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무한소

0.9999… = 1

위 등식이 성립하는가에 대한 논의는 너무 많이 이루어져 왔다.

수학에서 두 수가 같은지 판단하려면 빼서 0이 되는지 살펴보면 된다. 양변에서 0.99999…를 빼 보자.

0.0….1 = 0

물론 …사이에는 0이 무한히 많이 들어가 있다. 사실 1이 언젠가 나오기는 할까? 결코 인간은 1을 구경할 수 없다.

이것은 “극한”의 개념에 대한 이해와 관련되어 있다. 인간은 무한을 상상조차 하지 못하기 때문에 논리라고 하는 갑옷 속에서만 그것을 다뤄볼 수 있다. 마치, 우주에 맨몸으로 나갈 수 없기 때문에 우주복을 입어야 하는 것과 비슷하다.

다음과 같은 수열을 생각해 보자.

0.1

0.01

0.001

0.0001



이 수열의 규칙은 (내가 그렇게 하기로 결정하였으므로) n번째 항은 1을 10으로 n번 나눈 값이라고 한다.

이 수열은 0이 되는가? 알다시피, 이 수열은 어떠한 정수 n에 대해서도 0이 되지 않는다. n을 아무리 큰 값을 가지고 오더라도 결코 0이 되지 않는다. 하지만, 우리는 이 수열이 n이 커짐에 따라 0에 점점 가까워 지고 있다는 사실을 알 수 있다. 하지만 그것이 과연 모든 정수 n에 대해서 정말 그렇게 되는지 전부 조사해 볼 수도 없다. 10억보다 작은 n에 대해서는 그렇다고 말할 수 있다. 하지만 100억보다 작은 n에 대해서는? 100억보다 작은 n에 대해서도 물론 성립한다. 하지만 그렇다고 그것이 1000억보다 작은 n에 대해서 이 수열이 점점 0에 가까워 지고 있다는 것을 보증해 주지는 못한다. 조사해 보기 전에는 알 수 없는 것이다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 수학자들은 “극한”이라는 개념을 만들고, “수렴성”에 대해서 일반적으로 사용할 수 있는 방식으로 정의하였다.

임의의 양의 실수 d에 대해서, 어떤 숫자 N이 존재하여 n>N이기만 하면 |a(n)-a|

저기서 나온 작대기 두개는 절대값 기호다. 즉, 아무 숫자라도 좋으니, 아무거나 갖고 오라는 거다. d로서 어떤 숫자를 제시하더라도 정수 N을 제시할 수 있어서, N번째 항 이후의 모든 항이 특정한 값인 a에 d만큼의 거리보다는 가깝게 있도록 할 수 있다는 뜻이다. 여기서 d는 양의 실수이다. 0이 아니다. 아무리 작아도 좋고 아무리 커도 좋다. d를 0.000000000000000000000000000000001421로 잡아보자. 난 N을 40을 제시할 수 있다. 더 작은 값을 갖고 와도 좋다.

즉, 이 수열은 0으로 수렴한다.

수식에 무한대 기호가 등장한다면, 그 기호는 무한대 그 자체를 의미하는 경우는 거의 없다. 무한대 기호는 대부분의 경우 “일단 계산부터 하고, 나중에 무한대에 해당하는 n을 무한히 커지는 극한으로 보내서 계산을 완료한다”는 뜻이다.

다시, 원래의 문제로 돌아와 보자.

0.9999… = 1

위의 등식이 틀렸다고 주장하는 사람들은 좌변과 우변 사이에 0이 아닌 차이가 있어야 함을 증명해야 한다. 그런데, 양 변의 차이가 0인지 어떤지는 모르겠지만, 0이 아닌 그 어떠한 숫자를 갖고 와서 그 차이와 비교하더라도 그 숫자보다 더 작다.

즉, 좌변에서 우변을 뺀 값의 크기는, 0이 아닌 양의 실수 중 아무거나 (작거나, 크거나, 어떻든) 갖고 와서 비교하도라도 항상 그 실수보다는 작다. “아무거나” 적용해도 성립한다는 것은, “모든” 수에 대해서 성립한다는 뜻과 같고 (아니라고 생각하는가?) 그 크기(절대값)를 비교했을 때, 0이 가장 작은 수가 된다. 만약 0이 아닌 다른 수가 온다면, 그 수와 0의 사이에는 항상 다른 수가 있어서 그보다 더 작은 수를 만들어 낼 수 있기 때문에 가장 작은 수가 되지 않는다.

좌변과 우변의 차이는 0이어야만 하는 것이다.

좌변에서 우변의 차이를 계산했는데 0이 나왔다면, 우리는 그 두 수를 “같다”라고 생각한다. 다른 것은 표현 방식일 뿐이다.

