답변 내역

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.ADC는 두 단계를 거쳐요. 먼저 시간을 잘게 끊어 일정한 간격마다 신호의 값을 떠내는 샘플링을 하고, 그렇게 떠낸 전압을 정해진 눈금 중 가장 가까운 숫자로 바꾸는 양자화를 해요.샘플링은 스위치와 작은 커패시터로 된 샘플앤홀드 회로가 맡아요. 정해진 순간에 스위치를 잠깐 닫아 그 순간의 입력 전압을 커패시터에 충전하고, 곧바로 스위치를 열어 그 값을 붙잡아 둬요. 입력 신호는 계속 변해도 커패시터에 잡힌 전압은 고정돼 있어서, 변환하는 동안 값이 흔들리지 않아요. 이때 얼마나 자주 떠낼지가 중요한데, 신호에 들어 있는 가장 높은 주파수의 두 배 이상으로 샘플링해야 원래 파형을 되살릴 수 있어요. 사람이 듣는 소리는 약 20kHz까지라 음악 CD가 44.1kHz로 샘플링하는 거예요. 이보다 느리면 빠른 진동이 엉뚱한 느린 파형으로 둔갑해서, ADC 앞에 높은 주파수를 미리 걸러내는 필터를 달아둬요.양자화에서는 널리 쓰이는 축차 비교형 ADC를 예로 들면, 붙잡은 전압이 기준 전압의 절반보다 큰지 작은지를 묻고, 그 결과에 따라 범위를 절반씩 좁혀가며 한 비트씩 정해요. 스무고개를 하듯 12번 비교하면 4096단계 중 하나로 값이 결정돼요. 눈금 사이의 값은 가장 가까운 눈금으로 반올림되니, 비트 수가 많을수록 이 오차가 작아져요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.역학적 에너지 보존 법칙은 마찰이나 공기 저항처럼 에너지를 열로 빼앗는 힘이 없을 때, 위치 에너지와 운동 에너지의 합이 처음부터 끝까지 변하지 않는다는 내용이에요. 빗면 문제는 출발점과 도착점 두 순간만 비교하면 풀려요.꼭대기에서 공은 가만히 놓였으니 속력이 0이라 운동 에너지도 0이고, 바닥을 기준으로 높이 h에 있으니 위치 에너지는 mgh예요. 바닥에 닿는 순간은 높이가 0이라 위치 에너지가 0이고, 속력을 v라 하면 운동 에너지는 ½mv²이에요. 두 순간의 합이 같아야 하니 mgh = ½mv²이라는 식이 세워지고, 양변의 m이 약분되면서 v² = 2gh, 즉 v = √(2gh)가 나와요. 예를 들어 h가 5m이고 g를 10m/s²로 잡으면 √100 = 10m/s예요.이 결과에서 눈여겨볼 점이 두 가지 있어요. 질량 m이 지워졌으니 무거운 공이나 가벼운 공이나 바닥 속력이 같고, 빗면 기울기도 식에 들어 있지 않아서 완만하든 가파르든 높이만 같으면 속력은 같아요. 기울기는 도착하는 데 걸리는 시간만 바꿔요.그런데 이건 마찰이 없어 공이 구르지 않고 미끄러져 내려오는 경우예요. 실제로 공이 굴러 내려오면 에너지 일부가 회전에 쓰여서, 속이 꽉 찬 공은 v = √(10gh/7)로 조금 느려져요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.정지 상태에서 출발해 일정하게 가속하는 물체의 이동 거리는 s = v₀t + ½at² 로 구해요. 여기서 v₀는 처음 속도, a는 가속도, t는 걸린 시간이에요. 자동차는 멈춰 있다가 출발했으니 v₀ = 0이고, 앞쪽 항은 사라져요. 남은 식에 값을 넣으면 s = ½ × 2 × 5² = ½ × 2 × 25 = 25m가 나와요.식에 ½이 붙는 이유는 평균 속도로 생각하면 쉽게 보여요. 