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과학과 놀자

연구용 원자로와 가속기에서 만들어진 중성자와 방사광…10-9ｍ 크기 나노세계의 비밀을 푸는 열쇠

대규모 시설인 연구용 원자로와 가속기는 다양한 용도를 가지고 있다. 연구용 원자로라고 하면 미국 과학자 엔리코 페르미가 건설한 최초의 원자로와 같이 시험용으로 만든 원자로를 연상하기 쉽다. 그리고 가속기라고 하면 스위스 제네바에 있는 유럽원자핵공동연구소(CERN)의 강입자가속기와 같이 원자보다 작은 아원자입자를 연구하는 시설을 먼저 떠올릴 것이다. 그런데 연구용 원자로와 가속기는 의외로 원자나 분자가 이루는 나노미터() 크기의 세계, 즉 나노 세계를 관찰하는 데에도 대단히 유용하게 사용되며, 현대 문명에 직접적인 영향을 주고 있다. 방사광과 중성자를 햇빛 대신 사용17세기 네덜란드의 안토니 반 레벤후크가 직접 제작한 현미경으로 미생물을 최초로 발견한 것은 일대 사건이었다. 생명에 대해 인류가 갖고 있던 기존의 관념이 뒤집어졌고 이후 많은 질병의 원인을 알아내고 현대적인 위생관념이 성립하는 계기가 되었다. 이어진 산업혁명 시대에는 현미경이 제품 개발과 품질 확인에 유용하게 사용되었다. 포목상이던 레벤후크도 천의 품질을 확인할 목적으로 현미경을 만들었다고 알려져 있다. 이와 같이 인간의 삶에 광범위하게 영향을 끼쳤기 때문에 현미경은 대중에 널리 알려진 과학 도구가 되었다.레벤후크가 만든 현미경은 구형의 렌즈가 하나만 달린 단안경에 불과했다. 지난 몇 세기 동안 눈으로 볼 수 없는 작은 세계를 관찰하려는 과학자들의 노력으로 광학현미경은 발전을 거듭했으며, 현대에는 수십만 배의 배율을 가진 전자현미경에서 원자 하나하나를 구분할 수 있는 경지에 이른 주사터널링현미경(STM)까지 다양한 장비가 일상적으로 사용되기에 이르렀다.연

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진화는 생물들이 환경에 적응하는 과정일까…생존에 유리한 개체만 살아남는 자연에 의한 선택

생물에 관해 생각하다 보면 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)은 도대체 왜 전염성이 클까 또는 왜 새는 날개를 가졌을까와 같은 의문점이 들 때가 있다. 이와 같은 의문점은 약 160년 전 영국의 생물학자이자 자연학자인 찰스 다윈이 발견한 자연선택의 원리로 답할 수 있다.자연선택의 원리는 적응 진화를 설명한다. 적응 진화는 생물 집단(같은 종에 속하는 개체들의 모임)이 시간에 따라 환경에 적응해 가는 과정이다. 구체적으로 말하면, 생물 집단이 시간에 따라 환경에 좀 더 적합한 개체들로 채워지는 것이다. 생물을 둘러싼 환경은 끊임없이 변하고 있다. 기후변화, 질병, 포식자, 기생충 등 생명체의 생존과 생식을 위협하는 요인들은 계속해서 나타나고 있으며, 이 환경에 적응한 집단은 계속 생존해 나갈 수 있지만 그렇지 못하면 절멸해 사라지게 된다.갈라파고스 핀치새의 각각 다른 부리 형태이러한 적응 진화를 설명하는 자연선택의 원리는 1859년 찰스 다윈이 《종의 기원》에서 제시했다. 이 원리는 다윈이 자신의 경험을 바탕으로 당대 제시된 여러 원리를 종합해 만든 것이다. 다윈은 1831~1836년의 5년간 비글호를 타고 남아메리카를 비롯한 여러 지역의 동물상과 식물상을 관찰하고 수집했다. 다윈은 에콰도르에서 서쪽으로 약 1000㎞ 떨어진 화산섬인 갈라파고스 제도에서 생물이 적응 진화한다는 것을 경험했다. 그는 갈라파고스의 핀치새를 관찰하면서 이 핀치새들이 각각의 섬에서 주어진 먹이에 적합한 형태의 부리를 갖고 있으며 그에 따라 갈라파고스의 여러 섬에서 매우 다양한 종류가 존재한다는 것을 발견했다. 그는 또한 이 핀치새들이 남아메리카의 핀치새와 유사하지만 다르다

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성숙한 시민의식으로 극복한 코로나바이러스

지난 1월 20일 국내 첫 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확진자가 발생했다. 이후 확진 사례가 기하급수적으로 증가하며 지난 2월 말에는 세계 누적 확진자 수 2위에 올랐지만 질병관리본부와 정부, 그리고 의료진을 비롯한 많은 사람의 노력으로 점차 사태가 안정되는 추세다. 외신은 공황·봉쇄·사재기 없이 비교적 의연하고 차분했던 우리나라의 대처 능력을 극찬했다. 또한 일부 외신은 지난 4월 15일에 치러진 제21대 국회의원 선거 과정을 설명하면서 ‘한국인들이 선거와 공공보건 모두를 어떻게 지켜냈는지 보여줬다’고 전했다.코로나19 발생 이후 정부는 학교 개학을 연기하고 공공시설을 잠정 폐쇄하는 등 ‘사회적 거리두기’를 강조했다. ‘사회적 거리두기’는 지역 사회 감염 확산을 예방하기 위해 시작된 캠페인이다. 실천 방법으로는 대규모 행사나 모임 자제, 손이 아닌 팔꿈치로 악수, 재택근무제 시행 등이 있다. 사회적 거리두기의 실천을 위해 많은 사람은 일상의 편리함을 포기하고 답답함을 억누르며 집에 머물렀다. 게다가 학원 등을 운영하는 자영업자 대부분은 막대한 피해에도 불구하고 몇 주간 휴원을 감행했다. 비록 우리나라가 코로나19 유입 초기 차단에는 실패했지만, 이른 시일 내에 사태가 안정될 수 있었던 것은 이러한 자발적인 사회적 거리두기를 열심히 실천한 덕이 크다. 지역봉쇄나 이동제한과 같은 권위주의적 수단을 일절 쓰지 않고 자율적이고 민주적인 방법으로 모두가 하나돼 이뤄낸 사회적 거리두기는 매우 자랑스러운 일이 아닐 수 없다.사회적 거리두기 이외에도 대한민국 국민들은 성숙한 시민역량을 드러냈다. 우리나라에서