부화(孵化)란 알에서 나오는 것이다. 알 속에서 생물이 성장하며 알 껍질이 얇아지며 스스로 깨고 나오게 된다. 한편 우화(羽化)는 번데기가 날개 있는 성충이 되는 것을 가리키나 부화와 같은 개념으로 쓰이기도 하고 곤충학에서 사용되기도 한다.
부화 동물배가 난막이나 난각을 깨뜨리고 외계로 나오는 일로 난생(卵生)ㆍ난태생 동물에 대하여 말한다. 난각을 기계적으로 깨뜨리기도 하고 화학적으로 녹이기도 하는데, 전자의 예는 닭으로 목부에 특별한 근육이 발달하여 알 안에서 난각을 압박하여 깨뜨리게 된다. 어류나 양서류의 경우가 부화 효소를 분비하여 화학적으로 난각을 깨뜨리는 예이다. 근본적인 생명의 본질은 햇빛으로부터 나온다. 녹색식물이나 바다의 조류들이 햇빛을 이용한 광합성을 통하여 이산화탄소를 흡수, 오늘날 모든 생명이 살기에 적합한 21% 정도의 산소 농도를 유지하게 되었다. 이처럼 모든 생명은 햇빛으로부터 시작되며, 공기, 물, 흙, 식물, 미생물이 합작하여 가장 안정된 생명을 유지해 나가게 된다.
비타민 D를 합성하여 골다공증을 예방해 주고 면역력을 상승시켜 병에 걸리지 않게 한다. 또한, 각종 곰팡이나 세균으로부터 몸을 보호해주며 세로토닌을 활성화해 행복지수를 높여주고 멜라토닌을 잘 조절하여 숙면을 취하게 해주며 우울증으로부터 안전하게자신을 지켜준다는 사실을 알아야 한다. 우리가 먹는 음식도 햇빛으로부터 출발하였다. 식물은 광합성(光合成)을 통해서 우리가 활용할 수 없는 무기물을 우리가 먹을 수 있는 활성 물질(유기물)로 전환시켜 우리 밥상에 올라온다. 우리 밥상도 알고 보면 햇빛에 의해 창조된 것들임을 알 수 있다.
`파동`은 어떤 장소에서 무엇인가의 진동이 주위로 퍼져 나가면서 전해지는 현상이다. 파동의 예로는 `수면파`가 있다. 수면에 돌을 던지면 돌이 떨어진 곳의 물이 흔들리고, 그 진동이 주위로 퍼져 나가는 파동이 된다. 파동은 퍼지면서 나아간다는 특징도 있다. 그래서 파동은 장애물이 있어도 그 뒤에 그림자 부분까지 들어가 퍼져 나간다. 이것을 바로 `회절(diffractionㆍ파동이 장애물 뒤쪽으로 돌아 들어가는 현상)`이라는 현상이다.
`입자`는 당구공을 축소한 것이라고 생각하면 이해하기 쉽다. `파동`은 퍼져나가는 것이므로 한 점만으로 나타낼 수 없지만, `입자`라면 가능하다. `입자`는 어느 순간에 특정한 한 점에 존재함을 나타낼 수 있다. 또한 입자는 힘이 미치지 않는 한 똑바로 나아간다. 힘을 받아야만 비로소 진행 방향을 바꾼다.
파동과 입자는 서로 반대되는 것이다. 따라서 둘의 성질을 한꺼번에 갖는다는 것은 상식적으로 옳지 않은 것처럼 보인다. 그런데 빛이나 전자 등의 미시의 물질들은 `파동의 성질`과 `입자의 성질`을 모두 갖는다. 믿기지 않겠지만, 실제로 빛은 파동의 성질과 입자의 성질을 둘 다 가지고 있으며, 미시의 물질이 `파동과 입자의 양면성`을 가지고 있다는 것이 양자론`의 기본원리이다. 우리가 접하는 미시의 세계는 일상의 세계와 전혀 다르기 때문에 `양자론`을 이해가 위해서는 여러 고정관념들을 버려야 한다.
`빛`이`파동`이라는 말은 무엇일까? 빛은 `전자기파`이다. 흔히 가시광선을 `빛`이라고 하지만 사실 가시광선만 빛은 아니다. 햇볕에 타는 원인이 되는 `자외선`, 전기난로에서 따뜻하게 해주는 `적외선`, 사진 촬영에 이용되는 `X선`, 우라늄 등에서 나오는 방사선의 일종인 `감마선`, 전자레인지에서 물체를 데우는 `마이크로파`, 스마트폰 등에 사용되는 `전파` 등은 모두 `전자기파`의 무리이다.
