안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 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.
Q. 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.
Q. 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
Q. 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.
Q. 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.