미국의 수도 워싱턴, 국회의사당에서 링컨 기념관까지 넓게 자리 잡은 ‘몰’을 따라 양쪽으로 스미소니언 박물관들이 자리 잡고 있다. 이들 중 내가 워싱턴을 방문할 때면 꼭 들리는 곳이 바로 미국역사 박물관과 우주항공 박물관이다. 미국역사 박물관에는 ‘Lighting a Revolution’으로 명명된 조명 역사 전시실이 있고, 에디슨의 탄소 전구로부터 시작하여 조명 기술에 혁신을 일으킨 형광등, 수은등, 나트륨등을 거쳐, 맨 마지막 자리에 차세대 조명혁명의 양대 축으로 기대되는 LED와 Sulfur Lamp가 나란히 전시되어 있다.조명은 일찍부터 인류의 문명역사에 깊이 자리 잡고 있다. 동식물의 기름을 이용하던 원시조명으로 비로소 인류는 동물과 구별되는 문명적 존재로 발전하였고, 인류만의 고유한 문화와 풍요로운 삶을 누릴 수 있게 되었다. 오랜 세월동안 그을음 많고 냄새나는 원시조명에서부터 인류를 해방시킨 제 1차 조명혁명은 석유의 발견이었다. 록펠러를 석유재벌로 만들어 준 것은 자동차가 아니라 바로 조명용 석유의 폭발적인 수요 때문이었다. 록펠러의 정유공장에서 생산된 석유를 미국의 각 가정으로 공급하기 위해서 철도산업이 급격히 발전하였고, 연쇄적으로 기차와

줄기세포의 특성 및 종류줄기세포가 최근 여러 분야에서 주목 받는 이유는 스스로 자가 복제가 가능하고, 우리 몸의 다양한 세포로 분화가 가능하다는 특성 때문이다. 따라서 신체의 어떤 조직이나 기관에 질병이 생겼을 때 줄기세포로부터 만들어진 같은 종류의 새로운 세포(예: 신경세포 등)가 이러한 병든 세포를 대체할 수 있다. 이것이 줄기세포를 이용한 난치병 치료의 기본이며 이런 개념의 의학을 재생의학이라고 한다. 이것은 기존의 약물요법이나 수술 요법과 같은 수동적인 치료를 넘어 근본적으로 병든 세포를 새로운 세포로 교체해 주는 능동적 치료 개념이다.줄기세포의 종류로는 크게 배아줄기세포와 성체줄기세포, 그리고 iPS 세포(iPS cells: induced Pluripotent Stem Cells, 역분화 줄기세포/유도 만능줄기세포)가 있다. 배아줄기세포는 일반적으로 불임부부가 임신 목적으로 체외수정 한 후 남은 잔여 냉동 배아를 이용하여 만든다. 이러한 수정란 배아줄기세포가 보통 말하는 배아줄기세포이며 이외에 복제 배아줄기세포 등이 있다. 성체줄기세포는 성인의 각 신체 조직에 존재하는 것으로 골수, 말초혈액, 신경, 지방, 간 줄기세포 등이 존재한다. 제대혈 줄기세

30여 년 전 개발된 3D 프린터 관련 핵심기술의 특허가 최근 들어 풀림과 동시에 대중적인 각광을 받고 있다. 3D 프린터는 빠르고 간단하게 원하는 형태의 물체를 만들 수 있기 때문에 양산에 앞서 원형을 제작해볼 수 있고 그에 따라 제조업 분야에 혁신을 가져올 수 있다. 또한 이와 같은 단순한 용도뿐만 아니라 3D프린터는 여러 방면으로 활용도가 뛰어나다. 그중 3D 프린팅 기술이 의료계에 미친 영향을 이 글에서 다루고자 한다.3D 프린터의 역사와 원리3D 프린터가 처음 등장한 것은 지금으로부터 약 30여 년 전이다. 보다 전에는 물체를 만들 때 직접 빚어 만드는 수작업과 거푸집을 통해 주조를 하는 방식 등을 이용했다. 하지만 이 과정은 많은 비용과 시간이 소모됐다. 이러한 조소의 한계점을 극복하기 위해 시제품을 만드는 과정 중 발생하는 오차를 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 확인했다. 그 결과 제품 생산시간을 단축할 수 있게 한 쾌속 조형기술(RP, Rapid Prototyping)이 탄생했고 이 RP의 발전은 오늘날의 3D 프린터를 만들었다.3D 프린팅의 주요 기술은 사용되는 원료에 따라서 크게 액체, 분말, 고체 기반으로 분류된다. 우선 액체 기반

