중학생 과학잡지추천 뉴턴하이라이트 ‘근육과 운동의 과학‘

근육과 운동의 과학 - 최고 운동선수의 육체와 기술을 분석한다! ㅣ 뉴턴 하이라이트 Newton Highlight 118
아이뉴턴 편집부 지음 / 아이뉴턴(뉴턴코리아) / 2018년 4월

중학생을 위한 과학잡지 뉴턴 하이라이트

과학 단행본보며 중등과학교과연계학습 해주어요. 

Newton HIGHLIGHT 118

근육과 운동의 과학

최고 운동선수의 육체와 기술을 분석한다!

스포츠에 열광하는 아들을 위한 과학잡지!

뉴턴하이라이트

 

과학월간지 뉴턴하이라이트 이번호는 스포츠와 과학의 연관성을 보여주며,

다양한 스포츠, 세계 최고 운동선수들의 신체와 운동 능력의 특성을 분석함으로써

그 방향일 확인하고, 사람의 운동 능력이 어떤 요소로 결정되는지 알려줍니다.

현대의 스포츠에서 신발, 운동복, 경기장 등도 기록 향상에 중요한 역할을

하며, 선수들의 남다른 운동 능력과 함께 이들의 기록을 뒷받침하는

지원 요소에 대해서도 과학의 눈으로 분석할 수 있습니다. 

세계 최고 선수들은 피겨 스케이팅의 점프에서는 회전수를 다투고,

육상 100m 경주에서는 100분의 1초를 겨룬다.

수영이나 역도도 마찬가지이다. 라이벌보다 조금이라도 좋은 기록을

남기기 위해 전 세계의 선수들이 열심히 노력하고 있다.

그들의 남다른 운동 능력과 기술을 과학의 눈으로 규명한다. 

 

피겨 스케이팅은 점프, 스텝, 스핀을 주요 기술로 해서 득점을 다투지만,

이들 기술 가운데서도 가장 역동적인 기술이 점프일 것이다.

피겨 스케이팅의 점프나 스핀에서 더욱 고속으로 회전하기 위해서는

각운동량 보존의 법칙에 따라, 신체 전체를 가능한 한 회전축에 가깝게

두어야 한다. 그래서 선수들은 팔을 가슴 앞으로 모으고 발을 교차해

더욱 빨리 회전하려고 한다.

'각 운동량'은 물체의 질량(m), 회전축 주위의 속도(v),

거기에 회전 반지름(r)의 곱셈으로 계산되는 '회전의 힘'이다.

회전시키는 힘이 밖에서 가해지지 않으면 각운동량은 일정하다.

따라서 피겨 스케이팅 예에서는 회전 반지름이 작아지는 만큼

회전 속도가 커진다.

볼트 선수는 왜 그렇게 빠를까? 그 답은 '주법'과 '체형'이 이상적으로

융합되었다는 점에 있다. 빠른 주법으로서 '무릎이나 발목을 써서 지면을

강하게 찬다.' '넓적다리를 높이 올린다.'고 배운 독자들도 많을 것이다.

그러나 후카시로 박사를 비롯해 생물 역학 전문가가 실시한 여러 분석에 따르면

세계의 일류 스프린터는 지면을 찰 때 무릎이나 발목에 의지하지 않고,

넓적다리를 높이 올리지 않는 것으로 보인다. 분석의 결과로 고관절(엉덩 관절)을

중심으로 다리를 '진자(흔들이)'처럼 회전 시키는 폼을 알게 되었다.

​

올림픽에서 사상 최다인 금메달 14개를 획득한 미국의

마이클 펠프스 선수. 그의 육체는 경영 선수에 가장 적합한 특징의 '전시장'이다.

펠프스 선수는 보통의 선수보다 몸이 크게 구부러진 자세의 버터플라이로 헤엄친다.

이로 인해 특히 돌핀 킥이 강력해져서 큰 추진력을 낳는 것으로 보인다.

추진력을 낳는 손바닥과 발 자체도 커서, 손바닥 킬이는 추정 22cm,

발의 길이는 추정 30cm에 가깝다. 또 버터플라이는 특히 큰 에너지 출력이

가능한데, 다른 종목에 비해 몸이 크면 유리하다.

 

야구나 축구에서 활약하는 최고 선수들은 다양한 변화구를 구사해

공을 교모하게 던지는 고묘하게 차고 있다.

메이저 리그에서 활약하는 다르빗슈 유 선수는 '다양한 변화구'를 던지는,

세계에서 손꼽히는 변화구의 명수이다.

마구를 만들어 내는 '마그누스 힘'은 공에서 본 공기의 흐름과 공의 회전 방향이

일치하는 쪽에서는 공기의 흐름이 공의 표면에서 벗어나는 위치가

뒤쪽으로 어긋난다. 그 결과 공의 뒤쪽 공기흐름이 한쪽으로 치우친다.

공은 이 반작용(마그누스힘)을 받는다.

마그누스 힘은 회전이 빨라질수록 커지고(회전 속도에 거래 비례),

공의 속도가 빨라질수록 커진다.

 

공은 공기로부터 힘을 받지 않는 한, 중력의 영향을 받아 포물선을

그리며 자연스럽게 떨어진다. 한편 백스핀의 걸린 직구에는

위쪽으로 마그누스 힘이 걸린다. 직선에 가까운 궤도로 나아가는 공이다.

'자연스러운 궤도(포물선 궤도)에서 벗어나 있다'는 점에서는

직구도 변화구라고 할 수 있다.

공의 속도가 같다면 회전 속도가 클수록 마그누스의 힘이 커진다.

