###### tags: `쿼토` `2024 과학문명사` `세종과학예술영재학교`
https://hackmd.io/
# 1차시 (세종과학예술영재학교)
- 지구과학 교사 곽승철

# 수강자
- 1반

| 강민범 | 김태윤 | 장신우 | 김태환 | 원현석 | 최원영 | 손승현 | 박건영 |
|:-------:|:-------:|:-------:|:-------:|:-------:|:-------:|:-------:|:-------:|
| 30101 | 30204 | 30211 | 30305 | 30405 | 30414 | 30509 | 30605 |

# Markdown 글쓰기 관련 링크
- Markdown 문서: https://hackmd.io/
- Markdown 표: https://tableconvert.com/markdown-generator
- 수식: https://latexeditor.lagrida.com/
- 도표(diagram)/작업흐름도(flowchart): https://mermaid.live/
- 그래프
-- plotly studio: https://chart-studio.plotly.com/create/
-- desmos: https://www.desmos.com/
- 텍스트2이미지:
-https://www.bing.com/images/create

# 야밤의 공대생 만화 : https://www.facebook.com/engineertoon

# 강민범
- <span style="color:blue">과학이란 무엇인가</span>
-- 우리 주변에는 여러 가지의 현상들이 일어나고 있다. 의자를 끌 때 나는 소리나 핸드폰의 충전 같은 사소한 것들뿐만 아니라 북극에서 보이는 오로라나 화산 폭발등과 같은 거대한 자연 현상들도 있다. **이러한 자연 현상들을 체계적으로 정리하고 설명하기 위해서 인간의 논리대로 정리하고 분석한 것이 과학이라고 할 수 있다.** 인간은 자연 현상들을 자신들의 지식으로 이해하기 위해서 과학 이론을 만들었고, 현재까지 이 이론들을 바탕으로 다양한 창작물들을 만들고 있다.
일반적으로는 과학은 그저 과학자같이 관련된 사람만이 자세히 다루는 분야라고 생각할 수도 있다. 하지만 위와 같은 과학의 정의에 따르면 실생활에서 일어나는 거의 모든 현상들은 과학으로 설명이 가능하며, 단지 실생활에서는 이러한 과학적 원리들을 언급하지 않거나 신경쓰지 않는 경우가 대부분일 뿐이다.
일반적으로 이러한 과학 이론을 만들어내는 과정에서는 인간의 관찰이 가장 중요하다. 여러 현상들의 공통점을 분석한 뒤, 이러한 것들을 바탕으로 기본적인 이론을 만들고 이 이론을 새로운 현상에 대입하여 또다시 새로운 이론을 만들어낸다. 그리고 이렇게 정리된 이론을 바탕으로 인간들은 자신들만의 창작물을 만들어 다양한 분야로 발전시켜나간다.
사실상 인간을 역사시대 이전인 선사시대부터 과학을 이용하고 있었다. 과거의 조상들은 여러 가지의 현상 속에서 관찰된 원리들을 이용해서 이를 실생활에 이용하기도 했었다. 단지, 그 당시에는 오늘날의 과학처럼 체계적으로 정리된 개념이 없었을 뿐이다. 불을 다루는 과정이나 고인돌 또는 피라미드 같은 건축물을 만드는 과정 모두 과학적인 원리가 이용되었지만 그들은 그것을 과학이라고 생각하지 않고 오직 그들의 경험과 발상으로 행동하였던 것이다. 여기서도 알 수 있듯이, 오늘날의 인간은 자연 현상들을 과학이라는 자신들만의 개념으로 정리한 뒤, 이 개념을 자신들의 생활에 이용하면서 발전해 온 것이다.
- --

