가장 많은 자전거를 보았던 때는 - 북경여행 중. 도로에 차의 숫자도 많지만 한 방향으로 쏟아져 달려가는 자전거의 숫자는, 사자에게 쫓기는 산양때 같달까 .... 상당히 많은 숫자의 자전거들이 도로의 몇 차선을 붐비게 질주하던 모습이 여전히 기억에 남는다. 그 더운 여름 날, 대부분 낡은 천 조가리를 입고 페달을 밟던 북경의 시민들 - 어쩌면 흔한 상징의 모습이기도 하구나. 중국도 그러하고 대다수 동양권 국가들은 자전거에 크게 의존한다 - 자전거 없는 세상이라 상상조차 할 수 없다. 어쩌면 피 할 수 없는 발명은 존재하는 것 같다.
어려서 타던 자전거는 낮고, 검정색 폭신한 의자가 두명이나 태울 수 있었으며, 안전 바퀴가 있었고, 바퀴에 구슬들을 잔뜩 끼워 굴러가면 소리가 투루룩 나던 것이었다. 벨 소리도 동그랗고 빨간 버튼을 누르면 다양한 게임효과음에 흡사한 소리들이, 순서에 따라 변하였다. 열 살 무렵 - 동네에서 동생을 잃고, 동생을 찾겠다고 온 동네 어른들이 순찰을 돌았던 적이 있다. 해가 긴 여름날 이었는데 - 나는 이른 오후 즈음 부터 해가 진 후까지 자전거를 타고 눈물을 흘리며 동생을 찾아 헤메었던 기억이 난다. 동생을 잃을 뻔한 유일한 - 삶에서 가장 괴로웠던 순간이었다.
일본 여행 중 - 묵던 우에노의 숙소에서 늦게까지 잠이 오지 않아 친구와 새벽 길을 걸었다. 두세시 쯤이었는데 거리는 한적했고 편의점들과 술집들이 길을 밝히고 있었다. 친구와 동네 주택가의 길을 걷던 중 묶여있지 않은 검은 자전거를 발견. 앞에 바구니가 있고 안장이 편하지는 않지만 낮은 자전거였다. 친구와 일본의 새벽 바람을 맞으며 자전거를 타고 사진을 찍으며 새벽을 보냈던 기억이 난다.
청주에 살면서 무심천을 따라 자전거를 한참 탔다 - 중학교 때 부터 고등학교 시절까지, 매일은 아니지만 일주일에 한 번 쯤은 꼭 탄 것 같다. 무심천을 따라 다져놓은 길은 곧고 긴 - 그야말로 음악을 들으며 질주 할 수 있는 물가의 길. 여름 저녁이면 많은 시민들이 이용하고, 추운 겨울이면 드믄히 근육이 다져지신 아저씨 분들께서 많이 달리시는 길이다. 무튼 그 길을 참 많이 자전거로 달렸구나. 혼자도 달리고 친구와도 달리고. 어느 여름은 친구가 거기에서 물과 아이스크림 장사를 해보겠다고 아이스박스를 들고 있던 친구와 한참을 서있던 여름도 있었구나. 집에서 아이스박스와 아이스크림과 물을 택시로 무심천까지 이동하던 - 택시비가 수입보다 많았던 친구의 추억이다. 대전으로 이사하며 자전거와 멀어졌구나.



확실히 자전거의 발명은 굉장한 것이다 - 사람의 두 다리가 아닌 바퀴로 움직일 수 있다는, 새로운 차원의 움직임. 오 굉장해. 물리학적 관점에서만 보아도 - 나의 물리에 대한 이해로써는 정확치 않겠지만 아인슝타인 Einstein 이 한 말 중에도 - "Life is like riding a bicycle. to keep your balance you must keep moving." 물리학자의 관점이니 - 자전거는 참으로 멋진 도구임에 확실하다......? 쿠 아무튼  


Bicycle

human-powered, pedal-driven, single-track vehicle
Two wheels attached to one frame - one behind the other
Introduced in 19th century
principal means of transportation in many regions
프랑스 혁명 당시 상류 사회인사들이 애용
이후 레저용구로 널리 보급

 


트러스 구조: 자전거의 뼈태 frame
스트레스를 지탱하기 위해 트러스트 구조 (두개의 삼각형을 겹친구조) 를 이용
캠버: 앞 바퀴가 끼워진 틀 - 안정성을 위하야 비스듬 함
자전거가 넘어지지 않고 주행 할 수 있는 이유 - 의 중심은 탄 사람이 평형을 잡기 때문

패달 - 사람과 자전거 사이의 동력을 정확히 전달, 넓은 면적을 활용하여 특정부위의 응력을 감소, 마찰력 증대
크랭크 (패달이 끼워진) - 사람 발의 직선운동을 회전운동으로 변화
기어와 체인 - 크랭크에 전달되는 회전력을 구동축 (뒷바퀴축과 뒷바퀴)에 전달
타이어 - 자전거의 구동력을 지면에 전달, 힘의 손실 없이 자전거를 구동


기어 - 바퀴 톱니의 '디테일러'라는 변속장치. 핸들의 시프트와 케이블로 연결되어있고 축과 평행하게 이동. 작은 톱니바퀴가 한 바퀴 도는 것과 큰 톱니바퀴 한 바퀴 돎의 차이를 이용하야 속도를 조절. 예를 들어 연필을 깍아 - 안 깍은 부분을 손에 얹고 다른 손으로 연필심을 잡아 손가락으로 돌린다. 그리고 깍은 중간 쯤을 손가락으로 돌린다. 그리고 깍지 않은 부분을 돌린다 - 이에서 가장 빠른 것은 연필심을 잡고 돌렸을 때.

