How to spark your curiosity, scientifically | Nadya Mason

Transcriber: Joseph Geni Reviewer: Joanna Pietrulewicz

번역: Kim Linda 검토: 현선 안

A friend called me a few weeks ago

몇 주 전 친구가 전화로 근황을 전하는데

with bad news.

She dropped her cell phone into the toilet.

핸드폰을 변기에 빠트렸다는 거예요.

Anyone here done that before?

비슷한 경험 다들 있으시죠?

(Laughter)

(웃음)

So it was a bad situation.

참 난처하죠.

You know, without getting into the details of exactly how that happened

어쩌다 그렇게 됐고 어떻게 해결했는지 모르니까

or how she got it out,

let's just say it was a bad situation.

그냥 난감한 상황이라 할게요.

And she panicked because, like for many of us,

친구가 당황할 수밖에 없었던 게, 저희들 대다수가 그렇듯

her phone is one of the most used and essential tools in her life.

친구도 휴대폰 사용량이 많고 필수품이나 다름없거든요.

But, on the other hand, she had no idea how to fix it,

한편 친구는 휴대폰 수리를 어떻게 해야 할지도 몰랐는데

because it's a completely mysterious black box.

친구한텐 이게 완전히 베일에 싸인 블랙박스 같은 거였죠.

So think about it: what would you do?

여러분이라면 어떻게 하시겠어요?

What do you really understand about how your phone works?

여러분이 사용하는 휴대폰의 작동 원리를 제대로 알고 계시나요?

What are you willing to test or fix?

여러분이라면 휴대폰의 어디를 테스트하고 고치시겠어요?

For most people, the answer is, nothing.

대다수는 잘 모르겠다고 대답합니다.

In fact, one survey found

실제로 한 설문조사에 따르면

that almost 80 percent of smartphone users in this country

미국의 스마트폰 사용자들 중 약 80%가

have never even replaced their phone batteries,

본인의 스마트폰 배터리를 한 번도 간 적이 없고,

and 25 percent didn't even know this was possible.

25%의 경우 배터리 교체가 가능한지조차 몰랐다고 합니다.

Now, I'm an experimental physicist,

저는 실험물리학자이고,

hence the toys.

여기는 제 실험 도구들이죠.

I specialize in making new types of nanoscale electronic devices

나노스케일 전자기기의 근본적인 양자역학적 특성을 연구하고자

to study their fundamental quantum mechanical properties.

신개념의 나노스케일 전자기기 개발을 특성화하고 있습니다.

But even I wouldn't know where to start in terms of testing elements on my phone

그런 저마저도 만약 제 휴대폰이 고장 난다면

어떤 기능부터 먼저 테스트해야 할지 모를 겁니다.

if it broke.

And phones are just one example of the many devices that we depend upon

우리가 의존하는 기기가 다양하고 휴대폰이 그 일례인데,

but can't test, take apart, or even fully understand.

우리는 휴대폰 테스트와 분해는 물론, 작동 원리조차 제대로 모릅니다.

Cars, electronics, even toys are now so complicated and advanced

요즘 나오는 자동차나 전자기기, 심지어 장난감마저 너무 고도화된 나머지

that we're scared to open and fix them.

기기를 열고 고치는 건 엄두조차 못 내죠.

So here's the problem:

그러니까 문제는,

there's a disconnect between us and the technology that we use.

기술을 사용하는 우리와 기술 간의 이해관계가 전혀 없다는 거죠.

We're completely alienated from the devices that we most depend upon,

우리가 가장 의존하는 기기로부터 철저히 소외되면서

which can make us feel helpless and empty.

우리는 속수무책이고 공허해집니다.

In fact, it's not surprising then that one study found

실제로 사람들이 자신들의 죽음보다 기술이 더 무섭다고

that we are now more afraid of technology

than we are of death.

밝혀낸 한 연구는 놀랍지도 않습니다.

