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아주대학교 과학사 / 과제 6 보고서

과학사 과제_61. 전자를 발견한 톰슨의 원자 모형을 설명하시오. 그 모형에 대해서 러더포드가 구성한 반증 실험을 설명하고 러더퍼드의 실험의 의의를 설명하시오.톰슨은 원자의 형태로 건포도 푸딩 모형을 제시했다. 그가 진행한 음극선 실험으로 원자에서 음극선, 정확히는 전자가 나온다는 사실이 공표됐다. 원자는 완전무결하다는 원자론의 반증 사례로 관념에 변화를 가져왔다. 하지만 음극선 실험에는 한계가 있었다. 전자의 존재가 아닌 성질만 확인한 실험이었다는 점이다. 원자가 전자를 포함한다는 사실은 알았으나 어떤 형태를 띠고 있는지는 알 수 없었다. 이에 톰슨은 원자가 전기적으로 중성이라는 점에 착안하여 건포도 푸딩 모형을 제시했다. 양전하로 이루어진 원자 틀에 전자가 박혀있다는 것이었다.러더퍼드는 톰슨의 원자모형을 검증하고자 했다. 이에 알파선 ( 현대 기준으로 헬륨 ) 산란 실험을 구상했다. 전자보다 큰 질량의 알파선을 원자로 가정한 금속막에 쏘는 실험이었다. 톰슨의 원자모형이 옳다면 알파선은 원자를 관통하거나 산란하는데, 그 각이 둔각을 넘으면 안 된다. 원자의 전하량은 중성이기 때문이다. 하지만 실험 결과, 그 이상으로 산란하는 알파선이 나타났다. 톰슨 원자모형을 위배하는 결과가 나타난 것이다.양전하를 띠는 알파선이 둔각 이상으로 산란하기 위해서는 원자 안에 알파선보다 무거운 양전하 덩어리가 존재해야 한다. 러더퍼드는 몇 차례 실험을 반복한 결과 이 존재를 확신하게 됐다. 양전하 덩어리를 포함하는 새로운 원자모형을 제시했고, 핵이라 명명했다. 핵의 존재 발견은 현대 물리학과 화학 성립의 시발점이 됐다. 또, ‘성질’을 토대로 한 추측에 불과한 톰슨의 그것과 달리 처음으로 원자의 존재를 실증적으로 확인했다. 러더퍼드 실험의 의의는 여기에 있다고 할 수 있겠다.2. 러더퍼드의 원자모형을 설명하고 그 모형의 문제점이 무엇인지 설명하시오. 그 문제를 해결한 보어의 원자모형을 설명하시오.러더퍼드는 원자모형은 고전 물리를 위배한다는 문제가 있었다. 러더퍼드의 원자모형에 따르면 전자는 음전하를 띤 전기적 물질이다. 핵을 중심으로 한 궤도를 유지하고, 가속 운동하여 안정된 상태를 유지한다. 하지만 고전 물리 기준으로 이는 불가능하다. 궤도 유지도, 원자 안정성도 말이 안 된다. 전기를 띤 대상의 가속운동은 전자기파를 방출하는데 이는 운동 에너지에서 전자기파로의 변환이다. 즉, 전자의 에너지가 전자기파가 된다는 것인데 전자가 에너지를 잃는다면 점점 핵에 가까워져야 한다. 궤도는커녕 원자의 안정성도 제대로 설명되지 않는다.보어는 이 모순을 양자역학의 접목으로 해결했다. 보어에 따르면 원자는 원자핵과 전자의 결합이다. 원자핵을 중심으로 전자는 궤도 원운동을 한다. 다만 이때 궤도는 양자화되어있다. 무수히 많은 궤도가 존재하는 것이 아니다. 특정 궤도만 존재한다. 따라서 전자의 가속운동으로 전자기파가 방출돼도 안정성이 무너지는 것이 아니다. 특정 궤도로 내려갈 뿐 전자는 여전히 일정한 궤도를 가속 운동한다.3. 불확정성의 원리란 무엇인지 설명하고 그런 현상이 발생하는 이유가 무엇이라고 할 수 있을까?불확정성의 원리는 미시세계에서 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 측정하는 것은 불가능함을 골자로 한다. 거시적으로 속도와 위치의 동시 기술은 가능하다. 하지만 미시적으로는 불가능하다. 위치를 정확히 측정하면 속도에 대한 정확도가 떨어지고, 속도를 정확히 측정하면 위치에 대한 정확도가 떨어진다. 관측이 빛에 의존하기 때문이다. 대표적으로 전자의 관측을 꼽을 수 있다. 거시세계의 물질은 기본적으로 빛 (광자 / h =E= {hc} over {lambda } =mc ^{2} )보다 큰 에너지 (=질량)을 갖는다. 따라서 영향을 받지 않는다. 하지만 전자는 그렇지 않다. 정확히 측정할 수 없을 정도로 작고 가볍다. 따라서 우리가 관측하는 순간 빛 (광자)의 영향을 받는다. 측정과 동시에 오차가 개입한다는 것이다. 따라서 관측값과 원래의 관측값은 확률적으로만 의미가 있지 그 값이 정확하다고 말할 수 없다. 불확정성의 원리는 이를 뜻한다.4. 코펜한겐 해석을 받아들이면 양자적 존재는 ( 정량적, 확률적 ) 존재, 즉 법칙에서 의해서 ( 객관적 )으로 결정되는 존재가 아니다. 결국 미시세계는 ( 미결정적 )인 세계인 것이다. 그런데 미시세계만 그런가? 이에 대해서 어떻게 생각하는지 답하시오.코펜하겐 해석은 미시세계에만 적용할 수 있다고 생각한다. 미시세계 논의의 핵심은 빛이다. 아인슈타인의 상대성 원리에 따르면 등속운동을 하면서 나에게 멀어지고 있는 물체를 관찰하면 관측 대상은 영향을 받는다. 길이는 수축하고 시간은 지연된다. 하지만 언급되지 않은 것이 있다. 등속운동의 속도이다. 앞서도 언급했듯, 관측은 빛에 의존한다. 등속운동을 한다고 한들, 그 속도가 광속에 미치지 않는다면 관측과 동시에 위치와 속도 모두 특정할 수 있다. 법칙으로 설명할 수 있다. 대상에게서 반사된 빛이 눈으로 돌아오는 속도는 광속이다. 따라서 대상의 이동 속도는 무시할 수 있다. 반면, 등속운동의 속도가 광속과 비슷하다면 인간의 관측은 영향을 받는다. 대상으로부터 반사된 빛을 관측한 순간 대상은 거기에 없다. 위치의 확률만 있을 뿐이다. 미결정적 세계이다.그렇기에 이는 사고 실험의 결과일 뿐이다. 질량이 큰 물질은 광속으로 움직일 수 없다. 광속을 견딜 수 있는 강도의 물질은 지구상에 존재하지 않고, 광속에 의한 에너지 (=열량)에 의해 물질은 입자화된다. 요는 광속이라는 전제에 따라 거시적 존재가 미시적 존재로 된다는 뜻이다.5. “양자계는 내재적으로 비국소적 성질을 갖는다.”는 양자역학자들의 주장의 의미를 설명하고 이에 대해서 아인슈타인은 어떻게 대응하는지 설명하시오. 또 아인슈타인의 대응에 대한 양자역학자들의 대답을 정리하시오.“양자계는 내재적으로 비국소적 성질을 갖는다”는 주장은 영향을 주고받는 두 양자계의 물질은 거리에 상관없이 상호작용함을 의미한다. 고전 물리에서 물질은 국소적 성질을 갖는다. 어떤 물질이건 시공간적으로 지나치게 멀리 떨어져 있다면 물리량을 주고받을 수 없다. 인과적 영향을 줄 수 없으므로 두 물질은 독립적이다. 이와 반대로 현대 물리에서 물질은 양자계를 따르며, 비국소적 성질을 갖는다. 두 물질이 아무리 멀리 떨어져 있어도 상관없다. 한 공간의 물질에 사건이 발생하면 다른 공간의 물질이 영향을 받는다. 물질의 상태는 다른 물질의 상태가 결정한다는 것이다.