# 김태윤
- 과학이란 무엇인가
- 우리는 학교 수업을 비롯한 다양한 과정을 통해 과학을 물리학, 화학, 생명과학 및 지구과학으로 나누어 배운다. 이 4가지 과목은 다른 과목으로 불리면서도 비슷한 내용이 더러 존재하기도 하고, 다른 과목으로부터 도움을 받기도 한다. 과학이란 무엇일까? 과학은 사물의 구조, 성질, 법칙 등을 관찰 가능한 방법으로 얻어진 체계적이고 이론적인 지식의 체계를 말한다. 앞서 언급한 4가지의 과목 모두 자연의 섭리를 탐구하되, 관심을 두는 분야가 다를 뿐이다. **따라서 과학의 본질은 과학을 분류하는 것이 아닌 현상에 의문을 갖는 것에 있다.** 과학은 인간을 넘어, 자연의 형태를 탐구하는 학문이다.
우리는 우리가 살고 있는 세상에 대해 정확히 알고 있는 것은 단 하나도 없다. 어디에서 인류가 시작되었는지, 인류의 출현 이전 세상에는 어떤 것이 존재했는지 우리는 지금 당장 알 수 있는 방법이 없기 때문이다. 어떤 시대든지 인류는 인류와 자연, 우주를 넘어서는 공간에 의구심을 가졌을 것이고, 수많은 기록과 관찰을 통해 과학은 지속되었다. 물론 과학사를 들여다 보면, 현대 과학을 갖춘 시선에서 보았을 때 옳지 못한 주장을 내세우는 과학자들도 더러 있다. 대표적으로 아리스토텔레스가 주장한 4원소설과 프톨레마이오스가 주장한 천동설 등이 있다. **그럼에도 우리가 과학사를 배워야 하는 이유는 과학의 발전 없이는 지금의 과학기술이 만들어질 수 없기 때문이다.**

# 장신우
- 과학이란 무엇인가
- 과학의 사전적 정의는 진리나 법칙의 발견을 목적으로 한 체계적인 지식으로 넓은 뜻으로는 학을 이르고 좁은 뜻으로는 과학을 뜻한다.
과학은 자연현상과 현상의 원인, 구조, 규칙을 이해하기 위해 체계적이고 철학적으로 탐구하는 학문으로 관찰, 실험, 추론, 이론구축 등의 방법을 이용하여 현실세계를 설명한다. 이를 통해 인간의 지식과 기술을 발전시키는데 기여한다.
과학의 중요성은 크게 두가지로 나타난다. 인류의 지식을 확장하는 것과 기술혁신을 통해 성장에 기여하는 것이다. 지식의 확장은 철학적으로, 기술혁신은 경제적인 관점에서 바라볼 수 있다. 과거의 과학은 철학적인 관점에서 바라보았다면 현대에는 경제적인 관점에서 바라본다. 실제로 많은 선진국들이 과학적 발견을 토대로 산업과 기술을 혁신하였다.
그렇다면 어디까지 과학이라고 인정해야할까? 과학은 사전적 의미처럼 새로운 지식을 발견하는 행위이다. 경제 발전이나 물질적 풍요 등의 현실적 목적성을 담고있지 않다. 인류의 지식 확장이 과학이라고 할 수 있고 기술혁신을 통해 성장에 기여하는 것은 의도하지 않은 결과이다. **물론 그렇다고 과학과 인류의 현실이 무관한 것은 아니지만 과학적 발견과 그 활용이 무조건 인과관계를 따르는 것은 아니다.** 오히려 우연이 많이 개입된다. 무언갈 발견하더라도 당시에는 어디에 쓸 수 있는지 알 수 없는 경우도 많다. 그렇기 때문에 **과학 자체는 자연을 이해하는 행위만을 과학이라고 보아야 한다.**

# 김태환
- 과학이란 무엇인가
- 과학의 사전적인 정의는 다음과 같다. 세계의 구성, 변화 등에 관한 합리적인 이해를 목적으로 수학과 실험의 방법을 이용하여 수행하는 지적 탐구활동 또는 그 결과물로서의 학문이다. 이 정의로부터 과학의 정의에는 그 탐구과정과 결과물을 둘 다 내포하고 있다고 생각할 수 있다. 나는 추가적으로 그 결과물을 활용하여 우리 생활에 윤택함을 주는 기술도 결국 과학의 탐구 과정을 통하여 만들어졌기 때문에 이까지도 과학이라고 볼 수 있다고 생각한다.
이러한 **탐구과정을 통해 세상의 작동 원리를 알아내고 이를 응용하는 과정은 모두 과학으로 볼 수 있다**고 생각한다. 이 과정은 근본적으로는 관찰을 통해 이루어진다고 생각한다. 관찰을 통해 세상을 움직이는 규칙을 찾아내는 일이기 때문이다