(Laughter)

(웃음)

But I think that we can reconnect to our devices,

하지만 저는 우리가 기기에 친숙해질 수 있고

어떤 면에선 기기가 인간 친화적일 수 있다고 보는데,

rehumanize them in a sense,

by doing more hands-on experiments.

직접 실험을 많이 해 보면 가능한 일입니다.

Why? Well, because an experiment is a procedure to test a hypothesis,

그 이유는 실험이 가설 검증과 사실 입증의 한 과정이기 때문이죠.

demonstrate a fact.

It's the way that we use our senses,

실험은 우리의 감각과 손을 통해 우리를 세상과 연결해 주고

our hands,

to connect the world

세상의 작동 원리를 파악하게 해 줍니다.

and figure out how it works.

And that's the connection that we're missing.

우리가 놓치고 있는 게 바로 이런 연결인 거죠.

So let me give you an example.

하나 보여드릴 게 있어요.

Here's an experiment that I did recently

제가 최근에 한 터치스크린의 작동 원리 파악 실험입니다.

to think about how a touchscreen works.

It's just two metal plates,

실험용 금속판 두 개가 있고,

and I can put charge on one of the plates from a battery.

그중 하나를 배터리와 연결해 충전해 보죠.

OK.

됐습니다.

And I can measure the charge separation with this voltmeter here.

그런 다음 여기 보이는 전압계로 전하 분리를 측정합니다.

Now -- let's make sure it's working.

잘 되나 확인해볼게요.

So when I wave my hand near the plates,

금속판 가까이로 손을 흔들었더니

you can see that the voltage changes

전압이 변하는 게 보이시죠?

just like the touchscreen responds to my hand.

마치 손에 반응하는 터치스크린 같죠.

But what is it about my hand? Now I need to do more experiments.

그런데 이게 제 손과 무슨 상관일까요? 실험을 더 해봐야겠습니다.

So I can, say, take a piece of wood

여기 나뭇개비를 가져다

and touch one of the plates and see that not much happens,

금속판에 대면 별다른 반응이 없죠?

but if I take a piece of metal and touch the plate,

그런데 금속으로 된 개비와 금속판이 만나면,

then the voltage changes dramatically.

전압이 급격히 변합니다.

So now I can do further experiments to see what the difference is

그래서 추가 실험을 통해 목재와 금속 간에

between the wood and the metal,

어떤 차이가 있는지 알아볼 텐데요,

and I should find out that the wood is not conducting

목재는 전기를 전도하지 못하는 반면

but the metal is conducting like my hand.

금속은 제 손처럼 전기 전도가 잘 되는지 보겠습니다.

And, you see, I build up my understanding.

보셨다시피 실험을 통해 저만의 이해가 구축됐죠.

Like, now I can see why I can't use a touchscreen with gloves,

이젠 왜 장갑을 끼면 터치스크린 작동이 안 되는지 이해가 되는데,

because gloves aren't conducting.

장갑이 전기 전도를 막기 때문인 걸 알기 때문이죠.

But I've also broken down some of the mystery behind the technology

또한 저는 나노기술에서 이해가 안 됐던 부분은 하나씩 파헤치며

and built up my agency,

저만의 독자성을 키웠고,

my personal input and interactions with the basis of my devices.

기기의 기본적 원리와 상호작용하며 연구 지식을 축적했습니다.

But experimenting is a step beyond just taking things apart.

그러나 실험은 단순히 물체를 분리하는 그 이상의 단계입니다.

It's testing and doing hands-on critical thinking.

실험은 검증과 실증적, 비판적 사고의 과정이기 때문이죠.

And it doesn't really matter whether I'm testing how a touchscreen works

터치스크린의 작동 원리를 검증하든,

or if I'm measuring how conducting different types of materials are,

각기 다른 물질의 유도전압이 어떤지를 측정하든,

or even if I'm just using my hands to see how hard it is to break

제 손을 이용한 실험으로 물체의 다양한 두께를 뚫는 게

different thicknesses of materials.