공학/기술| 2022.03.07| 3페이지| 1,000원| 조회(149)

아주대학교 과학사 A+, 과학사 과제, 톰슨 원자 모형

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아주대학교 과학사 / 과제 5 보고서

과학사 과제_51. 아리스토텔레스 이후 사람들은 모든 곳에는 생명의 씨앗이 있어 적절한 환경이 주어지면 생명체가 자연적으로 생겨난다고 믿었다. 이를 흔히 (①)이라고 한다. 프랑스의 과학자 (②)는 ①을 부정하는 실험을 했다. ②는 고기국물이 담긴 S자형 목(백조 목)을 가진 플라스크를 가열하여 플라스크의 고기국물을 살균한 후, S자형 목을 소독하고 필터를 통해 공기는 들어올 수 있지만 공기 중의 미생물이 들어올 수 없도록 한 결과 플라스크에 미생물이 발생하지 않았지만, S자형 목을 제거했을 때 플라스크의 고기국물이 부패하는 것을 관찰하였다. 연역주의자들은 ②의 실험은 ①에 대한 (③)사례이므로 ①을 거부해야 한다고 주장할 것이다. 그러나 한 과학자(A)가 ②가 제시한 실험장치에 고기국물 대신 건초 추출물을 넣어서 실험을 하였는데 S자형 플라스크가 제거되지 않은 플라스크에서도 부패가 일어났다.1) 빈 칸을 채우시오.2) 밑줄 친 과학자(A)의 실험에 대한 파스퇴르의 가능한 대답은 무엇인가?3) 아리스토텔레스의 자연발생설에서 파스퇴르의 생물 속생설로의 전환에 대해서 쿤은 어떤 평가를 할까?1.1.2.3.자연발생설파스퇴르반증2.실험 환경이 바뀌면서 무기체의 유입 및 활성화 조건이 변했다고 답할 것이다. 파스퇴르는 자연발생설을 부인하며 생물속생설을 주장했다. 자연발생설에 따르면 생물에게 어버이는 없다. 특정한 조건만 주어지면 생명체는 자연스럽게 생겨난다. 하지만 생물속생설은 이를 부정한다. 생명체의 탄생은 우연이 아니다. 필연적인 것으로 연속적이다. 환경과 더불어 무기체가 있어야 비로소 생명체는 태어난다. 살아있는 것은 살아있는 것으로부터 비롯된다는 것이다.따라서, 몇 가지 이유를 꼽을 수 있겠으나, A의 실험에서 부패가 발생한 근본적 원인은 ‘무기체’의 유입이라고 할 수 있다. 고기국물을 사용한 실험과 그 과정이 정확히 일치한다면 건초 추출물이 제대로 살균되지 않았다는 것이다. 살균되지 않은 무기체와 활성화 조건이 갖춰져, 부패가 일어난 (유기체가 형성되는) 지극히 필연적인 결과라고 할 수 있겠다.3.패러다임 변화로 과학혁명이 일어난 것이라 평할 것이다. 토마스 쿤의 주장에 따르면 과학의 발전은 점진적이고 연속적인 것이 아니다. 오히려 급진적이고 불연속적이다. 그는 과학의 체계를 패러다임이라고 명명하며 유일무이하다고 정의했다. 하지만 패러다임은 완전무결한 것이 아니다. 때때로 새로운 패러다임에 의해 위협받고, 보다 합리적이라 판단되는 경우 대체된다. 이 일련의 과정을 과학혁명이라 한다. 즉, 과학 혁명이란 패러다임 교체에 의한 혁명적 발전이라는 것이다.파스퇴르는 자연발생설을 부정했다. 생명체는 조건의 충족으로 자연스럽게 만들어지는 것이 아닌 무기체와 특정 환경의 상호작용에서 비롯되는 일련의 것이라 주장했다. 당대를 지배하던 자연발생설 패러다임에서 벗어나 원인을 외부에서 찾았다. 패러다임을 대체한 것이다. 토마스 쿤의 관점에서 이는 과학혁명이 아닐 수 없다. 프레임 변화로 생물학의 초석이 정립됐다. 과학이 발전한 것이다.2. 다윈의 진화론은 많은 생물학 내적, 외적 논쟁을 낳았다. 다윈의 진화론은 인간에 대해서 유물론적 기계론이라는 급진적인 견해를 낳았는데 이로부터 야기되는 철학적 쟁점이 무엇인지 그리고 그에 대한 당신의 견해는 무엇인지 서술하시오.