# 원현석
- 과학이란 무엇일까?
- 과학이란 무엇일까? 위키백과에 들어가서 과학이라는 단어의 뜻을 찾아보면, 과학은 보편적인 진리나 법칙의 발견 목적으로 하는 체계적 지식을 의미한다고 한다. 즉, 과학은 우리가 살고 있는 세상에서 어떤 규칙을 찾아가는 학문이라고 볼 수 있다.
과학의 시작은 흔히 철학에서 왔다고 한다. 이 점에서 우리는 과학이 세상에 규칙을 찾아가는 학문이라는 점을 엿볼 수 있다. 철학은 어떻게 발전했을까? 철학의 발전은 나 자신을 탐구하고, 나 주변의 것들의 이치와 논리를 생각하면서 발전했다고 생각한다. 실제로 과거 철학자들의 생각은 주로 나 자신과 주변을 정의하고 있다. 나 자신의 존재를 탐구, 신앙에 대한 생각, 인체에 대한 탐구를 위한 해부 모두 이 세상의 이치와 논리를 궁금해하던 철학자들에게서 나온 것이다. 한때 철학의 하위 분류로 여겨졌던 과학도 마찬가지다. 우리 주변에서 궁금했던 점, 우리가 믿고 싶었던 점들을 증명해 나가면서 과학도 발전했다.
그렇기에 하는 과학을 호기심이라고 생각한다.
호기심과 관심이 없으면 과학이 발전할 수 없다. 이 점은 발명과도 비슷하다. 발명을 하기 위해선 우선 첫번째로 문제 상황에 대한 인식이 필요하다. 이 인식이 없다면 우리는 현재 삶에 적응하며 살아갈 것이고, 아무런 문제를 느끼지 못한 채로 살아갈 것이다. 하지만, 우리가 여기서 어떻게 하면 더 나은 상황으로 나아갈 수 있을지에 대한 호기심과 관심이 새로운 발명, 과학의 발견을 이끌어 낸 것이다.
현대에 들어서 과학은 단순한 발견을 넘어 창조의 영역으로 넘어가고 있다고 생각한다. 초전도체나 인공원소등 우리가 자연에서 발견한 것을 토대로 한 것이 아닌 우리의 호기심에서 나온 것들을 현실로 가져오기 위한 논리를 만들어내고 있는 것이다. **이러한 무궁무진한 호기심이 현재 과학을 이끌어 왔고, 과학에 대한 답변이라고 볼 수 있을 것이다.**

# 최원영
-과학이란 무엇인가?
과학이 무엇인지는 고대 그리스에서 부터 고민되어왔다. 그리스의 자연철학자들과 의약사들은 자연에 대한 신화적 해석과 자신들의 방법론을 구분하려고 했다. 아리스토텔레스는 과학적인 것은 원인에 대해 다루어야 하고, 논리적 증명을 해야하며 특수한 대상으로부터 보편적인 특성을 식별해야한다고 말했다.
과학의 사전적 정의는 "보편적 진리나 법칙의 발견을 목적으로 하는 체계적 지식"이다.(Oxford Languages) 그렇기 때문에 수학과 철학도 과학이라고 볼 수도 있고, 실제로도 형식과학으로 분류된다. 그러나 수학은 실험을 통해 결과를 도출하지 않고, 한번 참으로 밝혀진 명제는 반증될 가능성이 없기 때문에 일반적으로 자연과학이라 부르는 학문과는 다르다.
결국 과학이 무엇인지에 대해 고민하는 이유는 종교등의 비과학과 보편적으로 현제 과학이라 부르는것을 구분하기 위해서라고 생각한다. 따라서 과학이란 무엇인가를 정의하기 위해서는 현제 보편적으로 과학이라 부르는 학문의 공통적인 특징을 알 필요가 있다.
화학, 물리학, 지구과학등의 자연과학의 공통적인 특징은 무언가를 검증하기 위해 과학적인 방법으로 실험을 한다는 것이다. 여기서 과학적인 방법이 무엇인지도 정의를 해야겠지만 일단 넘어가겠다. 다시 말하면 자연과학의 공통적인 특징으로는 실험을 통해 어떤 명제가 참인지를 증명한다는 것이있다. 여기서의 증명은 수학에서의 증명과는 다르다. 다른 반례가 나온다면 언제든지 참이 아니라는 것이 반박될 가능성이 존재한다.
보편적으로는 과학적 탐구방법을 통해 지식을 얻는것을 과학이라고 볼 수 있겠지만 필요에 따라서는 수학이나 철학등도 과학이라고 말하기 위해 아리스토텔레스가 말한것과 비슷한 기준을 적용할수도 있다고 생각한다.