얼마나 어려운지 알든, 그런건 크게 중요치 않습니다.

In all cases, I'm gaining control and understanding

이 모든 과정을 통해 제가 쓰는 물건들의 기초를 이해하고

of the basis of the things that I use.

그걸 제어하는 능력을 갖췄다는 게 중요합니다.

And there's research behind this.

이를 입증하는 연구가 있는데,

For one, I'm using my hands,

일단 제가 손을 씀으로써 웰빙이 증진될 수 있고요,

which seem to promote well-being.

I'm also engaging in hands-on learning,

또한 제가 실험 수업에 적극적으로 관여하는 것이

which has been shown to improve understanding and retention,

이해와 기억력을 향상시킨다고 증명되었어요.

and even activate more parts of your brain.

우리 뇌의 더 많은 기능이 활성화되기까지 하죠.

So hands-on thinking through experiments

그렇기 때문에 실험을 통한 실증적 사고는

connects our understanding,

우리의 이해력 뿐 아니라 활력을 물질계 및 사물과

even our sense of vitality,

to the physical world and the things that we use.

연결시키는 역할을 합니다.

Looking things up on the internet

인터넷 검색으로는 절대 얻을 수 없는 효과죠.

does not have the same effect.

Now, for me this focus on experiments

이러한 실험 중점적 태도는 제게 있어 개인적이기도 합니다.

is also personal.

I didn't grow up doing experiments.

제가 어릴 때부터 실험을 했던 건 아니었어요.

I didn't know what a physicist did.

물리학자가 어떤 직업인지도 몰랐고요.

I remember my sister had a chemistry set that I always wanted to use

저한테 여형제가 있는데 제가 늘 탐내던 화학실험 세트를

but she never let me touch.

손도 못 대게 했던 기억이 납니다.

I felt mentally disconnected from the world

당시엔 세상과 정신적으로 단절되는 느낌이었는데

and didn't know why.

그 이유를 알 수 없었죠.

In fact, when I was nine years old,

사실 제가 9살일 때

my grandmother called me a solipsist,

할머니는 저를 유아론자라고 했고,

which is something I had to look up.

'유아론자'의 의미를 찾아봤더니

It means that you think that yourself is all that exists.

세상에 자신만이 존재한다고 생각하는 사람을 뜻했어요.

And at the time I was pretty offended,

그 땐 그 말에 정말 상처 받았죠.

because whose grandmother calls them that?

어떤 할머니가 손녀를 그렇게 부르나요?

(Laughter)

(웃음)

But I think that it was true.

하지만 지금은 그 말이 맞는 것 같아요.

And it wasn't until years later,

그로부터 몇 년이 지나

when I was in college and studying basic physics,

대학에 가고 기초물리학을 수학했을 때

that I had a revelation

어떤 진리를 깨달았는데,

that the world,

세상이,

at least the physical world,

적어도 물리계 만큼은 실험으로 이해할 수 있다는 것과,

could be tested and understood,

that I started to gain a completely different sense

그래서 세상의 이치와 세상에 자리한 저의 위치에 대해

of how the world worked

and what my place was in it.

180도 다른 생각을 갖게 됐습니다.

And then later, when I was able my own testing

이후 제 연구 실험을 할 수 있게 되고

and understanding through research,

연구를 통해 이해의 저변을 넓혀가며

a big part of my connection to the world was complete.

저와 세상의 관계에서 중요한 부분을 채웠습니다.

Now, I know that not everyone is an experimental physicist by profession,

물론 우리 모두가 실험물리학자는 아니더라도

but I think that everyone could be doing more hands-on experiments.

얼마든지 직접 실험에 나설 수 있습니다.

And actually I think we sort of --

그리고 실제로,

I'll give you another example.

실제 사례를 들께요.