미스테리

요즘 도체와 반도체 내부에서의 전자의 mobility를 조사하고 있는데, 큰일났다.

알루미늄은 conductivity로부터 mobility를 내가 직접 계산했고, 실리콘과 게르마늄은 인터넷에서 찾아봤는데…

실리콘이랑 게르마늄의 mobility가 알루미늄보다 더 높다. (수백배)

어쩌지? -_-;

나는 설마 새로운 발견을 한 것이 아닐거야.

일단 알루미늄의 mobility를 계산해 보자.

conductivity = mobility * number density * electric charge

이렇게 주어진다. conductivity는 3.358x$10^7$S/m이다. 여기서 S는 siemens로, 전기 흐름의 단위라고 한다. 알루미늄의 number density를 알려면, 일단 matter density를 알아야 하는데, 그건 위키백과를 찾아보면 2.7g/$cm^3$이라고 되어 있다. 다시말해서, 1세제곱 센치미터의 부피 안에 2.7그램이 들어가 있다는 뜻이다. 알루미늄은 원자량이 대략 27이니까, 27그램을 모으면 1몰의 원자가 있다는 뜻이다. 2.7그램에는 물론 0.1몰 만큼의 원자가 존재한다. 여기서, conductivity는 미터로 주어져 있으니까 알루미늄의 number density도 미터 단위로 바꾸자. cm를 m으로 바꿀 때는 100을 곱하면 되고, 세제곱이니까 1000000을 분자와 분모에 곱하면 된다. 따라서 1세제곱미터의 부피 안에는 2700000그램이 들어가 있다. 그리고 MKS단위에서는 g을 kg으로 바꾸게 되니까 분자를 1000으로 나눈다. 즉, 1세제곱미터 부피 안에는 2700kg의 알루미늄이 들어간다. 2.7톤이네. electric charge는 1.6x$10^{-19}$C이다.

이제 mobility는 간단한 산수로 알아낼 수 있다.

mobility = 3.358 *1000000 *10000000000000000000/ (2700 * 1.6 * 6.025 * 100000000000000000000000)=


0.0129014907

그렇다. 1.3x$10^{-2}$이다.

내가 비교하고자 하는 반도체 물질은 4x$10^{-7}$ 이 된다. 이 계산상으로는 대략, 알루미늄의 전자 이동도가 30000배정도 높다.

이제 일반적인 반도체인 실리콘과 게르마늄을 찾아보자.

위키백과를 보면, 실리콘의 conductivity가 주어져 있다. 대략 0.001S/m이 된다. 이 값은 알루미늄의 1000000000분의 1 정도 되는 값이다.


http://www.ioffe.rssi.ru/SVA/NSM/Semicond/Si/electric.html

여기를 보면 실리콘의 mobility가 주어져 있는데, 대략 1000정도 되는 값이다. MKS로 바꾸면 0.1이 된다. 즉, 이 값만 보면 알루미늄보다 10배 크다.

뭔가 이상하다.

알루미늄의 mobility를 다시 계산해 보았다. 이 계산은 재료공학 전공인 소인배 님의 지원을 받아서 이루어졌다.



mobility = 3.358E7/(1.6E-19*10E6*(2.7/27)*6.02E23)


=


0.000348629568



이 값은 내가 계산한 것 보다 100배 더 작은 값이다. 설마…

내가 비교하려는 물질의 conductivity를 직접 찾아보는 수 밖에 없을 것 같다.

(이 글은 미스테리가 풀림에 따라 계속 추가됩니다…)

빛의 속력으로 달려보자

언제나 그렇듯 방명록에 올라온 질문이다.

타임머신의 개념말인데요. 아이슈타인의 공식을 보면 확실히 속도가 빛의속도보다 빠르게되면 음수의 값을가져서 시간이 반대로
흐른다는건 공식을 보면 알겠는데요. 그게 어떻게되는건가요? 그러니까 실제로 빛의 속력으로 움직일때 견딜수있는 그러한 물질이있어서
속도보다 빠르게 날랐다. ?? 그후엔 어떻게되나요? 시간이 반대로간다..라??

혼자서 생각해봤는데요, 전 어릴때 아이슈타인 어쩌고 모를때 그냥 혼자서 생각했을때요 초딩때인가, 시간보다 빠르게 날라가면 이미
지나간 빛들을 앞서 나아가 그 빛을 봄으로써 과거의 일어난 일들을 눈으로 볼수있다. 라고만 생각했어요. 즉 눈을 통해 들어오는
빛을 인지해서 모든 사물을 보는거잖아요 현재의. 그럼 과거의 빛이 눈으로 들어올경우 과거의 일들을 반사해 비추는 빛들을
보게되니까 과거를 볼수있게되니까 확인은 가능할것이다. 라고 생각을 했는데.