다윈의 진화론은 인간의 존재, 정확히는 ‘정신’에 대한 철학적 논쟁을 불러일으켰다. 당대 서양 지성사는 생기론을 따랐다. 이에 따르면 인간은 다른 유기체와 다른 특별한 존재이다. 인간이 특별한 이유에는 여러 가지가 있으나, 대표적으로 정신을 꼽을 수 있다. 인간은 육체와 정신으로 나눌 수 있는데, 정신은 오직 인간 개인에게만 존재한다. 물질적으로 환원되지 않고 설명할 수도 없다. ‘내’가 ‘나’로서 존재하는 유일한 유기체이므로 인간은 특별하다는 것이었다. 반면 다윈은 진화론을 주장하며 이 견해를 부정했다. 진화론에 따르면 인간과 다른 모든 유기체의 본질은 같다. 모든 유기체는 같은 조상에서 비롯되었다. 진화라는 자연법칙이 얼마나 중첩되었는가, 그 차이가 있을 뿐이다. 즉, 인간과 동물은 모두 자연법칙의 연쇄이다. 기계론적으로 설명가능하다.다윈의 진화론은 과학사에 한 획을 그은 주장임은 틀림없다. 근대 생물학의 초석을 정립하고 과학을 진일보시켰다는 점에서 이는 부정할 수 없다. 하지만 철학적인 관점에 한정해서 진화론과 생기론을 비교해야 한다면 생기론의 손을 들어주고 싶다. 진화와 ‘경쟁’은 동치라고 생각하기 때문이다.현대에 이르러 유전자 관련 연구가 활발해짐과 동시에 GMO와 같은 유전자 조작-변형 문제가 야기되었다. 다행히도 현재 연구는 식품 등에 한정해 진행되고 있기에 우려 수준에 그치고 있다. 하지만 생기론을 완전히 부정한 채, 기계론만 인간의 지성에 자리 잡는다면 다음 대상은 생각컨대 인간이 될 것이다. 우월한 종으로 남기 위해 유전자를 조작하는 일에 열을 올리게 될 것이고 종국에는 ‘나’와 ‘너’를 구분되지 않는 몰개성의 시대가 열릴 것이다. 필자는 다양한 개성과 사상을 가진 사람과 만나며 살아가는 것이 바람직하다고 생각한다. 그것이 진정한 의미의 진화이자 발전이라고 생각한다.3. 신다윈주의란 무엇인지 설명하시오.신다윈주의란, 다윈의 진화론과 드 브리스의 돌연변이설 그리고 맨델의 유전법칙을 종합한 것을 뜻한다. 다윈의 진화론은 과학사에 한 획을 그었다. 하지만 발표 당시에는 높은 평가는커녕, 많은 비판에 직면했다. 진화론이 미완성이었기 때문이다. 은 종이 자연선택에 따라 진화한다는 사실을 골자로 하고 있다. 갈라파고스섬에서의 결과로 이를 뒷받침한다. 그러나 은 논리적 비약이라고 비판받았다. 일부 종에 대한 설명일 뿐, 모든 종에 대해 일반화할 수 없다는 것이었다.하지만, 드 브리스의 돌연변이설과 멘델의 유전 법칙 정립으로, 진화론은 힘을 얻기 시작한다. 신다윈주위라고 일컬어지며 예측력을 갖추기 시작했다. 하지만 신다윈주의도 여전히 수많은 문제를 내포하고 있었다. 진화의 단계가 불연속적으로 나타난다는 점, 원시 조상의 증명, 유전인자라는 것의 존재여부와 매커니즘 등. 갈 길이 멀었다. 그러나 시간과 함께 문제는 하나둘씩 해결됐고, 신다윈주의는 현대 생물학으로 발전했다.4. 절대 권력을 지닌 왕의 권위를 인정하는 절대주의 시기와 인간의 자율성과 이성의 능력을 최고의 가치로 여기는 계몽주의가 같은 시기에 나타났다는 것을 어떻게 설명할 수 있을까? 즉 18세기는 정치적으로 절대주의 시기이고 사상사적으로 계몽주의 시기였는데 이것이 어떻게 가능했을까?다양한 의견이 있을 수 있겠으나, 시민계급의 경제력 성장이 근본적인 이유라고 할 수 있다. 절대주의가 등장하기 이전까지 국왕은 이른바, 허수아비였다. 카노사의 굴욕이 증명하듯, 국왕은 귀족과 종교에 의해 휘둘렸고 시민들은 신분제와 봉건제로 착취당했다.