그 때문에 회전 속도가 큰 공일수록 중력에 의한 낙하폭은 작아진다.

이것이 공끝이 살아 있는 직구의 정체 중 하나라고 생각된다.

​만화에서는 날카롭게 휘어졌다가 다시 반대 방향으로 날카롭게

휘어지는 마구가 등장할 때가 있다.

공의 스핀에 따른 마그누수 힘을 이용해 이러한 마구를 던질 수는 없을까?

이러한 변화를 일으키기 위해서는 예를 들어 왼쪽으로 치우친 마그누스 힘을

오른쪽으로 치우치게 해야 한다. 이것을 실현하기 위해서느 날고 있는

공의 회전축이 크게 움직여야 한다.

그러나 안타깝게도 그것은 불가능하다. 왜냐하면 공의 회전축의 방향은

날고 있는 사이에 거의 변하기 않기 때문이다.

이것을 '자이로 효과'라고 부른다. 즉, 마그누수 힘을 이용해 왼쪽 페이지 위의

그림처럼 마구를 실현하는 일은 불가능하다.

축구에서 일류 선수가 차는 날카롭게 가로 방향으로 휘어지는 바나나킥(커브슛)도

마구라고 할 수 있다. 프리킥 장면에서는 골문과 키커 사이에 슛과 각도가 잡히면

상대팀의 몇 명이 가로로 늘어서서 벽을 만든다. 이때 바나나킥은 마그누스 힘으로

공을 휘어지게 해서 벽을 피개 공을 노릴 수 있다.

일류 선수가 차는 가로 방향으로 휘어지면서 떨어지는 슛은

공의 회전축이 지면에 대해 수직인 사이드 스핀의 경우,

공의 궤도를 가로 방향으로 휘어지게 하는 마그누스 힘이 발생한다.

그림처럼 회전축을 기울이면 마그누스 힘이 비스듬히

아래를 향해, 휘어지면서 떨어지는공이 된다.

최고 선수가 가지고 있는 뛰어난 운동 능력의 비밀을 규명하는 연구는

세포 속에 있는 미토콘드리아에까지 이르고 있다.

또 최고 선수의 특성을 찾기 위해 유전자에 대해서도 연구가 진행되어

지구력 계승과 순발력 계통의 유전자 차이 등도 알려지고 있다.

그 분야의 전문가인 야니스 피칠라디스 교수 인터뷰와

도핑의 최신 상황도 소개한다. 

 

미토콘드리아는 어떤 모양을 하고 있을까? 미토콘드리아의 이름은

그리스어로 실을 의미하는 '미토'와 입자를 의미하는 '콘드리아'에서 유개한다.

미토콘드리아는 세포 안에서 빈번하게 융합하거나 분열하기를

반족하면서 다이내믹하게 움직이고 있다.

최신 연구에 따르면, 미토콘드리아끼리 물질을

주고 받으면서 협조적으로 일을 하는 것으로 보인다.

미토콘드리아의 수는 사람의 경우 세포 1개당 100개에서 3000개

정도이다 에너지가 필요한 세포일수록 미토콘드리아의 수가 많고,

사람의 경우에는 심장 근육과 세포나 다리 등의 골격근 세포,

신경 세포 등에 특히 많다. 


 

몸의 움직임이 날렵하거나 스포츠에 숙달되는 정도가 빠르면

일반적으로 '운동 신경이 좋다.'고 말한다.

소뇌는 '어떤 운동을 하기 위해 필요한 근육으로 신호를 배분하는'

프로그램을 만들고, 대뇌의 세 영역과 제휴해 그것을 실행시킨다.

소뇌의 기능에서 주역은 '푸르키녜 세포'이며, 평행 섬유와 등정 섬유

각가을 통해 프로그램의 변화에 이어지는 신호를 받아 들인다.

운동에 관계하는 뇌의 구조나 기능은 개인차가 있으나

유아 때부터 중고생 때까지의 성장기에 서서히 변한다.

즉, '부모와 자식이 모두 뛰어난 운동선수'가 되는 커다란 이유는

이 같은 뇌의 성장기에 자식이 스포츠를 하는 환경의

혜택을 받았기 때문이라 생각된다. 그런데 적어도 신경 과학의

영역에서는 몇 살 무렵이 운동 신경을 향상 시키는 데

적절한 나이인가에 대한 정설이 없다.


 

스포츠를 할 수 있는 이유는 건강한 신체가 있기 때문이다.

그 신체를 뒷받침해 주는 것은 근육이다. 제 4장에서는 근육은

어떻게 만들어지는지, 근육을 단련시키기 위해 필요한 것은 무엇인지를 알아본다.

그리고 지나치게 사용된 근육이 '비명'을 지르는 근육통에 대한 대처법,

스포츠에 따르는 염좌와 탈구, 부상 등에 대해서도 알아본다.

또 신체가 유연한 것이 왜 중요한지, 흔히 발생하는 열중증의

예방에 대해서도 알아 볼 수 있다.

물건을 들어 올릴 때나 걸을 때 움직이기 위해서는 뼈를 움직여야 한다.

이 뼈를 움직이는 것이 골격근이다. 골격근은 온몸의 뼈에

붙어 있으며 그 수는 400개 정도이다. 근육의 무게는 몸무게의

40~50%를 차지한다. 골격근은 2개의 뼈에 걸쳐 붙어 있으며 관절

축으로 해서 골격을 상하로 움직이거나 회전시킨다.

몸속에는 다른 역할을 하는 다양한 근육이 작용하고 있다.

