이번 강연은, 물리학자 애런 오코넬의 양자 물리학에 관한 이야기 입니다. 양자역학 (Quantum Mechanics)는 정말 말만 들어도 어려워 보이죠. 하지만 강연에서 그는 양자역학의 개념을 누구나 알아들을 수 있도록 아주 간단히 소개를 하며 또 양자 현상의 한 단면을 시각화 하였던 자신의 시도를 소개합니다.


강연자는 자신의 뇌는 논리적인 동시에 직관적인 면을 고루 가지고 있다고 말합니다. 아시다시피 흔히 좌뇌는 논리적이고, 우뇌는 직관을 담당한다고 알려져 있죠. 보통 사람들은 자신이 논리적이다 혹은 직관적이다 라고 한 쪽으로 치우친 성향으로 표현하죠. 하지만 강연자는 어려운 양자물리학의 개념들을 연결짓기 위해서 논리적이여야 하고, 또 한편으로는 실험이 제대로 이루어지도록 직관적인 면도 있어야 한다고 합니다.

다시 이런 직관이 왜 필요할까요? 직관이라는 것은 경험으로 말미암아 얻게 됩니다. 직관이라는 것은 우리가 태어날 때부터 얻어지는 것이 아닙니다. 아기는 물건을 보고 만지고 경험하면서, '하나의 물체는 한 곳에 있구나' 라는 직관을 배웁니다. 양자물리학이 어려운 이유가 여기 있습니다. 양자물리학은 쉽게 말해 하나의 물체가 두 곳의 다른 장소에 있을 수 있다고 하는 것입니다. 하지만 우리는 이런 현상을 경험한 적이 없고 우리의 일반적인 직관과 완전히 반대되는 것입니다.

그러나 어느날부터 입자물리학자들은 원자보다도 작은 입자들을 연구하면서 얻은 자료들이 기존의 거시세계에서 사용되던 직관과 위배되는 경우를 많이 목격하게 되었습니다. 벽을 통과하거나, 두 장소에서 하나의 입자가 존재하거나 하는 것들이 확인되었습니다. 그래서 새로운 역학이 필요하게 되었고, 그 것은 지금 양자역학으로 불리고 폭넓게 연구되고 있습니다.

여기서 강연자는 하나의 의문을 갖습니다. "입자 세계에서 양자역학이 성립하면, 그 입자들로 이루어진 거시세계에서는 양자역학이 성립하지 않을까?" 라는 것이었지요. 그는 이 의문을 해결하기 위해 거시세계의 물체가 양자역학을 따르는 모습을 관찰하는 실험을 했습니다. 그가 만들어야 했던 장치는 그림과 같습니다. 

아래 사진은 위 사진을 확대 한 것이다. 아래 사진에 수영장 널뛰기 판처럼 생긴 것이 보인다. 이 작은 금속조각의 움직임이 이 실험의 관찰 목표이다.


비록 실험하는 대상이 현미경의 도움을 받아야 하는 마이크로 칩의 한 부분에 있는 금속 조각이지만, 여전히 거시세계의 역학법칙이 적용이 됩니다. 강연자는 이 금속으로부터 양자역학을 따르는 모습을 관찰하려면 특수한 환경을 갖추어 주어야 합니다. 마치 엘레베이터에 혼자 있을 때는 온갖 모습을 다 보이지만, 한사람이라도 들어온다면 혼자 있을 때와 다른 모습을 보이는 것처럼, 거시세계의 물체는 양자역학을 따르는 모습을 보여주려면 완전히 혼자 있어야 합니다. 그래서 저 마이크로 칩은 진공, 절대온도 0도, 그리고 암실과 같은 특수한 환경에서 관찰을 해야합니다. 