‘줄기세포’는 대한민국 생명과학 분야에서 가장 화제가 되었던 주제이고, 현재도 사회 각 분야에서 관심을 두는 주제라 하겠다. 지난 2004~5년에 황우석 교수 연구팀이 체세포 복제를 이용하여 개발한 복제 배아줄기세포로 우리나라가 잔뜩 희망에 부풀었을 때 불어닥친 논문 조작 사건은 필자에게도 무척 충격적이었다. 충격이 다 가시기도 전에 발표된 신야 야마나카(Shinya Yamanaka) 교수의 유도 만능줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPSC)는 황우석 사태에 더 큰 그늘을 드리우는 느낌마저 들었던 기억이 난다. 오늘은 그 후 10년이 좀 안 되는 지금의 줄기세포 동향에 대해서 이야기해보고자 한다. 유도 만능줄기세포의 전성시대어려서 생물학에 관심이 있던 학생이라면, 어디선가 복제 개구리 사진을 본 기억이 있을 것이라 생각한다. 바로 캐임브리지 대학의 존 거든(John Gurdon) 경의 업적이다. 체세포의 핵을 알의 핵과 뒤바꾸는 핵 치환법을 활용하여 개구리 복제에 성공하였다. 정작 본인은 한 개체 안의 모든 세포는 동일한 유전정보를 갖는다는 사실을 보여주고자 한 실험이라지만, 그는 최초로 분화된 체세포가 다시 배아가 가지는 분

기업 경영에 있어, 프로세스 관리는 중요한 이슈다. 1990년대 초반, 해머와 다벤포트는 프로세스 지향성과 혁신의 중요성에 대해 역설하였다. 이런 맥락에서, 많은 연구가 BPR(Business Process Reengineering)을 통해 경영의 초점을 개별 부서의 특화된 기능 수행에 대한 최적화에서 전체 비즈니스 프로세스를 구성하고 있는 업무들로 이동시킴으로써 정보기술을 통한 비즈니스 프로세스의 급격한 혁신을 독려하였다. BPR 이외에도 프로세스 또는 조직의 성과 측정을 강조하는 기업 성과 관리(Corporate Performance Management, CPM), 지속적 프로세스 혁신(Continuous Process Improvement, CPI), 비즈니스 프로세스 혁신(Business Process Improvement, BPI), 전사적 품질 경영(Total Quality Management, TQM), 그리고 식스 시그마(Six Sigma) 등이 다양한 경영 기법이 프로세스 성과를 측정하고 개선하는 데 활용되고 있다.이런 프로세스에 관련된 경영 기법들, 특히 프로세스 분석 기법은 빅데이터 시대를 맞아 새로운 변혁의 시기에 있다. 인텔의 공동창업

매년 분기마다 애플, 삼성, 구글은 신제품 발표회를 연다. 수많은 사람이 이들의 발표내용을 사전에 예측하고 기다리며, 정식 공개일에는 그들의 발표내용에 환호하고, 새로운 제품을 가장 먼저 구입하기 위해 밤을 새우며 매장 앞에 줄을 선다. 비단 앞서 언급한 세 회사뿐만 아니라, 소비자 전자제품을 생산하는 Top IT 회사들 모두 유사한 과정을 거치고 있다. 회사 차원에서는 신제품에 대한 마케팅 효과의 극대화를 위한 방안으로 이해할 수 있다. 그런데 사람들은 도대체 왜 그럴까?UI의 시대를 넘어서 UX의 시대가 오다시간을 조금 거슬러 올라가서 생각해보자. 10여 년 전의 애플, 삼성의 이미지는 PC, 휴대폰, TV 등의 소비자 전자제품 제조회사였고, 그들이 속한 제품군에서 절대 강자라고 부를 수 없었을 뿐더러 지배적 시장 1위의 상태는 더더욱 아니었다. 시장에서 성공하기 위해서는 사용하기 편리하고 심미적으로도 만족스러운, 즉 쓰기 쉽고 예쁜 디자인의 제품을 개발하는 것이 당시의 통념이었다. 기존의 제품으로 할 수 있었던 기능들을 사용자들이 더욱 쉽게 사용할 수 있도록 버튼과 화면 레이아웃을 디자인하고, 사람들의 시선을 끌 수 있는 화려한 그래픽 디자인을 본격적으