모든 근육은 '근섬유'라는 세포가 모여 이루어진다. 근섬유에는

기묘한 성질이 있다. 피부의 세포나 뼈의 세포와 달리 분열해서

늘어나지 않는다. 그렇다면 근육을 키우기 위해 운동선수 등이 하는

근력 트레이닝을 통해 근육이 굵어지는 이유는 무엇일까?

근육 트레이닝에서는 격렬한 운동을 통해 근육에 부하를 건다.

근육, 결국 근섬유가 부하가 걸리면 근섬유가 상처를 입고

그 둘레에 있는 '위성 세포'가 증식하기 시작한다.

우리가 몸을 움직일 수 있는 것은 몸속에 있는 근육 덕분이다.

한마디로 근육이라고 해도 몸 전체를 덮은 '골격근',

심장을 박동시키는 '심근', 혈관이나 내장을 덮는 '평활근' 등으로 나뉘며,

이 가운데 몸의 움직임을 만들어 내는 것은 골격근이다.

인체에 대량으로 있는 근육은 단지 힘을 만들어 내는 것만이 아니라

자신의 전신의 건강 유지에 관여한다는 사실이 최근 밝혀지고 있다.

결국 근육을 단련하는 것은 스포츠 능력 향상이나 멋진 몸매를

얻기 위해서만이 아니라 건강을 유지하는 데도 중요한 셈이다.

이렇게 과학잡지 뉴턴하이라이트 과학월간지 '근육과 운동의 과학'으로

우리몸의 근육과 운동을 과학적인 설명으로 살펴보았어요.

중학생이 되고 과학분야를 좀 더 심층적으로 알려주고 싶은 

책을 고르다가 과학잡지 뉴턴하이라이트를 알게되었는데,

많은 정보와 자세한 설명글 그리고 무엇보다 선명하고

생생한 사진과 그래픽으로 아이들이 이해를 하는데 큰 도움이 되네요.

매월 발간되는 과학월간지로 매달 새로운 주제를 만나 볼 수 있으니

4차산업혁명을 대비해야 하는 우리아이들에게 큰 도움이 되는

 과학잡지가 될 것 같아요

자녀교육서, 기적의 밥상머리 교육

기적의 밥상머리교육 - 엄마와 아빠가 집에서 직접 하는 하버드 생각 수업
김정진 지음 / 예문 / 2018년 4월

하버드와 미네르바스쿨의 생각수업을 집에서 한다.

내 아이를 4차산업혁명 시대형 인재로 키우는 가장 효과적인 교육법.

「기적의 밥상 머리 교육」

김정진 지음

"나는 아버지와 밥상머리에서 대화와 토론으로 세상을 배웠다."

유아교육과 교수 아빠가 3년간 직접 개발한 5C 기반

한국형 밥성머리교육의 놀라운 비밀

아이를 키우는 한국인들의 식사문화는 독특하다.

아이들이 식탁에서 가장 많이 듣는 말은 “빨리 먹어!”이다.

모처럼 가족이 둘러앉은 시간은 밥을 빨리 먹고 빨리 자리를 떠야 하는 미션이 주어진다.

특히 맞벌이 가정은 더 그렇다.

부부 중 한명이 빨리 퇴근하면 밥 차리고 아이들 밥 먹이기 바쁘다.

아이들이 질문하거나 대화할라치면 “밥상머리에서 떠드는 거 아니야.

조용히 하고 빨리 먹어!”라고 다그친다.

​
 《기적의 밥상머리교육》은 우리의 밥상머리 문화를 되돌아보고,

아이의 사고력과 인성을 키워주는 부모의 역할에 대해 생각해보게 하는 책이다.

유아교육과 교수이자 두 아이의 아빠인 저자가 직접 개발한 한국형 5C 교육법을 소개한다.

저자는 4차산업혁명 시대에 인공지능과 차별화되는 인간 고유의 역량으로

주목받는 4C에 인성을 더하여 한국형 5C교육법을 만들었다. 즉, 인성(character),

소통(communication), 협력(collaboration), 창의력(creativity),

비판적 사고력(critical thinking)을 키우는 교육방법이다. 



대부분의 사람들이 유명해지면 바쁘다는 핑계로 자녀교육은 아내에게

맡겨 버리지만, 톨스토이는 13명의 자녀들을 직접 교육시켰다.

그리고 19살 때부터 시작한 일기를 평생 쓰면서 성찰하는 삶을

실천해 자녀들의 본보기가 됐다. 톨스토이가 자녀들에게 

실천한 밥상머리교육의 전통은 지금도 후손들에게 

그대로 이어지고 있으며, 그 결과 세계 명문가의 반열에 올랐다. 

 

축구선수에게는 치명적인 평발이란 약점을 딛고 세계적인 추구선수의

반열에 오른 박지성의 성공신화는 1만 시간의 훈련이 있었기 때문에 가능했다.

피겨 연습장이 전무한 한국에서 올림픽 금메달을 획득하고 피겨 신화의

주인공이 된 김연아에게도 1만 시간의 훈련이 있었다. 자녀교육도 마찬가지다.

아이는 하루아침에 변하지 않는다. 그걸 일찌감치 파악한 김동환은

자기만의 독특한 자녀교육법을 만들었다. 이름하야 하루 90분 부모교육법이다.

 

유대인들은 가정과 학교에서 하브루타를 한다.

하브루타는 서로 짝을 지어서 질문하고 토론하는 것이다.

당연히 학교 시험에서도 한국은 잘 외웠나를 평가하고,

유대인은 자기 생각을 논리적으로 표현하는지를 평가한다.