그렇다면 어떤 실험결과가 나왔을까요? 특수한 환경에 있는 금속조각은 매우 특이한 움직임을 보입니다. 먼저 가만히 정지하는 대신에, 확장과 수축을 반복하는 진동의 움직임을 보입니다. 게다가 살짝 건드려주면, '진동하는 상태' 와 '진동하지 않는 상태' 를 동시에 보여줍니다. 진동하는 상태의 금속의 원자는 찰나의 시간동안만 정지한 상태의 원자와 일치됩니다. 그리고 대부분의 시간을 분리된 공간에서 존재하게 됩니다. 그리고 이런 모습은 특수한 환경이 제거되자마자 사라지고 맙니다.


그럼 이 관찰 결과가 우리에겐 어떤 의미가 있는 것일까요? 연사는 양자역학에 지배당하는 물체가 아닌 바로 자신을 상상해보라고 제안해 봅니다. 우리 주위의 모든 것은 실제로는 양자 역학에 의해 지배받는 존재들입니다. 하지만 주위의 공기 온도 빛 이 모든 것에 의해, 마치 꽉꽉 메워진 엘레베이터 속의 사람처럼, 우리는 양자역학에 따르는 실제 모습을 드러내고 있지 않는 것입니다. 거꾸로 말하면, 우리의 지금 이 모습은, 주변 모든 것에 연결되고 상호작용하면서 영향받은 모습이라고 할 수 있겠네요.

역시 이 세상 모든 것은 하나도 고립되어 있는 것이 없고, 함께 영향을 주고받으며 살 수 밖에 없어보입니다!! 하나의 물리 현상으로 삶의 모습을 돌아보면 너무 유치한 패턴이겠지만 자연스럽게 생각이 그렇게 흘러버리네요.ㅎㅎ 오늘의 테드 리뷰 역시 시간 정말 오래걸리지만 재밌었습니다.


원문 dictation.

This is representation of your brain. And your brain can be broken into two parts. There is left half, which is logical side. and the other is right half which is intuitive. And so if we had a scale to measure the aptitude of each hemisphere. then we can plot our brain. And for example, this would be somebody who's completely logical. This would be someone who is entirely intuitive. So where would you put your brain on this scale? Some of us may have opted for one of these extremes, but i think for most of people in the audience, your brain is something like this. High aptitude in both hemispheres at the same time. It's not like they are mutually exclusive or anything. You can be logical or be intuitive. And so i consider myself one of these people along with most of the other experimental quantum physicists who need a good deal of logic to string together these complex ideas but at the same time, we need a good deal of intuition to make the experiment actually work. How do we develop this intuition? Well we like to play with those stuff. So we go out and play with it, and then we see how it acts and then we develop our intuition from there. And really you do the same thing. So some intuition that you may have developed over the years, is one thing is only in one place at a time. I mean, it can sound weird to think about one thing being in the two different places at the same time. 
But you weren't born with this notion, you developed it. Now I remember watching kids playing on a car stop. He was just a toddler and he wasn't very good at it, and he kept falling over. But I bet playing with this car stop taught him a really valuable lesson and that's that large things don't let you get right past them, and that they stay in one place. 
And so this is a great conceptual model to have of the world unless you are particle physicist. It would be a terrible model for a particle physicist. because they don't play with the car stop. They play with these little weird particles. And when they play with their particles they find they do all sorts of really weird things like they can fly right through walls or they can be in two different places at the same time. And so they wrote down all these observations. and they called it the theory of quantum mechanics. That is where physics was at a few years ago. you needed quantum mechanics to describe little tiny particles. But you didn't need it to describe the large everyday objects around us. This didn't really sit well with my intuition. and maybe it's just because i don't play with particles very often. I've never seen them, and nobody's ever seen a particle. But it didn't sit well with my logical side either. Because if everything is made up of little particles and all the little particles follow quantum mechanics then shouldn't everything just follow quantum mechanics? I don't see any reason why it shouldn't. So I feel a lot better about the whole thing if we could somehow show that an everyday object also follows quantum mechanics. So few years ago I set off to do just that. So I made one. This is first object that you can see that has been mechanical quantum superposition. So what we are looking at here is a tiny computer chip. You can sort of see this green dot right in the middle. And that is this piece of metal I'm going to be talking about in a minute. This is photograph of the object and here I'll zoom-in a little bit. We are looking right there in the center. And then here's really big close-up of the little piece of metal. So what we are looking at is little chunk of metal, and it's shaped like a driving board, and it's sticking out over a ledge. I made this thing in nearly the same way as you make a computer chip. I went to clean room with a fresh silicon wafer, and then I just cranked away at all the big machines for about 100 hours. For the last stuff I had to build my own machine- make this swimming pool-shaped hole underneath the device. This device has ability to be in a quantum superposition. But it needs a little help to do it. Let me give you an analogy. You know how uncomfortable it is to be in a crowded elevator? When I'm in an elevator all alone I do all sorts of weird things. But then other people came in and i stop doing those things because i don't want to bother them or frankly scare them. So quantum mechanics say that intimate object feel the same way. The fellow passengers for intimate objects are not just people, but it's also the light shining on it and the wind blowing past it and the heat of the room. So when we wanted to see this piece of metal behave quantum mechanically we are going to have to kick out all the other passengers. So that is what we did. We turned off the lights, then we put it in a vacuum and sucked out all the air, and then we cooled it down to just a fraction of degree above absolute zero. Now all alone in the elevator, the chunk of metal is free to act however it wanted. 

