무언가에 관한 노트

처음에는 천문이 차별받는 이유는 무엇인가에 대해 생각해 보았다.

우선 분류적으로도 충분히 지구과학의 일부분이라는 것으로도 충분히 차별받고 있다.
분명히 지구과학과는 학문적 특성도 다를 뿐더러 연구하는 대상이나 방법도 지구과학과 많이 다르다.^[각주:1]
천문도 생명과학이나 지구과학처럼 통합과학의 하나로서 동등한 위치에 있다고 보는데
그럼에도 지구과학 안에 천문을 포함시키고 있다.
한명의 천문학도^[각주:2]로서도 천문독립만세라도 외치고 싶지만
이미 교육과정 자체가 지구과학에 포함되어있는건 어쩔수가 없다는 현실이 싫을 뿐이다.

천문 자체도 차별받고 있는 것도 사실이지만 지구과학도 그리 인기과목은 아니다.
과학고에서 물리올림피아드나 화학올림피아드 또는 생물올림피아드공부하는 사람은 찾기 쉬워도
지구과학 공부한 사람은 매우 찾기 힘들다.
또 과제연구하는 사람의 숫자만 보더라도 물리화학생명과학이 지구과학보다 월등히 그 수가 많다.

이렇게 그 수가 차이나는 이유가 아마 진로의 불확실성이나 과목이 돈이 안된다는
그런 이유가 아니길 바라지만 그렇게 되가는 것이 현실이다.
내가 천문공부를 한다고 하니까 우리 친척중 한 명은 왜 돈안되는 것 하냐고 할 정도로
현실은 직접적인 결과물이나 돈을 바라고있다.
나는 순수하게 천문학이 재미있고 스케일이 크고^[각주:3] 흥미롭기 때문에 공부하고 싶어도
외부의 영향이 무시할 수 없을 정도로 크게 다가와 공부하기가 여간 힘든 것이 아니다.
사교육조차도 받기 힘들다. 직설적으로 이야기 하면 학원도 다닐 수 없다.
물리나 화학이나 생물올림피아드 학원은 다닐 수 있어도
천문올림피아드는 학원을 다니고 싶어도 다닐 학원이 없는 것이 현실이고 오로지 독학에 의존해야 한다.
이런 것은 수요가 없기 때문일 것이고
수요가 없는 것은 공부하기가 힘들고 과목이 돈이 안된다는 이유일 것이다.
이렇게 악순환은 계속될 것이다.
그렇게 우리나라의 천문이나 우주과학은 다른 선진국에 뒤처질 수 밖에 없다.
천문도 그렇고 지구과학도 그렇다.

내가 아는 어떤 선배의 이야기이다.
물리를 아주 잘하는 형이었다.
국가대표후보까지 선발될 정도로^[각주:4] 물리를 잘 하셨다고 한다.
다른 선배의 이야기를 들으면 그 안에서도 가장 물리를 잘했다고 한다.
그런데 그 선배가 IPhO 출전을 포기하면서까지 간 대학의 학과가...
의과대였다.
물론 의과대를 무시하는 것도 아니고 의사라는 직업이 좋은 직업인 것도 사실이다.
자신의 학과를 선택하는 것 역시 자유이다.
그런데 이건 좀 문제가 있다고 본다.
우리나라에서 물리를 가장 잘한다는 사람이 의과대를 간다는 것은 심각한 인재낭비이다.

지금의 대세는 생물과 화학이라고 한다. (우리학교 화학선생님의 말이다.  실제로도 맞는 것 같기도 하고..) 
그래서 이렇게 이 방향으로 몰리는 현상은 어느정도 있을 수 있다.
그러나 우리나라는 이러한 편중현상이 지나칠 정도로 심각해 보인다.
나는 이러한 편중현상이 단순히 대세를 따라가는 것으로 보이지 않는다.
학문 자체의 순수함을 잃고 돈을 따라가는 것으로밖에 비쳐지지 않는다.
대세라는 것이 결국 돈이 되는냐의 여부로 결정되는 것으로 보여지고
돈이 되는것이 결국 대세인 것이다.
그리고 사람들은 돈을 쫒아 가는 것이다.

나는 아직 고등학생이다. 아니 아직 순수한^[각주:5] 과학도이다. 
아는 것보다 알고 싶은 것이 더 많은 한명의 어린 과학도가 보는 이러한 상황은
별로 바람직한 모습이 아닌 것으로 보인다.
나는 적어도 학문하는 사람은 세속적인 것에 과하게 연연해서는 않된다고 생각한다.
그런데 지금 사회는 그렇게 시키고 있지 않는 것 같다.
사회책에서 들은 보이지 않는 손이라는 것이 이런 것인가..

이런 말을 하는 것만으로도 세상물정을 모르는 것으로 보일 것이다.