공학/기술| 2022.03.07| 4페이지| 1,000원| 조회(150)

아리스토텔레스, 아주대학교 과학사 A+, 과학사 과제

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아주대학교 과학사 / 과제 4 보고서

과학사 과제_61. 플로지스톤 이론은 16세기에서 18세기까지 굳건한 이론으로 자리잡았다. 그 이유는 플로지스톤 이론의 설명력 때문이었을 것이다. 플로지스톤 이론의 가장 중요한 설명력은 철의 제련과 관련된다. 이에 대해서 설명하시오.플로지스톤 이론은 가연물질에 포함된 플로지스톤이 연소 과정의 성질을 결정함을 골자로 한다. 물질이 특성을 띠면 그 이유가 되는 원소가 존재한다는 주장을 환원주의라 한다. 플로지스톤 이론은 여기서 비롯된 것으로, 연소 과정의 잠정적인 답을 플로지스톤이라 명명했다.플로지스톤 이론에 따르면 나무와 종이는 연소 후, 내부의 플로지스톤이 유출되어 재만 남는다. 금속 또한 가연물질의 한 종류로, 궤를 같이한다. 연소시키면 내부의 플로지스톤이 빠져나가 금속회가 된다. 하지만 금속에는 다른 가연 물질들과 구분되는 특징이 있다. 연소의 결과물을 원상태로 복원, 제련할 수 있다는 점이다. 캐번디시의 가연성 공기 발견을 거쳐 프리스틀리의 실험으로 이 과정이 증명됨에 따라 플로지스톤 이론은 그 위상을 공고히 했다.하지만 플로지스톤 이론에는 문제가 있었다. 가설에 따르면 플로지스톤이 유출된 가연물질은 가벼워져야 한다. 대부분의 물질은 실제로 그러했다. 그런데 금속회는 되려 무거워졌다. 모순이 발생한 것이다. 이에 당대 학자들은 음양 개념을 플로지스톤 이론에 대입했다. 플로지스톤을 질량이 양인 플로지스톤과 음인 플로지스톤으로 구분했다. 나무나 종이와 달리 금속은 음의 플로지스톤을 가지므로 금속회는 무거워질 수밖에 없다며 이론을 보완했다. 보완된 설명력과 화학 개념이 정립되지 않았던 시대상은 플로지스톤 이론을 굳건한 이론으로 자리 잡게 했다.2. 플로지스톤 이론에서 라부아지에의 연소설로의 변화에 대해서 쿤은 어떻게 평가할지 서술하시오.패러다임 변화로 과학혁명이 일어난 것이라 평할 것이다. 토마스 쿤의 주장에 따르면 과학의 발전은 점진적인 것이 아니다. 오히려 급진적이고 혁명적인 성질을 띤다. 그는 과학의 체계를 패러다임이라고 명명하며 유일무이하다고 정의했다. 하지만 패러다임은 완전무결한 것이 아니다. 때때로 새로운 패러다임에 의해 위협받고, 보다 합리적이라 판단되는 경우 대체된다. 이 일련의 과정을 과학혁명이라 한다. 즉, 과학 혁명이란 패러다임 교체에 의한 급진적 발전이라는 것이다.라부아지에는 플로지스톤 이론을 부정했다. 연소는 다른 물질과의 결합이라고 주장했다. 현상의 원인을 내부에서 찾는 환원주의 패러다임에서 벗어나 원인을 외부에서 찾았다. 패러다임을 부분적이나마 대체한 것이다. 토마스 쿤의 관점에서 이는 과학혁명이 아닐 수 없다. 프레임 변화로 화학이라는 학문이 정립됐다. 과학이 발전한 것이다.3. 돌턴과 게이뤼삭의 견해가 낳은 문제는 무엇이고, 이를 아보가드로는 어떻게 해결했는가?아보가드로는 분자설을 제안해 이 문제를 해결했다. 돌턴의 배수비례 법칙은 두 종류의 원소가 두 종류 이상의 화합물을 만들 때 두 원소의 질량 사이에는 간단한 정수비가 성립한다는 주장이다. 한편, 게이뤼삭의 기체 반응의 법칙은 화학반응에서 반응물질과 생성물질이 기체일 때, 같은 온도와 같은 압력의 조건에서 기체의 부피 사이에는 간단한 정수비가 성립한다는 주장이다. 배수비례 법칙의 근간이 되는 원자론에 따르면 원자는 최대 단순성의 규칙을 가지고, 같은 종류의 원자들은 척력만 가진다. 최대 단순성의 규칙을 유지한 채 수증기에 기체 반응의 법칙을 적용하면 산소 원자가 반으로 쪼개져야 한다. 원자론을 위배되는 결과가 발생했다.이에 아보가드로는 ‘분자설’을 생각해냈다. 분자설은 모든 기체는 그 성질을 지니는 최소 단위가 분자이고, 온도와 압력이 같다면 일정 부피 안의 기체 분자 수는 일정하다는 주장이다. 2원자 분자의 개념을 제시한 것이다. 연역적 방법으로 고안된 분자설은 발표 초기, 많은 이들이 여러 차례 반증을 시도했다. 하지만 반증은 번번이 실패했다. 분자설은 결국 법칙으로 굳어져 분자‘론’이 됐다. 앞선 충돌이 해결하며 근대 화학의 토대를 만들었다. 연역적인 방식으로 과학을 발전시킨 대표 사례이다.4. 멘델레예프에 관한 읽기 자료를 읽고, 주기율표가 완성되는 과정에 대해서 정리해보고 주기율표가 만들어지는 과정에서 개입하는 사고에는 어떤 것이 있는지 설명해 보시오. 또 과학의 가설을 받아들이는 견해 중에서 가설의 설명력이 중요하다는 견해와 예측력이 중요하다는 견해가 있는데, 멘델레예프 주기율에 대해서 당시 과학자들은 어떤 태도를 취했다고 생각하는지 설명하시오.