최근 들어 트위터, 페이스북 등 소셜 네트워크 서비스(SNS)의 사용이 증가하면서, 대용량의 그래프 데이터를 효율적으로 처리하는 연구가 주목을 받고 있다. 그래프는 노드(node)와 에지(edge)로 구성되는 자료 구조로서, 소셜 네트워크 서비스뿐만 아니라 화합물, 단백질 구조 등과 같은 다양한 종류의 데이터를 표현하기 위해 사용되고 있다. 예를 들면, 소셜 네트워크에서는 사람이 노드에 대응되고 에지는 사람들 사이에 친구 관계가 있음을 나타낸다. 생명공학에서의 예를 들면, 단백질이 노드에 대응되고 단백질 사이의 상호작용이 에지로 표현된다. 또 하나의 예는, 인터넷에서 웹 페이지가 하나의 노드에 대응되고, 웹 페이지 내에 있는 링크가 하나의 에지가 될 수 있다. 이처럼, 현재 인간 사회에서 다루는 모든 복잡한 데이터들은 이런 그래프로 표현할 수 있다. 터보그래프는 그래프로 표현되는 데이터들에 대한 연산을 지원하기 위해 개발한 고성능의 그래프 엔진이다. 사용자는 터보그래프를 사용하여 여러 가지 다양한 응용들을 구현할 수 있다.SNS의 검색 원리 및 고성능 컴퓨터의 활용소셜 네트워크 서비스가 제공하는 주요한 기능들은 그래프에 대한 연산으로 처리될 수 있다. 이러한

지금까지 세상을 발전시켜온 실리콘 웨이퍼 기반의 모든 전자장비는 평면기반이고 잘 부러지는 특성을 가졌다. 이것은 전자장비에 요구되는 전자적 물성을 달성하기 위해 불가피하게 발전되어온 방향이었다. 하지만 사실 자연 상태의 모든 물질은 근본적으로 부드럽고 유연하다는 특성을 가졌고, 이러한 상태를 뛰어난 전기겚璲窩?물성과 함께 구현한다면 과학기술 분야의 새로운 한 장을 여는 좋은 시도가 될 것이다.신축성과 전도도, 두 마리 토끼를 잡으려면부드럽고 유연한 전자장비들을 만들기 위한 첫 시작은 신축성이 좋으면서 전도도까지 높은 물질들을 만드는 것이다. 이러한 신축성 전도체는 휘어지는 전자장비, 디스플레이, 배터리 및 인체 이식용 바이오 장비 등 많은 분야에 적용할 수 있다. 하지만 신축성과 전도도는 물질의 근본적인 특성상 양립하기 어렵다. 보통 좋은 전도체는 잘 늘어나지 않고, 잘 늘어나는 물질들은 전기가 통하지 않는다. 이러한 난관을 극복하기 위해 10여 년 간 정말 많은 근본적인 연구들이 매우 활발히 진행됐다.일반적인 방법으로, 신축성 전도체는 탄소 나노튜브(CNT) 같은 높은 종횡비(high aspect-ratio)를 가지며 전도도가 높은 나노 물질들을 폴리머 매

1996년 대학교 1학년 시절 우연히 TV에서 양팔이 없이 태어나 버려져 수녀님들의 사랑을 듬뿍 받으며 자라던 그 누구보다 해맑은 7살 소년 ‘구원이’에 관한 이야기를 마음 아파하며 본 기억이 있다. 양팔이 없고 두 다리도 제대로 쓸 수 없어 데굴데굴 굴러 입으로 모든 일을 해결하고 사물의 촉감 또한 제대로 느끼지 못해 수녀님이 업고 다니며 “눈은 만지면 바스락 소리가 난단다”, “흐르는 물은 손을 가져다 대면 손등을 간지럽히는 느낌이 나” 등등 일일이 설명해준 그 장면이 꽤 오랜 시간이 지났음에도 지금까지 잊히지 않는다. 당시 나는 일반물리, 일반화학, 미적분학 등의 일반 필수과목의 숙제에 허덕이던 평범한 학생이었는데 우연인지 필연인지 이때의 큰 감명이 17년이 지난 지금 고분자 물질을 이용해 인공근육에 관한 연구를 하는 연구자의 길로 이끌었는지도 모르겠다.그때 당시만 하더라도 촉감을 느낄 수 있는 인공 피부나 손가락, 발가락 역할을 하는 인공 근육을 실제로 사람에게 적용하는 것이 현실과는 매우 동떨어져 보였다(물론 공상과학 영화에서는 그런 것이 가능했지만). 20년이 채 지나지 않은 지금은 어떠한가? 놀랍게도 과학 기술은 빠른 속도로 발달하여 이러한 인공