가속도가 2m/s²라는 건 1초마다 속도가 2m/s씩 늘어난다는 뜻이라, 5초 뒤 자동차의 속도는 10m/s예요. 속도가 0에서 10까지 고르게 늘었으니 5초 동안의 평균 속도는 그 중간인 5m/s이고, 평균 속도 5m/s로 5초를 달린 거리는 5 × 5 = 25m예요.속도-시간 그래프로 그려보면 원점에서 시작해 5초일 때 10m/s에 닿는 직선이 되는데, 이 직선 아래 삼각형의 넓이가 곧 이동 거리예요. 밑변 5에 높이 10인 삼각형이라 넓이는 ½ × 5 × 10 = 25로, 세 방법 모두 같은 25m가 나와요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.클라우드에 저장한다는 건 내 파일을 구글, 애플, 마이크로소프트 같은 회사가 운영하는 거대한 데이터센터의 컴퓨터에 보관한다는 뜻이에요. 구름이라는 이름 때문에 공중 어딘가에 떠 있는 것처럼 들리지만, 실제로는 수만 대의 서버 컴퓨터와 하드디스크가 줄지어 놓인 건물 안에 저장돼요. 돈을 집 금고 대신 은행에 맡겨두고 어느 지점에서든 찾아 쓰는 것과 비슷해요.파일을 올리면 인터넷을 통해 잘게 쪼개진 데이터 묶음으로 전송되고, 데이터센터에서 다시 합쳐져 내 계정 이름표가 붙은 채 저장돼요. 다른 기기에서 로그인하면 서버가 아이디와 비밀번호로 본인임을 확인한 뒤, 그 계정에 연결된 파일을 다시 쪼개서 보내주는 거예요. 휴대폰과 컴퓨터에 설치된 동기화 앱은 바뀐 부분만 서로 주고받아서, 한쪽에서 고친 내용이 다른 쪽에도 금방 반영돼요.업체들은 같은 파일을 여러 지역의 데이터센터에 몇 벌씩 복사해 두기 때문에, 한 곳의 디스크가 고장 나거나 건물에 불이 나도 자료가 사라지지 않아요. 그런데 인터넷이 끊기면 미리 내려받아 둔 파일 말고는 열 수 없고, 계정이 털리면 누구든 꺼내볼 수 있으니 2단계 인증을 꼭 켜두시는 게 안전해요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.흡수선과 방출선의 위치가 같은 건 우연히 겹치는 부분이 생겨서가 아니라, 둘이 같은 두 준위 사이를 반대 방향으로 오가는 같은 전이라서예요. 전자가 아래 준위에서 위 준위로 올라갈 때는 딱 그 에너지 차이만큼의 빛을 흡수하고, 같은 두 준위 사이를 내려올 때는 똑같은 에너지의 빛을 내보내요. 계단 두 칸 사이를 오르든 내려가든 높이 차가 같은 것과 마찬가지예요. 에너지 차이가 같으니 파장도 같고, 스펙트럼에서 선이 찍히는 자리도 정확히 일치해요.선의 개수가 다른 건 다른 이유에서 나와요. 흡수 스펙트럼은 보통 비교적 차가운 기체에 빛을 통과시켜 얻는데, 이때 원자들은 대부분 가장 낮은 준위에 머물러 있어서 바닥 준위에서 출발하는 전이만 주로 나타나요. 반면 방출 스펙트럼은 기체를 뜨겁게 달궈 여러 높은 준위로 전자를 올려놓은 상태라, 높은 준위끼리 오르내리는 전이까지 다양하게 섞여 나와요. 그래서 방출선이 흡수선보다 훨씬 많은 경우가 흔해요.정리하면 흡수선은 방출선의 일부와 위치가 정확히 겹치고, 방출선 중에는 흡수 스펙트럼에 짝이 없는 선들이 있는 관계예요. 흡수선이 찍힌 자리에는 반드시 같은 위치의 방출선이 존재해요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.버리기엔 아직 일러요. 