바딘은 미국 출신의 물리학자로서, 노벨 물리학상을 두 번 수상하였

다. 반도체연구및트랜지스터개발로 1956년윌리엄쇼클리, 월터브래

튼과함께노벨물리학상을공동수상하였다. 또 1972년초전도현상을

설명하는이론을제시하여리언쿠퍼및존슈리퍼와함께두번째노벨

물리학상을공동수상하였다.

트랜지스터는전류나전압의흐름을조절하여증폭하거나스위치역할

을하는반도체이다. 트랜지스터의발명은반도체시대를열어인류의역

사를바꾸어놓았다. 오늘날컴퓨터를비롯한첨단전자공학의대용량

기술대부분은반도체의발달과관련이있다.

바딘(Bardeen, J. ; 1908~1991)

358

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:43 PM 페이지358 DK

Ⅷ과학과

인류문명

우리생활과첨단과학1-1

첨단과학과미래생활1-3

과학이우리생활에미치는영향

1-4

과학과기술·공학·예술·수학1-2

이단원에서는

수많은 첨단 과학 기술과 기기들의 발전으로우

리생활은점점편리해지고있다.

이 단원에서는 이러한 과학의 발전이 인류 문명

에 끼친 영향을 여러 가지 사례를 통해 알아보고,

과학이다른분야와통합되거나융합된사례에대

하여 조사해 보자. 또한 과학 발전의 역사와 현재

과학기술의수준을바탕으로미래에영향을줄과

학기술에는무엇이있는지알아보자.

359

|이단원을배우고나면|

1⃞우리생활에이용되고있는첨단과학의예를들수

있다.

2⃞과학개념과과학원리가기술, 공학, 예술, 수학등에

적용된사례를조사한다.

3⃞과학의발전과정에기초하여미래생활에영향을줄

기술이무엇인지말하고그근거를제시한다.

4⃞과학이사회와문화, 예술, 환경등우리생활에미치

는영향을안다.

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:44 PM 페이지359 DK

Ⅷ.

과학과

인류

문명

360 Ⅷ. 과학과인류문명

과학과인류문명

단원 미리 보기

1-1 우리생활과첨단과학 1-2 과학과기술·공학·예술·수학

1-3 첨단과학과미래생활 1-4 과학이우리생활에미치는영향

우주정거장

우주 비행사나 연구자가 오랜

기간머물수있는우주정거장

이 만들어지면서 인류의 활동

공간은 지구를 벗어나 우주로

확장되었다. 우주 정거장에서

는어떤일을하는것일까?

탄소나노튜브탄소나노튜브는탄소 6개로이루어진육각형들이서로연결된관 모양의 신소재이다. 탄소 나노튜브는 어떤 분야에 이용할수있을까?

유전자칩

조그마한칩안에사람의유전자

정보를고밀도로담은유전자칩

은유전자이상에의해발생하는

난치병의진단및치료에활용할

수있다. 유전자칩은그밖에어

떤분야에활용할수있을까?

▶미항공우주국과러시아우주청이작성한문건에는

국제우주정거장은우주공간의연구소, 관측소, 공장

역할을 수행한다고 적혀 있다. 또한 행성 탐사 임무를

위한운송, 전진기지임무등을수행할계획이다.

▶유전자칩은앞으로새로운신약개발, 유전

병의진단, 제약및의약분야등에서광범위하

게사용될것이다.

▶반도체나디스플레이, 텔레비전의브라운관등에사용되고, 실생활에서는보온재료로도사용된다.

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:44 PM 페이지360 DK

단원미리보기 361

초기의과학은발명의개념보다는발견의개념으로서, 원시적기술에불과하였으나현재는인류문명과

함께지속적으로발전하여인간의상상력이구현되는데까지이르렀다. 또한과학은기술, 공학, 예술, 수학

등과통합되어더많은영역에서인류문명에영향을미치고있다. 과학의발전과영역확장은미래생활에

어떤변화를일으킬까?

태양광발전

석유, 석탄등의매장량감소

와 연소에 의한 환경오염을

줄이기위한방안으로태양광

을 이용한 에너지 개발이 이

루어지고 있다. 태양광 발전

의장점은무엇일까?

반도체

반도체는 우리 생활의 거의

모든 전기 기기에 사용되고

있다. 반도체 기술이 발달하

면서 우리 생활이 편리해진

점은무엇일까?

알버트휴보

한국에서개발한두발로걸을수있

는인간형로봇인알버트휴보는사

람과 비슷하게 움직이고, 얼굴 근육

을 움직여 사람의 표정을 재현하기

도한다. 로봇기술이발달하면우리

생활에어떠한변화가생길까?

▶산업용로봇에의해생산성이향상되고재난구조용로

봇등으로인해인간의평균수명은길어질것이다. 로봇의

영향으로인간은보다윤택한생활을할수있다.