90분이라는 제한된 시간 동안 환희와 탄식이 공존하며 희로애락을 모두 느낄 수 있는 것, 바로 축구다. 지난 주말 전 세계 축구팬의 시선은 영국으로 집결되고 있었다. 뮌헨과 도르트문트 두 클럽간의 챔피언스 리그 결승전은 새벽녘 여명과 함께 우승의 향배가 결정되었다. 우승컵을 하늘높이 들어 올려 유럽 클럽 팀의 최고임을 알리는 그 순간, 승리를 쟁취한 선수들은 환희의 절정에 다다른다. 기쁨의 정점, 바로 그 순간은 다른 무엇도 아닌 우승컵 그 자신이 주인공이다. 이 글은 우승컵에 관한 화학적 시선을 간략히 다루고자 한다.새로운 양이온성 칼릭스 화합물의 등장성배 또는 다양한 게임의 우승컵 모양의 잔을 라틴어로 ‘Calix’라 한다. 화학계에선 백여 년 이상 동안 크게 두 종류의 칼릭스 화합물만이 알려졌는데, 필자가 연구원으로 있는 김광수 교수 연구팀은 최초로 이미다졸(Imidazole)로만 구성된, 기존의 알려지지 않은 새로운 제3의 칼릭스 화합물(Homo-calix compounds)의 두 종류, Calix[4/5]imidazolium을 합성하고 그 특성을 보고하였다. 특히 기존의 중성 칼릭스 화합물이 아닌, 양이온성의 칼릭스 화합물로서 수용액에 대한 높은 용

지난 4월 12일 포스코국제관 중회의실에서는 일본 후쿠시마 원전사고 2주년을 맞아 원자력 안전 분야의 세계적 전문가인 스웨덴 왕립공과대 발 라즈 시갈 교수와 세보스티안 베샤 교수의 특별세미나가 열렸다. 이번 학술기사는 시갈 교수의 ‘TMI-2, 체르노빌, 후쿠시마 원자로 사고로부터 배운 것과 배우지 못한 것’을 주제로 한 학술 강연을 담았다. 후쿠시마 원자로 사고의 개요후쿠시마 원자로 사고는 지난 2011년 3월 11일 도호쿠 지방 앞바다에서 발생한 진도 9.0의 지진으로 인해 시작됐다. 6개의 비등경수로(BRW)가 위치한 후쿠시마 제1원자력 발전소는 내진 설계로 인해 지진의 충격에는 견뎠으나, 이후 동반된 쓰나미에 큰 피해를 받았다. 7 m의 파도에 견딜 수 있도록 설계된 시설에 14 m의 높이의 파도가 덮쳐, 필수 안전 설비인 비상 디젤 엔진과 연료원, 배터리 등이 물에 휩쓸려 기동을 정지한 것이다.후쿠시마 원자로와 같은 비등경수로에서 냉각수가 장기간 유실될 경우 극심한 피해가 발생한다. 반응로의 액체 공급이 계속되지 않는 상태에서 열 유속이 증가하면 액막이 끊어져 전열면이 증기에 의해 건조해져 부식이 발생한다. 사고 2시간 30분 이후에는