과학자들이나 일반인들의 개념으로는 시간이 거꾸로 흘러가서 과거로 돌아가게된다라고하잖아요.

….. 너무두서없이 적어서 정리가안되는데, 위에 여러가지 질문들이 질문아니게 질문되었지만 젤 궁금한것은 타임머신이 인천공항에있다고 가정을하면요,

가속도가 붙어서 빛의 속력에 도달해야하니까 활주로를 달리 다가 빛의 속력과 일치하게되고 그이상을 달리게되면 ?? 그자리에서
사라지나요? 거기서 빛보다 더빨라지니까 과거로 돌아가게되니까 달리던 활주로를 빛이상의 속도로 역주행하게되나요? 행여나
어떻게해서든 눈앞에서 사라졌다고한다면 이제 이 타임머신은 어느공간에있나요? 2009년에서 1000년으로돌아간다고 하면 시간은
연속하니까 2009년부터 1000년 까지의 2008년 2007년 2006년 ……. 1002년 1001년 1000년 모두다
순간적으로 거친후에 1000년에 도달하게되나요?ㅇㅅㅇ?

너무 바빠서 대답을 생각할 틈이 없었다. 답변의 제 1단계는 질문을 이해하는 것이다.

일단 빛의 속력보다 빠른 “물질”은 존재하지 않는다. 이때, 존재한다는 단어의 뜻을 정확히 이해했으면 좋겠다. 물리학적인 관점에서 볼 때, 우리 우주에 존재한다는 말의 의미는 관찰 가능하다는 뜻이다. 또한, 관찰 가능하다는 말의 뜻은 상호작용이 가능하다는 뜻이다. 적어도 우리가 지금까지 알고 있는 물리학 법칙에 의하면, 빛보다 빠른 속력으로 움직이는 것은 우리가 일반적으로 알고 있는 “물질”과 상호작용할 수가 없다. 왜냐하면, 4가지 기본 상호작용인 중력, 강한 상호작용, 약한 상호작용, 전자기력을 전달하는 입자들이 모두 빛의 속력과 같거나 더 느린 속력으로 움직이기 때문이다. 중력과 전자기력과 강한 상호작용은 빛의 속력으로 전달되는 것이 확인되었고, 약한 상호작용은 그보다 느리다.

즉, 빛의 속력보다 빠른 물질이 “존재”하기 위해서는 우선 관찰할 수 있는 방법이 있어야 하고, 관찰할 수 있는 방법은 우리가 이미 알고 있는 4가지 상호작용이 아닌 새로운 상호작용을 도입해야만 한다. 이것은 초끈 이론의 완전한 이해만큼이나 어렵거나, 또는 그보다 훨씬 더 어려울 것이라고 생각한다. (내 개인적인 의견이다. 뭐…더 쉬울수도 있지만.)

또한, 빛의 속력보다 빠른 물질이 존재한다면 그 물질은 우리가 관찰하기 이전에 이미 이 우주를 빠져나갔을 것이다. 왜냐하면, 우리가 관찰할 수 있는 우주의 크기는 대략 150억광년 정도의 크기이고, 아무리 오래 살아남은 빛이라 하더라도 150억년 이상 달릴 수는 없었을 것이다. 즉, 우리가 관찰 가능한 그 어떤 것도 150억광년보다는 안쪽에 있다. 그런데 빛의 속력보다 빠른 물질은 150억년동안 달렸을 때 150억광년보다 더 멀리 갈 수 있다. 따라서 우주 초기에 존재했던 그런 물질은 이미 우리가 관찰할 수 있는 우주보다 바깥에 있다. 만약 그런 물질이 비교적 최근에 생성되었다 하더라도, 그 물질을 관찰하기 위해서 우리가 사용할 수 있는 수단이 없다. 지구 근처에는 없을 것이다. (있으면 관찰 했겠지…) 그럼 그 물질을 관찰하려면 빛을 이용해서 보는 수밖에 없는데, 빛보다 빠른 것을 빛으로 볼 수는 없다. 왜 그런지는 각자 생각해 보자.

두번째로, 빛의 속력보다 빠르게 달려가면 도플러 효과에 의해서 아무것도 볼 수 없다. 빛을 마주보면서 빛의 속력으로 달린다면 빛의 진동수가 무한대가 된다/. 반대로 빛과 같은 방향으로 달려가는데 빛의 속력으로 달려간다면 내가 보는 빛의 진동수가 0이 된다. 어떤 경우든지 아무것도 보이지 않을 것이다.

만약 빛의 속력보다 빠르게 된다면 진동수 부분에 허수가 나오게 된다. 진동수는 전자기파의 방정식에서 대략 다음과 같은 방식으로 포함되어 있다.

$E(x,t)=E(x)e^{ift}$

여기서 E는 전기장의 크기, x는 위치, t는 시간, i는 허수 단위(-1의 제곱근), f는 진동수이다.