공학/기술| 2022.03.07| 2페이지| 1,000원| 조회(139)

과학사, 과제보고서, 아주대학교 과학사 A+

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아주대학교 과학사 / 과제 3 보고서

과학사 과제_31. 16세기까지 경제는 물론 과학, 기술 분야에서도 중국은 서양을 앞서 있었다. 그런데 과학혁명 이후 과학, 기술 분야에서 서양은 중국을 앞서기 시작했다. 그렇다면 과학혁명은 왜 중국에서는 발생하지 못하고 서양에서 발생했을까?답을 하나로 귀결시킬 수는 없겠으나, 몇 가지 골라야 한다면 필자는 신대륙 발견과 명의 학자들을 지배한 중화사상을 꼽겠다. 전자는 서양의 견문을 양적으로 확장했지만, 후자는 중국의 견문을 한정시켰기 때문이다. 분명히, 16세기까지 중국의 기술은 거의 모든 분야에서 서양을 앞섰다. 제지술에서 시작해서 나침반과 화약에 이르기까지, 짧게는 100년에서 길게는 200년에 이르기까지 차이를 벌리고 있었다. 하지만 이러한 ‘절대적’ 입지 차이는 되려 중국을 거만하게 만들었다. 자신들이 중심이고 최고라는 중화사상으로 이어졌고, 자연철학이 아닌 인문철학에 더 관심을 두게 된 계기가 됐다.16세기까지 동서양을 막론하고 중국의 기술력과 입지는 절대적이었다. 아시아 기준으로 중국에 거스른 국가는 모두 도태됐다. 남은 국가들은 납작 엎드려 중국의 심기를 건드리지 않으려 노력했다. 주변국과의 격차가 나날이 확고해지는 건 당연한 결과였다. 종국에는 동양에 기술과 학문을 ‘교류’할 수 있는 국가가 사실상 없게 됐다.물론 중국은 서양과도 교류했다. 헬레니즘 양식과 로코코 양식 등, 동서양의 교류 증거는 명백하다. 그러나 거리라는 물리적 한계는 엄연히 존재했고, 위치상 갑인 명 (중국)으로서는 서양과의 교류 확장에 회의적이었을 것이다. 여기에 중국이 최고라는 중화사상과 여진족의 남하 등 내-외적 요인이 쐐기를 박았고, 중국이 스스로 고립시키는 결과로 이어졌다.한편, 같은 시기에 서양은 십자군 전쟁을 통한 아랍 문화 자각, 콜롬버스의 신대륙 발견 등으로 교류의 기회가 점점 확대됐다. 중국의 교류는 교류할 국가가 늘어남에 따라 명목상의 것이 됐다. 동시에 서양에는 중국과 같은 압도적인 패권국이 없었다. 고만고만한 주변국에 앞서기 위해 끊임없이 경쟁하고 기술개발에 매진했다. 근대의 태동이 시작된 것이다.2. 코페르니쿠스 혁명(전환)이라는 말의 의미를 설명하고, 왜 코페르니쿠스가 지동설을 주장하는 것을 그렇게 부르는지 설명하시오.지동설 주장이 근대 과학혁명의 촉매로써 작용했기 때문이다. 고대부터 이어지는 과학사, 그 일련의 흐름을 봤을 때 지동설의 주장은 도미노의 시발점과 같다. 이를 시작으로 학문을 이해하는 관점과 학문에 연쇄적인 변화가 일어난다. 이를 코페르니쿠스의 혁명이라고 한다.코페르니쿠스의 지동설은 천문학 분야에 진일보를 가져왔으나, 학문을 이해하고 바라보는 프레임 즉, 관점의 변화를 가져왔다. 관점이 변함에 따라 동일한 경험적 사실을 설명하는 방식이 달라졌고, 이는 근대 과학혁명의 초석이 됐다. 조금 더 자세히 말하자면, 이전까지는 대체로 1인칭 시점에 한정해서 사건을 바라보는 경향이 있었다. 코페르니쿠스적 혁명은 이러한 경향에 변화를 가져왔다. 관점을 바꿔 사건을 바라볼 수 있게 했고, 학문과 가치관에 자기 대상화 가능성을 제시했다. 자기 대상화는 기계론적 세계관, 조금 더 넓게는 근대 과학혁명의 전제로 볼 수 있다. 코페르니쿠스의 지동설은 이러한 사고의 전환을 처음으로 제시했다는 점에서 혁명이라 일컬어지며, 과학사적으로 중요한 의미를 지닌다.3. 케플러는 어떻게 플라톤의 신비주의 우주론에서 벗어날 수 있었을까?다소 모순적이지만, 필자는 케플러가 플라톤의 주장을 신봉했기 때문에 신비주의 우주론을 벗어날 수 있었다고 생각한다. 케플러의 스승인 티코 브라헤는 천체 관측을 통해 혜성과 초신성을 발견했다. 하지만 플라톤의 신비주의 우주론에 따르면 우주는 이데아에 가까운 것으로, 완전하다. 티코 브라헤는 이 관념을 유지한 채, 개정된 우주모형을 제시했다.