내가 세상을 이해 못한 것인가
세상이 나를 이해 못한 것인가

무지개는 빛이 물방울에 의해 굴절 반사 굴절을 거치는데 빛의 파장(색깔)에 따라 굴절되는 정도가 다르기 때문에 빛이 분산되어 무지개가 눈에 보이게 됩니다.
이건 중학교 과학시간에도 언급되는 이야기입다만 여기서는 좀더 이야기 해보록 합시다.



그런데 여기에 두가지 의문점이 드는데.
1. 굴절 반사 굴절할 때 반사의 부분에서 입사되는 각도가 상당히 작은데^[각주:1] 이때 반사되지 않고 굴절되어 빛살이 다른 곳으로 빠져나가지는 않는 것인가?

2. 하늘에 물방울은 많은데 그 수많은 물방울들에서 굴절되는 각각의 빨주노초파남보가 모여서 눈에 들어 왔을 때에는 다시 흰색이 되야되는 것이 아닌가?

1.에 해당하는 답변은
빛은 매질이 달라질 때 온전히 굴절만 하는 것은 아니다라는 것이다.
매질이 변할 때 온전히 반사만 하는 전반사도 있지만 그 각도 아래에서도 반사가 일어날 수는 있다는 것이다.
단지 그중 반사되는 부분의 빛만 눈에 보이는 것일 뿐이다.

2.에 해당하는 답변은
각각의 물방울에 대해서 태양광은 평행하게 들어오고 그 빛이 각각의 파장에 따라서 일정한 각도로 편향되기 때문에 보는 각도마다 색깔이 하나씩 배정되는 것이다.



그런데 여기에 반박이 걸릴 수가 있습니다.

물방울은 구형으로 들어오는 빛의 위치에 따라서 편향되는 정도가 다를 수 있고 그러면 각 색깔에 따라 각도가 퍼지게 되면 다시 빨주노초파남보가 합쳐져서 흰색으로 보여야 되는 것이 아닌가 하는 반박이 걸릴 수 있습니다.



그래서 좀더 생각을 하면 이렇게 걸리는 반박 역시 재반박할 수 있습니다.

빛살이 들어오는데 편향할 수 있는 편향각은 들어오는 빛살에 비해서 일정하게 변하지 않고 어떤 극솟값 중심으로 조금 변해도 편향각이 크게 변하지 않는 부분이 있다. 그 극소편향각 주위에 빛살이 많이 분포하기 때문에 그 각도에서는 그 색깔이 지배적으로 많게 되어 그 색깔로 보이게 된다.

<위 그래프는 물방울에 입사하는 각도에 따른 편향각의 함수를 그린 것이다.>

그래서 2.에 대한 답변을 수정하면

태양광은 평행하게 들어오고 그 빛이 각각의 파장에 따라서 극소의 각도나 그 근방으로 편향될때 그 밝기가 집중되기 때문에 각각의 색깔이 지배적으로 존재하는 각도가 생기게 되어 무지개와 같이 빛이 분산될 수 있다.


그렇지만 분명한것은
이런 복잡한 거 생각 안해도 무지개는 충분히 아름답다는 겁니다.

중간고사가 끝났다.

근데 중간고사를 망쳤다. 과고라서 내신따기도 더 힘들기도 하지만

뭐 첫시험이니까 그럴 수도 있지....

뭐 중간고사 한 번 망친다고 뭐가 큰 대수일까? (대수일 거 같기도 하고...)

여튼 시험끝나고 놀아야지...

몬티 홀 문제에 대해서 들어본 사람은 많은데 의외로 명쾌한 설명을 할 수 있는 사람은 얼마 없었다.

그래서 몬티 홀 문제에 대해서 이야기 하고자 한다.

몬티 홀 문제
 
 세 개의 문 중에 하나를 선택하여 문 뒤에 있는 선물을 가질 수 있는 게임쇼에 참가했다. 한 문 뒤에는 자동차가 있고, 나머지 두 문 뒤에는 염소가 있다. 이때 어떤 사람이 예를 들어 1번 문을 선택했을 때, 게임쇼 진행자는 3번 문을 열어 문뒤에 염소가 있음을 보여주면서 1번 대신 2번을 선택하겠냐고 물었다. 이때 원래 선택했던 번호를 바꾸는 것이 유리할까?  각각의 경우 자동차를 얻을 확률을 구해보아라.



답과 풀이는 아래를 긁으면 나온다.

이 문제의 답은 '바꾼다'이다.

왜냐하면 바꾸게 될 경우 염소가 나오게 될 확률이 1/3이고 차가 나올 확률이 2/3이기 때문이다.
이는 내가 염소를 선택하면 사회자가 다른 하나의 염소를 열 수 밖에 없기 때문에 발생한다.
따라서 자동차를 얻을 확률은 내가 염소를 고를 확률과 같아지기 때문에 2/3이 된다.