▶가동중에소음이나배기가스가발생하지않기때문에환경친화적이고,

한번설치하면관리를할필요가거의없다. 또한태양전지를폐기할때

나오는유리와규소를녹여서재활용이가능하다.

▶온도에따라저항이변하는성질: 냉장고, 에어컨, 자동난방엔진제어,

화재방지장치, 자동문등에이용

빛의밝기에따라저항이변하는성질: 자동조명, 내시경등에이용

단원의 개념 구조

우리생활과첨단과학

•정보통신기술•생명공학기술•나노기술•신소재발견, 제조•문화콘텐츠기술•항공우주기술•환경공학기술

•과학과기술•과학과공학•과학과예술•과학과수학

•깨끗한생활•풍요로운생활•건강한생활•편리한생활

과학과기술·공학·예술·수학

첨단과학과미래생활

과학과

인류문명

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:44 PM 페이지361 DK

컴퓨터, 인터넷, 반도체, 로봇,

스마트폰등첨단과학에의한혁신

적인제품들은오늘날우리생활을획

기적으로변화시키고있다. 예를 들어 인

터넷은실생활에서수많은정보를손쉽게접할수

있게해주었고, 첨단의료기기의발전은난치병의치료를가능하

게하고있다.

그밖에도우리생활을변화시키고있는첨단과학에는어떤것이있을까?

우리 생활과 첨단 과학1-1

과학기술의발전과혁신

인류최초의기술혁신은불의발견이다. 불의발견으로인간은일정한장소에

모이기시작하였고, 공동사회를형성하게되었다. 또한불을이용하여음식물을

익혀먹기시작하면서기생충에감염될확률이줄어들어더욱건강한삶을이어

갈수있었다.

나아가불은여러가지과학기술발전의원천이되었다. 예를들어음식물을

조리하거나보관하기위해사용된점토용기는불에구우면더단단해진다는경

험을통해물질의고온처리기술을습득하게되었고, 이

것은금속가공기술과연결되어금속시대를여는

실마리가되었다.

그렇다면불의발견이후인류문명에

큰영향을끼친과학기술에는어떤것

이있을까?

•우리 생활에 이용되는 첨단 과

학의예를설명할수있다.

학습 목표

Ⅷ.

과학과

인류

문명

362 Ⅷ. 과학과인류문명

그림Ⅷ-1 인류와불_ 불의발견으로

인류의생활에많은변화가생기게되었다.

바퀴의발명

세계에서 가장 오래된 바퀴는 메소

포타미아의유적에서발굴된전차용

바퀴로서, B.C. 3500년경의것으로

추정된다. 이것은 통나무를 둥글게

자른원판바퀴였는데, 이후바퀴살

이있는바퀴가출현하면서육상교

통이급속히발달하였다.

⋯ •과거의 기술 혁신이 인류에

게가져온변화에대하여살펴보게한

다.

•과학기술혁신이인류에게미친영향

을조사하고정리하게한다.

•첨단 과학과 관련된 기사를 조사하여

토론하도록한다.

•다양한분야의첨단과학이우리생활

에미친영향을설명하게한다.

Tip수업

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:44 PM 페이지362 DK

1. 우리생활과첨단과학 363

과학 기술 혁신이 인류 문명에 끼친

영향을 조사하고, 이에 대해 토론할

수있다.

인터넷검색이가능한기기, 신문, 서

적등

목·표

준·비·물

다음은인류가이루어낸과학기술혁신의몇가지예이다.

❶위의 내용을 참고하여 과학 기술의 혁신 사례를 조사하고 모둠별로 주제를 정

한다.

❷각모둠에서선정한과학기술이인류문명에끼친영향을인터넷, 신문, 서적등을이

용하여조사한다.

조사, 토론과학기술혁신이인류문명에끼친영향

모둠에서 조사한 과학 기술이 없었다면 인류의 생활은 현재와 어떻게 달라졌을지

토론해보자.

해석

탐구 활동

철의발견 반도체의발명

증기기관의발명 현미경의발명

결과

각자조사한내용을바탕으로모둠별로과학기술이인류문명에끼친긍정적인영

향과부정적인영향에대하여토론해보자.

과정

주제:

창의·인성

증기기관

수증기의 열에너지를 기계적인 일

로 바꾸는 장치이다. 1705년 영국

의발명가토머스뉴커먼이발명하

였고, 1769년에 제임스 와트가 개

량하였다.

▶주제: 반도체의발명이인류문명에끼친영향

진공관으로구성된컴퓨터는부피가너무크고, 제작하는과정에서많은비용이들었다. 하지만접합트랜

지스터를사용한반도체의발명으로컴퓨터는전보다가격이저렴해졌으며, 다양한전자제품을만들어

낼수있게되었다. 지금은비행기, 자동차, 컴퓨터, 전화, 인터넷등우리생활과관련된많은부분에서반

도체가이용되고있다.