유유히 호수 위를 떠다니는 오리의 모습을 보면 평화롭다는 생각이 들지만 호수 아래의 발은 쉴새없이 움직이고 있다. 우리대학 구성원들이 많이 사용하는 스마트폰의 세상도 이와 비슷하다는 사실을 알고 있는가? WiFi Zone에서 스마트폰으로 인터넷을 사용하면 클릭 한 번에 빛의 속도로 원하는 정보를 보여준다. 이것이 우리가 볼 수 있는 호수 위의 스마트한 세상이다. 하지만 이러한 정보를 주고받기 위해 스마트폰은 매 순간 수많은 경쟁을 반복해야 한다. 본 기사에서는 스마트폰의 호수 아래 세상, Wi-Fi 네트워크의 매체 접근 제어에 대해서 이야기해보도록 하겠다.IEEE 802.11 표준 매체 접근 제어무선 네트워크 기기들은 정보 전송을 위해 특정 주파수 대역의 전파를 사용한다. 하지만, 여러 개의 기기들이 동시에 같은 주파수 대역을 사용할 수는 없다. 여러 개의 전파가 같은 주파수 대역에서 섞이면 받는 쪽에서 해석을 할 수 없는 신호가 되어버리기 때문이다. 그래서 같은 주파수 대역을 사용하는 기기들의 전송이 겹치지 않게 조절하는 과정이 필요한데, 이것이 매체 접근 제어다. 현재 가장 널리 사용되는 무선 네트워크는 IEEE(Institute of Electrical

다공성(多孔性, porous) 물질냉장고 문을 열 때마다 온갖 음식 냄새 때문에 고생한 경험이 있을 것이다. 이때 숯을 넣어주게 되면 냄새가 효과적으로 제거된다. 이러한 숯의 우수한 흡착력은 ‘다공성’ 구조에 기인한다. 수많은 미세 기공을 가지고 있는 숯은 표면적이 넓어 냄새 분자를 효과적으로 흡착하고 가두어놓을 수 있다. 숯 1 g의 표면적은 약 300 m2로, 이는 숯 1 g의 내부에 테니스장 하나와 맞먹을 정도의 넓은 공간이 있다는 것을 의미한다. 이처럼 다공성 소재들은 단위 질량 당 높은 표면적과 부피를 가지고 있으므로 다양한 활물질 및 촉매 등의 담지가 쉬우며, 기공을 나노미터 수준으로 조절하고 나노구조 또한 제어할 수 있다면 우수한 특성의 나노 흡착 및 분리, 센서, 촉매, 광학 소재, 에너지 소재 등으로의 응용이 가능하다.일반적으로 나노 다공성 물질은 그 기공의 크기에 따라 마이크로포러스(microporous, 2 nm 이하), 메조포러스 (mesoporous, 2~50 nm), 그리고 매크로포러스(macroporous, 50 nm 이상)로 분류된다. 메조포러스 물질은 상대적으로 넓은 표면적과 활물질 담지에 적합한 크기의 기공을 가지고 있어 다른

커피를 마시면서 가끔 테이블 위에 커피 방울을 떨어뜨린 경험이 있을 것이다. 커피 방울은 서서히 마르면서 동그란 반지 모양의 얼룩을 남긴다. 왜 커피얼룩은 반지 모양을 할까? 이처럼 흔히 관찰되는 반지 모양의 얼룩은 별거 아닌 일로 그냥 쉽게 지나칠 수 있다. 하지만 일상에서 흔히 접하는 이 현상에 첨단소재 제작의 최신 인쇄기법을 개선할 수 있는 비밀이 감추어져 있다.커피는 실제로 나노 크기의 커피 입자와 물의 혼합물이다. 1997년 시카고대 물리학과 연구팀은 나노입자 또는 마이크로 콜로이드가 미량 함유된 액체방울이 공기 중에서 서서히 증발하는 과정을 현미경으로 관찰하다가 흥미롭게도 커피얼룩이 만들어지는 것과 동일한 현상을 관찰했다. 나노입자가 미량 함유된 액체는 나노잉크라고도 부르며 이를 원하는 표면 위에 분사하여 인쇄하는 공정이 바로 잉크젯 인쇄기법이다. 잉크젯 인쇄는 낮은 비용으로 손쉽게 고품질의 대량 생산이 가능하므로 첨단 유연 전자소자나 생체소자를 만드는 데 많이 활용되고 있다. 그러나 한 가지 문제가 있었다. 그것은 커피얼룩처럼 나노입자가 균일하게 코팅되지 않는다는 것이다. 물리학자와 공학자의 관심사는 여기서 접점이 생긴다. 커피얼룩이 반지 모양처