# 손승현
- 과학이란 무엇인가?

사전적 정의에 의하면 과학이란 관찰과 실험을 통해 세상이라는 체계 그리고 세상의 흐름을 이론을 통해 설명하는 학문이다. 이 과학은 순수과학, 사회과학, 형식과학, 응용과학으로 나눌 수 있다. 이들은 모두 과학이라는 이름을 가지고 있지만 자연과학의 경우에는 자연현상을 관찰하고 이를 통해 이론을 수립하고 사회과학은 자연현상이 아닌 사회에서 발생하는 현상에서 세계를 해석하는 과학 등등 방법의 차이, 관점의 차이가 존재한다. 서로 다른 과학이더라도 이를 꿰뚫는 하나의 과학적 사고방식이 있다. **어떤 현상을 통해 가설을 세우고 이를 이론적으로 아니면 실험적으로 어떻게든 증명하여 세상을 설명하는 것이다.**

하나의 관통하는 방법이 이렇게 세분화된 이유에는 과학이라는 학문의 역사 때문이라고 생각한다. 과학이 처음 대두되기 시작한 것은 고대 그리스 시절이다. 이때 이들은 과학을 자연철학으로 분류하였다. 자연철학이라는 학문은 모두 관찰에서 비롯된 의문점들이 구성하게 된다. 예를 들면 “세상이란 무엇으로 이루어져 있는가?”, “지구는 어떤 모양일까?” 등이 있었을 것이다. 이러한 질문들을 해결하는 방법은 여러 방법이 있었을 것이다. 예를 들면 세상의 구성 물질에 대해서는 이론적인 추측을 통한 설득, 지구의 모양에 대해서는 실험적인 결과 말이다. 하지만 이들의 목적은 이 의문을 푸는 것이었으며 그렇기에 이렇게 시작된 과학이라는 학문은 하나의 공통적인 뿌리를 가지고 있지만 어떤 분야에서 어떻게 세계를 이해하는가에 대한 관점의 차이 때문에 차이가 생기게 되었다. 우리가 흔히 아는 데이터베이스를 통한 자연과학이 체계화된 것은 프랜시스 베이컨으로부터 시작되었다고 생각한다. 그러면 우리가 아는 과학이 절대적인 과학이라고 말할 수 있는가에 대해서는 회의적으로 생각하는 입장이다. 물론 실험보다는 논리가 더 중요시되긴 하였지만, 위에서 말한 자연현상을 어떤 방식으로든 증명하고 세계를 해석하는 메커니즘을 따르기에 이전에 행해진 자연철학도 과학이라고 생각한다.

# 박건영
- 과학의 정의
-타당한 논리를 바탕으로 진리를 추구하는 모든 과정을 과학이라고 정의할 수 있음
-그러기 위해서는 진리가 실재하는지에 대한 논의가 필요함
-과거에는 진리를 “통념”과 동일시했었음
-그러나 지동설이나 진화론같이 다양한 이론들을 접하면서 우리의 통념이 항상 맞지 않을 수 있음을 인지하게 됨
-따라서 **진리를 추구하는 것은 우리가 믿고 있는 모든 사실은 항상 반증 가능성을 동반할 수 있다는 것을 인정하는 과정**임
-그러나 이런 형식의 정의로는 과학의 정확한 경계를 파악하기가 어려움

- 과학의 기준
-과학의 정확한 경계를 파악하기 위해 변경 지대 과학의 예시를 생각해볼 수 있음
시뮬레이션 우주론: 우리가 살고 있는 우주는 실재하는 세계가 아닌 가상에서 구현된 시뮬레이션이라는 주장
이러한 변경 지대 과학은 현재 정확하게 참과 거짓임을 증명할 수 없다는 특징이 있음.
-그렇다면 **“참과 거짓임을 알 수 있는 명제"에 대한 탐구를 과학이라고 할 수 있을까?**
-이전에는 화학(연금술)도 참과 거짓임을 명확하게 구분할 수 없었음
-그러나 과학기술이 발전됨에 따라 화학도 과학 분야로 인정받게 됨
-따라서 현시점에서 과학 분야로 인정할지 말지는 참인지 거짓인지를 통해 알 수 있지만, 이것이 언제까지나 과학 일지는 파악할 수 없음.