I was recently working with some middle school students,

최근에 중학생 몇 명과 실험을 하고 있었습니다.

helping them learn about magnetism,

아이들이 자성을 이해하는 수업이었는데요.

and I gave them a Magna Doodle to take apart.

각 학생에게 실험할 자석 그림판을 줬죠.

Remember one of these things?

이거 기억나세요?

So at first, none of them wanted to touch it.

처음엔 아이들이 자석판에 손댈 생각도 안 했죠.

They'd been told for so long not to break things

이전부터 물건을 부수면 안된다는 말만 들었기에

that they're accustomed to just passive using.

물건을 다루는 데 소극적이었던 거예요.

But then I started asking them questions.

그래서 아이들에게 이런 질문을 던졌어요.

You know, how does it work? What parts are magnetic?

"자석판의 작동 원리는?" "자성은 어디에 있을까?"

Can you make a hypothesis and test it?

"가설을 세우고 실험을 해 볼까?"

But they still didn't want to break it open.

그럼에도 여전히 아이들은 분해엔 관심이 없고

They wanted to take it home with them, really.

그걸 집으로 가져가고 싶어 했어요. 정말로요.

Until, one kid finally sliced it through and found really cool stuff inside.

한 학생이 자석판을 잘라 정말 흥미로운 걸 발견하기 전까지는요.

And so this is something we can do here together.

그래서 이 자석판으로 저희가 함께 실험해 볼 텐데요.

They're pretty easy to take apart.

간단히 분해할 수 있어요.

See, there's a magnet inside, and I can just cut this open.

보시면 안에 자석이 붙어있고 이 판을 자를 수 있어요.

Cut it open again, you can split it.

한 번 더 자른 다음 쪼갭니다.

OK, so when I do that -- I don't know if you can see this,

보셨는지 모르겠지만 뭔가 질퍽하고 하얀 게 나오는데요,

but there is sort of -- there it is, this oozy white stuff in here.

Now you can see it on my finger.

그게 제 손가락에 묻어났네요.

And when I drag the pen on it,

그런 다음 여길 펜으로 쓱 내리면

you can see that these filaments are attached to it.

필라멘트가 붙은 걸 볼 수 있죠.

So the kids saw this,

아이들이 이걸 보더니

and at this point they're like, this is really cool.

정말 신기하다는 반응과 함께 관심을 보였고,

They got excited.

They all started ripping them open and taking them apart

누구 할 것 없이 그림판을 뜯어 분해하기 시작했어요.

and yelling out the things that they discovered,

자석 필라멘트와 자석 펜의 연결 원리와

how these magnetic filaments connected to the magnetic pen

펜의 작동 원리를 스스로 발견하곤 소리치며 자랑했죠.

and that's how it wrote.

Or, how the oozy white stuff kept things dispersed so it could write.

또 어떻게 이 하얀 게 퍼져서 자석판에 글씨가 나오는지도요.

And as they were leaving the room,

실험이 끝나고 다들 나가는데

two of them turned to me and said,

학생 두 명이 제게 와서 이렇게 말했어요.

"We loved that.

"선생님, 오늘 너무 재밌어서

Me and her are going home this weekend to do more experiments."

이번 주말에 저희끼리 집에서 실험을 좀 더 해 보려고요."

(Laughter)

(웃음)

Yeah, I know, the parents in there are worried about it,

네, 부모님들은 뭘 걱정하시는지 잘 압니다.

but it's a good thing!

그래도 긍정적인 일이잖아요!

Experimenting is good, and actually I found it extremely gratifying,

실험은 유익할 뿐만 아니라 대단히 즐거운 거고,

and I think hopefully it was very life-enriching for them.

아이들의 삶을 풍요롭게 할 수 있다고도 생각하거든요.

Because, even a basic magnet

우리가 생각하는 일반적인 자석도

is something that we can experiment with at home.

집에서 충분히 실험 가능한 도구이기 때문이죠.

They're both simple and complex at the same time.

자석이 단순하지만 한편 복잡하기도 하거든요.

