먹을 때마다 두려워하고 망설인다. 낯선 음식에 대한 공포를 일컫는 ‘음식 네오포비아(food neophobia)’라는 말까지 등장할 정도다. 따라서 아이가 편식 행동을 보일 때는 새로운 음식에 대한 두려움을 먼저 헤아려주어야 한다. 먹을 것을 강요당하거나, 동생이 태어났을 때, 부모에게 관심을 끌기 위해서 등 심리적인 원인에 의해 편식 행동이 나타날 수도 있다. 이럴 때는 행동을 수정하려고 하기보다 관심과 애정을 보여주어야 한다. 아이들의 맛을 느끼는 감각이 어른보다 발달해있다는 점도 염두에 두어야 한다. 아이의 혀에는 1만 여개의 미뢰가 있어 성인에 비해 3배나 많은 맛을 느낄 수 있다고 한다. 특히 채소의 경우 어른들은 잘 모르는 쓴맛을 강하게 느껴 거부반응을 보일 수 있다. 그러므로 채소 같은 건강한 음식을 먹게 하려면 꾸준한 노력이 필요하다.
학문 / 생물·생명
22.12.11
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인간 신체 재생에 대해서 어느정도나 진전이 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.인간의 경우 피부와 같은 일부 조직은 매우 쉽게 재생된다. 인간의 생리학적 항상성(homeostasis)을 위한 재생에는 적혈구(red blood cell)의 생성을 통한 교체, 여성의 월경 주기 동안의 자궁 내막의 제거 및 재생 등이 있다. 다른 많은 조직의 경우 손상된 경우 완벽한 재생이 쉽지 않다. 인간에게서 가장 많이 연구된 재생되는 조직 중 하나는 간(liver) 조직의 재생인데 간이 손상된 후에는 보통 간이 비대해지며 간의 정확한 형태는 회복되지 않는다. 성인의 경우 중추 신경계 (central nervous system)의 신경세포의 재생이 쉽지 않다는 점 또한 각종 퇴행성 신경 질환 (neurodegenerative diseases)의 치유를 어렵게 한다. 하지만 최근의 생명과학과 의학의 발전, 특히 줄기세포 생물학의 발전으로 인해 점점 다양한 인간 조직의 재생 가능성이 높아지고 있다.
학문 / 생물·생명
22.12.11
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Lp 턴테이블 소리어떻게 나는건가요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.LP에는 무수히 길다란 소릿골이 음악 신호에 따라 회오리 모양으로 파여있고 스타일러스(바늘)가 이 골을 따라 움직이며 LP의 소리를 재생합니다. 초창기 좌우 구분 없이 소리가 나던 모노 시절 LP의 소릿골은 좌우의 움직임만으로 음악 정보가 저장되었으며 모노 카트리지라 불리는 카트리지 역시 좌우의 움직임만 감지하도록 제작되어 있었습니다.스테레오로 녹음을 시작하면서 좌우뿐만이 아니라 위아래의 움직임까지 더해져 소리를 저장하기 위해 V자로 파인 소릿골은 좀 더 좁아졌고 이에 따라 카트리지 역시 좌우 위아래를 감지하도록 제작됩니다. 이렇게 세밀한 움직임을 위해 스타일러스의 폭 또한 좁아집니다.레가 아페타2 MC 카트리지2. 카트리지흔히 턴테이블 바늘이라 부르는 부분은 스타일러스(Stylus)와 캔틸레버(Cantilever)가 합쳐진 부분을 부르는 명칭인데 기다란 쇠 부분이 캔틸레버 그리고 LP와 맞닿는 뾰족한 부분이 스타일러스입니다. 그냥 바늘이라 불러도 되는데 요즘 LP도 영문 표현을 따라 바이닐(Vinyl)이라고 칭하는 만큼 스타일러스 및 캔틸레버라는 단어도 알아두면 좋을 듯합니다.MM 카트리지 방식(좌), MC 카트리지 방식(우)스타일러스의 진동은 캔틸레버를 움직이고 캔틸레버에 달린 자석은 진동에 의해 카트리지 안에 부착된 코일과 가까워졌다 멀어졌다 움직이며 전기신호를 만들어냅니다. 캔틸레버에 자석이 달려서 움직이는 방식이 흔히 MM(Moving Magnet)이라 불리는 방식이고 캔틸레버에 코일이 달려있고 다른 쪽에 자석이 있는 방식은 MC(Moving Coil)라 불리는 방식으로 구분됩니다.