한국은 혼자서 조용히 공부해야 성적이 오르는 구조고,

유대인은 서로 토론하며 자신의 생각을 논리적.창의적으로

정리해야 성적이 오르는 구조다. 

유대인들은 암기 공부를 하지 않는다. 어떤 문제에 대해 여러명씩

짝을 지어 생각을 말하고 다른 관점으로 말하는 친구의 얘기를

들으며 새로운 지식을 습득하는 하브루타를 한다.

토론 과정에서 여러 사람이 내놓는 아이디어를 반작하면서,

하나의 문제를 푸는 다양한 방법과 가치관을 스스로 깨닫는다.

 

저녁 밥상의 주제는 한 개인의 삶을 넘어 정치, 문화, 역사,

종교, 철학을 아우를 정도로 방대했다. 

대학생이 되면서 밥상머리 대화는 쟁쟁한 토론이 됐다.

칠식은 아버지와의 밥상머리 토론을 위해 신문을 주의 깊게

읽으며 세상 돌아가는 이야기에 귀기울였다.

때로는 신문, 잡지, 책에서 흥미롭게 읽은 기사를 읽어주고 질문을 주고 받았다.

평생의 밥상머리교육은 아들의 성장에 맞춰 체계적으로 진행됐다.

중고등학생 때는 신문에 나오는 세상의 다양한 이슈와 당신이 살면서

일어난 일들을 토대로 지혜를 전수하며 올바른 가치관 형성에 도움을 주었다.

대학에 진학한 후에는 "독서에서 얻는 방대한 양의 지식은 무엇보다 갑진 것"

이라며 일주일에 한두 권 책을 권하고 대화와 토론을 했다.

저녁 밥상은 서너 시간을 훌쩍 넘어가는 일도 많았기 때문에 주제는 방대하고도 깊었다. 

'한국형 밥상머리교육은 밥상머리 인문학을 지향한다.

부모가 밥상머리에서 세상과 사람들 통찰할 수 있도록 지혜를 전수해주는 것이다.'

부모와 자녀는 서로에게 좋은 인문학 선생님이자 동시에 학생이다.

부모는 충분히 인문학 선생의 자격이 있다. 그동안 살아오면서 세상과

사람에 대한 다양한 경험을 축적했다. 세상과 사람을 보는 자신만의 가치관을 다 가지고 있다. 

아프리카에는 이런 속담이 있다.

'노인 한 명이 죽는 것은 도서관 하나가 불타 없어지는 것이다.'

그래서 인간을 휴먼 라이브러리 Human Library, 살아 움직이는 도서관

 라고도 한다. 그러나 대부분의 부모들은 자신이 살면서 터득한 산지식과

경험의 자신을 자녀에게 전수하지 않는다. 인공지능 시대에 인간만이

가질 수 있는 고유한 능력은 세상과 사람을 직관하는 통찰력이다.

그 통찰력은 새로움과 창의력으로 연결되며, 

인공지능과 일자리를 경쟁해야 할 우리 아이들에게

지금 가장 필요한 건 인문학적 감수성을 키워주는 일이다. 

아이가 부모만큼 세상을 보는 안목과 감수성을 갖기 위해서는

얼마나 많은 시간, 경험, 시련이 필요할까?

그 시행착오를 줄여 줄 수 있는 방법은 바로 밥상머리 인문학이다.

                                                 

태도의 품격, 세계적 비즈니스 전문가가말하는 ‘능력을 이기는 매너의 힘‘

태도의 품격 - 최고의 조직은 왜 매너에 집중하는가
로잔 토머스 지음, 서유라 옮김 / 다산북스 / 2018년 4월

​자기계발도서 「태도의 품격」

어떤 비즈니스에서도 반드시 필요한 예의와 존중의 기술

"왜 당신은 남들과 똑같이 일하고도 인정받지 못하는 걸까?"

사회는 점점 '태도의 법칙'을 강요하고 있다.

이따르면 뉴스에 등장하는 '갑질폭로'를 보면 알 수 있다.

우리는 누구나 상대방에게 대접받기를 원한다.

단, 자신이 그럴만한 자격인지를 따지기 보다는

자신을 높은 우위의 사람이라고 생각하고 상대방에게

무조건적인 '태도의 품격'을 요구한다. ​

'태도의 품격'에는 상대방의 무례한 태도에 적절히 대응하는 법,

다양성을 받아들이고 존중하는 법, 긍정적인 태도를 보이는 법,

호감가는 첫인상을 남기는 법, 비언어적 신호를 읽어내는 법 등

회사생활의 결과를 좌우할 실질적인 지식이 담겨 있다.

21세기에도 예의 바른 태도의 기본 원리는 예전과 크게

달라지지 않았지만 이를 구성하는 요소들은 상당히 많이 바뀌었다.

서로 예의를 지키는 회사는 분명히 일하기 좋은 직장이며,

구성원 간의 신뢰가 쌓이다 보면 결국 조직 전체가

현실적인 이익을 얻을 수 있다.​

"나는 사람들이 상대방의 말과 행동은 잊어도

그때의 기분은 절대 잊지 않는다는 사실을 배웠다."

'내가 대접받고자 하는 대로 상대방을 대접하라'는 말을 들어 봤을 것이다.

서로 다른 나이와 문화, 경험, 취향, 목표, 성 정체성, 생활 방식을 가진

사람들이 뒤섞여 일하는 현대 사회의 업무 환경에 그대로 적용하기는 무리가 있다.

'내가 받고 싶은 대접'이라는 주관적인 잣대는

다양한 사람들을 대하는 태도의 기분으로 한참 부족하기 때문이다.
 

