Transcript “수학적” 방정식

예측 학문으로서의 자연과학
현재상태
t 0
원리, 법칙
(“수학적” 방정식)
미래(혹은 과거)상태
t0
측정을
통한
검증
초기조건
측정
대상
(object)
대상
(object)
예) 고전(Newton) 물리학
물체의 현재
위치와 속도
를 측정
Newton 운동법칙
시간 미분방정식
물체의 현재 위치와
속도를 예측하고
측정을 통해 검증
현재 위치와 속도를 정확히 알고 운동방정식을 풀 수 있으면
미래를 정확히 (정량적으로) 예측할 수 있다.
예) 양자 물리학
물체의 현재
양자상태측정
Schrodinger 방정식
시간 미분방정식
물체의 양자상태를
예측하고 측정을
통해 검증
예) 기상학
현재 기상의
초기조건
기상의 변화를
나타내는
시간 미분방정식
기상상태를 예측하고
측정을 통해 검증
예) 경제학(주가변동)
현재 주식시장의
다양한 초기조건
주가의 변동을
나타내는
시간 미분방정식
주가를 예측하고
검증
자연과학의 범위(scope)
1. 물리학(physics)
자연과학 중에서도 가장 기초가 되는 학문 (계층적으로 최하위)
기본적으로 “수학 (엄밀한 예측 가능)”을 언어로 하여 현상을 기술한다.
물리학의 범위 – 소립자 물리(0.000000000000001m 이하 크기의 세계)
에서 우주론(10000000000000000000000000m 크기의 세계)
물리학의 대상 – “모든 것(everything)” – 물질?
새로운 물리학 분야들 – 생물물리학(biophysics),
경제물리학(econophysics)
심리물리학(psychophysics)
사회물리학(sociophysics), 등
2. 화학(化學, Chemistry)
원자의 결합과 반응을 연구한다.
화합물이 모든 물체를 만들며 화학반응을 통해 환경의 변화가 생긴다.
오늘날의 가장 큰 산업의 대부분이 화학공업과 관련된다.
예) 석유, 정제, 농화학, 플라스틱 등
3. 천문학(天文學, Astronomy)
물리학의 형제학문, 우주 공간의 별, 행성, 그 밖의 물질을 연구한다.
4. 지질학(地質學, Geology)
우리가 사는 지구의 역사, 진화과정, 현재의 상태를 연구한다.
또한 다른 행성도 유사한 방법으로 연구대상이 된다.
5. 생물학(생물학, biology)
살아있는 시스템을 연구한다.
개체들의 미시적인 분자 규모로부터 거대한 생태계에 이르기까지
다양한 스케일에서 생명체를 다룬다.
미시세계로부터 우주로의 여행
우리의 삶의 터전 ‘지구’
M31 은하