주어진 거리를 자전거로 이동한다면 - 속도와 무관히 일의 양은 동일. 뒷 바퀴의 작은 톱니를 선택하면 빠르지만 힘이 더 듦. 큰  톱니를 선택하면 힘은 덜 들지만 속도가 느림. 결국 일의 양은 동일.


http://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle
http://100.naver.com/100.nhn?docid=131970
http://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=13&dirId=130104&docId=41740917&qb=7J6Q7KCE6rGwIOybkOumrA==&enc=utf8&section=kin&rank=2&search_sort=0&spq=0
http://kin.naver.com/qna/detail.nhn?d1id=13&dirId=130705&docId=113271567&qb=7J6Q7KCE6rGwIOybkOumrA==&enc=utf8&section=kin&rank=1&search_sort=0&spq=0 
Posted by water_
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슈뢰딩거의 고양이는 주로 파라독스 paradox 의 예로 쓰인다. 물리법칙에 현재 상태를 대입하여 미래를 예측 할 수 있을까? 현재 상태를 정확하게 알고, 자연 현상을 지배하는 모든 물리의 법칙을 알 수 있다면 우리는 정확하게 모든 물리적 진행과 궁극적 그리고 다단계적으로 미래의 일들을 예측 할 수 있다 - 물론 아직까지는 이론상으로 말이다.
이러한 물리적 미래예측은 뉴턴역학을 기초로하는 고전역학에서 만큼은 사실이였따. 하지만 양자 물리학에서는 상황이 다르다. 미래의 상태를 구입하는 슈뢰딩거 방적식의 해는 하나가 아니라 여럿의 해가 존재한다. 하나의 상태에서 출발하여도 여러 방향으로 일이 전개 될 수 있고, 따라서 미래에 여러 가능성이 있다는 것이다. 슈뢰딩거의 고양이 이전에는 Niels Bohr의 코펜하겐의 해석이 있었다. 코펜하겐의 해석은 대체적으로 양자역학의 해석으로 인식되어있다. 고전역학은 particle 과 energy 를 별개로 여긴다. energy 만이 waveform 성질을 가지고 있다는 것이다. 반면 양자역학에서 matter 는 wave 와 particle 성질을 모두 가지고 있고 subatomic particles 들을 savefunction 으로 나타낼 수 있다고 한다. 코펜하겐의 해석은 - 관측되기 전의 전자는 여러 위치에 있는 상태가 겹쳐 존재하지만, 관측자가 전자를 관측하는 순간 파동의 수축이 일어나 전자가 한 곳에서만 발견된다고 주장한다.
관측되는 대상은 한가지 상태를 택해야만한다는 것이다. 여기서 슈뢰딩거의 고양이를 보자면 - 고양이 한마리가 상자에 갇혀있다. 상자 안에 방사선을 검출 할 수 있는 계수관과 방사성 원소가 들어있따. 방사선 원소의 양은 한시간 동안 한 개의 원자가 붕괴할 확률과 한 개도 붕괴하지 않을 확률이 각각 50%이다. 만약 방사성 원소가 붕괴하면 계수관이 방사선을 감지하게되고 - 그러면 연결된 망치가 시안화수소산의 병을 깨면서 고양이에게 치명적인 산이 흘러나오도록 되어있다. 이 상자를 한 시간 동안 방치한다면 - 고양이에대해 무어라 이야기 할 수 있을까? 고양이의 상태를 나타내는 파동함수는 살아있는 상태를 나타내는 파동함수와, 죽은 고양이를 나타내는 파동함수는 중첩된다. 고양이는 죽고 살아있는 '중첩'의 상태이다. 하지만 상자를 열어 고양이를 확인한다면 이는 살아 있거나 죽어있을 것이다. 관측 이전에 중첩된 상확이 관측 후에는 하나의 확정이 된다.


중첩된 고양이의 상태


당시 코펜하겐 해석에 아인슈타인과 슈뢰딩거는 동의 할 수 없어, 오랫동안 양자물리에 대한 의견을 교환 한 후 상태는 중첩 될 수 없다는 - 코펜하겐 해석의 오류를 보여주려 위의 상황을 만들었다고 한다. 

모든 상황에 적용 될 수 있는 이론이다. 내가 미국을 간다면 영국을 갈 수 없는 것 처럼 - 두가지 선택, 혹은 상황이 중첩 될 수는 없는 것이다. 간단하지만서도 모든 세부적인 논리를 곧게 세우기란 쉽지않다. 아인슈타인과 슈뢰딩거의 꾸준한 움직임과 그들의 논리를 확실히 전달하려는 응용적인 슈뢰딩거의 고양이를 보며 - 감사함과 아름다움을 느낀다.


http://navercast.naver.com/contents.nhn?contents_id=1712

http://en.wikipedia.org/wiki/Copenhagen_interpretation

http://en.wikipedia.org/wiki/Schrodinger%27s_cat
http://blog.naver.com/85inmin?Redirect=Log&logNo=100119018176

Posted by water_
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