 

남성과 여성이 각각 직장인의 절반을 차지하고 있는 오늘날,

성희롱과 성차별적인 언행은 법으로 금지되고 사회적으로도

금기시되는 와중에도 여전히 사라질 기미를 보이지 않고 있다.

성차별의 주범으로 지목되는 것은 대부분 남성이지만,

여성이 다른 남성 혹은 여성을 대상으로 성차별적 언행을 보이는 경우도 적지않다.

커피를 타거나 행사를 준비하거나 회의 전에 팀원들을 불러

모으는 일이 여성의 의무가 아니듯이, 생수통을 갈거나 회의를

주도하거나 문을 열어주는 일도 남성의 의무가 아니다.

누군가가 성별 때문에 특정한 집단 또는 활동에서 배제되어서도 안 된다.

성차별적인 표현이나 농담을 삼가고, 성별을 기준으로 삼은 편견을

보여서도 안된다. 마지막으로 상대방이 원하지 않는 칭찬을 하거나

추근거리지 않도록 주의하고, 부적절한 몸짓, 시선, 태도, 접촉을

하지 않도록 항상 신경 써야 한다. 

"당신의 매너는 언제나 평가 받고 있다.

생각지도 못한 순간에 예상치도 못한 심사위원에게

큰 보상을 받거나 인정받지 못하는 기준이 된다."

사람들이 부적절한 태도를 보이는 데는 여러 가지 이유가 있다.

관심을 끌기 위해, 책임을 피하기 위해, 상대방과 공통점을 찾기 위해,

자신의 행동을 정당화하기 위해 이런 태도를 취한다.

두려움이나 불안, 질투, 나쁜 습관 또한 중요한 원인이 된다.

그리고 그 피해를 고스란히 떠안는 것은 죄 없는 직장 동료나 동업자,

아무것도 모르는 고객들이다.

만약 상황을 개선할 방법이 있다면 최선을 다해서 노력하되,

그렇지 않다면 신경을 끄는 것이 훨씬 건강한 해결책이다.

모든 동료를 똑같이 존중하고 친절하게 대하며 늘 올바른 태도를 보여라.

항상 긍정적인 표현을 사용하고, '불가능'이나 '문제'와 같은 단어는

머릿속에서 아예 지워버려라. 칭찬과 격려, 축하, 사과를

아껴서는 안 된다.


 

예의는 존중을 바탕으로 만들어지며, 존중은 상대방을 높게 대할 때 생겨난다.

 존중이라는 기본 조건을 갖추지 않으면 제아무리 예의 바른 행동도 가식적으로

느껴질 수밖에 없다. 그리고 우리가 존중해야 할 범위에는 타인의 사생활이나  

개인적인 공간부터 재산, 관점, 철학, 종교, 성별, 나이

그리고 성격이 모두 포함된다는 점을 명심하자.

오늘날 프로의 세계는 단순한 업무 성과를 뛰어넘는 무언가를 요구한다.  

이런 환경에서 살아남아 성공하고 싶다면, 새로운 근 무 환경에 휘둘리지

않기 위해 자기 중심이 단단히 잡힌 태도로 일관하는 자세가 더없이 중요하다.

 점점 더 삭막해지고 데이터 중심으로 유지되는 회사생활에서 과거에나

지금에나 변함없이 강조되는 것은 품격을 잃지 않은 태도라고 할 수 있다.

 

​경청은 자신의 감정을 잠시 옆으로 밀어두고 상대방의 생각과 감정에 온전히

흡수되는 행위이다. 그렇다고 해서 상대방의 의견에 반드시 동의해야 하는 것은 아니다.

때로는 귀 기울여 듣는 것만으로도 충분하다.

경청이란 상대방에게 온전히 집중하고 더 많은 이야기를 이끌어내며

상대방의 감정에 공감하고 최선을 다해 그를 돕겠다는 태도를 내비치는 것이다.

예의 바른 행동이 주는 가장 큰 보상은 예의 그 자체다. 태도가 좋으면

다른 사람들과의 관계가 크게 나아진다. 하지만 그보다 더 중요한 보상은

바로 자기 자신과의 관계가 나아진다는 것이다.

이것은 어떤 관점에서 보아도 무조건적인 성공이다.​

과학잡지 뉴턴 중학생과학잡지 Newton 뉴턴 2018.5

Newton 뉴턴 2018.5
뉴턴 편집부 지음 / 아이뉴턴(월간지) / 2018년 4월

중학교 교과연계 과학잡지 뉴턴

과학의 지식과 정보를 깊이 있는

설명과 생생한 사진으로 보여주고 들려주어요. 

뉴턴 그래픽잡지, 과학 단행본  Newton 뉴턴 2018.5 

「휘어진 세계의 수학」

뉴턴코리아

 

알면 알수록 더욱 더 궁금해지는 과학의 세계

중학생과학잡지 뉴턴으로 보면 궁금증을 해결할 수 있어요.

이번 과학월간지 5월호에서는 

기본부터 알 수 있는 양자 컴퓨터,

휘어진 세계의 수학, 태양의 이변이 일어나고 있다,

'거짓 기억'의 심리학 등과 같은 정보를 담고 있으며

중,고등학생이 보면 좋은 천문학, 재료 공학, 유체 역학, 

의학, 생명 과학, 천문학, 생물학, 지구과학, 고고학, 물리학

의 과학지식을 담아 폭넓은 배경지식을 쌓을 수 있도록 해줍니다.

과학잡지 뉴턴에서 알려주는 생활 주변의 과학

거칠어지는 손

왜 손가락 끝이 갈라질까? 예방법은?

