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끈이론이 현실적으로 과학적으로 입증을 하는 것이 어려운 이유가 무엇인가요??
안녕하세요. 끈이론이 과학적으로 입즈오디기 어려운 주된 이유는 몇 가지 복잡한 측면이 있기 때문입니다. 먼저, 끈이론은 매우 작은 규모에서의 현상을 다루며, 이는 현대 기술로는 직접 관찰이나 실험이 불가능한 수준입니다. 끈이론은 플랑크 길이(약 10⁻³⁵미터)와 같은 극미한 거리에서의 사건을 예측하므로, 이를 실험적으로 증명하기 위해서는 현실적으로 도달할 수 없는 에너지 수준이 필요합니다. 또, 끈이론은 고차원(10차원 이상)을 포함하는데, 이 추가적인 차원들은 우리가 살고 있는 4차원(3차원 공간 + 시간) 우주와는 다르게 '말려' 있어서 직접적으로 관찰되거나 인지되기 어렵습니다. 이론상 이러한 고차원은 존재하지만, 그 차원들을 실제로 '보거나', '느낄' 방법이 마련되지 않았습니다. 끈이론은 매우 다양한 수학적 구조와 복잡한 이론적 배경을 요구하는데, 이로 인해 이론의 예측이 다른 이론과 구별되는 독특한 결과를 내놓기 어려운 측면이 있습니다. 끈이론에 대한 여러 가지 수학적 모델들은 서로 다른 조건 하에서 여러 가능한 우주를 예측할 수 있기 때문에, 이 중 어떤 것이 우리 우주와 일치하는지를 입증하기가 쉽지 않습니다. 이러한 이유로 끈이론은 주로 수학적이고 추상적인 이론으로 남아 있습니다. 직접적인 실험적 증거를 제시하기보다는 다른 물리 이론과의 일관성이나 더 큰 틀에서의 우주 이해를 돕는 방식으로 과학적 검토가 이루어지고 있습니다. 조금 더 상세한 내용을 접하고 싶으시다면 String Theory and M-Theory: A Modern Introduction (Becker, Becker and Schwarz)와 같은 책을 추천드립니다.
학문 / 물리
25.02.06
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거북이는 어떤 이유로 장수할 수 있는 건가요?
안녕하세요. 거북이의 장수는 그들의 생물학적 및 생태학적 특성에 기인합니다. 거북이는 대체로 낮은 대사율을 가지고 있습니다. 이 낮은 대사율은 에너지 소비를 최소화하며, 결과적으로 더 적은 양의 자유 라디칼이 생산되어 세포 손상이 줄어들 수 있습니다. 거북이는 예외적으로 강력한 방어 메커니즘을 갖추고 있습니다. 그들의 단단한 등껍질은 천적으로부터의 보호를 제공하며, 이는 거북이가 자연적인 포식자로부터 상대적으로 안전하게 오랜 기간 생존할 수 있게 합니다. 또, 많은 거북이 종들이 매우 낮은 번식률이 보이지만, 이는 그들의 생존 전략의 일부로, 한 개체가 오랜 기간 동안 생존하여 다수의 자손을 남길 가능성을 높입니다. 또한, 거북이는 매우 느린 성장률을 보이며, 이는 에너지 자원을 절약하고, 외부 환경 변화에 대한 민감성을 줄이는데 도움을 줍니다. 이러한 특성들은 거북이가 수십 년, 심지어는 수백 년 동안 생존할 수 있는 능력을 부여합니다.
학문 / 생물·생명
25.02.05
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“에레모세 Eremocene”가 무슨 뜻인지 알려주세요.