만약 f에 허수가 들어간다면, 지수에 i가 두번 들어가므로 지수에 실수가 나오게 된다. 이 경우, 지수함수는 시간이 지날수록 기하급수적으로 증가하거나, 기하급수적으로 감소한다. 이 식은 전기장의 크기를 말하고, 이것은 빛의 밝기와 연관이 있다. 따라서 빛의 밝기가 시간이 지날수록 무한대로 밝아지거나, 무한히 어두워질 것이다. 빛의 밝기가 무한히 어두워진다면 우리는 캄캄한 장면만을 볼 수밖에 없다. 빛의 밝기가 무한히 밝아진다면 모든 빛이 감마선보다 더 짧은 파장의 빛이 되어버릴테니 여전히 아무것도 보이지 않는다. (우리 눈은 우리 눈에 보이는 것만을 볼 수 있다.)

세번째로, 타임머신의 구현 원리는 빛의 속력보다 빠르게 달려가는 것이 아니다.


http://ask.nate.com/qna/view.html?n=6128960


킵 손 교수가 제안한 원리는 웜홀을 통과할 때는 시간이 흐르지 않는다는 것을 이용한다. 즉, “나의 미래”를 “세계의 과거”에 연결시키는 것이다. 나 자신은 빛의 속력보다 빠르지 않다.

네번째로, 타임머신은 시간여행을 할 때 과거를 비디오테이프처럼 거꾸로 가는 것이 아니라 CD처럼 건너 뛰어버린다.

비디오테이프처럼 거꾸로 가는 것은 우리가 “반물질”이라고 부르는 것들이다. 반물질은 우리가 관찰할 때는 미래로 가는 것 처럼 보인다. 하지만 반물질의 행동을 설명하기 위해서는 반물질이 시간을 거꾸로 흘러가는 물질이라고 가정하는 것이 더 편하다.

질문은 댓글로, 언제나 환영한다.

비싼 물질

요즘 모종의 물질을 이용해서 박막을 만드는 실험을 하고 있었다.

1g에 100만원 정도 한다고 하는데, 거의 다 떨어져서 이번에 새로 한병 더 산다고 한다.

한병에 1g 들어있다. -_-;

환율도 오르고 물가도 올라서 1g에 200만원정도 한다고 하더라.

무려, 1mg에 천원이다.

핀셋으로 먼지만한 분량을 집어서 병에 옮겨 담으면 그게 몇 만원어치 된다.

에어컨 바람에 날아가는 먼지를 공중에서 핀셋으로 잡아 본 사람이 아니면 말을 말어…

수 만원이 그냥 날아가 버리는 사태가 벌어진다.

다 쓰고 나면 병에 티끌들이 남아 있는데, 그것만 다 모아도 만원어치는 될 거다. 아깝다. -_-;

이번에 실험하면서 내가 쓴 것만 50만원어치는 될 듯.

그나저나…

화학 카테고리를 만들어야 하나…;;

여전히 경쟁자는 줄어들고

나는 이전에 2번에 걸쳐서 이공계 문제가 심화되고 있음을 지적한 적이 있다.



  1. 2007/03/11

    계속해서 전해지는 즐거운 소식

    (6)



  2. 2006/12/17

    나의 경쟁자가 줄어들고 있다

    (4)

이 글들은 무려 2년전과 3년전에 작성된 글이다.

똑같은 내용의 글을 한번 더 재탕해도 될 것 같다.


http://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20090519800040

비상대책위원회 관계자는 “이공계에서는 안정적인 직장을 기대하기 어렵고 자신이 공부한 만큼 보수가 나오지 않는다는 사실을 보여주는 설문조사 결과”라고 말했다.

이것은 사실이다. 의대/의학전문대학원 등을 나와서 의사가 되면 대략 10년~15년 정도 공부하고 직업을 갖게 된다.

마찬가지로, 박사과정까지 밟고 나면 대략 10년 정도 공부하고 나서 직업을 갖게 된다.

그런데 연 수입을 비교하면 대략 수천만원 정도 차이가 난다. 그나마 어딘가 연구소의 정규직 연구원이나 대학의 교수로 채용된다면 다행이지만, 그렇지 못하면 2년 계약의 비정규직 연구원이나 대학의 시간강사로 계속해서 떠돌아야 한다. 물론 비정규직 연구원이나 시간강사의 서러움과 어려움에 대해서는 언론에 여러번 보도된 바 있다.


http://blog.jinbo.net/ljydialogue/?pid=141



http://idfluxus.sisain.co.kr/40



신문 기사 검색

물리학 쪽은 머리 좋다는 의대 학생들도 공부하기 싫어할만큼 어렵다. -_-;

더 어려운 공부를 했는데 보수가 그에 뒤따라 주지 않으면, 나머지는 정말 열정과 호기심 만으로 수천만원을 채워넣어야 한다.