For example, you can ask yourself,

스스로에게 질문한다고 치죠.

how can the same material both attract and repel?

"어떻게 같은 물질인데 동시에 밀고 당길 수 있을까?"

If I take a magnet, is it useful if I can get one of them

"가령 자석이 두 개라면 하나를 이용해 나머지를

to rotate the other, for example?

회전하는 게 쓸모가 있을까?"

Or, you can take this dollar bill over here,

또는 지폐는 여기에 둔 채 자석 세트를 가져오면

and I can take a set of magnets,

and you can see that the dollar bill gets lifted by the magnets.

자석이 지폐를 끌어당기는 걸 확인할 수 있는데

There's magnetic ink hidden in here that prevents counterfeiting.

위조 방지용 잉크 자석이 지폐 안에 들어있기 때문이죠.

Or, here I have some crushed-up bran cereal. OK?

여기 또 으깬 밀기울 시리얼이 보이실 텐데,

And that's also magnetic. Right?

이렇게 자석에 붙죠?

That has iron in it.

시리얼에 철분이 함유돼 있거든요.

(Laughter)

(웃음)

And that can be good for you, right?

건강에 좋은거니까요.

OK, here's something else.

여기 또 뭔가가 있는데,

This thing over here is not magnetic.

이건 자성을 띠지 않아서

I can't lift it up with the magnet.

자석으로 꿈쩍도 안합니다.

But now I'm going to make it cold.

이걸 차갑게 만들어 볼게요.

The same thing in here, cold,

여기 똑같은 것도 차갑게 할 거고요.

and when I make it cold,

이게 차가워지면

and put it on top of the magnet,

자석 위에 올릴 거예요.

so --

됐네요.

(Applause)

(박수)

It's amazing.

신기하죠?

That's not magnetic,

자성이 없음에도 불구하고

but somehow it's interacting with a magnet.

어떤 연유에서인지 자석에 반응하고 있어요.

So clearly understanding this is going to take many more experiments.

이에 대한 명확한 이해를 하려면 더 많은 실험이 필요하겠죠.

In fact, this is something that I've spent much of my career studying.

사실 제 연구 이력의 큰 부분을 차지하기도 하는 이것은

It's called a superconductor.

초전도체입니다.

Now, superconductors can be complex,

초전도체가 이해하기 어렵고 복잡하지만

but even simple experiments can connect us better to the world.

간단한 실험 몇 번으로 물질계와의 연결이 더 수월해지죠.

So now if I tell you that flash memory works by rotating small magnets,

제가 여러분께 소형 자석의 회전으로 플래시 메모리가 작동된다고 말씀드리면

then you can imagine it. You've seen it.

이젠 상상이 가시죠. 이미 실험을 통해 보셨으니까요.

Or, if I say that MRI machines

또는 MRI 장비가 자성으로

use magnetism to rotate magnetic particles in your body,

여러분들 신체 내 자석 입자를 회전시키는 거라고 말씀드리면

you've seen it done.

보셨으니 이젠 이해가 되실거고요.

You've interacted with the technology and understood the basis of these devices.

여러분은 나노기술과 상호작용은 물론, 기기들의 원리까지 터득한 거예요.

Now, I know that it's hard to add more things to our lives,

삶에서 뭔가를 더 한다는 게 쉬운 일은 아니죠.

especially experiments.

특히 실험이라면 더더욱요.

But I think that the challenge is worth it.

하지만 실험은 그럴만한 가치가 있습니다.

Think about how something works, then take it apart to test it.

사물의 작동 원리를 생각해본 뒤 분해하고, 실험해 보세요.

Manipulate something and prove some physical principle to yourself.

사물을 능숙하게 다루고 스스로에게 물리적 원리를 증명해보세요.

Put the human back in the technology.

오늘날의 기술에서 사람을 다시 되돌려 놉시다.

You'll be surprised at the connections that you make.

사람과 기술의 관계에 감탄하실 겁니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)