▶반도체의발명이없었다면전기전자제품은많은진공관으로연결되어야하므로크기가매우

커졌을것이다. 이동성이있는전자제품은만들기어려웠을것이며, 건물의몇층을차지했던엄

청난크기의초기컴퓨터모델에서벗어나지못했을것이다. 또한전자기기의발달로가능했던

세계와의교류도힘들었을것이기때문에폐쇄적인문화와역사가계속유지되었을것이다.

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364 Ⅷ. 과학과인류문명

불의발견이후인류는철기시대를거치면서문명을더욱획기적으로발전시킬

수있었다. 돌을이용하던인간이철과같은금속을발견하고이를활용할수있

게된것은마술과도같은놀라운변화였다. 철은강하면서도돌과달리모양을

쉽게변화시킬수있어서무기, 농기구, 그릇, 장신구등다양한용도로사용되었

다. 또한철을많이보유하고이를더욱다양하게이용한민족은생산력과군사력

이향상되어다른민족을지배할수있었다. 당시에는철을다루는기술이첨단

과학이었으며, 민족의운명을결정할수있었다.

오늘날에도철은건축물을지을때필수적으로사용되며, 자동차나기계장치

를비롯하여각종생활용품, 사무기기등매우다양한곳에서중요한재료로사용

되고있다.

철의사용이후에도인류는끊임없이다양한분야에서과학기술의혁신을이루

어냈다. 예를들어 16세기후반에발명된현미경은세포와같이맨눈으로볼수

없는아주작은물체나물질들을볼수있게하여생물학, 의학등의연구를한차

원높이는데매우중요한역할을하였다. 또 18세기후반에발명된증기기관은

사람이나가축의힘, 풍력, 수력등자연적인동력을대신하여제품의대량생산

을가능하게하였고, 운송수단의혁신을일으켜산업혁명의원동력이되었다.

첨단과학의현재

20세기에들어와서는DNA의입체구조가밝혀짐에따라생명공학

의발전이가속화되었고, 우주탐사선이나인공위성등을이용한우주

개발이본격화되었다. 또반도체산업의발전으로정보화사회가실현

되는등헤아릴수없이많은과학기술의혁신이이루어지고있다.

이러한첨단과학기술에의해우리생활은어떻게변하고있는지알

아보자.

그림Ⅷ-2 부르즈할리파_ 두

바이에있는세계최고층건물로서,

과학적인 공법을 적용한 대표적인

건축물이다. 총 162층이며, 전체높

이는 828m이다.

그림Ⅷ-3 왓슨과크릭_ 왓슨과크릭은 DNA

의입체구조가 2중나선구조라는사실을최초로밝

혀냄으로써생명공학의발전에큰기여를하였다.

철기시대

철은인류가도시나국가를형성하는

문명단계에이르러서청동기를잇는

새로운금속으로등장하였다. 철은청

동에 비해 원료가 세계 각지에 널리

분포되어있어서철을얻는기술만있

으면생산이용이했다. 인류가최초로

철을 이용한 것은 기원전 4000년대

이집트에서만들어진철제구슬로알

려져있다. 이것은자연그대로의철

을두드려만든것으로본격적인철의

생산은 서남아시아의 아나토리아

(Anatoria) 지방에서 시작되었다고

한다. 철은 청동보다 강도가 높아서

철로만든물건들은청동기로만든물

건보다더단단하고강하였으며, 인류

는점차청동기시대를마감하고철기

시대를확장시켰다.

현미경의발명참고자료|

네덜란드의 레이우엔훅(Leeuwenhoek,

A. van)은 최초로 대물렌즈와 오목 렌즈

를사용한현미경을만들었다. 이현미경은

배율이 300배 정도였다. 레이우엔훅은 이

현미경을이용하여원생동물과세균, 담수

성조류등의미생물과인간의정자, 물고

기의적혈구등을관찰하고기록하였다. 이

때부터우리가그동안알지못했던미생물

의시대가열리게되었다.

▲레이우엔훅

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:44 PM 페이지364 DK

1. 우리생활과첨단과학 365

첨단과학과관련된기사를찾아보고

그로부터변화된우리생활의모습을

말할수있다.

인터넷검색이가능한기기, 신문, 서

적등

과정

목·표

준·비·물

다음은첨단과학과관련된기사이다.

조사, 토론첨단과학과관련된기사조사및토론탐구 활동

로봇재활치료시스템

첨단 과학이 의학과 만나면서 치료 효과가

배가되어주목을받고있다. 국내의한뇌졸중

재활 병원에서는 로봇 재활 치료 시스템을 구

축했다. 로봇재활치료는환자의운동능력을

실시간으로감지하여환자의특성에맞게재활

훈련을할수있도록지원하는신개념로봇재

활시스템이다.