자연에 대해 알아가는 즐거움을 돈으로 환산할 수는 없겠지만, 굳이 환산해 보았을 때 그 금액이 수천만원이 되지 않는 사람에게는 당연히 의사로 전직하는 것이 훨씬 유리하다.

의사들 수입을 깎아달라는 말이 아니다.

과학/공학계열에서 일하는 사람들이 “밥은 먹고 다닐” 수 있도록 해달라는 뜻이다.

난 그냥 과학자 할 생각이지만.

미래의 직업

댓글 청부업자 : 돈을 받고 누군가의 블로그에 댓글을 달아준다. 내용은 뭐든지 요청받은 대로 작문해준다.

스팸 헌터 : 스팸 서버를 해킹하여 스팸 발송자를 추적해서 사이버 수사대에 인계하고 현상금을 받는다.

무선랜 중개 사무소 : 무선랜 핫스팟 접속권을 파는 사람과 사는 사람을 중개해준다. 자격증 필요.

알베도가 변하면?


오류에 대한 지적이나 보충설명은 언제든 환영합니다.

고율님 블로그에서 알베도를 인위적으로 바꾼다는 제안에 대해 접하게 되었다.


http://koyul.egloos.com/4947569


내 개인적인 직감으로는 그다지 성공 가능성이 없어 보이지만, 딱히 깊이 파보고 싶지는 않고 성공한다고 해서 나쁠 것도 없으며 완전히 실패할 것이라는 생각도 들지 않기 때문에 이 제안의 실제적인 가능성에 대해서는 생각하지 않고 있다.

내가 흥미를 느끼고 있는 것은, 지구의 알베도가 바뀌면 지구의 평균기온이 어떤 영향을 받게 될 것인가이다.

일단, 고등학교인가 중학교때 배운 기본적인 지구의 열 에너지 순환 과정을 공부해야 한다.


http://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%83%9C%EC%96%91_%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80

위키백과에서 퍼왔다. 174PW중에서 7PW면, 대략 4%에 해당한다. (PW는 페타와트, 10의 15제곱 와트라는 뜻이다.)

따라서 알베도의 30중에서 지표면의 반사는 겨우 4.

충격적인 사실이다.

인간이 지표면의 반사율을 10%를 증가시킨다 하더라도 4.4가 되어서, 전체 30에 대해서는 1%증가에 불과하다.

게다가 저기에 “지표면”이란 지구의 표면이지 “땅”이라는 설명은 없다. 따라서, 지표면의 70%를 차지하는 바다는 빼야 한다. 그럼 인간이 뭔가 할 수 있을 법한 “땅”은 1.2이고, 여기서 10%를 증가시키면 0.12.

30에 대해서 0.12는 0.4%정도에 해당한다. 즉, 인간이 삽질을 많이 해서 땅의 알베도를 10%나 올렸는데, 전체 알베도에 미치는 영향은 0.4%에 불과하다.

물론, 여기서 빠지는 0.4%는 땅과 바다에 의해 흡수되는 89PW에서 줄어들게 되는 양이다.

지표면이 흡수하는 양이 0.7PW만큼 줄어든다고 하자. 그럼 89PW에서 88.3PW가 될 것이다.

그럼 이만큼의 알베도 변화는 전체적인 지구 온난화에 어떤 영향을 미칠까?

지표면에 흡수된 다음에 방출되는 에너지는 88.3PW이 된다. 0.7PW는 89PW에 대해서 0.7%정도의 양이다.

따라서, 위의 숫자에서 대류에 의한 12, 수증기의 잠열에 의한 40, 복사열에 의한 10+26이 각각 0.7%씩 줄어든다고 가정할 수 있다. 지구의 기후 변화에 영향을 주는 것은 대류와 수증기의 잠열이므로, 52PW가 0.7%만큼 줄어드는 셈이다. 그만큼은 대략 0.36PW에 해당한다.

이제, 온실효과를 만들어내는 기체가 대체 대기권의 에너지 흡수율을 얼마나 높였는지 알아보자.

기상청 웹 사이트의 한 페이지를 보자.


http://web.kma.go.kr/edu/unv/climatology/climchange/1173236_1357.html


온실기체는 위에 내가 인용한 그림 중, 26PW에 해당하는 지구 복사를 다시 흡수하여 지구의 온도를 높인다고 한다.

그렇다면, 줄어든 0.36PW는 26PW의 약 1.4%정도 된다. W는 일률의 단위지만, 흡수하는 에너지의 효율이 변했으니, 다른 요인이 없다면 흡수한 전체 에너지의 양도 1.4%정도 변했다고 가정해도 무방할 것이다.