우리대학 산업경영공학과 인간공학설계기술연구실과 전북대 간담췌이식외과는 국내 최초로 일반 외과 의사들이 간 수술 시 유용하게 활용할 수 있는 가상 간 수술 계획 시스템(virtual liver surgery planning system)인 Dr. Liver(그림 1)를 개발해 지난 9월 상용화를 거쳐 임상에 활용 중에 있다. 간암 및 간 수술 통계 정보한국중앙암등록본부의 2009년 우리나라 암 등록 통계에 의하면, 간암은 우리나라 남성들이 위암, 대장암, 그리고 폐암에 이어 인구 10만 명당 47.9명의 발생률로 네 번째로 가장 많이 걸리는 암이고, 5년 이내 생존율은 췌장암과 폐암에 이어 25.1%의 생존율로 세 번째로 가장 위험한 암이다. 국민건강보험공단 및 국립장기이식관리센터의 통계에 의하면, 국내에서는 1959년에 간 절제술과 1988년에 간 이식술이 처음으로 시행된 이후 간 절제술과 간 이식술 건수는 최근 3년간 연평균 15.2%의 증가율로 지속적으로 증가해왔다(그림 2). 국내 간암 사망률은 인구 10만 명당 25.8명으로 미국 3.8명, 일본 13명에 비해 현저히 높다(그림 3). 간의 기능 및 해부학적 구조간은 몸의 독성 물질들을 체외로 배출시키

생기능성 유기분자의 중요성지난 20세기 말부터 생명체의 유전자 서열을 밝히는 게놈 프로젝트가 진행되면서 인간을 포함한 많은 생명체의 유전자 서열이 밝혀지게 됐다. 21세기에는 이들 유전자의 세포 및 생체 내에서의 기능이 무엇인지 규명하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 생명체의 유전정보는 DNA에서부터 RNA를 거쳐 단백질로 이어진다. 단백질은 그 자체로서 기능을 발휘하기도 하지만 변형과정을 거쳐 더 복잡한 생물학적 과정에 관여한다. 단백질 변형과정에서 가장 많이 일어나는 것 중 하나가 단백질에 탄수화물(또는 복합당질)이 결합된 당단백질을 만드는 것이다. 실제로 고등동물 단백질의 경우 50% 이상이 당단백질로 존재하는 것으로 추정하고 있다. 따라서 생체 내 단백질 및 복합당질의 역할을 이해하는 것은 생명현상을 규명하는 기초 연구로서 뿐만 아니라 질병 치료제 개발이라는 응용 연구 측면에서도 대단히 중요하다. 생명과학자들은 단백질 및 복합당질이 관련된 과정을 이해하기 위해 오랫동안 생물학적인 방법을 통해 연구해 왔다. 그러나 1990년대 말부터 유기분자를 이용하여 세포 내 단백질 및 복합당질의 기능을 규명하는 연구(화학생물학 연구라 함)가 진행되면서 현재 이 분야

최근 들어 얇고 쉽게 휘어지는 박막형 유연센서(Flexible device)에 대한 관심이 높아지면서 미세한 압력이나, 온도, 화학물질, 전기신호 등을 실시간으로 감지할 수 있는 플렉서블 센서에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다. 특히, 이러한 센서를 이용한 스마트 플렉서블 디바이스뿐만 아니라 피부나 장기 등에 직접 부착하여 생체신호를 읽는 실시간 진단 기술도 주목을 받고 있다. 이와 같은 다기능 센서를 제작하기 위해서는 실리콘, 나노와이어(nanowire), 탄소 나노튜브(carbon nanotube) 등의 재료를 마이크로/나노 스케일에서 원하는 형태로 배열하여 장치를 만들고, 개별 구역들로 구성된 서로 다른 기능을 하는 장치들을 하나의 디바이스로 통합해야 한다. 그런데 이를 위한 제작 과정은 복잡한 단계의 공정을 수반함에 따라 비용이 상승하고 생산성이 낮으며 대면적으로 제작하기 어려운 문제가 존재해 왔다. 다양한 종류의 자극 중 압력의 크기를 측정하는 방법으로는, 기계적인 외부 자극에 의해 재료의 전기적 물성이 변화하는 압전 특성을 이용한 방식이 대표적이며, 이러한 방식의 경우 압력에 의한 저항이나 정전 용량의 변화를 트랜지스터 등의 소자를 통해 측정하게