로봇 재활 치료는 치료 과정과 결과에 대한

정량적분석, 지속적인반복을통한기능회복,

피드백자료제공, 독립적인소아프로그램제

공, 치료를 위한짧은준비기간, 올바른 운동

유도 등의 장점을 가지고 있다. 특히 뇌졸중,

뇌성마비, 외상성뇌손상, 척추손상, 파킨슨

병 등의 치료에 적용하면 재활 효과가 높아

진다. -“○○신문”(2012. 02. 14)보행재활훈련로봇

결과

1인터넷이나신문, 서적을통하여로봇재활치료에대하여자세히조사해보자.

2주변에서로봇기술이적용된다양한예를찾아보고, 로봇기술의발전이우리생

활에어떤영향을미칠지토론해보자.

1⃞첨단과학과관련된또다른기사를찾아정리해보자.

2⃞여러가지첨단과학이우리생활에어떤영향을주게될지토론해보자.

해석 창의·인성

미래의의료용로봇

하반신을 전혀 사용하지 못하는 장

애인이 로봇 슈트를 착용한 상태에

서 직접 걷거나 혼자서는 움직이지

못하는몸을움직여신체활동을할

수있게하는착용형로봇이상용화

될것이다. 최근발표되고있는착용

형 로봇은 근육에 들어오는 신경의

전기적신호를순간적으로감지하여

착용자의 뜻에 따라 자유롭게 움직

이는 기능을 수행하도록 개발되고

있다.

▶로봇보행재활시스템은로봇자세제어장치에환자의몸상태를적용하여프로그램된정상적인보행양식에따

라환자의다리움직임을유도해줌으로써맞춤형보행훈련이가능하도록하는치료이다. 최근뇌졸중과같은신경

계통에이상이있는환자들이로봇재활치료후보행기능이향상되었다.

▶예시_ 우리생활에서로봇은다양한분야에서활용되고있다. 가사용로봇으로청소로봇, 실외관리로봇등이있

고, 노인치매예방과치료를담당하는로봇, 건강상태를확인하는생활건강로봇도있으며, 취미생활을지원하는

로봇도있다. 이처럼로봇의이용은우리생활을편리하게해줄것이다.

▶예시_‘살아있는바다, 숨쉬는연안’이라는주제로열린여수세계박람회에로봇물고기가등장하여시선을끌

고있다. fish(물고기)와 robot(로봇)을합쳐‘피로(firo)’라고불리는이로봇은수질, 온도, 염도, 오염원을측정할

수있는센서가부착되어있으며, GPS기능이탑재되어있어위치정보와측정데이터를전송한다.

▶예시`_ 가정용로봇이일손을덜어주고, 태양에너지를자동차와가정난방의원료로사용하게될것이다. 또바

닷속의여러가지자원을이용하고, 바닷속을체험할수있는도시가만들어질것이다.

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366 Ⅷ. 과학과인류문명

우리는아침에스마트폰의알람소리로잠에서깨어나고, 스마트폰으로일정을

확인하며, 버스도착시간을확인할수있다. 또이동중에는전자책을보거나어

학공부를하기도하고음악을듣거나동영상을시청하기도한다. 이밖에도스마

트폰은매우다양하게활용되고있다.

태블릿 PC는키보드없이손가락또는전자펜을이용하여직접화면에정보를

입력하거나프로그램을실행할수있는휴대용컴퓨터이다. 태블릿 PC는개인용

PC로사용될뿐만아니라무선인터넷과결합하여 e-러닝서비스를받는데이

용되기도한다. 또이동중인의사가멀리떨어져있는환자의상태를진찰하는

데이용되기도하는등활용분야가넓다.

이와같은다양한정보통신기기의혁신은컴퓨터, 소프트웨어, 멀티미디어등

의정보기술과초고속인터넷, 이동통신, 네트워크등의통신기술이융합하여

발전한결과이며, 학교, 사무실, 병원, 가정등생활곳곳에서다양한변화를일으

키고있다.

스마트폰의사용으로과거와달라진생활모습에는어떤것이있는가?

그림Ⅷ-4 첨단기술의예

디지털 미디어에 기반한 첨단 문화 예술 산업을

발전시키기위한기술

위성체, 발사체, 항공기등의개발과관련된복합

기술

환경오염을 줄이거나 예방, 복원하는 청정 기술,

에너지기술, 해양환경기술

문화콘텐츠기술 환경공학기술

정보를만들고전송하며, 저장하는모든유통과

정에필요한기술

물질을원자나분자크기의수준까지조작, 분석,

제어할수있는기술

생명 현상이나 생물 기능 그 자체를 인위적으로

조작하는기술

정보통신기술 생명공학기술 나노기술

우주항공기술

e -러닝

인터넷이나인트라넷을통한전자

학습을말한다.