We found it was moving in really weird ways. Instead of just sitting perfectly still, it was vibrating. In the way it was vibrating was breathing something like this-like expanding and contracting bellow. And by giving it gentle nudge we were able to make it both vibrate and not vibrate at the same time. something that is only allowed with quantum mechanics. So what I'm telling you here is something truly fantastic. What does it mean for one thing to be both vibrating and not vibrating at the same time? So let's think about the atoms. So in one case all the trillions of atoms that make up that chunk of metal are sitting still and at the same time those same atoms are moving up and down. Now it's only at precise times when they align.The rest of time they are delocalized. That means that every atom is in the two different places at the same time which in turn means the entire chunk of metal is in two different places. I think this is really cool. I was worth locking myself in a clean room to do this for all those years. Because check this out, the difference in scale between single atoms and that chunk of metal is about the same as the difference between that chunk of metal and you. So if the single atom can be in two different places at the same time, that chunk of metal can be in two different places then why not you? This is my logical side talking. Imagine you are at multiple places at the same time, what would that be like. How would your consciousness handle your body being delocalized in space? There is one more part of story. It's when we warmed it up, and we turned on the lights and looked inside the box, we saw that the piece metal was still there in one piece. And so i had to develop this new intuition that it seems like all the objects in the elevator are really just quantum objects just crammed into a tiny space. You hear a lot of talk about how quantum mechanics says that everything is all interconnected. But that is not quite right. It's more than that,  it's deeper. It's that those connections all the things around you, literally define who you are. And that is the profound weirdness of quantum mechanics. 

 Thank you.


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전 아토피가 심해서, 보습제나 약품을 달고 살아야 합니다. 지금은 운동으로 관리가 가능해진 상태까지 와서, 보습제만 바르고 삽니다. 

저는 보습제를 아토피샵에서만 구입을 해요. 시중에선 맞는 보습제를 참 찾기 힘든데다가, 가끔 악덕 기업에 속기 때문에 예전부터 쓰던 이 곳을 고집하고 있습니다. 가격은 좀 쎈 편이지만, 참 순하고, 바르기 편한 제품들만을 취급하고 있습니다. 그리고 아토피샵은 우리나라 아토피아라는 (atopia.co.kr) 커뮤니티에 의해 운영되는데, 아토피 있는 분들은 서로 많은 정보를 교류하실 수 있어요.

각설하고, 이번에 아토피아에서 새로운 제품이 나왔다길래 얼른 질러 보았습니다. 그동안 로션타입의 쿨링 제품들이 몇개가 나왔는데, 저와는 잘 맞지 않아서 쓰는 것을 중단했습니다. 쿨링이란 단어에서 알 수 있다시피, 피부를 차갑게 식혀주는 제품임을 알 수 있습니다. 이게 꽤 쓸모가 있는 이유는 바로 가려움을 식혀주기 때문입니다. 