날씨가 추울 때는 손톱 주변의 피부가 벗겨지는 

'거스러미'나 손가락 등의 피부가 갈라져 트는 등

손이 거칠어지고 건조해져서 고민인 사람들이

많습니다. 뉴턴의 '생활 주변의 과학'에서는 이러한

증상이 왜 나타나는지 과학적으로 설명을 해주고 있어요.

일생 생활과 관련된 과학으로 흥미를 더 갖게 만드는 코너네요.

중학생과학잡지 뉴턴에서는 세계 여러나라의 멋진 절경을

4page 되는 분량으로 보여주고 있어요.

직접 가서 보지는 못했지만 뉴턴 과학잡지를 통해

어느 나라에 멋진 절경이 있는지 눈으로 감상해 볼 수 있어요.

과학잡지 뉴턴 2018.5 Newton Special 

양자의 세계 제3회

'기본부터 알 수 있는 양자 컴퓨터'에 대한 내용을 다루고 있어요.

양자 컴퓨터가 실현되면 기존 컴퓨터보다 압도적으로 빠른 계산

속도로 여러가지 문제를 풀 수 있다고 기대된다고 합니다.

그래서 IBM이나 Google 등 세계적인 기업이 앞다투어

양자 컴퓨터의 개발을 진행하고 있어요.

양자의 세계 제3회에서는 '양자 컴퓨터'의 기본적인 메커니즘과

그 응용 사례 앞으로으 과자와 관련된 4차 산업혁명과 

관련된 내용을 소개해 주고 있습니다.

양자 컴퓨터는 0과 1을 동시에 취할 수 있는 특수한 '양자 비트'를

사용해 계산한다. 그에 따라 기존 컴퓨터로는 엄청난 시간이 걸리는 

계산을 짧은 시간에 처리할 가능성이 있다.

현재 빛이나 초전도 회로 등 몇 가지 방식의 양자 컴퓨터가 개발되고 있다.

양자 컴퓨터의 능력을 발휘하려면 양자 알고리즘이 필요하다.

1985년에 양자 컴퓨터의 기본 원리가 제안된 시점에서는 그 능력을

살릴 양자 알고리즘은 발견되지 않았다.

1994년에 양자 컴퓨터의 강점을 살릴 수 있는 실용적인 알고리즘이

제안되었다. 미국의 수학자 피터쇼어가 발견한 '쇼어의 알고리즘'이다.

쇼어의 알고리즘은 양자 컴퓨터에서 인수 분해를 효율적으로 하기 위한 것이다.

인수 분해는 자릿수가 커지면 필요한 계산 시간이 폭발적으로 늘어난다.

쇼어의 알고리즘을 사용하면 그 계산 시간이 극적으로 단축될 수 있다.

현재까지 적어도 60종 정도의 양자 알고리즘이 고안되어 있으며,

현 단계에서는 실현된 양자 비트의 수가 적지만 실제로 양자 컴퓨터가

제작되어 이용할 수 있게 되었다. 

과학잡지 뉴턴 2018.5 Newton Special 

불가사의한 기하학 제2회

'휘어진 세계의 수학'

삼각형의 내각의 합은 180°. 원주율π는 3.141592.......

누구도 의심하지 않는, 도형과 관련된 '상식'이다.

그러한 이러한 도형의 상식이 들어맞지 않는 불가사의한 세계가 존재한다.

그 불가사의한 세계는 천재 물리학자 아인슈타인이 '일반 상대성 이론'을

만들어 내는 계기도 되었다. 

우주의 수수께끼 규명에도 큰 역할을 하는 '휘어진 세계'의

불가사의한 수학에 대해 알아본다.

평평한 면의 곡선 위를 일정한 속도로 이동하면 수평 방향으로

원심력을 느낀다. 한편 직선 위를 이동할 때는 원심력을 느끼지 않는다.

휘어진 면의 '직선'이란, 그 선 위에서 이동할 때 원심력이 항상

'면에 수직인 방향'으로 생기는 선(측지선)이라고 할 수 있다.

구면에서는 대원이 측지선이며 직선으로 간주된다. 

평평한 면의 측지선은 두 점을 최단 거리로 잇는 선 1개뿐이다.

일반적으로는 '두 점을 최단 거리로 잇는 선'이 직선이지만,

휘어진 면에서는 '측지선'을 직선으로 생각한다.

지구의 표면을 잘라 내어 전개도를 만들려고 해도,

절대로 평면에 꼭 붙일 수는 없다.

구면에서는 모든 점에서 곡률이 양으로 일정하다.

그래서 아무리 자르는 방식을 연구해도 반드시 공중으로 떠오른다.

구에 한정되지 않고 휘어진 면은 평평한 전개도를 만들 수 없다.

전개할 수 없다는 사실이, 휘어져 있는 증거라고도 할 수 있다.

'슈퍼플레이어'의 위협과 약해지는 태양의 활동

'태양에 이변이 일어나고 있다?'

언제나 변함없이 계속 빛나는 것처럼 보이는 태양도

때로는 거대한 폭발을 일으키고 때로는 잠든 것처럼

온수해지는 등, 그 활동 상황이 크게 변한다.

최신의 태양 연구에 따르면 지구에 세계 규모의 통신 장애와

정전을 일으킬 수 있는 '슈퍼플레어'라는 초거대 

폭발이 일어날 가능성이 있다.

한편 현재의 태양은 그 활동이 200년에 한 번이라고 할

정도로 약해지고 있다. 과거에 태양 활동이 극단적으로 약했을 때는

지구 규모로 한랭화가 일어났다. 