정보통신기술(IT)보충자료

IT는 정보를 생성·도출·가공·

전송·저장하는 모든 유통 과정에

서 필요한 기술로서, 정보 통신 산

업의발전과함께정보혁명을주도

하는 기술이다. 현재 우리나라의

IT 분야는세계최고의국제경쟁

력을갖고있다. IT는 21세기정보

화사회에필수적인기술일뿐만아

니라기술의부가가치및경제적·

사회적파급효과도커서매우중요

한산업분야이다.

▶언제어디서나은행업무, 인터넷쇼핑, 데이터전송등이가능해졌다.

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:45 PM 페이지366 DK

1. 우리생활과첨단과학 367

생명과학의발전은획기적인식량증산과의학

발전을통한건강증진, 수명연장을가능하게해

주었고관련사업의발전을통해우리생활을지

속적으로변화시키고있다. 예를들어유전자치

료법은비정상유전자를정상유전자로교체하여불

치병의근본적인치료를가능하게해주었으며, 유전자면역

요법을통해정상면역기능을갖도록하여수명을연장시켜주었다.

신소재의발견이나제조또한기술혁신에서매우중요한분야이다. 예를들어

특정온도이하에서저항이 0이되는물질인초전도체를사용하면매우강력한전

자석을만들수있다. 이는연구실에서물질을분석하거나병원에서질병을진단

하는자기공명영상(MRI) 장치에이용되고있다. 이밖에도파인세라믹스, 엔

지니어링플라스틱, 광섬유와같은신소재가있다.

액정디스플레이(LCD)나 발광다이오드(LED)와 같은영상표현장치는전

기·전자제품을더욱발전시키고있다. 액정은고체와액체의중간성질을갖는

물질로서, 온도나전압에의해분자의배열과색이달라지는특징을지닌다. 액정

디스플레이는소비전력이적고휴대가편리하여오늘날텔레비전이나컴퓨터,

휴대전화등대부분의영상표현장치에활용되고있다. 우리나라는세계최고의

액정디스플레이기술을보유하고있어세계시장을주도하고있다.

반도체를이용하여빛을내는발광다이오드는에너지효율이높아같은전력으

로도훨씬밝은전등을만들수있어각종전원표시등에많이사용되며, 교통신

호등이나가로등에도사용되고있다. 또유기물을이용하여빛을내는유기발광

다이오드(OLED)는두께를얇게만들수있어서다양한장치에널리쓰인다. 그림Ⅷ-6 발광다이오드

그림Ⅷ-7 자기공명영상(MRI) 장치 그림Ⅷ-8 액정을이용한태블릿PC 그림Ⅷ-9 발광다이오드를이용한전등

그림Ⅷ-5 초전도현상_ 특정

온도이하에서전기저항이 0이되

는현상이다.

초전도체

초전도체는아주낮은온도에서전기의흐

름을방해하는전기저항이완전히없어지

는 물질로서, 전기 저항이 0이 되면 많은

전류가흐를수있게되므로실용화될경우

에너지손실이없는송전이가능해진다. 초

전도체를처음발견한사람은네덜란드의

물리학 교수 카멜린 온네스이다. 그는

1911년 헬륨 가스를 액화하는 데 성공한

이후끓는점 4.2 K인액체헬륨제조장치

를이용하여수은의전기저항을측정하던

중절대온도 4.2 K에서전기저항이갑자

기 없어지는 것을 발견했는데, 이 새로운

현상에‘초전도(superconductivity)’라

는이름을붙였다.

유기발광다이오드(OLED)

유기중합체물질을 LED내의반도체물질로사용하고있다. 중합체는천연이나

인공합성물질이될수있으며, 크기가아주크거나작을수있다. 잘알려진유기

중합체에는단백질과DNA등이있다. OLED디스플레이는휴대전화, 디지털카

메라, DVD플레이어, PDA, 노트북컴퓨터, 카스테레오, 텔레비전등다양한기

기에사용될수있다. OLED디스플레이는역광조명이필요하지않으므로기기를

더얇고가볍게만들수있으며, 밝은빛에서도최대 160도정도의넓은가시각도

를가지고있고, 2∼10V정도의전원만으로도동작할수있다.

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368 Ⅷ. 과학과인류문명

나노기술은 10억분의 1 m인 nm 수준의크기에서여러가지특성을나타내는

신소재나시스템을만드는첨단과학기술이다. 이러한나노기술은생체의나노

구조를모방하여새로운성질의물질을만들거나반도체의집적회로를제조하는

데적용되고있다.

예를들어발바닥에가느다란털형태의수많은섬모를가지고있어벽은물론

이고심지어천장까지기어다니는도마뱀붙이는섬모와벽면사이에끌어당기는

힘으로경사면에서도몸체를지탱할수있는데, 이러한섬모의구조를모방하여

미국의대학에서는스티키봇이라는로봇을만들었다. 또우리나라의연구팀에서

는화학물질을사용하지않은접착테이프를만들어반도체나디스플레이장치를

옮길수있는기구를개발하였다.

