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물리학이나 화학쪽 강의를 듣고 생각을 해보면, 대칭성과 엔트로피의 개념이 무언가 연결되는 느낌이 듭니다. 몇개의 입자들을 기준으로 볼때, 뜨거운 빅뱅초기에는 대칭성도 크고 엔트로피도 큽니다. 시간이 지나 우주가 식어가며, 그 입자들의 대칭성도 작아지며, 엔트로피도 작아집니다. 대칭성과 엔트로피를 거의 유사한 개념으로 이해해도 될까요? 이 둘이 어떠한 관계를 가지고 있는지 궁금합니다. 너무 어려운 질문 드려 죄송합니다.
안녕하세요, 빅뱅초기에 엔트로피가 크다는 전제도 위와 같은 이유로 에너지가 크다고 수정해야 할 것입니다. 엔트로피는 오히려 초기 우주의 적은 부피 때문에 작은 상태였습니다. (대칭성이 크다는 얘기는 어떤 종류의 대칭성을 얘기하는지 모르겠지만 이와는 무관하게) 대칭성과 엔트로피는 서로 관계가 없으며 만약 대칭성이 기하학적인 규칙성을 의미하는 개념이라면 오히려 대칭성과 엔트로피는 반대되는 경향성을 가질 것입니다. 도움이 되셨기를 바랍니다.
- 김성근 드림(서울대 화학부 교수)
우주는 계속 팽창하며 식고 있습니다. 하나의 입자가 있다고 할때, 먼 훗날, 계속 식으며
이 입자는 엔트로피가 0 에 가깝게 될 텐데요. '우주의 엔트로피는 계속 증가한다' 고 했는데 모순이 발생합니다. 어느 강의에서 들었는데 '우주가 팽창하지 않아도 우주의 전체 엔트로피는 계속 커진다' 고 했습니다. 이 모순을 어떻게 이해해야 하나요?
안녕하세요, 먼저 하나의 입자에 대해 얘기할 때는 엔트로피나 온도의 개념은 적용되지 않습니다. 또한 "식는" 것과 "엔트로피가 0에 가깝게 되는" 것은 별개의 얘기입니다. 굳이 얘기하자면 식는 것은 (엔트로피가 아니라) 에너지가 0에 가깝게 되는 과정이지만 그 마저도 앞서 얘기했듯이 한 개의 입자에 대해서는 성립하지 않는 개념입니다. 질문의도를 감안할 때 우주 내의 일부에서 엔트로피가 줄어드는 것이 우주 전체의 엔트로피 증가와 배치되지 않느냐는 질문인 것 같은데 그것은 그 계에서의 엔트로피 감소를 상쇄하고도 남는 우주의 나머지 계에서의 엔트로피 증가로 인해 전혀 모순이 되지 않습니다. 도움이 되셨기를 바랍니다.
- - 김성근 드림(서울대 화학부 교수)
안녕하세요. 무식한 질문일지 몰라도 활성화에너지에 관한 질문입니다.

예를 들어, 반응물질에서 생성물질로 변화하는 과정에서 활성화에너지가 100이 필요하다고 한다면 이 활성화에너지가 100보다 적거나 많으면 생성물질은 활성화에너지가 100일때 하고 무엇이 달라질까요. 저는 메일라드반응에서 열분해 과정에서 만들어지는 물질들이 필요로 하는 열보다 과하거나 부족할 때에도 같은 결과가 나오느냐에 관심이 있습니다.
지식이 짧아 질문도 횡설수설하군요.
안녕하세요,
반응물에 제공되는 에너지가 활성화에너지보다 적다면 반응은 일어나지 않습니다. (물론 이것은 고전계에서의 얘기이고 실제 분자계는 양자역학을 따르기 때문에 활성화에너지보다 적은 에너지를 가지는 계에서도 터널링에 의해 반응이 아주 약간 일어나긴 합니다.) 반대로 활성화에너지보다 더 큰 에너지를 갖는 경우에는 당연히 반응이 일어나서 생성물이 생길텐데 그 생성물이 원래 반응물이 가졌던 에너지를 나눠갖게 됩니다. )여기서 나눠 갖는 양태는 반응물들 간의 운동에너지 뿐만 아니라 반응물의 회전 및 진동 에너지로 분배되게 됩니다.) 즉, 만약 "반응열"(= 반응 전후의 에너지 차이)이 -50이어서 반응물이 생성물로 바뀔 때 50만큼의 에너지를 내어 놓는 반응이 있고 그 반응의 활성화에너지가 100일 때 반응물이 50이라는 에너지를 갖게 된다면 반응이 안 일어나지만 150이라는 에너지를 갖게 된다면 그 150에 50을 더한 200의 에너지가 생성물 사이에서 분배되게 됩니다. (물론 그 150 중 100이 활성화 언덕을 넘는데 쓰이지만 그건 언덕을 넘어가면 다시 "회수"되게 되어 결국 반응 전의 150에 반응을 통한 50의 에너지를 생성물은 갖게 됩니다.) 도움이 되셨기를 바랍니다. 도움이 되셨기를 바랍니다.