# 자연현상에 대한 합리적인 이해 및 설명
- 자연현상은 겉보기에 매우 무질서하고나 임의적인 방법으로 발생하는 것처럼 보이나,
내면을 분석하면, 어떠한 **규칙성**과 **인과 관계**에 따라 일어남
- 자연 현상이 **어떻게 규칙적으로 발생**하며, **규칙성을 일으킨 원인**이 무엇인가를 밝혀내는 것은 자연 현상에 대한 합리적인 이해 및 설명에서 매우 중요함
1. 규칙성 : **운동방식**
- '자연 현상이 어떻게 규칙적으로 발생하며'를 일반화하면 현상이나 운동이 어떠한 방식으로 나타나는가의 문제(**How**-question: 운동방식의 문제)에 해당한다.
2. 인과관계 : **운동원인**
- '규칙성을 일으킨 원인이 무엇인지 밝혀내는 것'은 현상이나 운동이 왜 일어나는가의 문제(**Why**-question: 운동원인의 문제)에 해당한다.

# 과학이란 무엇인가?
- 자연현상에 대한 합리적인 이해 및 설명

1. 객관적이고 신뢰할 수 있는 **실험 절차와 방법**
2. 일반적인 규칙성 혹은 인과관계를 담고 있는 이론적 법칙적 주장을 도출해 낼 수 있는 **합리적인 추론 절차와 방법**
3. 추론과정을 통해 획득된(가설적 수준의 추상적인) 이론들은 경험적인 관측자료들을 통해 **검증가능해야함**

# 근대 과학의 기원 : 체계적이고 합리적인 분석의 시작

## 서양의 경우 : 고대 그리스(기원전 6~5세기)의 자연철학

1. 탐구방향 : 자연 현상을 설명하는 근본적인 태도나 접근 방법
- 단순한 자연 현상을 개별적이고 우연한 것으로 보지 않음
- 보편적이고 본질적인 차원에서 그것이 '왜' 그리고 '어떻게 일어나게 된 것인지 설명하려 함
- 세계를 구성하는 근본 요소는 무엇인가?
- 그러한 요소들은 어떻게 세계의 다양한 변화(현상)을 일으키는가?
- 운동의 방식(How-question: 운동방식의 문제)과 원인(Why-question: 운동원인의 문제)을 규명하려는 오늘의 과학적인 분석태도와 잘 부합

데모크리토스로 대표되는 원자론자들
- '더 이상 쪼갤수 없음'의 의미를 지닌 '원자'의 개념을 등장시킴
- 세계를 구성하는 가장 작은 알갱이로 간주하고, 
  이 원자들의 다양한 방식에 의거한 결합이 세계의 다양한 변화(자연 현상)을 일으킨다고 생각함
- 자연현상을 물질의 운동과 동일시하고, 
  문제의 물질이 어떤 원인에 의해 어떤 방식으로 운동하는가를 분석함으로써 
  자연 현상을 설명하려함.

2. 합리적인 방법론의 적용
- 자연에 대한 보편적이고 본질적인 이해와 주장으로부터 개별적인 현상을 이해하는데 필요한 사고의 합리적 방법을 제안
- 원리 혹은 이론에 대한 추론 과정이나 이론의 진위를 결정할 경험적 검증과정에 합리적인 방법을 적용한 것(귀납적 추론이나 연역적 추론)

3. 그리스의 자연철학과 근대 과학의 차이
- 원자들의 결합이 구체적으로 어떻게 이루어지며, 그것이 자연 현상과 구체적으로 어떻게 연결되는가 등의 문제에 있어 근대 과학의 주장과 차이가 있음
- 추상적인 개념 체계의 사용과 다른 잘못된 내용(주장)을 담고 있음
- 그러나, 탐구 기술의 발전과 재해석 과정을 통해 충분히 해명될 수 있는 문제임

## 동양의 경우 : 고대 인도와 중국 문명
### 고대 인도문명
- 독자적으로 4원소설과 원자론을 주장
- 자연현상에 대한 설명에 적용하였고, 천문학에 필요한 수학(십진법, 천체의 운동 계산에 필요한 삼각법 등)이 일찍 발전하여 천문현상에 대한 체계적인 분석이 상당한 정도로 이뤄짐
### 고대 중국문명
- 음양오행설에 기초한 자연 철학이 등장하여 자연현상을 설명하는데 적용됨
- 현상을 자연의 어떤 근본 원리에 의거하여 설명하려 했던 점에서 과학적인 사고 단계를 보임.

# 2차시 내용
- https://hackmd.io/@pJgRXXWZRheksYTbF-LM4g/rkcgEf3pp