아토피는 피부에 염증이 생기면서 열감과 함께 매우 가려운 증상을 항상 갖게 됩니다. 그래서 가려움이 심할 때 얼음 찜질을 해 주면 일시적으로 증상이 완화되는 것을 볼 수 있습니다. 쿨링 제품은 이러한 이유로 열감이 더 심해지는 여름에 찾게 됩니다..

하지만 단순히  차갑게만 한다고 제품이 팔릴까요.ㅋ 여기에 아토피샵의 다른 제품에서 효과를 본 어성초 같은 여러 천연 식물 추출물들을 첨가하여서, 보습 효과과 진정효과 모두 추가되었습니다. 그래서 피부를 차갑게 하여 가려움을 줄이면서, 그 사이 긁는 것으로부터 피부를 보호하고, 동시에 진정시키는 효과를 가지는 것이죠. 하지만 피부 진정이나 보습 효과는 다른 제품에서 훨씬 강력합니다.

제품 외관은 이렇습니다.






헐 스프레이 타입이네요. 


노즐이 눌러지지 않게 캡이 하나 더 씌워 있습니다.



생긴 것은 에프킬라 처럼 생겼습니다. 용기는 캔으로 되어 있습니다.
그러나 저 빨때 끝에서 엄청난 속도로 차가운 액체가 살얼음 형태로 분사가 됩니다. LPG를 가스로 사용하기 때문에 정말 차갑고, 시원합니다. 다만 용량이 150ml 로 되어 있는데, 금방 쓰게 될 것 같습니다 .아무래도 가스와 같이 차있기 때문에 ..





그런데 이 살얼음 액체를 그냥 피부에 바르는 것이 아니라, 제품에 딸려온 전용 티슈나, 유해하지 않은 물티슈에 미리 뿌려서 피부에 도포하는 방식으로 사용해야 합니다. 마치 차가운 물을 수건에 적셔 피부에 마사지 하는 듯한 방식을 생각하시면 쉽습니다.

아래는 사용 모습입니다.
네 .. 옷을 보셨다면, 무시해주세요.




제 피부에 사용한 후 느낀점을 나열해 보면 다음과 같습니다.