그 다음은 대기의 열용량을 추산해야 한다.

그 유명한 공식 “Q=씨암탉”이란 공식이 등장한다.

어떤 물질이 흡수한 열 = 비열 * 질량 * 온도변화

여기서 비열과 질량을 곱하면 열용량이다. 대기 전체의 열용량은 사실 구성 성분에 따라 변할 것이다. 하지만 온실효과를 만들어내는 기체들이 거의 ppm(백만분의 1)이나 ppt(1조분의 1)급 구성비를 갖고 있기 때문에, 이들은 온실효과에는 영향을 주더라도 열용량에는 기여하지 않을 것으로 기대된다. 따라서 온실기체의 구성비가 변하더라도 열용량은 변하지 않았다고 가정할 수 있다.

지구 전체의 열용량을 그냥 A라고 하자. 그럼 Q=AT이다. 여기서 T는 온도의 변화량이다. 대략 100년에 0.5도 정도 온도 변화가 있다고 한다.

그럼 여기서 Q가 1.4%가 변했다면, 당연히 T도 1.4%가 변할 것이다. 0.5도의 1.4%는 0.007도.

0.007도의 변화가 얼마나 큰지 보기 위해서 다음 그래프를 참고해 보자.


http://commons.wikimedia.org/wiki/File:1000_Year_Temperature_Comparison.png

이 그래프는 최근 천년동안 “정상”인 평균기온에 비해서 얼마나 온도가 변했는가에 대한 그래프이다. (평균기온 그 자체는 아님)

최근 들어서 대략 0.4도 정도의 이상고온을 보이고 있다. 소빙하기때는 지금보다 1.2도 정도 낮은 평균기온을 보인다.

여기서 0.007도는 큰 영향이 없어 보인다. 대략 10년 안쪽의 작은 변화폭 정도에 해당하는 것으로 생각된다.

따라서 내가 내릴 수 있는 결론은, 인간이 어떻게든 땅의 반사율을 10%만큼 증가시켰다면, 평균기온은 0.007도 낮아지는 것이고 이것은 지구 온난화를 막는데는 부족하다는 것이다.

추가.

땅의 반사율을 10%를 높인다는 수치는 꽤나 높게 잡은 수치이다. 지구 표면에서 땅이 차지하는 비율은 약 30%이다.

땅의 반사율을 높이기 위해서는 거울이나 반사를 잘하는 어떤 물질을 이용해서 지표면을 덮어야 한다. 거울을 쓴다고 가정하고, 거울의 반사율을 100%라고 하자. 그럼, 땅의 면적을 K라고 하고 거울을 설치한 면적을 a라고 할 때, 평균적으로 반사율을 10% 높이기 위해서 거울을 얼마나 설치해야 할까?

현재 땅의 반사율을 r이라고 하면, 전체적으로 반사되는 에너지는 r*K가 된다.

거울을 설치하지 않은 부분은 반사율이 변화가 없으니까 r*(K-a)가 거울을 설치하지 않은 부분에서 반사되는 에너지이다.

거울을 설치한 부분에서는 1*a의 빛이 반사가 된다.

즉, (r*(K-a)+1*a)/(r*K) = 1.1이 되는 a를 찾아야 한다. 또는 a/K를 찾아도 된다.

일단 r을 찾아보자. r은 땅의 반사율인데, 위에서 174중에서 10+35+33만큼은 지표면에 도달하기 전에 이미 흡수되거나 반사되어 버리므로 땅의 반사와는 관련이 없고, 174에서 78을 뺀 96 중에서 7을 반사한다는 것이 된다. 대략 7.3%에 해당한다. 즉 r=0.073

위의 식을 정리하면

(a/K)*(1-(1/r))=0.1

r을 대입하면 a/K는 0.079가 된다. 대략 7.9%에 해당한다. 땅의 7.9%를 거울로 덮는다고 하면, 154 337 280제곱킬로미터의 7.9%니까 12192645.1제곱킬로미터에 해당하는 땅이 된다. 제곱미터로 바꾸려면 1000000을 곱하면 된다. 12192645100000제곱미터라는 넓은 땅을 거울로 덮자. 익숙한 단위인 평으로 바꾸려면 3.3으로 나누면 되므로

3 6947 4095 0000평.

대충 끊어 읽어도 3조 6천억평.

대한민국의 넓이를 찾아보니까 100,032 제곱킬로미터이다. 대한민국 넓이의 122배 정도에 해당하는 땅 전체를 거울로 뒤덮어야 한다는 결론을 낼 수 있다. 미국이나 중국, 캐나다 같은 나라들이 대한민국 넓이의 약 100배 정도에 해당하는 땅을 갖고 있으므로, 대략 그중에 한 나라 정도를 거울로 뒤덮으면 비슷한 효과가 난다고 보면 되겠다.