학문 / 전기·전자
22.12.11
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북극 온난화 제트기류가 약화 등 이상 기후가 심각한 상황인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.기온이나 강수량 등의 기후 요소가 약 30년 간의 통계적 평년값을 벗어나 현저히 높거나 낮은 수치를 나타내는 것.본문특정 지역에서 기온이나 강수량 등의 기후요소가 통계적 평년값을 벗어나 현저히 높거나 낮은 수치를 나타내는 것을 '이상 기후'라고 한다. '기후(climate)'는 장기간에 걸친 날씨(weather)의 평균이나 변동의 특성을 말하는데, 세계기상기구(WMO)에서 정한 평균 값 산출 기간은 30년이다. '이상'은 날씨가 1개월 이상에 걸쳐 평년보다 한쪽으로 매우 치우쳐져 있다는 의미로, 세계기상기구(WMO)에서는 90퍼센타일(percentile) 초과 또는 10퍼센타일 미만 범위를 사용하고 있다. 퍼센타일은 어떤 수치를 크기의 순서대로 배열했을 때 작은 쪽에서부터 세어 몇 번째에 해당하는지 나타내는 백분위수이다.이상 기후로 불리는 현상으로는 폭염(이상고온), 열대야, 한파(이상저온), 호우(홍수), 폭설, 가뭄 등이 있다. 이러한 이상 기후를 야기하는 요인으로는 지구온난화, 엘니뇨∙라니냐, 기압 배치의 변화 등이 있다. 이러한 요인들은 독립적인 현상들이 아닌 서로 영향을 주고받으며 맞물려 일어난다. 예를 들어 엘니뇨로 인한 태평양 해수 온도 분포의 변화는 상층 기압의 배치를 변화시키며, 이는 세계 여러 지역에 이상 기후를 발생시키는 원인이 되는 것으로 보고 있다.우리나라에서는 한반도와 세계 여러나라의 이상 기후와 영향 및 대응 방안을 모색하기 위해 2010년부터 매년 기상청과 관계부처 합동으로 '이상 기후 보고서'를 발간하고 있다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.11
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물질을 구성하는 근원입자는 어떤것인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.안녕하세요 오늘은 물의 화학적 성질의 근원에 대해서 알아보겠습니다. 우선 물의 특이한 성질을 이해하려면 화학적 구조를 살펴보아야 합니다.원자 구조원자는 만물을 이루는 기본 소재이다. 사람, 공기, 책 등 모든 물체는 원자로 이루어져 있다. 원자는 아주 작은 공을 닮았는데,처음에는 물질의 가장 작은 형태로 알려졌었다. 이제는 원자도 더 작은 아원자 입자로 이루어졌음이 밝혀졌다. 원자의 핵이 강력으로 붙들려 있다. 양성자는 양전하를 띤 반면에 중성자는 전하를 가지지 않는다. 핵을 둘러싼 입자들은 전자(electron; electro = electricity)로서 질량은 양성자나 중성자의약 1/2,000에 지나지 않는다. 양성자와 전자 사이의 전기적 끌림에 의해 전자는 충진 껍질에 붙들려 있다.원자는 전자와 양성자 수를 같은 수로 가지고 있어서 대개 전기적으로 중성이다. 예를 들어 산소원자는 양성자와 전자를 각각 8개씩 가지고 있다. 대개는 중성자도 8개나 가지고 있지만 전하와 무관하다. 양성자의 수는 118가지나 되는 원소를 구별하는 잣대이다. 예를 들어 양성자가 8개인 원소는 오로지 산소뿐이다.양성자가 하나면 수소, 둘이면 헬륨 등등과 같은 예를 들 수 있다.상황에 따라서 원자는 전자를 얻거나 잃을 수 있어서 전하를 띠게 되는데, 이런 원자를 이온이라 부른다.
학문 / 물리
22.12.11
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이산화 탄소 농도 증가는 온난화와 어떤 상관관계가 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.이산화탄소(이하 탄소로 약칭)에 의한 지구온난화 과정은.....인간이 문명화하면서 발달한 것이 공업화된 산업이며 산업은 생산과정이 탄소 배출을 하는 것이고 이 탄소가 대기권에서 탄소층을 형성하여 그것이 마치 온실 비닐하우스의 비닐 막처럼 대기권에 막을 형성함으로써 태양의 반사열을 방해하게 되어 갇힌 반사열에 의하여 대기온도가 상승하는 것입니다.2. 해양 산성화 원인은 대기의 탄소가 물에 용해됨으로써 형성된 현상이라고 합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
22.12.11
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