1. 살얼음이 정말 차가워서 가려움증 해소에 도움이 된다.
2. 차가움이 오래가질 않는다. 
3. 티슈에 적셔서 쓸 경우, 적용할 수 범위가 많지가 않아, 환부가 넓은 사람에게 약간 불리     하다.
4. 화난 피부의 진정 효과가 탁월하다. 성분 탓인듯.
5. 심하게 갈라지지 않은 부위, 즉 약간 건조함이 느껴지는 부위의 보습력이 탁월하다.
6. 사용하기 번거롭다.
7. 상처에 쓰지 말라고 되어 있지만, 상처에 행여나 닿았을 때 매우 따갑다. 
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When I was a child I always wanted to save the world. I wanted to be a superhero. I wanted to save the world and then make everyone happy. But I knew that i need superpower to make my dreams come true.
 So I used to embark on these imaginary journeys to find intergalactic objects from planet Krypton, which was a lot of fun, but didn't get much result. When I grew up, and realized science fiction was not a good source for superpowers. I decided instead to embark on a journey of real science to find a more useful truth. I started my journey in California. UC Berkley 30-year longitudinal study that examine the photos of students in an old yearbook, and try to measure their success and well being throughout their life. By measuring student's smile, researchers were able to predict how fulfilling or long-lasting a subject's marriage will be, how well she would score on standardized tests of well-being and how inspiring she would be to others. In another yearbook, I stumbled upon Barry Obama's picture. When I first saw this picture, I thought that these superpowers came fro his super collar. But now I know it was all in his smile. Another aha!! moment  came from a 2010 Wayne state university research project. that look into pri-1950s baseball cards of Major League players. The researchers found that the span of a players smile could actually predict the span of his life. Players who didn't smile in their picture lived an average of only 72.9 years.while players with beaming smiles lived average of almost 80 years.
  The good news is that we're actually born smiling. Using 3d ultrasonic technology we can now see that developing babies appear to smile even in their womb. When they are born, babies continue to smile, initially most in their sleep, and even blind babies smile to the sound of the human voice. Smile is the most basic, biologically-uniform expressions of all humans. In studies conducted in Papua New Guinea, Paul Ekman, the world's most renowned researcher of facial expression found that even members of the Fore tribe. who are completely disconnected from Western culture, and also known for their unusual cannibalism rituals, attributed smiles to descriptions of situations the same way you and i would. So from Paupua New Guinea to Hollywood all the way to modern art in Beijing, we smile often and you smile to express joy and satisfaction.
  How many people in this room smile more than 20 times per day? Raise your hand if you do. Outsider of this room, more than a third of us, smile more than 20 times per day, whereas less than 14 percent of us smile less than five. In fact those with the most amazing superpowers are actually children. who smile as many as 400 times per day. Have you ever wondered why being around children who smile so frequently, makes you smile very often? Our recent studies at Uppsala University in Sweden found that it's very difficult to frown when looking at someone smile. You ask, why? Because smile is evolutionary contagious and it suppresses the control we usually have on our facial muscles. Mimicking a smile and experiencing it physically help us understand whether our smile is fake or real. So we can understand the emotional state of the smiler. In the recent mimicking study at the University of Clemont Ferrand in France, subjects were asked to determine, whether a smile was real or fake while holding a pencil in their mouth to repress smiling muscles. Without a pencil subjects were excellent judges, put with the pencil in their mouth, when they could not mimic the smile they saw, their judgement was impaired.
  In addition to theorizing on evolution in "the origin of Species" Darwin also wrote the facial feedback response theory. His theory states that the fact of smiling itself, actually makes us feel better, rather than smiling being merely a result of feeling good. In the study, Darwin actually cited that a French Neurologist Guillaume Duchenne who used electric jolts to facial muscles, to induce and stimulate smiles. In a related research in Germany, researchers used fMRI imaging, to measure brain activity before and after injecting botox, to suppress smiling muscles. The findings supported Darwin's theory, by showing that facial feedback modified the neural processing of emotional content in the brain in a way that helps us feel better when we smile. Smiling stimulates our brain rewarding mechanism in a way that even chocolate how well regarded pleasure inducer cannot match. British researchers found that one smile can generate the same level of brain stimulation as up to 2000 bars of chocolate. The same studies found that the smiling is as stimulating as receiving up to 16000 pounds Steriling in Cash. That's like 25 grand in smile. And think about it in this way. 25000 times 400 quiet few kids out their feel like Mark Zuckerberg every day. And unlike lots of chocolate, lots of smiling can actually make you healthier. Smiling can help produce the level of stress enhancing hormone like cortisol adrenaline and dopamine. Increase the level of mood enhancing hormone like endorphin, and reduce overall blood pressure. And if that is not enough smiling can actually makes your look in the eyes of others. A recent study at Penn State University found that when you smile you don't only appear to be more like and courteous but you actually appear to be more competent. So whenever you want to look competent , great and reduce stress or improve your marriage. or feel as if you just had a whole stack of high qualligy chocolate without incurring the caloric cost or if you found 25 grand in a pocket of an old jacket you hadn't worn for ages, or whenever you want to help with the superpower, that will help you and everyone around you live a longer healthier happier life. SMILE


우리는 왜 웃어야 하는가. 이제는 웃음이 여러 모로 긍정적 영향을 갖는 다는 점이 크게 새로운 내용은 아닙니다. 문제는우리가 실천으로 옮기지 않는다는 것이지요. 비록 메스컴이나 의사들이나 혹은 지인들이 웃으면 건강해지고 ,행복해진다며 크게 웃어볼 것을 권하곤 하지만, '웃을 일이 없다' '실 없는 사람처럼 보인다' 는 등의 이유를 들어가며 시도하기를 거부하죠..^^

이번 테드 강의는 웃음의 여러 장점들을 과학적 연구 사례를 통하여 말해주었습니다. 