태양의 이변은 지구의 기상에 어떤 영향을 미칠까?

격변하는 태양과 지구에 미치는 영향에 대해 소개한다.

플레어의 에너지원이 되는 흑점은 어떻게 해서 생기는 것일까?

태양은 그 자체가 븍극과 남극을 자기권으로 한 거대한 자석이다.

흑점을 만드는 자기장은 근본을 더듬으면 그 남북을 관통하는

자기장이라고 생각된다.

흑점은 나타나고 사라지기를 되풀이하는데, 그 수가 많은 시기와

적은 시기가 있다. 흑점이 늘어나면 플레어의 수도 늘어나고

태양 활동이 활발해지기 때문에 흑점의 수는 지표라고 한다. 

지구의 자전 주기는 어느 위도에서나 변함없이 하루(24시간)이지만,

가스 덩어리인 태양은 적도에 가까운 곳일수록 빠르게 자전한다.

이것을 '차등회전'이라고 한다. 태양 내부의 자기력선 다발은

이 자전에 끌려 몇 겹이나 휘감긴다. 이러한 자기력선 다발이 차츰

떠올라 태양 표면에서 튀어나옴으로써 흑점을 만든다.

'거짓 기억'의 심리학

당신의 기억도 '환상'일 수 있다. 

거짓 기억의 이미지는 가족이나 친구와의 만남을 이야기 할 때,

그 장소나 함께 있었던 인물 등에 대해 일치하지 않은 경우가 흔히 있다.

이처럼 어떤 기억이 사실이 아닌데도 정말로 경험한 일처럼 느껴질 때가 있따.

이른바 '거짓 기억'이며, 심리학에서는 이 현상을 '허휘 기억'이라고 하며

누구에게나 일어난다고 한다.  

기억은 결초 '본 대로, 들은 대로 남아서 나중에 정확하게 재생할 수 있는 기능'이 아니다.

기억은 이따금 잘못 기록되어 '거짓말을 하는'경우가 있다. 

기억이 잘못되기 쉽다는 점은 현대 사회에서도 심각한 문제가 되고 있다.

예를 들어 기억에 근거한 '목격 증언'은 일반적으로 생각하는 것만큼 정확하지 않다.

미국에서는 사후 DNA 감정을 통해 억울한 죄로 판정한 300명의 재판 중

적어도 70%에서 사실과는 다른 목격 증언이 유죄의 근거였다는 보고가 있다.

돌발적으로 맞닥뜨리는 강도 사건과 같은 경우에는 놀라움과

공포감이 엄습한다. 그런 상황에서는 '흉기 주목 효과(터널시각)'라는

현상이 일어난다. 이 현상은 흉기에 강하게 주목된 나머지,

범인의 얼굴이나 복장 등의 배경 정보가 제대로 지각되지 않고

급기야 제대로 기억되지 않는 것을 가리킨다. 

긴장감이 너무 강하거나 약해도 기억력이 낮아진다는 사실이 알려져 있다.

그래픽잡지 뉴턴 Nature View 어둠 속의 어린 물고기들

칠흑 같은 어둠에 섞여 나타난 치어들. 뭉뚱그려 치어라고 부르는 일이 많지만,

전문적으로는 태어난지 얼마 안 된 새끼 물고기인 '자어'와 그런 다음 조금 

성장한 어린 물고기인 '치어'로 구분된다. 바다에 들어가지 않는 사람은

물론 다이버조차도 보통은 접할 수 없는 어린 치어의 세계,

뉴기니섬의 북쪽에 있는 팔라우 공화국의 바다에서 포착한 치어들의 삶을 소개한다.

이미지로 보이는 투명하고 얄판한 이것은? 곰치과의 유생이다.

독곰치 등 곰치과가 속한 뱀장어목 어류는 일정 기간 이처럼 투명한 유생기를 거친다.

탐사선 MRO가 궤도상에서 포착한 고해상도 영상

화성이 만든 기묘한 지형

MRO(화성 정찰 궤도선)은 화성 표면에서 약 300km 상공을 선회하는

NASA의 탐사선이다. MRO에 탑재된 고해상도 카메라 'HiRISE'는 화성의 표면을 

선명하게 포착해 그 영상들을 지구로 보내고 있다. 

 

중학생 과학잡지 뉴턴 그래픽잡지를 보며 신기해 하는 아이,

어려운 수학이야기도 있지만 흥미로운 과학이야기가

많아서 시간가는 줄 모르고 보게되네요. 

이번 5월에 출간된 과학단행본 뉴턴은

수학의 세계와 태양계, 인간의 기억력 신비한 현상에

대한 관련된 정보를 보여주고 들려주고 있어요.

과학잡지 뉴턴을 통해서 다방면에 대한 과학지식을 얻을 수 있어

전문적은 지식으로 접할 수 있어 아이의 과학수준도 올라가는 것 같습니다.

내 안의 우주, 입속에서 시작하는 미생물 구강건강도서

입속에서 시작하는 미생물 이야기 - 내 안의 우주
김혜성 지음, 김각균.천종식 감수 / 파라사이언스 / 2018년 4월

인간과 과학은 그 무수한 변수들을 모두 해독할 수 있을까?

생명은 알고리즘이기 때문에 그럴 수 있을 것이라는 사람도 많지만,

나는 그러기는 어려울 것이라고 본다.

생명은 정태적인 알고리즘이라기보다는 끊임없는 보완으로

환경에 능동적으로 반응하며 진화하는 동태적 진행형이다.

하지만 지금은 입안에서 생명의 우주를 본다.