목 부분이 누렇게 변하는 건 땀보다 피부에서 나온 기름인 피지가 원인인 경우가 많아요. 피지가 옷감 섬유 사이에 조금씩 남아 있다가 공기와 만나 산화되면서 누런색으로 변하는 건데, 피지 분비량은 사람마다 차이가 커서 같은 집에서도 한 사람 옷만 유독 누렇게 되는 게 흔한 일이에요.복구는 기름부터 녹이고 표백하는 순서로 하시면 돼요. 먼저 누런 부분을 물에 적신 뒤 주방세제나 샴푸를 발라 칫솔로 살살 문질러 기름때를 풀어주세요. 그다음 대야에 40~60도 정도의 따뜻한 물을 받고 과탄산소다를 한두 숟가락 녹여 옷을 30분에서 두세 시간 담가두세요. 과탄산소다는 따뜻한 물에서 산소를 내며 얼룩을 분해하는데, 찬물에서는 거의 반응하지 않아서 물 온도가 중요해요. 그 뒤 평소처럼 세탁하면 되고, 오래된 얼룩은 이 과정을 두세 번 반복하면 훨씬 옅어져요.락스 같은 염소계 표백제는 땀 속 단백질과 반응해 오히려 더 누렇게 만들 수 있어서 피하시는 게 좋아요. 울이나 실크 소재는 과탄산소다에 상할 수 있으니 면이나 폴리에스터 옷에만 쓰시고요. 앞으로는 입은 날 바로 빨고, 세탁 전에 목 부분에 세제를 미리 발라두면 누렇게 변하는 걸 꽤 늦출 수 있어요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.실제로 구별이 가능해요. 실험에서도 사람들에게 물 따르는 소리만 들려줬을 때 뜨거운 물과 차가운 물을 우연보다 훨씬 높은 비율로 맞혔어요. 대부분은 이유를 모른 채 느낌으로 맞히는데, 일상에서 수없이 들어온 소리가 귀에 쌓여 있어서 그래요.차이는 물의 성질에서 나와요. 물은 온도가 오르면 끈적임의 정도인 점성이 크게 줄어서, 끓기 직전의 물은 찬물보다 3분의 1 정도로 묽어져요. 표면장력도 약해지고요. 그래서 뜨거운 물은 컵 바닥에 부딪힐 때 더 잘게 부서지며 튀고, 녹아 있던 공기와 수증기가 작은 기포로 빠져나오면서 보글거리는 소리가 섞여요. 찬물은 상대적으로 덩어리째 떨어지며 또렷하게 찰랑이는 소리를 내요. 많은 사람이 뜨거운 물 소리는 조금 낮고 뭉근하게, 찬물 소리는 높고 맑게 느낀다고 표현해요.기포가 터지는 소리와 물이 튀는 소리는 주파수 구성이 달라서, 소리를 녹음해 분석하면 두 경우의 고음과 저음 비율이 눈에 띄게 차이 나요. 다만 컵 재질이나 따르는 높이에 따라서도 소리가 달라지니, 같은 컵으로 비교해야 구별이 쉬워요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.정수장에서 미세플라스틱만 따로 거르는 장치가 있는 건 아니고, 원래 흙탕물의 탁도를 잡기 위한 공정이 플라스틱 입자도 함께 걸러내요. 먼저 응집제를 넣어 물속의 작은 입자들이 서로 엉겨 붙게 만들고, 무거워진 덩어리를 가라앉힌 뒤, 모래와 자갈층을 통과시켜 남은 입자를 걸러내요. 연구마다 차이는 있지만 이 일반 공정만으로 70~90% 정도가 제거되고, 활성탄 여과나 막여과를 더한 고도정수 시설에서는 제거율이 더 올라가요. 국내 조사에서도 수돗물에서 검출되는 양은 1리터당 한 개가 채 안 되는 수준이었어요.완전히 없애기 어려운 이유는 입자의 성질이 제각각이어서예요. 1마이크로미터보다 작은 나노플라스틱은 모래 여과층의 틈을 그대로 빠져나가고, 폴리에틸렌처럼 물보다 가벼운 플라스틱은 가라앉지 않고 떠다녀서 침전 단계를 피해 가요. 