하지만 티코 브라헤 사후 그의 관측 결과를 물려받은 케플러는 달랐다. 앞서도 언급했듯, 케플러는 플라톤의 주장을 신봉했다. 이에 따라 케플러는 자연스럽게 기하학에 많은 관심과 노력을 기울이게 됐다. 플라톤의 이상적 (기하학적) 우주론을 발전시켜 『우주의 신비』를 집필했다는 사실이 그 반증이다. 이렇게 길러진 케플러의 사고 및 연산 능력은 티코 브라헤의 관측 결과에서 법칙을 유도하는데 이른다. 구심력과 만유인력을 알지는 못했지만 6개의 행성 간 관계식을 구하고 일반화해 케플러 법칙들을 만든 것이다.행성의 타원운동을 전제하는 케플러 법칙은 플라톤의 행성이 완전한 원운동을 한다는 관념을 벗어난 것이다. 이는 케플러가 기존의 관점에서 벗어나 다른 관점으로 사건을 바라보았기에 가능한 일이었다. 하지만 그의 사고능력과 연산능력이 모자랐다면, 플라톤의 주장을 신봉하지 않았다면 그것이 가능했을까? 행성의 타원운동이라는 새로운 가설을 제시할 수 있었을까? 필자는 아니라고 본다.4. 갈릴레이가 자유낙하 운동에 대한 아리스토텔레스의 견해를 비판하기 위해서 제시한 사고 실험의 내용을 설명하시오.먼저 10g, 20g의 무게의 공을 가정한다. 두 공의 부피는 같다. 이 공들을 높은 곳, 야사에 따라 피사의 사탑에서 떨어뜨린다고 생각해보자. 아리스토텔레스에 따르면 물체의 운동은 무게에 비례하므로 두 공은 각각 v와 2v의 속도로 떨어질 것이다.여기서 이 두 공을 무게도 없고 부피도 없는 것으로 붙여 떨어트린다고 생각해보자. 사고 실험에 따르면 가벼운 공은 v의 속도로 떨어져야 하고 무거운 공은 2v의 속도로 떨어지는데, 현재 두 공은 이어져 있으므로 속도는 v ~ 2v 사잇값이 될 것이다.그런데 아리스토텔레스의 주장에 따르면 덩어리의 무게는 30g이므로 3v의 속도로 낙하해야 한다. 즉, 사고실험 결과와 모순이다. 공이 아닌 다른 물체를 대상으로 해도 모순은 유지된다. 이에 갈릴레이는 아리스토텔레스의 관점을 벗어나 자료를 수집해 관성의 법칙을 알아냈고, 관성의 법칙은 추후 뉴턴이 중력가속도를 정립하는데 도움이 됐다.5. 뉴턴은 “나는 가설을 세우지 않는다.”고 말했는데, 그 때 가설이라는 무슨 뜻이고 그렇게 말한 이유를 설명하시오.수학적 진리를 연역적인 방법만으로는 얻을 수 없다는 뜻이다. 이는 데카르트의 주장과 뉴턴의 주장을 비교하는 것으로 명확해진다. 데카르트는 명제를 기반으로 수학적 연역을 적용하면 진리를 유도할 수 있다고 주장했다. 뉴턴 또한 연역 자체를 부정하지는 않았다. 그러나 둘의 명제에 대한 관점은 많이 달랐다. 데카르트는 순수한 직관에 따라 명제를 찾을 수 있고 그것이 수학적 진리로 이어진다고 주장했다. 하지만 뉴턴은 달랐다. 오히려 귀납적인 방법을 주창했다. 수학적 연역의 초석이라고 할 수 있는 공리는 자연현상에서 귀납적으로 얻어야 한다. 직관이나 생각만으로 얻어낸 명제는 ‘가설’에 불과하며 진정한 의미의 진리에는 도달할 수 없다. 즉, 수학적 진리는 귀납적인 방식에서 비롯되어야 함을 주장한 것이다.6. 뉴턴 역학이 서양 지성사에 미친 영향을 설명하시오.뉴턴 역학은 물리학의 토대를 닦았을 뿐만 아니라, 기계론적 세계관을 정립하여 근대 과학의 장을 열었다. 아리스토텔레스 이후 서양의 정신사는 목적론이 지배했다. 당대 일반인부터 지성인에 이르기까지 모두 목적론에 매몰되어 색안경을 끼고 세상을 바라봤다. 자연현상에 대해서도 마찬가지였다. 자연현상이 일어나는 목적만이 그들의 관심사였다.뉴턴 역학은 이러한 색안경을 벗게 해줬다. ‘무엇을’ 위해 일어났는가라는 관점에서 벗어나 ‘어떻게’현상은 일어났는가 그 인과를 논하게 했다. 코페르니쿠스의 지동설에서 시작한 근대 과학혁명과 기계론적 세계관이 정립된 것이다.기계론적 세계관의 정립은 도미노처럼 서양 지성사에 연쇄작용을 불러일으켰다. 먼저, 계몽의 시대를 열었다. 계몽의 시대는 인간 고유의 이성적 능력 활용을 골자로 한다. 있는 그대로 받아들이는 것이 아니라 생각해보라는 것이다. 이에 따라 자연스럽게 사고력이 발달하게 됐다.