미생물의 세계가 그렇다. 세포, 그 세포에 들어 있는 핵,

그 핵에 들어 있는 유전자가 그렇다.

또 DNA에 보관되어 있던 유전자가 RNA에 복사되고,

그것으로 단백질을 만든다는 생물학의 중심 도그마가 그렇다.

그 생명과정에 영향을 미치는 무수한 변수들이 그렇다.

내 안의 우주

「입속에서 시작하는 미생물」

김혜성 지음 / 파라사이언스

 

혼자서는 산에서 맞닥뜨리는 멧돼지 한마리도 무서워하는

인간이 사회라는 공동체 속에서는 협업으로 무소불위의 힘을 만들어

이 지구를 접수했듯이 미생물도 공동체를 이뤄 생존력을 더 높인다.

이것이 세균 입장에서 보면 혹독한 환경일 항생제에도 살아남아

슈퍼박테리아로 재탄생하는 이유이기도 하다.

38억 년 전 태초의 생명 탄생부터 지금까지 미생물들이

이 지구에서 버틸 수 있는 힘이 거기서 나오지 않았을까 싶다.

어쨌든 미생물의 세계를 들여다 보면 늘 새로움 그 자체다. 

입안은 통증에 민감할 수밖에 없다.

예민한 혀는 조미료와 요리과정의 작은 차이를 바로 탐지해낸다.

입안이 예민하다는 것은 주관적 감각에 그치는 것이 아니다.

여기에는 과학적 근거가 뒷받침된다.

'입안의 혀처럼 군다'는 말이 있듯이,

예민한 혀는 입안에서 참 많은 일을 알아서 해준다.

일단 혀는 맛을 알게 한다.

쓴맛, 단맛, 짠맛은 혀가 없으면 알 수 없다.

입안에서 많은 일을 하는 혀에는 세균도 많이 산다.

입안은 늘 습기가 많고 주기적으로 음식물이 들어가는데다

혀등은 표면이 오톨토돌해서 세균이 붙어 살아가기 좋은 서식처가 된다.

세균과는 다른 미생물이 혀를 괴롭히는 경우가 있다.

곰팡이 감염으로 생기는 캔디다증은 혀가 헐고 허연 막이

형성되게 하는데, 이럴 땐 아프고 후끈거리는 열감이 있다.

또 혀는 구강암이 발생하는 주된 장소이기도 하다.

 

혀와 달리 움직임이 자유롭지 않고 턱의 움직임에 의존하는

치아 역시 여러 기능을 한다.

치아의 최우선 임무는 씹는 것이다. 열심히 물고 뜯고 씹어야 한다.

단단한 치아 표면은 미생물에게도 중요한 의미를 갖는다.

미생물이 우리 몸에서 좋든 나쁘든 어떤 역할을 하려면 어딘가 붙어 있어야 한다.

피부나 구강과 장의 점막등 어디라도 좋다.

치아는 구강의 중심일 뿐만 아니라 미생물의 입장에서 보자면

우리 몸 바이오필름의 중심이다. 그래서 피아는 바이오필름 관리가

필요한 곳이기도 하다.

먹는 것은 음식과 함께 들어오는 외부 미생물을 몸안으로

받아들이는 과정이기도 하다. ​

침에 포함된 세균들은 감염의 원인이 되며, 잇몸병과 충치를 만들고

신경치료 후에 염증이 생기게 하고,

임플란트와 뼈의 접합이 실패하는 원인이 되기도 한다.

침이 마르면 점막끼리 부딪쳐 상처가 생기고 바짝 마른 혀도 헐게 된다.

이런 상태에서 음식이라도 들어가면 또 상처가 생길것이다.

침은 입안에서 이런 일이 생기지 않도록 윤활유 역할을 한다.

입안을 늘 부드럽게 윤활해서 이와 볼과 혀가 부드럽게 서로

맞물리면서 제 할 일을 하게 돕는다.

또 침은 이를 도와 음식이 더 잘게 쪼개지게 한다.

침 속의 소화효소와 음식물이 잘 섞여야 위와 장에 부담을

덜 주면서 흡수가 된다.

침의 역할은 이것만이 아니다. 침은 입안을 늘 씻어주면서

충치나 잇몸병을 덜 생기게 한다.

침이 하는 일 가운데 가장 중요한 것은 항균이다.

 

아밀라아제는 침 속에 포함된 탄수화물 분해 효소이다.

입 주위에 분포하는 침샘에서 만들어 침과 함께 입안으로 내보낸다.

몸속 소화기에서는 췌장이 만들어 소장으로 보내기도 한다.

아밀라아제가 없다면 탄수화물은 아무리 오래 두어도 쪼개어지지 않는다.

아밀라아제는 인류가 사회적 공동체를 이루는 데도 기여했다.

미생물들도 아밀라아제를 만든다. 아밀라아제를 만드는 미생물은

우리가 상상 이상으로 다양하다.

화학의 역사에서 우리 몸에 무수히 많은 효소 중 가장 먼저

발견되고 분리 정제 된 것이 아밀라아제이다.

그 덕에 우리가 속이 더부룩할 때 먹는 소화제에 아밀라아제가 포함되었다.

구강은 우리 몸 상태가 단적으로 표현되는 예민한 곳이고,

치아라는 우리 몸에서 가장 단단한 조직이 기둥처럼 버티고 있는 곳이다.

침 한 방울로 온몸을 볼 수도 있고, 침 속의 아밀라아제라는 효소는

현생 인류에게 가장 위대한 돌연변이로 꼽히기도 한다.

최근 들어서 치석을 이용해 인류의 진화를 추적하는 연구도 진행되고 있다.