컴퓨터그래픽이나입체영상제작기술은영화나애니메이션제작에서창의력

이나상상력과결합하여다양하고풍부한영상표현을가능하게한다.

또문화콘텐츠를디지털화하여유통시키는기술, 디지털콘텐츠제작기술, 가

상현실및인공지능응용기술등많은분야에서인간의오감을재현하는기술

이현실화되고있다. 이처럼첨단과학의발달은우리가다양한문화생활을누릴

수있도록도움을준다.

연잎

연잎의표면은미세한털들로덮여

있어 물방울을 튕겨 나가게 하는

나노구조로되어있다. 이러한연

잎의표면을모방하여방수성이뛰

어난소재와코팅제를개발하였다.

도마뱀붙이

도마뱀붙잇과의동물을통틀어이

르는 말로서, 발바닥에 빨판이 있

어다른물건에잘달라붙는다.

그림Ⅷ-10 도마뱀붙이발바닥 그림Ⅷ-11 스티키봇

스티키봇

‘스티키봇(stickybot)’은 유리벽을

수직으로올라갈수있는도마뱀로봇

으로서, 도마뱀붙이의 발바닥을 모방

하여‘초강력본드발’을만든것이다.

도마뱀붙이의 발바닥은 미세한 섬유

조직으로이루어져있다. 발가락에있

는수백만개의털은도마뱀붙이가벽

에한번달라붙으면쉽게떨어지지않

지만, 발걸음을옮길때에는사뿐하게

움직이도록해준다. 이와같은원리를

스티키봇에적용했다. 스티키봇의 4개

의발바닥에는끝이가느다란합성섬

유가수백개있다. 털모양섬모의끝

부분은 한 방향으로만 경사지도록 처

리되어있다. 따라서섬모의끝부분이

닿은 상태에서 경사면 방향으로 잡아

당기면마찰력이매우커져서유리벽

에서도떨어지지않고지탱할수있다.

반면, 반대편으로 잡아당기면 손쉽게

떼어낼수있다.

영화CG기술참고자료|

디지털영상의대표적인기술이라고할수

있는 CG(computer graphics) 기술은

컴퓨터를이용하여실물이나가상의물체

를화면상에형상화하고움직임을부여하

는모든기술을말한다. 대표적인 CG 기

술에는영상기반모델링, 영상기반렌더

링, 디지털 액터 표현, 디지털 액터 상호

작용, CG실사합성기술등이있다.

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:45 PM 페이지368 DK

첨단과학은환경오염을줄이거나예방하고자연환경을복원하는데활용되어

인류의쾌적한삶에대한욕구도충족시켜주고있는데, 이와관련된기술을환경

공학기술이라고한다. 예를들어중유의탈황기술은중유속에함유된

황이나황화합물을제거하는기술로서, 연료를연소시킬때나

오는배기가스중에서이산화황의발생을막아대기오염

을줄이는데기여하고있다.

인류는활동무대를지구에만한정하지않고우주

공간을개발하기위한노력을계속하고있다. 우주

왕복선, 우주탐사선, 인공위성, 우주정거장등은

우주및지구에대한이해를넓히는데기여하고

있으며, 빠르고정확한정보전달에도활용되어

인류의생활을더욱편리하게만드는데에도역할

을다하고있다. 항공기엔진기술, 로켓추진기술,

인공위성제작기술등의우주항공기술은전기, 전

자, 통신, 반도체, 신소재등다양한첨단과학이결합된

종합기술이다.

1. 우리생활과첨단과학 369

우리생활에큰영향을끼치고있는첨단과학기

술에는어떤것들이있는가?

개념확인하기

첨단과학기술에의해우리생활이바뀐부분을찾아보자.

(1) 옷 (2) 음식 (3) 집

과학과기술, 사회연관짓기자기

주도

학습

중유

원유에서휘발유, 등유, 경유등을

뽑아내고남은기름이다.

그림Ⅷ-12 대기오염_ 급격한산업화와무분별한자원의소비로인간의생활공간이파괴되고있다.

그림Ⅷ-13 인공위성_ 지구주위의궤도를돌면서기상관측, 해

양관측, 통신등의일을한다.

탈황기술보충자료

대기중에황산화물이노출될경우

피부염이나 호흡기 질환을 유발할

수 있으므로 황산화물을 제거하는

탈황기술이필요하다. 탈황기술은

물이나액체약품의사용여부에따

라 건식법, 반건식법, 습식법으로

구분할 수 있고, 그 밖에 발전소에

서이용하는순환유동층연소법도

있다.

▶정보통신기술, 생명공학기술, 나노기술, 문화콘텐츠

기술, 환경공학기술, 우주항공기술등이있다.