먼저 강연자는 UC버클리의 과거 졸업 사진을 통한 연구를 소개 하였습니다. 졸업사진에서 웃는 정도에 따라 그들의 삶의 질을 분석하는 것이었는데, 놀랍게도 많이 웃는 사람이 좋은 성적과, 안정적 결혼생활을 누렸다고 하네요. 그 중 오바마 대통령도 있는데 그의 활짝 웃는 졸업 사진을 보니, 지금의 막대한 권력이 어디서 왔는지 알 수 있다고 하는군요.

 



위와 비슷한 연구가 또 진행되었습니다. 모두들 야구 카드 아시죠? 유명 야구 선수들 사진이 다양한 포즈를 취하고 있는 수집 카드, 아마도 남성분들은 몇 장 모아본 경험이 있으실 겁니다. 이번엔 과거 60년 전 야구카드의 사진에 나타난 선수들의 표정으로 그들의 삶을 분석하였는데, 그 결과 활짝 웃은 선수들이 평균 80세 가까이 되는 수명을 가졌다고 합니다. 오래 살려면 웃어야 겠네요. ㅎㅎ

 
이번엔 다른 관점으로 인간의 웃음을 설명합니다. 바로 진화 생물학적으로 분석한 것입니다.
강연에 따르면 인간은 어머니의 뱃 속에 있을 때부터 자주 웃는다고 합니다. 그리고 태어날 적부터 장님인 아이도 웃고, 한 번도 접한 적이 없는 두 문화권의 사람들도 비슷한 사건에 대하여 웃는다고 합니다. 이 사실은 웃음이 인간의 가장 기초적이고 생물학적으로 공통된 표현 방법이라는 것이죠. 

대략 3분의 1 정도의 사람들은 하루 평균 20번 이상 웃습니다. 하지만 가장 강력한  웃음을 가진 이들은 바로 어린이들이죠. 어린이들은 하루에 400번 이상 웃습니다. 그리고 이 어린이들과 같이 있으면 어른들은 같이 웃고 싶은 충동을 가지게 되는데, 이는 웃음이 강력한 전염성을 가지고 있다는 것을 말해준다고 합니다. 그렇다면 왜 웃는 사람들을 보면 왜 따라서 웃게 될까요?


그 이유는 웃는 사람의 표정을 따라함으로서, 그 표정이 가짜인지 진짜인지 판단을 하고, 또 그 감정을 더 많이 이해할 수 있기 위한 것이라고 합니다. 아마 진화적으로 유리한 행동이기 때문에 우리는 웃는 사람을 향해 찡그릴 수 없는 것일 지도 모르겠습니다.

강연자는 또 한가지 더, 웃는 이유를 진화적으로 설명을 합니다. 연구에 따르면 인간은 웃을 때 안면 근육을 사용하게 되고 이 안면 근육의 운동이, 뇌의 만족감을 유발한다고 합니다. 이 작용은 매우 강력해서 한 번의 웃음이 2000개의 초코바를 먹는 것과 동일하다고 하네요. 

이와 더불어 웃음은 스트레스 호르몬인, 도파민 아드레날린 코티솔을 만드는 것을 도와주고, 감정을 조절하는 엔돌핀과, 전체적인 혈압 조절에도 좋다고 합니다. 무엇보다도 웃으면 사람이 좋아보이고, 경쟁력이 있어 보인다고 하니, 웃어야 할 이유가 정말 정말 많네요. ㅎㅎ


TED 덕분에 우리가 웃어야 하는 이유를 다시 곱씹어 본 것 같습니다.  "웃으면 복이 온다" 라는 말이 그냥 나온 말이 아닐테죠. 웃으면 손해 볼 것이 없고, 있다 하더라도 저 많은 좋은점들을 버리자니 참 아깝네요. 아 지금부터 웃어야겠습니다. 드디어 TED 받아쓰기를 끝냈으니, 웃어야지요 하하.

 

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