안녕하세요. '에레모세(Eremocene)'는 생물학자 에드워드 O. 윌슨이 사용한 용어로, 그는 이 단어를 인간 활동의 결과로 지구에서 자연과 야생 생물이 크게 감소하고 있는 현재 시대를 지칭하기 위해 만들었습니다. '에레모세'라는 용어는 그리스어로 '고독' 또는 '사막'을 의미하는 '에레모스(eremos)'에서 유래되었으며, 이는 현재 지구 상태를 반영하는 말로서 인간으로 인한 생태계 파괴와 종의 멸종이 진행되고 있는 환경을 표현합니다. 에드워드 윌슨은 특히 인간이 자연 환경에 미치는 영향을 비판적으로 바라보면서, 이러한 지구의 상황을 '에레모세'라고 명명함으로써, 생물 다양성의 상실과 생태계 변화에 대한 경각심을 불러일으키고자 했습니다. 이 용어는 지구상의 생명체와 자연 환경이 처한 위기를 강조하고, 인간에 의해 초래된 생태적 파괴와 환경 변화에 대한 심각성을 일깨우기 위한 개념으로 사용됩니다.
학문 / 생물·생명
25.02.05
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바이오 특허 출원 시 유전자 서열 명세서 작성 기준이 궁금합니다.
안녕하세요. 유전자 치료 분야는 끊임없는 연구와 기술 발전을 통해 상당한 진보를 이루어 왔으며, 특정 유전 질환에 대한 근본적인 치료 방안을 제시하고 있습니다. 이러한 치료 방법은 유전자의 수정, 교체 또는 보완을 통해 이루어지며, 특히 CRISPR-Cas9와 같은 유전자 편집 기술이 중요한 역할을 하고 있습니다. CRISPR 기술은 DNA의 특정 부위를 정밀하게 절단하고 수정함으로써 유전적 결함을 교정할 수 있는 능력을 제공합니다. 이 기술은 세계 곳곳에서 다양한 유전 질환에 대한 임상 시험에 사용되고 있으며, 일부는 이미 상업적으로 사용되고 있는 치료제로 발전했습니다. 유전자 치료 분야의 중요한 이정표 중 하나는 특정 유전 질환에 대한 첫 유전자 치료제의 승인입니다. 예를 들어, 레버 선천성 암맹증(LCA)과 척수성 근위축증(SMA)을 치료하는 유전자 치료제들이 FDA의 승인을 받았습니다. 이러한 치료제들은 각각 Luxturna와 Zolgensma라는 이름으로 판매되며, 유전적 결함을 교정하는데 획기적인 효과를 보여주었습니다. 그러나 유전자 치료 기술은 여전히 여러 도전에 직면해 있습니다. 가장 큰 문제 중 하나는 높은 비용과 제한된 접근성입니다. 유전자 치료의 비용은 여전히 매우 높아, 많은 환자들에게 실제적인 치료 옵션으로 제공되기 어려운 상황입니다. 또한, 장기적인 안전성과 효과에 대한 데이터가 아직 충분하지 않아, 이 분야의 연구는 계속해서 필요합니다.
학문 / 생물·생명
25.02.05
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현재 유전자 치료 기술은 어디까지 발전했나요?