▶⑴옷: 나노기술을활용한극세사나나노튜브, 은나노항균제등을옷에

적용한기능성의류가나오고있다.

⑵음식: 냉장고와같은전자제품과전자레인지, 오븐등쉽게요리할수있

는여러가지조리기구가발달하여음식의유통기한이늘어나고위생적으

로안전한식생활이가능해졌다.

⑶집: 집을짓는과정에서컴퓨터프로그램을바탕으로한설계도를활용하

여공사기간을단축할수있게되었다. 최근에는유비쿼터스기술을활용하

여자동으로전등과난방이들어오는‘스마트홈’기술이활용되고있다.

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Ⅷ.

과학과

인류

문명

370 Ⅷ. 과학과인류문명

인터넷은 짧은 역사에도 불구하고 현대 사회에 많은 영향을

미치고 있다. 인터넷은 빠르고 풍부한 정보 교환, 시간이나 장소에

구애받지않는신속한커뮤니케이션등을가능하게함으로써새로운문화창출에대한

무한한가능성을열어주었다. 이러한인터넷의발전을가능하게한것은무엇일까?

1-2

최초의인터넷은군사적목적으로개발된것이다. 그러나과학의발전과더불

어다양한분야와통합이이루어지면서전세계를손쉽게연결해주는거대한네

트워크가되었다.

인터넷에서정보를저장하고처리하기위해서는수학의이진법을적용해야한

다. 또정보를송수신하는장치와소리나영상을구현하는장치등을만들기위해

서는기술및공학적인지식이있어야한다. 소리나영상을창의적으로표현하기

위해서는예술적감각도필요하다.

이처럼과학적원리를응용한수많은첨단기술과기기는다른분야와도밀접하

게관련되어발전해왔으며, 인류문명에많은영향을미치고있다. 과학이다른

영역과통합된또다른사례에는어떤것이있는지알아보자.

•과학개념의원리가기술, 공학,

예술, 수학 등과 통합된 사례를

설명할수있다.

학습 목표

그림Ⅷ-14 컴퓨터에이용된여러가지분야의지식

과학과 기술·공학·예술·수학

공학적지식적용예술적지식적용

이진법적용

과학적지식적용

⋯ •도입글을읽고인터넷이발

전하게된이유를다른여러가지분야

의지식과연관지어설명하게한다.

•과학이기술, 공학, 예술, 수학등과통

합된사례를조사하여발표하게한다.

•과학과기술, 공학이주로통합된사례

를설명하게한다.

•과학과예술이주로통합된사례를설

명하게한다.

•과학과수학이주로통합된사례를설

명하게한다.

•대부분의분야에서과학과기술, 공학,

예술, 수학등이통합되어있다는것을

설명하게한다.

Tip수업

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:45 PM 페이지370 DK

2. 과학과기술·공학·예술·수학 371

과학이 다른 분야의 지식과 통합된

사례를조사하고토론할수있다.

인터넷검색이가능한기기, 신문, 서

적등

과정

목·표

준·비·물

다음은자전거에적용되는여러가지지식을나타낸것이다.

조사과학이기술, 공학, 예술, 수학등과통합한사례탐구 활동

자전거를만들거나잘타기위해서는자전거와관련된여러가지지식을알

고있어야한다. 예를들어자전거를움직이는데에는힘과운동의관계가적용

되며, 바퀴가회전할때마찰력을줄이기위해서는베어링의역할이중요하다.

또달리는자전거를안전하게멈추기위해서는브레이크의구조와작동원리를

알고있어야하며, 변속기의구조에따른변속원리를알고있으면더욱효율적

으로자전거를탈수있다. 자전거를제작할때에는기술적인측면외에도사람

들이좋아하는디자인으로설계하기위한예술적감각도필요하다.

인터넷이나신문, 서적에서과학이기술, 공학, 예술, 수학등과통합된사례를조사

하고토론해보자.

1⃞과학이기술또는공학과통합된사례

2⃞과학이예술또는수학과통합된사례

3⃞과학이기술, 공학, 예술, 수학등과복합적으로통합된사례

해석 창의·인성

결과

자전거를만드는데과학과관련된기술이나공학, 예술, 수학적요소들을더찾아

보자.

자전거변속기

자전거의기어의비를바꿀수있게

만든기계장치로, 자전거체인이서

로다른크기의톱니에연결하여변

속하는부품조합을부르는말이다.

▶볼트와너트의정확한가공기술, 회전체의마찰을줄이는기술, 안전성, 속도증가등에서기술과공학이

응용된다. 자전거의디자인과색깔, 모양등은예술과관련된다. 기어의비율, 삼각형의닮은꼴, 최소공배수

의활용등에서수학과관련된요소를찾을수있다.

▶반도체의집적회로기술에는과학적인지식뿐만아니라기술과공학이매우중요하게적용된다.