옷에서 나온 가늘고 긴 섬유는 길이 방향으로 서서 틈을 통과하기도 하고요. 게다가 정수장을 나온 뒤에도 배관과 연결 부품, 물탱크의 플라스틱 소재에서 새로 떨어져 나오는 입자가 있어요.측정 자체의 한계도 있어요. 현재 분석 장비로는 수십 마이크로미터보다 작은 입자를 정확히 세기 어려워서, 실제로 얼마나 남아 있는지는 아직 과소평가되어 있을 가능성이 있어요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.맥스웰은 기체가 든 상자를 칸막이로 나누고, 칸막이에 작은 문을 하나 달아두는 상황을 생각했어요. 같은 온도의 기체라도 분자 하나하나의 속도는 제각각이니, 문 옆의 누군가가 빠른 분자가 올 때만 문을 열어 오른쪽으로 보내고 느린 분자는 왼쪽으로 보내면 어떻게 될까요. 시간이 지나면 오른쪽은 뜨거워지고 왼쪽은 차가워져요. 문은 아주 가볍게 여닫으니 일을 거의 들이지 않았는데 온도 차가 생긴 거예요. 온도 차가 있으면 열기관을 돌릴 수 있으니, 공짜로 에너지를 뽑는 영구기관이 가능해지고 엔트로피가 저절로 줄어드는 셈... 이 되어 제2법칙과 정면으로 부딪혀요.해결의 실마리는 악마가 하는 일이 공짜가 아니라는 데서 나왔어요. 1929년 실라르드는 분자의 속도를 재고 판단하는 과정 자체에 엔트로피 비용이 따른다고 봤어요. 결정적인 설명은 1960~80년대 란다우어와 베넷이 내놨는데, 측정은 원리적으로 에너지 없이 할 수 있어도 기록을 지우는 일은 그렇지 않다는 거예요. 악마의 기억 공간은 유한해서 계속 일하려면 이전 기록을 지워야 하고, 정보 1비트를 지울 때마다 최소한의 열이 반드시 주변으로 빠져나가요.이 열로 늘어나는 엔트로피가 기체에서 줄어든 엔트로피보다 항상 크거나 같아서, 전체로 보면 제2법칙은 깨지지 않아요. 2012년에는 실제로 1비트를 지울 때 나오는 이 최소 열량이 실험으로 측정되기도 했어요 :)

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.AGI와 ASI의 영향은 연구의 어느 단계를 보느냐에 따라 크게 달라져요. 자료를 분석하고 가설을 세우고 실험을 설계하는 일은 AGI만으로도 몇 배 빨라질 수 있어요. 그런데 생물학적 신체를 만드는 연구는 세포를 키우고 조직이 자라는 걸 기다리고, 동물과 사람에게 안전성을 확인하는 물리적인 시간이 대부분을 차지해요. 이 시간은 계산 능력으로 줄이기 어려워서, AGI는 시행착오 횟수를 줄여주는 쪽으로 작용할 가능성이 커요.ASI는 인간이 떠올리지 못한 접근법을 내놓을 수 있다는 점에서 다르지만, 그 결과가 맞는지는 결국 실험으로 확인해야 해요. 의식 검증은 더 까다로워요. ASI가 새로운 의식 이론과 판정 기준을 제시하더라도, 그 기준을 과학계와 사회가 받아들이는 과정은 기술 속도와 별개로 흘러가요.2030년대부터 본격 투입된다면 인공 장기, 정교한 인공 피부와 근육, 뇌와 기계를 잇는 기술처럼 부품에 해당하는 분야는 지금 예상보다 앞당겨질 가능성이 충분해요. 하지만 이것들을 모두 합쳐 인간과 같은 신경계와 내분비계를 가진 존재를 만드는 단계는, 인간 배아 연구 수준 이상의 규제와 법적 지위 논의를 반드시 거치게 돼요. 그래서 최종형의 실현 시기는 기술보다 이런 사회적 합의에 더 크게 좌우될 것 같아요 :)