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과학

이산확률분포의 실제 데이터를 활용한 중심극한정리의 실증 I. 서론고등학교 확률과 통계 교과서에서는 이항분포와 정규분포의 관계에 대해 설명하고 있다(김원경 외, p. 97): “확률변수 𝑋가 이항분포 𝐵(𝑛, 𝑝)를 따를 때, 𝑛이 충분히 크면 𝑋는 정규분포 𝑁(𝑛𝑝, 𝑛𝑝𝑞)를 따른다. (단, 𝑞=1-𝑝)” 이때 “일반적으로... 다음과 같은 관계가 있음이 알려져 있다.”라는 표현으로써 그 증명은 고등학교 교육과정 외의 것임을 밝히고 있는데, 지난 수학 에세이(도서: 『세상에서 제일 쉬운 통계학 입문』(고지마 히로유키))에서 그것이 ‘중심극한정리‘에 의한 것임을 확인한 바 있다. 중심극한정리는 “동일한 확률분포를 가진 독립 확률 변수 𝑛개의 평균의 분포는 𝑛이 적당히 크다면 정규분포에 가까워진다는 정리”로, 표본평균의 분포는 𝑛.. 더보기
진화론적 관점에서의 '이기적 덕 윤리' I. 서론윤리학은 “인간의 행위에 대한 도덕적인 가치판단과 규범을 연구하는 학문”으로 정의된다(진교훈, n.d.). 따라서 윤리학은 행위자에게 어떠한 행위가 도덕적인지, 또 과거의 행위가 도덕적인 것이었는지 판단할 근거를 제공할 수 있어야 가치있을 것이다. 이는 아리스토텔레스가 영혼을 이론적 지혜와 실천적 지혜로 구분한 뒤, 덕은 단순히 앎에 지나는 것이 아니라 실천하는 행위로서 나타나야 한다고 주장한 것과도 같은 맥락이다(장미성, 2011). 그렇다면, 실천 가능한 윤리학은 크게 사회적 단위와, 개인적 단위의 두 가지 영역에서 활약하게 될 것이다. 사회 윤리가 거시적 측면에서 사회의 원활한 기능을 보조하는 역할을 담당한다고 본다면, 현대의 사회 윤리는 대개 근대 서구적 관점에서 비롯되었다(맹주만&김은미.. 더보기
산성 토양 중화하기…화학비료와 유기질 비료 국내 토양 산성도 실태 우리나라 토양의 모암은 절반 이상이 산성을 띠는 화강암으로 이루어져 있다. 따라서 토양 속 물이 모암의 성분을 운반하는 것이 토양의 산성화를 야기하기도 하는데, 여름 장마가 이를 촉진시킨다. 한편, 공장과 차량에서 배출되는 황산화물과 질소산화물 등이 공기 중으로 퍼져 있다가 비와 함께 내리면 오염 물질이 토양에 흡수되어 토양이 산성화된다. 토양이 산성화되면 미생물의 활동이 둔화되고 토양 내 독성이 강해지며 식물이 잘 자라지 않게 된다. 게다가 기존 생태계가 교란되고 산성이 짙은 환경에 적응한 외래종이 정착하기도 하는 등 먹이사슬이 파괴되고 생물 다양성이 감소할 수 있다. 2019년 우리나라 삼림토양의 산성도는 평균 pH4.3으로 산성을 띠고 있다. 산림청의 조사에 따르면 우리나라의.. 더보기
OLED 디스플레이…LCD, WOLED, QD-OLED 차이 유기발광다이오드(OLED)는 2개의 전극 사이에 여러 곂의 얇은 막 구조로 이루어져 스스로 빛을 내는 장치이다. OLED는 LCD가 대세인 디스플레이 시장에 대한 새로운 대안으로 주목받고 있다. OLED는 LCD와 달리 빛을 투사할 백라이트가 필요하지 않기 때문에 OLED 디스플레이는 LCD보다 더 얇게 만들어질 수 있으며, 휘어지거나 투명해지는 등 여러 응용이 가능하기 때문이다. 또한, OLED는 각각의 픽셀 소자를 완전히 꺼버림으로써 온전한 검은색을 표현할 수 있을 뿐더러 넓은 시야각, 다양한 색 구현 등 상대적 장점이 있다. 1987년에 칭 탕 박사가 코닥 연구소에서 OLED를 처음 발명한 이후, 소니, 코닥, 다우 케미칼과 같은 기업이 연구∙개발에 뛰어들었다. 그러나 가시적인 성과를 보이지 못하고.. 더보기