안녕하세요. 유전자 치료 기술은 지난 수십 년간 상당한 진전을 보이며, 특정 유전 질환을 근본적으로 치료할 수 잇는 가능성을 제시하고 있습니다. 이 분야는 크게 유전자를 수정하거나 교체하여 질병의 유전적 원인을 직접적으로 치료하는 접근법을 포함합니다. 유전자 편집 기술, CRISPR-Cas9 시스템은 정밀한 유전자 수정을 가능하게 하여, 유전자 돌연변이가 직접적인 질병 원인인 경우 그 변이를 정확하게 타겟팅하고 수정할 수 있습니다. 이 기술은 특정 유전자 결함을 가진 세포에서 DNA를 절단하고, 원하는 DNA 시퀀스로 대체하거나 수정하는 방식으로 작동합니다. 이러한 접근은 유전적 결함을 가진 개체에게 매우 희망적인 치료 전망을 제공하지만, 기술적 실행과 정확성, 안전성 측면에서 여전히 해결해야 할 과제들이 많습니다. 임상적 적용 측면에서, 여러 유전자 치료제가 이미 승인을 받았습니다. 예를 들어, voretigene neparvovec(상품명 Luxturna)은 특정 유전적 망막 질환을 치료하기 위해 개발된 최초의 유전자 치료제 중 하나로, 효과적인 결과를 보여 FDA 승인을 획득했습니다. 또 다른 예를 들어보면 onasemnogene abeparvovec(상품명 Zolgensma)는 척수성 근위축증을 치료하는데 사용되며, 매우 높은 치료 비용에도 불구하고 그 효과로 인해 주목받고 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.02.05
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추운 날씨에 보온을 위해서는 여러겁의 옷을 껴 입는 것이 한벌의 두꺼운 옷을 입는 것보다 보온 효과가 더 좋다는 데 그 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 추운 날씨에 여러 겹의 옷을 껴입는 것이 단 한 벌의 두꺼운 옷을 입는 것보다 보온 효과가 더 좋은 이유는 옷 사이에 고립된 공기층 때문입니다. 이 공기층은 옷을 입은 사람의 체온에 의해 따뜻해지고, 이렇게 따뜻해진 공기는 열을 효과적으로 보유합니다. 공기는 열 전도율이 매우 낮기 때문에, 이 고립된 공기층은 체온이 외부로 빠져나가는 것을 크게 줄여줍니다. 공기는 열을 잘 전달하지 않는 절연체로서 작용합니다. 여러 겹의 옷 사이에 갇힌 공기층은 외부의 차가운 공기와 직접적으로 접촉하지 않으므로, 체온이 외부로 전도되는 것을 효과적으로 방지합니다. 한 벌의 두꺼운 옷보다는 여러 겹의 옷 사이에 더 많은 공기층이 형성되기 때문에 보온 효과가 더 큽니다. 각각의 옷 겹은 독립적으로 열을 절연하는 역할을 합니다. 여러 겹을 입을 경우, 첫 번째 겹이 체온을 이용해 공기층을 따뜻하게 하고, 다음 겹은 이 따뜻한 공기층을 더 오래 유지하도록 돕습니다. 이렇게 각 겹은 계속해서 열을 함정으로 만들어 더 효과적인 보온을 제공합니다. 여러 겹의 옷을 입는 것은 또한 기온 변화에 따라 조절하기 쉽다는 장점이 있습니다. 실내로 이동 했을 때 더워지면, 하나난 두 겹의 옷을 벗어 조절할 수 있습니다. 이는 활동량이나 환경에 따라 적절한 체온을 유지할 수 있게 해줍니다. 이러한 이유로, 추운 날씨에는 여러 겹의 옷을 적절히 활용하는 것이 두꺼운 옷 한 벌을 입는 것보다 훨씬 더 효과적인 방법이 됩니다.
학문 / 물리
25.02.05
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정규 분포 곡선은 어떻게 그리는 것인가요? 종 모양으로 그려지던데, y축으로 최대값은 무엇인지요. 그리고 x축으로 만나는 점은 어디인가요?
안녕하세요. 정규 분포는 일반적으로 종 모양의 곡선으로 나타나며, 이는 가우시안 분포라고도 불립니다. 이 곡선의 특징은 평균을 중심으로 좌우 대칭이며, 평균에서 멀어질수록 곡선의 높이가 낮아집니다. 이 분포의 수학적 표현과 그래프의 특징은 아래와 같습니다 : 1. 정규 분포의 수학적 표현 정규 분포는 다음과 같은 확률 밀도 함수(PDF)로 표현됩니다 : f(x|μ,σ) = (1 / (σ√(2π))) * e^(-(x-μ)² / (2σ²)) μ는 평균(mean)입니다. σ는 표준 편차(standard deviation)입니다. x는 변수입니다. e는 자연상수입니다. 2. 곡선의 최대값 (y축) 정규 분포 곡선의 최대값은 x = μ에서 발생합니다. 이 지점의 y 값은 f(μ)로 계산될 수 있으며, 식은 아래와 같습니다 : f(μ) = 1 / (σ√(2π)) 이 값은 평균 주변에서 가장 높은 확률 밀도를 나타내며, 표준 편차가 작을수록 곡선의 최대 높이는 더 높아집니다. 3. x축과의 교차점 정규 분포 곡선은 이론적으로 x축과 만나지 않습니다. 왜냐하면 이 확률 밀도 함수는 x가 −∞에서 +∞까지 확장되며, x축에 접근할수록 f(x)의 값은 0에 가까워지지만 실제로는 0이 되지 않습니다. 다만, 실제 그래프에서는 x값이 평균으로부터 약 3표준 편차 떨어진 지점에서 그래프의 높이가 거의 0에 가까워 보일 수 있습니다. 4. 그래프 그리기 정규 분포 곡선을 그리려면, 다양한 x 값에 대해 위의 확률 밀도 함수 값을 계산하고 이를 플롯합니다. 이 과정은 컴퓨터 소프트웨어나 그래프 계산기를 사용하여 수행할 수 있습니다. 파이썬의 Matplotlib 라이브러리나 R을 추천드립니다.