공학/기술| 2022.03.07| 4페이지| 1,000원| 조회(179)

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아주대학교 미래산업혁명과 기술창업론 / 기말 대체 레포트 / 미래 유망 산업 분석 등

미래산업혁명과 기술창업론 (20-하계) Final Exam1. 본인의 구체적인 세부 전공분야와 관련된 산업기술 현황과 세계최고 기업과 국내 우수기업 비교 분석세부 전공분야1. 4차 산업혁명이 표방하는 핵심가치 중 골자라고 할 수 있는 것은 ‘ICT 그리고 연결’2. 그렇기에 전자공학, 컴퓨터 공학은 그 가치가 끝없이 부각 되는 중3. 많은 세부 전공 분야가 있으나, 지면 문제상, 필자는 5G 기술, 그 중에서도 통신분야에 대해 다루고자 함.4. 5G 통신이 단순 일상을 넘어 산업, 그리고 전세계로 그 영향력을 확대할 것이기 때문.5. 실제로 5G 시장은 2025년 7,914억 달러까지 성장할 것으로 예측되고 있음.세계 5G 시장 규모 예상국내 5G 시장 규모 예상5G Network 산업 기술 현황국가별 현황 및 동향을 다루기에 앞서, 국제 표준을 이야기하지 않을 수 없음.지난 18년 6월, 19년 2월 이동 통신 공동 연구 프로젝트 3GPP가 5G 1차 2차 표준화를 완료.해당 표준화는 ITU(국제 전기 통신 연합)의 5G 후보 기술 규격으로 제한, 정립될 예정.요는 표준화는 현재 이루어지고 있는 과정에 있다고 할 수 있음.5G Network 산업 기술 현황 ? 미국1. 2016년 7월 FCC (미국연방통신위원회)의 Spectrum Frontier를 통해 미국은 24GHz 이상 고대역 주파수의 발굴과 이용을 추진하기로 발표, 관련 법령을 의회에서 다루고 있음.2. 이는 공식적으로 따지면 세계 최초로 고대역 주파수 이용방안을 확정한 것.3. 더불어 연방정부는 민간과 주파수 공유 Plan을 제시하는 등 통신 빈부격차를 해소하고 차세대 통신 사업 인프라 확충에 노력을 기울이고 있음.5G Network 산업 기술 현황 ? 유럽1. 2016년 9월, 유럽 연합 위원회에서 5G for Europe이라는 보고서가 EU의 승인을 받음.2. 이는 유럽 내 5G 상용화를 위한 EU의 승인을 받은 것이라 평가.3. 유럽은 국가 간 조정, 계획 수립으로 5G 기술 표준과 주파수 대정책을 추진.3. 이후 15년 1월부터는 산학 전 분야 통신 기술 전문가들을 초빙하여 5G 전략 추진 위원회를 구성, 기술개발 상황을 점검하고 정책적 방향을 논의.4. 16년 12월 ‘5G 이동통신산업 발전전략’ 수립 후, 17년 1월 ‘K-ICT 스펙트럼 플랜’으로 3.5Ghz, 28Ghz등 총 4300Mhz 주파수를 확보했고, 평창 올림픽 전후로 세계 최초 5G 상용화를 위한 발판이 마련.5. 그 결과 지난해 4월, 한국은 세계 최초 5G 상용화에 성공.6. 하지만 이러한 결과는 18년 평창올림픽으로 인한 정부의 압박이 일부 반영된 것, 완벽한 상용화냐에 대해선 부정적으로 평가.7. 5G Network 자체는 이용하고 있으나, 관련 기술은 다소 미흡한 반쪽짜리 상용화라는 평가.8. 하지만 SK, 삼성 등 5G 기술 세계 최선두로 평가받는 기업들이 R&D에 박차, 한국의 5G 산업의 미래는 밝음.9. 실제로 2020 IEEE WCNC에서 삼성과 SK은 5G에 대한 높은 이해도와 비전을 제시, 높은 평가를 받음.한국의 5G 국가 정책5G 상용화 도시 수5G Network 세계 최고 기업과 국내 우수기업 비교 분석앞선 국가 별 산업 기술 현황에서 말했듯, 5G 산업은 미세하나마 한국이 선도.특히 삼성과 SK, KT 등은 문제가 요구하는 관련 하드웨어, 통신의 세계 최고 기업에 해당.하지만 일부 측면에 대해, 타 해외 기업이 선도하는 Field가 명확.따라서 본 질문은 국내 기업과 유사하게 5G 시장을 선도하는 해외 기업을 대상으로 비교하고자 함.NTT 도코모 (일본)1. 앞서도 언급했듯, NTT 도코모는 일본의 5G를 선도하고 있는 통신 기업.2. NTT 도코모의 5G 상용화는 한국보다 1년 늦었고, 상용화에 대해선 후발주자로 평가.3. 그러나 NTT 도코모는 ‘국제 표준화 (Global Standard)’라는 측면에서 한국의 기업을 앞서고 있음.4. NTT 도코모는 지난 2019년 9월 EU와 협력, ITU에 5G 기술 사양을 제출, 결과를 기다리고 있음.5.5G 통신 산업’ 분야는 성장할 뿐만 아니라, 하드웨어 발전이라는 시너지효과 또한 일으킬 것으로 예상.‘하드웨어’가 5G 기술을 염두에 두고 생산되기 시작했기 때문.코로나 19 사태로 인한한국 어플리케이션 사용량 변화세계 5G 시장 규모 예상세계 5G 휴대전화 출하 규모 예상경량-단순화의 배경 : Cloudfication범용화의 배경 : Cloud Computing1. 5G 시장이라 함은, 통신뿐만 아니라 관련된 기술인 VR, AR, Cloud 등을 포함.2. 소프트웨어와 하드웨어 전반에 걸친 기술을 다루는 전자공학은 이 분야에 필요하지 않을 수 없음.3. VR, AR, 머신러닝 등 미래 유망 기술들이 전자공학, 그리고 컴퓨터공학의 집대성이기 때문.4. 달리 말하자면, 두 분야는 서로가 서로의 동력원 역할을 하고 있다고 볼 수 있다. 위 그래프가 이를 단적으로 보여줌.5. 5G 통신 시장이 확대되기 시작하면서, 하드웨어 제조 기업들이 5G 기기들을 출하하기 시작6. 