- 김성근 드림(서울대 화학부 교수)
뇌과학에 관심이 많은 고등학교 1학년입니다. 루디님은 고등학교로 돌아가신다면 뇌과학을 알기위해 어떤 활동을 할 것인가요? 어떤 활동을 하면 뇌에 대해 더 알 수 있을까요?
제가 고등학교 때에 뇌에 관심이 있었다면 일단 뇌에 관한 대중과학서를 많이 읽을 것 같습니다. 저도 개인적으로 뇌에 관한 관심은 라마찬드란의 ‘명령하는 뇌, 착각하는 뇌(The Tell-tale Brain)'를 읽고 비롯되었던 것 같습니다. 그 뒤로 계속 뇌과학 책을 접했고 어느 해인가는 거의 1년 가까이 주로 뇌과학 책만 읽었던 것 같습니다. 요즘은 뇌나 인공지능 등에 관한 좋은 강연이나 영상자료도 많으니 제가 학생 때에 비해서는 공부할 수 있는 여건이 훨씬 좋아진 것 같습니다. 특히 2019년에는 한국에서 좋은 행사도 열립니다. 2019년 9월 21~25일 대구에서 열리는 라는 국제 학술대회입니다. 보통 신경과학계의 올림픽이라고 불리며 전세계 신경과학자(뇌과학자) 3,000~4,000명이 모이는 대규모 국제회의랍니다. 이런 회의도 참석해서 강연도 듣고 세계적인 학자들도 만나보면 뭔가 새로운 걸 얻게 될 수 있지 않을까요? 현대는 정보의 시대입니다. 뇌과학에 관심이 있다면 인터넷을 통해서 일단 많은 정보를 찾아보고 그 중에 자신에게 적합한 콘텐츠를 선택하는 것이 중요합니다.
뇌과학자를 꿈꾸는 학생입니다. 뇌과학자가 되기 위해서는 어떡해야 하나요? 학과나 학교는 어디로 가야하나요?
안녕하세요, 질문에 간단하게 답하겠습니다.
뇌를 연구하는 방법은 매우 다양하기 때문에, 학부에서 반드시 뇌과학을 전공할 필요는 없습니다. 생물학, 심리학, 컴퓨터 공학을 전공하면 대학원에서 뇌과학이나 신경과학을 공부하는데 많은 도움이 됩니다. 물리학이나 수학을 전공하는 것도 좋습니다. - 이대열 드림(예일대 신경과학과 석좌교수)
최근에 이광근 교수님이 집필하신 '컴퓨터과학이 여는 세계'라는 책을 정말 유익하게 본 보안학과 대학생입니다. 개인적으로 제가 속해 있는 학과에는 컴퓨터를 컴퓨터공학과 만큼 low level까진 배우진 않지만 추천해주실만한 전공서적은 없는지 궁금합니다.
안녕하세요, [Sciences of the Artificial] Herbert Simon 을 추천합니다.
보안관련 직접적이지 않지만 좋은 책입니다. 얇은 책입니다.
전문적인 용어를 사용하지 않았고요. 저자는 노벨경제학상, 튜링상(컴퓨터노벨상)등을 받았고 인공지능분야를 만든 사람중 한 분입니다. - 이광근 드림(서울대 컴퓨터공학부 교수)
미래를 내다봤을 때 컴퓨터 프로그래밍, 보안 쪽 전망은 어떻게 될까요. 그리고 컴퓨터 과학과 이 분야들이 어떻게 다른지 궁금합니다
전망은 좋은 편입니다. 이 분야들도 컴퓨터과학의 일부입니다.
컴퓨터기술들의 핵심들이 어떻게 발전하고 있는지는 [컴퓨터과학이 여는 세계](책 또는 유투브)를 보는 것을 추천합니다.
보안은 분야가 넓게 퍼져있습니다. 왼쪽끝은 암호학으로 오른쪽끝은 해킹으로.
오른쪽으로 갈 수로 "학술적인" 내용은 부족한 면이 있습니다.
- 이광근 드림(서울대 컴퓨터공학부 교수)
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