다양한 산업 분야에서 활용되는 연꽃잎 효과 연꽃잎은 물에 젖지 않는다. 이같은 특성을 연꽃잎 효과(lotus effect)라고 한다. 연꽃잎 표면에는 3-10㎛(㎛·100만분의 1m) 크기의 수많은 융기가 위치한다. 따라서 연꽃잎 위에 떨어진 물방울은 수많은 돌기 위에 떠 있게 되기 때문에 연꽃잎 표면과 접촉하는 면적이 매우 작다. 연꽃잎과 물방울이 맞닿아 있는 면적은 물방울이 덮고 있는 표면적의 2-3% 수준에 그친다. 즉, 물방울의 표면장력의 작용이 강화된다. 따라서 물방울이 합쳐지고 모임에 따라 곧 무거워져 흘러내리게 되는 것이다. 여기서 표면장력은 물방울과 같은 액체가 표면을 최소화하는 방향으로 작용하는 힘을 뜻하는데, 연꽃잎과 같이 접촉 면적이 작은 표면 위에서는 표면장력이 크게 작용하여 물방울이 퍼지지 않고 맺히게 된다. 게다가 연꽃잎.. 더보기
앙부일구의 과학적 원리…"하늘을 바라보는 솥" 앙부일구에 이용된 과학적 원리는 태양의 움직임에 따른 그림자의 변화에 기반하고 있다. 뾰족한 바늘 모양의 영침은 앙부일구의 시침 역할을 하는데, 남쪽에서 정확히 북쪽을 향하도록 수영면(해 그림자를 받는 오복한 판)에 비스듬히 고정되어 있다. 앙부일구에 비친 그림자의 길이와 위치를 통해 과거 사람들은 시각과 절기를 알 수 있었다. 즉, 앙부일구에 이용된 과학적 원리는 태양의 움직임에 따른 그림자의 변화에 기반하고 있다. 시각을 아는 방법은 다음과 같다. 지구가 자전함에 따라 태양이 동쪽에서 서쪽으로 겉보기 운동을 하면서 태양빛이 영침의 그림자를 만든다. 따라서 그림자의 위치는 태양의 이동 방향과 반대인 서쪽에서 동쪽으로 움직인다. 그림자가 비치는 수영면에 그려진 세로선인 시각선은 시각을 나타낸다. 수영면 .. 더보기
"우리가 주목해야 할 원소"…수소연료전치차 산업화 이전에 비해 지구 온도는 이미 1℃ 넘게 증가했으며 1.5℃에 도달할 때까지는 10년이 채 남지 않았다고 한다. 지구 온난화는 인류의 미래를 위협하고 있으며 우리가 대처해야 할 또다른 과제가 되었다. 지구 온난화를 유발시키는 수많은 원인들 중 하나로서 내연기관 자동차의 배기가스 배출이 지적받고 있다. 한편 자동차의 오염물질 배출을 크게 줄일 새로운 기술이 주목받고 있다. 바로 수소(H)와 산소(O)를 이용한 수소연료전지차(이하 수소차)이다. 수소차는 화석연료를 사용하는 내연기관 대신 수소와 산소의 결합 에너지를 활용하는 연료전지를 동력원으로 하는 자동차를 말한다. 수소와 산소가 결합할 때, 이산화탄소 등 탄화수소물이 아닌 물(H₂O)이 배출되기 때문에 친환경 기술로 평가받고 있다. 게다가 지구 대.. 더보기
화성에 "액체 물" 흐르나...소금물 개천 발견돼 화성 표면에는 흐르는 물이 존재했던 흔적이 있으며, 얼음 형태로 물이 존재한다. 그리고 화성 표면에 존재했던 많은 물들은 화성의 낮은 기압 탓에 쉽게 증발해, 태양풍으로 인해 우주 공간으로 날아가버렸다고 알려져 있었다. 그러나 2021년 NASA와 캘리포니아 공과대학은 화성의 물이 모두 대기를 통해 사라진 것이 아니며 상당량은 광물에 붙잡혀 있다는 연구 결과를 발표했다. 즉, 화성에는 아직 풍부한 양의 물이 남아 있다는 것이다. 2015년에는 화성에 액체 상태의 물이 '소금물 개천' 형태로 지금도 흐르고 있다는 것이 밝혀졌다. 조지아 공대 등에 소속된 연구진은 "물은 우리가 아는 생명에 필수적"이라며 “오늘날 화성에 액체 물이 존재한다는 것은 천체생물학적 의미가 있으며 미래의 탐사에 영향을 줄 수 있다”.. 더보기

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