한가지 흥미로운 사실은 사막이 전체 육지의 10%정도라는 사실이다.


http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%82%AC%EB%A7%89

즉, 사막을 거울로 뒤덮을 수 있다면 땅의 반사율을 10%정도 올릴 수 있다.

추가2

대기과학 박사과정에서 공부하고 있는 친구에게 내 글에 대한 의견을 부탁하였다. 그 글을 퍼온다.

지구표면을 거울로 뒤덮으려구??

너무 단순하게 온난화를 풀이하는 것 같아.

(하지만 내가 워낙 문제들을 복잡하게 생각하는 바보인지라..ㅠ.ㅠ. 문제는 쉽게 접근해야 하는데!!!!)

우선 첫째로 가장 먼저 든 생각은..

이걸 실용화하려면 거울이 자동으로 태양을 바라보게 만들어야 하는거잖아.(일정한 반사각을 만들려면..)

그거 전기비 드는 거랑.. 전기를 생산하기 위해 발전소에서 온실기체를 내뿜는 거랑.. 어떤게 더 영향이 클까.

두번째로, 지표에서의 반사율을 높이는 것보다, 구름을 생성해서 상층의 반사율을 높이는게 더 효율적으로 지구냉각을 가져올 수 있다는 점.

세번째는, 지표에서 반사율이 가장 낮은 곳은, 맨땅바닥이라는 점 – 사막은 이미 충분히 반사율이 높으니..

반사율을 높인다는 것이 사실 어떤 과정을 말하는 건지-.. 사실 감이 딱히 안온다..;

어쨌든 살짝 살펴본 느낌은, 넌 이 방법이 효용이 없을 거라고 수치적으로 주장하고 싶은 거로군??

고율님이 말씀하신 피드백의 연결고리도 체크해 봐야 하고 친구가 얘기해준 부분도 고려를 해야 할 것 같다.

이거 보충해서 글 쓰려면 시간이 좀 많이 걸릴 듯 하다.

이재율씨, 아직도…



아직 포기 못하는 젊음을 갖고 있다.

Drexel Yi 라는 수학자가 보낸 메일을 그대로 나에게 포워딩해줬다. -_-; 나한테만 한건 아니겠지.

Dear Jae Yul Lee, It is with some sadness that I make the following remarks.

Both the reviewer that you cited (in your first email to me) and I
know for a fact that your proof to FLT is far from perfect. I have been
gentle with my response, and hoping to guide you towards finding the
hole(s) in your proof, because I see that you seem to be quite
passionate about mathematics. However, in arrogantly asserting that
your proof is ‘perfect’, you have revoked these privileges.

Flaws about your proof:

1) page 1 and page 2 are inefficient and can be simplified to about 1 or 2 paragraphs.

2) Sections 5 and 6 are redundant, for if section 4 is proven, then they are unnecessary.

3) the last part of section 4 is unjustified. In fact, proving the last
‘obvious’ observation IS proving FLT, since everything-else is obvious.

4) most of the proof is poorly set out, and far from perfect.

5) I am not entirely convinced that you know how to prove the claim
that X^(n/2), Y^(n/2) and Z^(n/2) must not all be integers. I can see
the argument, however, judging by your claim at the end of section 4, I
will not assume that you know how to prove this. Please demonstrate
that you can prove this point first.

Regards,

Math Forum Drexel Yi.

해석해 보자.

이재율씨에게, 미안하지만 다음과 같이 말할 수밖에 없다.

당신이 인용한 리뷰어(나한테 처음 보낸 메일에 있던) 와 나는 당신의 FLT증명이 완벽에서 한참 멀리 떨어져 있다는 사실을 깨달았다. 당신이 수학에 엄청나게 열정적이라는 사실을 알고 있기 때문에, 난 내 대답에서 신사적이고, 당신이 당신 증명의 구멍(들)을 찾을 수 있도록 안내할 수 있기를 바랬다. 그런데, 당신의 증명이 “완벽하다”는 거만한 주장에 대해서, 이러한 권리는 사라져 버렸다.

당신의 증명의 오류는 다음과 같다.

1) 1쪽과 2쪽은 비효율적이고 한두문단 정도로 요약할 수 있다.

2) 5절과 6절은 너무 장황하다. 만약 4절이 증명된다면, 그 부분은 불필요하다.

3) 4절의 마지막 부분이 정식화되지 않는다. 사실 마지막의 “명백하다”는 관찰이 바로 FLT를 증명하는 것이다. 왜냐하면 그 외에 나머지 모든것은 “명백하기” 때문이다.

4) 그 증명의 대부분은 구성이 허술하고 완벽과는 거리가 멀다.