5G 휴대 전화의 경우 2019년 3,700만대에서 2023년에 5억 2,700만대까지 늘어날 것으로 예상.7. (통신) 소프트웨어 기술의 발전이 하드웨어 산업 성장의 원동력으로 작용한 것이라고 할 수 있겠음.8. 이를 통해 우리는 그 역도 가능할 것이라는 점을 유추할 수 있음.9. 하드웨어 기술이 소프트웨어 관련 산업을 발전시킬 가능성이 충분하다는 것.10. 이러한 시너지 효과의 시발점으로 필자는 4차 산업혁명의 주요 기술 중 하나인 ‘Cloud System’에 주목.11. Cloud System 관련 기술 그리고 산업이 하드웨어의 경량-단순화, 소프트웨어의 범용화(IOT)를 이뤄낼 것이라 생각.진화 및 발전 예측1. 먼저 하드웨어의 경우, 현재 우리는 과거 IBM이 제시한 컴퓨터 구조, 그리고 Bell 연구소가 제시한 네트워크 구조의 발전형을 사용하고 있음.2. 하지만 이는 성능적으로는 진일보했을지 모르겠으나, 구조 자체에 큰 차이가 없음.3. 예컨대, CPU, 보조기억장치, 주기억장치, 그래픽 부족한 소프트웨어 기술을 RAZER는 이들과 협력, R&D를 진행하는 것으로 확보, OSVR의 이름을 건 이 출시.6. OSVR은 시장에 연착륙 했으나, 후발주자인 만큼 소니, 페이스북 등 선발주자들에게 밀리고 있는 것이 사실.7. 그러나 해당 VR들이 컨텐츠의 풍성함을 어필하여 수요를 창출하고 있다면, OSVR은 이들과는 다른 수요를 겨냥.8. OSVR은 개발자들을 겨냥, 실제 수요의 상당량이 개발자들에 의한 것.9. OSVR은 open source인 만큼 관련 기술과 설계를 공개, 이에 개발자는 자신의 개발 환경에 맞춰 커스터마이징이 가능.10. 이에 컨텐츠 산업을 비롯, 많은 개발자들이 OS 제한이 없는 개발 툴로 OSVR을 선택 -> 새로운 아이디어를 추가적으로 확보하고 기술의 개선이 가능.11. 본인의 부족함을 겸허히 받아들이고, 이를 기업간, 소비자간 협력 모델로 극복했다는 점에서 r&d의 창의적인 모델이라고 볼 수 있음.RAZER NABU (웨어러블 디바이스)글로벌 웨어러블 디바이스 시장 추세VISA와 협력을 통한 전자 Pay 시장 진출1. 웨어러블 디바이스 시장은 시간이 갈수록 성장하고 있고, 미래 먹거리 중 하나로 평가받고 있음.2. 스마트 워치에서 시작해서 스마트 안경에 이르기까지 웨어러블 디바이스 시장은 다양해지고, 다각화되고 있음.3. RAZER는 이 시장 또한 후발주자로서 참여.4. 기존에 축적한 하드웨어 기술은 웨어러블 디바이스를 만들기에 충분.5. 하지만 마찬가지로 후발주자인 만큼, 기존 소비자들의 수요를 끌어당길 기능에 대해 연구가 필요.6. 중국의 텐센트 등과 제휴를 맺어, 헬스케어, 게임 관련 기능들을 추가했으나 이는 충분하지 않음.7. 레이저는 여기서 본인들의 성공 사업인 ‘레이저 페이’에 주목.8. 2018년 첫선을 보인 레이저 페이는 그 해 14억 달러의 결제액을 기록하면서 동남아 제 1의 전자페이에 등극.9. 레이저는 현재 웨어러블 디바이스에 전자페이 기능을 결합하는 연구를 진행.10. 레이저 Pay 기능을 포함하여 출Start-up 관련 투자는 하락세.마찬가지로 2019년 기준 글로벌 벤처 투자 또한 성장세가 꺾임.5G 기술 발달로 비대면 교류에 대한 편의성 증대 -> 단순 기술 교류 경우 비즈니스 허브에 입주할 필요성이 감소. 사업 아이템에 따라 창업 소재지에 대한 추가적인 검토 필요5. 다음 경영관리 혁신사항에 대하여 본인 팀프 진행의 미래기술창업 프로젝트에 적용하여 창업 시에 추진될 필요한 진행내용을 구체적으로 적용, 기술하시오ERP (전사적 자원 관리 시스템)을 활용한 생산정보관리 설계 방안ERP 정의)기업은 경영활동 수행을 위해 생산, 판매, 인사, 회계, 자금, 원가, 고정 자산 등 운영 시스템을 보유.ERP (전사적 자원 관리)는 기업 경영에 필요한 모든 자원의 흐름을 정확히 추출기업에서 소요되는 자원의 효율적 배치와 평가를 목적으로 함회계, 재무 등을 포함 자료를 기반으로 기업의 전략적 측면을 보완.경영 자원을 최적화된 방법으로 통합. 정보에 대한 효율적인 취합 및 통합.즉, 생산 ? 경영 ? 자원관리가 하나로 통합, 연결하여 관리하는 시스템.5조의 , 5G Network 기반의 사업임을 적극적으로 활용 ERP의 실현.생산 및 자원관리 : 생산 과정 자동화 ( 3D 프린터 및 5G 네트워크를 통한 관리 시스템 도입 )글로벌 최저 임금 상승글로벌 3D 프린터 시장 규모 및 전망전 세계적으로 최저임금 상승 추세 -> 생산 단가 상승, 재무 자원 관리 어려움의 OEM 방식 차용 -> 생산 단가와 고정비용 감소, But 생산 과정 관리의 어려움 및 Risk 증대OEM 생산 과정과 3D 프린터 생산을 병행:1. 네트워크 프린터 기능으로 생산 전체 과정에 대한 중앙 관리 감독 (ERP) 실현 가능2. 선 주문 후 제작 Process - 불량률 감소 및 잉여 생산에 대한 자원, 생산관리 Risk 감소.3. 불필요한 인적 자원 및 생산 단가를 감축, 남은 비용을 R&D 파트, 마케팅 등에 투자 가능4. 3D 프린팅 관련 충분한 기술이 축적, OEM 대체 -> 완전한 (In 가능.

공학/기술| 2022.03.07| 14페이지| 2,000원| 조회(262)

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