학문 / 물리
25.02.05
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엑셀에서 정규 분포를 구해주는 함수식은 무엇인가요? 그리고, 이 정규 분포로 부터 6 sigma의 Zst를 구할 수 있나요?
안녕하세요. 엑셀에서 정규 분포를 계산하는데 사용할 수 있는 함수는 여러 가지가 있습니다. 주로 사용되는 함수는 NORM.DIST와 NORM.S.DIST 입니다. 이들 함수는 각각 정규 분포의 확률 밀도 함수와 누적 분포 함수를 계산할 수 있습니다. 또한, 표준 정규 분포에 대한 계산을 위해 NORM.S.DIST 함수를 사용할 수 있습니다. - 엑셀에서 정규 분포 함수 사용하기 1. NORM.DIST(x, mean, standard_dev, cumulative) x : 확률 변수의 값. mean : 분포의 평균 또는 기대값. standard_dev : 분포의 표준 편차. cumulative : 논리 값으로, 함수가 누적 분포 함수(CDF)인지 확률 밀도 함수(PDF)인지를 결정합니다. TRUE일 경우 CDF, FALSE일 경우 PDF입니다. 2. NORM.S.DIST(z, cumulative) z : 표준화된 확률 변수의 값 (표준 정규 분포). cumulative : TRUE 이면 함수는 누적 분포 함수 값을 계산하고, FALSE 면 확률 밀도 함수값을 계산합니다. - 6 시그마와 z 점수 (Zst) 6 시그마(Six Sigma)는 품질 관리 방법론 중 하나로, 공정이나 제품에서 발생할 수 있는 결함을 최소화하기 위해 사용됩니다. 여기서 '시그마(σ)'는 표준 편차를 나타내며, 6시그마는 평균으로부터 ±6표준 편차 범위 내에서 공정이 운영될 때 발생하는 결함률을 극도로 낮추는 것을 목표로 합니다. 표준 정규 분포에서 ±6시그마 범위를 계산하려면 Z 점수(Zst)를 사용할 수 있습니다. Z 점수는 특정 값이 평균으로부터 표준 편차의 몇 배 떨어져 있는지를 나타내는 수치입니다. 예컨데, 어떤 공정의 평균이 100이고 표준 편차가 15인 경우, 6시그마 범위의 Z 점수는 아래와 같이 계산할 수 있습니다: Z 점수 계산 : Z = X-평균 / 표준편차 여기서 X가 평균에서 ±6표준 편차 범위의 값이라면, X = 평균 ±6 x 표준 편차 따라서, X = 100 ± 6 x 15 이는 X = 100 ± 90으로, 값은 10과 190 사이입니다. 이 계산을 통해 액셀에서 NORM.S.DIST 함수를 사용하여 해당 Z 점수의 확률을 계산할 수 있습니다. 예시를 하나 들어보면, =NORM.S.DIST(6, TRUE)는 Z 점수가 6인 값의 누적 분포 함수 값을 계산합니다.
