과학적 사고에 대한 이야기 (Thinking like a Scientist)

과학적 사고에 대한 이야기  (Thinking like a Scientist)

The Branches of Science and How they fit together 

Life science or Biology (라이프 사이언스 또는 생물) 는 모든 생물에 대한 공부야. 나무, 동물, 단세포 유기체 같은 것들이지. 

Eearth Science (지구과학) 는 지구와 우주에 관한 학문이란다. 행성, 별, 암석같은 것들이지. 지구과학은 무생물과 그 역사를 공부하는 학문이야. 

Physical Science (물리 과학) 는 에너지와 물질에 관한 학문이란다. 우주의 가장 기본이 되는 단위라고 할 수 있는 에너지와 물질에 관한 학문이야. 여기엔 Physics (물리 - 물질과 상호작용하는 에너지) 와 Chemistry(화학 - 물질과 그것이의 변화) 가 있지. 

이러한 과학은 우주를 레고세계처럼 생각해 볼 수 있어. 

1. Physics (물리학) 는 하나의 레고와 그것이 움직이는 방식과 그것의 에너지와 같은 모든 속성을 연구해.

2. Chemistry(화학) 는 어떻게 레고가 모여서 더 큰 형태를 만드는지에 대해 공부하지. 

3. Life Science (생명 과학) 는 레고로 만든 가능한 모든 생물을 연구해.

4. Earth Sciece (지구과학) 는 레고세계에 있는 모든 무생물에 대해 공부한단다. 

Physics	Chemistry	Life Science	Earth Science

수학모델

Scientific Inquiry 

과학은 우리 주변 세계에 대한 질문에 답을 찾는 한 방식이야. 과학자들은 탐정처럼 복잡한 퍼즐을 풀기위해 증거를 이용해. 과학자들은 실험과 관찰을 통해 증거를 찾아낸단다. 질문에 대한 연구를 하기 위해 과학자들에 의해 사용되어지는 진행방식을 Scientific Inquiry (과학적 탐구) 라고 해. 질문에 대한 답을 찾기위한 노력을 우린 또다른 말로 Scientific Method(과학적 방법) 이라고도 말한단다. 

과학적 탐구는 우리 주변의 세계와 그것이 어떻게 작동하는지에 대한 질문으로 시작돼. 질문이 확인되면 다음 단계는 모든 가능한 자료를 모으는 거야. 이러한 자료는 실험을 하고, 관찰을 하고 배경 조사를 통한 조사와 관련된 것들을 말해. 

Background Research (배경 조사) 는 어떤 일이 일어날 것인지를 예측하기 위해 과거 과학자들의 발견을 보는 거야. 그러한 예측을 Hypothesis (가설) 이라고 불러. 과학자들은 그들의 관찰을 하고, 그들의 예측과의 비교하여 가설을 시험해. 관찰은 그 관찰에 대한 설명을 위해 우리의 감각 - 촉각, 청각, 시각, 후각 같은 것들 - 을 필요로 하지. 어떤 관찰은 Quantitative(양적)이며 Measurements (측정) 형태로 이루어집니다. 일부는 Qualitative (질적)이며 무언가의 qualities(질)에 기반합니다. 과학적 탐구의 결과를 Conclusions (결론)이라고 해. 

<이미지 출처 :  Everything you need to ace Science in one big fat notebook>

과학모델

Model (모델) 은 너무 작거나, 너무 큰 혹은 관찰하기에 너무 비싼 것들을 대신하는 것을 말해. 모델은 사물을 더 쉽게 관찰하고 생각할 수 있도록 단순화하기 때문에 과학자들에게 매우 유용한 도구란다. 모델에는 몇 가지 유형이 있어. 

1. Physical Models (물리적 모델) : 지구본이나 디오라마 (박물관의 입체 모형 같은것) 같은 것들 

2. Computer models (컴퓨터 모델) : 날씨변화 패턴에 대한 시뮬레이션, 혹은 사람이나 장소에 대한 3D 시뮬레이션 과 같은 것들 

3. Mathematical models (수학 모델) : 과거의 비용을 이용해 미래 비용을 예측하는 사업 혹은 방정식과 같은 것들

☞ 실험은 예측되로 진행이 되지 않았다고 해서 거짓은 아니야. 거짓을 아는 것 진실을 찾기위한 중요한 한 부분이니까. 

<이미지 출처 :  Everything you need to ace Science in one big fat notebook>

과학적 모델

Scientific ideas, Theories, and Laws 

많은 관찰을 한 후 과학자들은 어떻게 그리고 왜 그러한 현상들이 발생하는지를 설명하기위해 방법들을 발전시켜. 과학적 사고는 예측과 증거들이 이를 뒷받침 할 수도 하지 않을수도 있기에 시작된다. 

가설이 많은 테스트와 실험으로 확정이 된 후에, 과학자들은 이것을 Theory(이론)으로 발전시켜. 이 이론은 많은 관찰을 기본으로 많은 테스트를 거쳐 제안된 설명이야. 

Theory (이론)와 같이 과학적 Law (법칙)은 많은 관찰을 바탕으로 만들어져. 법칙은 어떤 자연현상을 설명하는 규칙이야, 하지만 이 법칙은 왜 그러한 현상이 일어나는지를 설명하지는 않아. 예를 들어, Sir Isaac Newton (뉴턴) 은 물체가 자연적으로 땅에 떨어진다는 것을 관찰했어. 이러한 패턴을 설명하기 위해 그는 만유 인력 (Universal Gravitation)의 법칙을 제시했지. 이 법칙은 중력의 힘으로 인한 물체의 움직임을 예상하지만, 왜 물체가 그렇게 움직이는지는 설명하지 않아. 

LAW (법칙) 은 특정 상황하에 무슨 일이 일어나는지를 설명한다.

Theory (이론) 은 수많은 시간동안의 테스트와 관찰을 바탕으로 왜 어떠한 일이 생기는지를 설명한다. 

<출처 :  Everything you need to ace Science in one big fat notebook>