빛을 단순한 파동이라고 생각하면 설명할 수 없는 `광전효과(光電效果ㆍphotoelectric effect)`현상이 발견되었다. `광전효과`란 금속에 빛을 비추면 금속의 전자가 빛에서 에너지를 받아 밖으로 튀어나오는 현상이다. 전자를 튀어나오게 하려면 일정 이상의 에너지를 전자에 주어야 한다. 아인슈타인은 빛은 파동이지만 그 에너지를 더 이상 분할 할 수 없는 최소한의 덩어리가 있다고 생각했다. 즉, 빛에도 입자의 성질이 있다는 것이다. 이 최소한의 덩어리를 `광자` 도는 `광양자`라고 부르며, 이것이 바로 `광양자설`이다. `광양자설`에 의하면 빛의 파장이 짧을수록 진동수가 높으므로 광자는 에너지가 높다. 즉, 빛의 밝고 어두움은 광자의 수에 대응한다. 하지만 빛의 파장이 길면, 아무리 광자의 수가 많아도 하나하나의 에너지가 작으므로 전자를 튀어나오게 할 만큼의 충격이 없어 전자가 튀어나오지 않는다. 빛은 `파동`의 성질을 가지면서 최소한의 덩어리인 `광자`가 존재해 입자의 성질도 가지고 있다. 즉, 빛은 `파동과 입자의 양면성`을 가지고 있는 것이다. 막스 플랑크의 `양자이론`과 아인슈타인의 `광양자설`은 훗날 `양자론`을 탄생시키게 된다. 빛의 파동설에서는 빛이 주위로 퍼져나가는 파동이라고 생각했다. 이 경우 빛은 멀리 갈수록 한없이 약해 질 것이다. 하지만 빛이 최소한의 덩어리인 `광자`로 이루어져 있다면 빛이 멀리 나아가도 약해지지 않는다.
조지아 주립대학의 `하이퍼피직스(HyperPhysice)` 웹사이트에 따르면 시계는 1분을 똑딱거리는 데 100초가 걸린다. 이것을 우주를 여행하는 속도가 빠르면 빠를수록 더 천천히 노화된다는 것을 의미한다. 이것은 우주선의 승무원이 여행하는 속도가 빠르면 실제로 더 천천히 노화된다는 것을 의미한다. 특수상대성 이론의 예상치 못한 파생물은 아인슈타인의 유명한 방정식 E^MC2 이며, 이는 문화 아이콘의 지위에 도달한 유일한 수학공식4일 가능성이 높다. 이 방정식은 이전에 완전히 별개라고 믿었던 두 가지 물리적 매개변수인 질량(M)과 에너지(E)의 등가를 나타낸다.
전통적인 물리학에서는 질량은 물체에 포함된 물질의 양을 측정하는 힘 덕분에 물체가 갖는 속성이다. 또한 에너지는 빛이나 전파와 같이 물질이 전혀 없는 상태에서도 존재할 수 있다. 그러나 아인슈타인의 방정식은 질량과 에너지는 본질적을 같은 것이며, 이것은 물체가 더 빨리 움직일수록 단순히 에너지를 얻기 때문에 질량을 얻는다는 것을 의미한다. 놀라운 아이디어일 뿐만 아니라, 이 개념은 고에너지 입자 물리학의 세계에서 실제 적용된다. 유럽 핵 연구 위원회에 따르면 충분히 강력한 입자가 함께 부서지면 충돌 에너지가 추가 입자의 형태로 새로운 물질을 생성할 수 있다고 하였다.
두 번째 레이저이다. 레이저는 현대 기술의 필수 구성 요소이며 바코드 판독기 및 레이저 포인터에서 홀로그램 및 광섬유 통신에 이르기까지 모든 분야에 사용된다. 레이저는 일반적으로 아인슈타인과 관련이 없지만 궁극적으로 레이저를 가능하게 만든 것은 그의 실험이었다. 1959년에 만들어진 레이저라는 단어는 방사선의 유도 방출에 의한 광 증폭을 의미하며, 유도 방출은 미국 물리 학회에 따르면 아인슈타인이 40년 이상 전에 개발한 개념이다. 1917년에 아인슈타인은 무엇보다도 물질을 통과하는 빛의 광자가 추가 광자의 방출을 자극할 수 있는 방법을 설명하는 복사의 양자 이론에 관한 논문을 썼다. 아인슈타인의 새로운 광자가 원래 광자와 동일한 방향, 동일한 주파수 및 위상으로 이동한다는 것을 깨달았다. 결과적으로 거의 동일한 광자가 점점 더 많이 생성됨에 따라 캐스케이드 효과가 발생한다.
http://www.changwonilbo.com/news/313746
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