학문 / 물리
25.02.05
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고전물리와 현대물리와의 차이점은 무었으로 구분하는걸까요?
안녕하세요. 물리학을 고전물리와 현대물리로 구분하는 기준은 주로 해당 이론들이 개발된 시대와 그들이 설명하려는 자연 현상의 범위에 따라 다릅니다. 고전물리는 주로 뉴턴 역학(Newtonian mechanics), 전자기학(Electromagnetism), 열역학(Thermodynamics), 파동 이론(Wave theory)을 포함하며, 이들은 19세기 이전에 완성된 이론들입니다. 이 이론들은 일상적인 속도와 크기에서의 현상을 다루며, 물질과 에너지가 연속적이고 결정론적인 성질을 가진다고 보는 관점을 취합니다. 반면, 현대물리학은 20세기 초에 발전하기 시작한 상대성이론(Relativity)과 양자역학(Quantum Mechanics)을 포함합니다. 이 분야의 이론들은 고전물리학의 범위를 넘어서는 현상들을 설명하기 위해 개발되었습니다. 상대성이론은 매우 빠른 속도에서의 물리 현상을 다루며, 양자역학은 아주 작은 규모에서의 물질과 에너지의 성질을 연구합니다. 특히 양자역학은 물질과 에너지가 불연속적이며 확률론적인 성질을 가진다고 설명하여, 물리 세계에 대한 우리의 이해를 근본적으로 변화시켰습니다. 고전물리학에서는 시간과 공간을 절대적인 것으로 간주했지만, 상대성이론에서는 이 두 개념이 서로 상대적이며 관찰자의 운동 상태에 따라 달라질 수 있음을 보여줍니다. 양자역학은 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 알 수 없다는 불확정성 원리(Uncertainty Principle)를 제시하며, 이는 고전적인 입자의 궤적 개념에 도전합니다. 이런 구분에 대한 더 깊은 통찰은 Concepts of Modern Physic (Arthur Beiser)와 같은 문헌에서 자세히 다루어 집니다. 이 자료를 읽어보시길 추천드립니다.
학문 / 물리
25.02.05
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엑소좀을 이용한 약물 전달 시스템의 장점과 한계는 무엇인가요?
안녕하세요. 엑소좀을 ㅣㅇ용한 약물 전달 시스템은 최근 몇 년간 생물학과 의학 연구의 주요 관심사 중 하나로 급부상하였습니다. 이러한 시스템의 핵심 장점 중 하나는 생체 적합성과 저 면역원성입니다. 엑소좀은 자연적으로 생성되는 세포 파생 나노입자로, 본래 세포 간의 정보 전달을 목적으로 합니다. 이 특성 때문에 엑소좀은 외부 물질로 인한 면역 반응을 최소화하며, 따라서 인체 내에서 약물 전달 매개체로서 이상적입니다. 또 다른 중요한 장점은 표적화된 약물 전달 능력입니다. 엑소좀은 특정 세포 표면 수용체에 결합하여 특정 조직 또는 세포로 직접 약물을 전달할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 이는 약물의 부작용을 줄이고, 치료 효과를 극대화하는데 큰 이점을 제공합니다. 엑소좀은 또한 다양한 유형의 생물학적 분자를 운반할 수 있어, RNA, DNA, 단백질, 소분자 화합물을 포함한 다양한 치료제 전달에 사용될 수 있습니다. 하지만, 엑소좀 기반 약물 전달 시스템에는 여러 한계도 존재합니다. 가장 큰 도전 중 하나는 대량 생산입니다. 엑소좀은 세포에서 자연적으로 생성되는 만큼, 임상적으로 필요한 양을 효율적이고 일관되게 생산하는 것은 기술적으로 복잡하고 비용이 많이 듭니다. 또한, 약물을 엑소좀에 효과적으로 적재하는 과정은 아직까지 효율성이 떨어질 수 있으며, 이는 치료 효과에 직접적으로 영향을 미칠 수 있습니다.
학문 / 생물·생명
25.02.05
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