5) 난 당신이 어떤 방식으로 X^(n/2), Y^(n/2) and Z^(n/2)가 모두 정수일 수는 없다는 걸 증명했는지 납득할 수가 없다. 그 논의를 이해하긴 했는데, 4절에 끝 부분에 있는 당신의 주장을 보고 평가해본다면, 난 당신이 이걸 증명하는 법을 안다고 가정할 수가 없다. 제발, 당신이 이 부분을 증명할 수 있다는 걸 우선 보여줘라.

안녕히. 수학 포럼 Drexel Yi.

으허허허허허허헝…

이 아저씨 전 세계 수학자들에게 진짜로 억지를 쓰고 있다.

물론 이재율씨가 논문을 보낸 한국의 수학자들 역시 마찬가지 부분을 지적하고 있다.

딱 한군데 빼곤 전부 자명하다. 이재율씨가 자명하다고 주장하는 부분은 남들에겐 전혀 자명하지 않다.

(참고로 저 부분은 나도 이전에 지적했던 부분이다 -_-;)

이재율씨가 자명하다고 여기는 것을 모든 수학자가 이해하지 못하여 자명하지 않다고 주장한다면, 그건 수학자들이 바보인 것이 아니라 이재율씨가 충분히 설명하지 못했기 때문이다.

아님 Mathematics를 하지 말고 Mythematics라는 학문을 새로 만들어서 혼자 연구하시든가.

게임

압축 풀고 실행해 보세요.

1분정도면 끝낼 수 있는 간단한 게임입니다.

결과를 댓글로 남겨주시면 재밌을 거예요.

다만 다른 분들의 재미를 위해서 힌트는 남기지 말아주세요.


근데 저는 졌습니다 -_-;

오늘의 실험일기

오늘은 여러가지 실험을 했다.

1. 알루미늄 증착

이박사님의 도움을 얻어서 알루미늄 증착 실험을 했다.

증착한 알루미늄의 두께를 측정하는데 자꾸 맘에 안드는 결과가 나온다.

70나노미터가 나와야 하는데 왜 50나노미터가 나오는거냐.

2. M3나사 자르기

실험에 사용할 기구를 조립하기 위해서 3밀리미터짜리 나사(M3)를 쓰는데, 이놈이 길이가 너무 길었다.

4개를 니퍼로 끊고 나니까 내 손이 끊어질 것 같다.

나는 차력사가 아닌거.

3. 나는 갑이다

기기 제작하는 업체에다가 실험에 사용할 기구를 주문하는데, 너무 유하게 말해서 최박사님에게 갈굼 받았다.

그리고 최박사님께서 다음주 월요일까지 완성해서 보내달라고 업체에 전화를 해 주셨다.

다음부터는 내가 그렇게 해야 한다. 다시한번 가슴에 손을 얹고 다짐한다. “나는 갑이다”

4. 캐드 그리기

방금 얘기한 실험 기기 도면이 잘못되어서 치수를 고쳐서 다시 보냈다.

이젠 20분이면 도면을 그릴 수 있게 되었다.

5. 스핀 코팅

폴리머를 유리 기판 위에 코팅할 때는, 폴리머를 톨루엔에 녹여서 유리 기판 위에 떨어트리고 그 기판을 빠르게 회전시켜서 얇게 펴주는 스핀코팅을 한다.

문제는 이게 오차가 좀 있다는 건데. 지난번에 실험할 때 찾은 공식을 활용해서 제작했더니 두께가 예상치보다 10%만큼 더 얇게 나왔다. 아아아아악…

다시해야돼.

6. 두께 측정

대학교 처음 들어가서, 1학년때 기본 과목인 일반물리학 실험에서는 여러가지 측정 실험을 한다. 관성모멘트 측정이라든가, 비저항 측정이라든가, 점성 측정이라든가.

오늘 한 실험은 그보다 더 기초적인 “두께”의 측정이다. SI단위계의 가장 기초적인 양 중의 하나인 “길이”의 차원을 가지는 값이다. 알루미늄과 폴리머의 두께를 측정하였다. 100나노미터 이하는 오차가 너무 심하다. -_-;

측정 장비는 Surfcorder라는 것을 이용하였다. 바늘이 시료에 접촉해서 긁으면서 두께를 측정하는 장비이다.

물론 내가 하는것은 컴퓨터 앞에 앉아서 마우스 클릭을 몇번 해 주고 한참 기다리고서 측정 결과를 기록하는 것이다.

이 실험을 하면서 일반물리학 실험이 생각났다.

7. 다시 실험실로…

알루미늄 증착은 진공 뽑는데 2시간 넘게 걸린다. 그래서 한번 실수하면 2시간이 날라간다.

이따가 8시 30분에 저녁 먹고 다시 실험실로 가야 한다. 알루미늄 날리러…

이 일기는 시간순서대로 작성되지 않았다.

오늘의 교훈 : 나는 갑이다.