들어가는 글물리학자의 눈에는 세상 모든 것이 물리로 보인다고나 할까? 지금까지 물리학자들의 탐구 대상이었던 자연 현상의 범위를 확장하여, 사람들이 살아가는 세상까지도 물리학의 탐구 영역으로 삼으려는 움직임이 최근 활발하다. 어찌 보면 사람들이 살아가는 세상 또한 자연의 일부이니, 세상 모든 것이 물리일 수밖에 없는 물리학자들의 탐구 대상이 되는 것은 당연한 일일 지도 모른다. 이러한 탐구 영역을 일컫는 ‘사회물리학’은 통계물리학자들의 연구가 활발한 편이다. 통계물리학이 추구하는 것이 여러 물질에서 보편적으로 나타나는 성질인 ‘보편성’이라는 점을 감안하면, 사회 현상에서도 물리학의 보편성을 찾으려는 노력이 사회물리학이라고 생각하면 쉬울 듯하다. 복잡계와 사회물리학사회물리학의 시작은 곧 ‘복잡계 물리’라고 해도 과언이 아니다. 흔히 복잡계라 하면 수많은 구성요소가 하나의 계(System)를 이루면서 단순하지 않은 방식으로 서로 얽히고 설킨 것을 이야기한다. 따라서 이들 구성요소 간의 상호작용이 대단히 중요하며, 특히 상호작용으로부터 미처 예상하지 못 했던 현상이 발생하게 되는 ‘창발(Emergence)’ 현상을 중요하게 생각하는 것이 복잡계 이론이다. 흔히 ‘전

미국 캘리포니아주립대 버클리 캠퍼스를 두르며 동서로 나 있는 뱅크로프트 거리를 걷다 보면 얼핏 투박하지만 맵시가 있는 콘크리트 건물을 만나게 된다. 그것은 바로 버클리대의 미술관이다. 이곳이 추상표현주의의 대표적 화가이자 뛰어난 선생인 한스 호프만을 기념하여 지은 건물이라는 것을 이 대학 구성원들도 잘 모르는 듯하다. 그는 색채와 형태가 사물로부터 독립하여 스스로 존재하는 대상이 되고 이들이 엮어 내는 심미에 주목한다. 눈에 보이는 대상, 사물, 세상이 존재의 본질, 근간을 제대로 표현해주고 있는지 어떻게 확실할 수 있겠는가? 본질은 언어와 이성이 닿기 어려운 저 너머에 숨어 있을지도 모를 일이다.인간 세상뿐 아니라 자연 세계도 본질적 특성은 구체적 외형이 아니라 내재된 무엇이 아닐까 생각하는 사람들이 있는데 왕왕 수학이라는 학문에 종사하며 가끔 물리학을 하기도 한다. 컵에 손잡이가 있는지 없는지에 따라 (구멍 난) 도넛 혹은 탁구공과 본질적으로 동일하며 같은 위상체라고 얘기한다(그림1). 이런 위상 특성은 연속적 변형에 의해 바뀌지 않는다. 물질 내의 전자와 원자들은 전자기력으로 상호작용하여 복잡한 에너지 스펙트럼을 형성하는데, 여기에 기하학적 위상과 같은

요동으로 가득한 생체계생명의 기본 단위인 세포 속은 다양한 요동(fluctuation)과 자극으로 충만해 있다. 그 안에는 DNA, RNA, 단백질 등의 생체고분자(biopolymer)들의 형태적 변화를 촉진함에 있어 필수불가결한 요소인 열적 요동과 더불어, 끊임없는 기작들로부터 발생하는 광범위한 스펙트럼을 가진 역학적 및 화학적 자극의 요동이 산재한다. 이러한 능곡지변의 환경 속에서 생체고분자들은 어떻게 정교하고 특화된 그들만의 임무를 수행할 수 있을까? 이러한 측면에서, 우리는 생체계의 요동에 대하여 주목할 필요가 있다. 요동이 생체고분자의 동역학, 특히 자기조직화(self-organization)에 어떻게 활용되는지 그 원리를 밝히기 위하여 생체고분자에서 일어날 수 있는 특수한 공명 현상, 확률적 공명(stochastic resonance)에 대한 물리학적 연구를 소개하고자 한다.확률적 공명1981년 Benzi와 공동연구자들은 빙하기의 주기적인 도래의 원인에 대한 연구를 발표하였다. 지난 백만 년 동안의 지구의 빙하 부피 변화를 통계적으로 분석한 결과, 빙하기는 평균 십만 년 주기로 반복적으로 도래해왔다는 사실이 알려져 있었다. 변화무쌍한 전 지구적인