▶예술: 조각이나그림에DNA구조

와 프랙탈 구조 등을 응용한다. 투명

아크릴튜브를이용한예술작품, 비디

오아트, 여러가지센서를이용한설

치미술작품등도과학이예술과통합

된사례이다.

수학: 거울과렌즈의원리에는과학과

수학이통합되어있다. 도형의닮은꼴

과비례식, 미분방정식등이도입되어

상의위치를찾는다.

▶자동차, 비행기, 배등도여러분야가통합되어만들어진예이다. 운동원리와에너지원리는과학에기초하고있

으며, 과학적원리를실현시키기위한기술과공학, 모양과색깔등의예술, 함수와도형등의수학이이용된다.

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:45 PM 페이지371 DK

과학과기술·공학

오늘날의자동차는수많은과학적원리가적용되고여기에기술, 공학영역이

통합되어첨단제품으로발전하고있다. 예를들어자동차에부착된센서나위성

위치확인시스템(GPS)의결합등은차간거리가좁아지면속도를늦춰주고, 예

상하지못했던장애물을만나면피하게해준다. 또좁은공간에서스스로주차를

하거나차선을벗어날때에는경고와함께바로잡아주기도하는등다양한첨단

기술이적용되고있다.

이밖에도파동의반사를활용한보행자충돌방지시스템은더안전한주행을

할수있게해주며, 운전자의음성명령에의해다양한기능을수행할수있다.

최근에는스마트폰을활용해시동을걸거나차량을원격조종하는기술이개발

되었으며, 실내온도뿐만아니라통풍과냄새, 습도를감지하고이를자동으로조

절해주는기술도실용화되었다. 하이브리드기술이적용된자동차는공해가적

고경제성이높아차츰보편화되고있다.

운전자상태인식

실내 카메라가 운전자의

건강상태나감정인식

차선이탈방지

차선을벗어나면

경고음발생

위성위치확인시스템(GPS)

목적지위치안내충돌방지시스템

충돌이예상되면자동으

로브레이크작동

자동주차센서

공간을측정하여자동주차

372 Ⅷ. 과학과인류문명

그림Ⅷ-15 자동차에적용된첨단기술의예

위성위치확인시스템(GPS)

GPS(Global Positioning System)

는 인공위성에서 보내는 신호를 수

신해 사용자의 현재 위치를 계산하

는위성항법시스템이다. GPS는항

공기, 선박, 자동차등의내비게이션

장치에 주로 쓰이며, 최근에는 스마

트폰, 태블릿 PC 등에서도 많이 활

용된다.

⋯ 자동차와 관련된 그림이나

동영상 또는 모형을 활용하는 것이

좋다. 첨단과학기술이자동차에도

입되는 사례는 지금도 새로운 시도

가 계속되고 있으므로 가장 최신의

사례를찾아보는것이좋다.

Tip수업

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:45 PM 페이지372 DK

2. 과학과기술·공학·예술·수학 373

과학이기술이나공학과통합된또다른사례로로봇기술이있다. 로봇

기술은자동차분야를포함하여전기, 전자등여러산업에많은영향을미

치고있다.

두발로걷는로봇으로는한국의‘알버트휴보’와일본의‘아시모’가

있고, 사람처럼생각하고스스로학습하는로봇으로는미국의‘머츠’가

있다. 이들로봇은가위바위보놀이를할수있을정도로정교한동작이

가능하고, 시속 6 km로달릴수도있다. 또한사람의얼굴을알아보고감정을

표현하거나간단한대화도할수있을만큼똑똑하다.

산업현장에서는단조로운반복작업이많은데, 이와같은작업을로봇에게맡

길수있다. 로봇은일정한수준의정밀도와정확도로작업을계속할수있으며,

오랜시간을작업해도지치지않기때문에똑같은제품을대량으로만드는데활

용되고있다.

그밖에도로봇은사람이직접하기에어렵고위험한일들을대신할수있다.

예를들어로봇은방호복을입지않고도원자력발전소에서방사성물질을취급

하거나화학공장에서유독물질을다룰수있다. 또우주정거장에서임무를수

행할때로봇이사용되며, 가정에서사람을대신하여청소를하는로봇도실용화

되어있다.

자동차나로봇기술의예와같이과학과기술또는과학과공학의통합은또다

른분야와융합하여앞으로도계속발전할것이다.

그림Ⅷ-17 자동차공장의로봇 그림Ⅷ-18 우주정거장의로봇

그림 Ⅷ-16 한국의 로봇‘알

버트휴보’

로봇의정의보충자료

로봇(robot)은 체코 어인 robota(노동)와

robotnik(노예)의합성어로서, 작업에알맞게

고안된도구를팔끝부분에부착하고제어장

치에내장된프로그램의순서대로작업을수행

한다. 따라서 로봇은 `자동 제어에 의해 여러

가지작업을수행하거나이동하도록프로그램

된다목적용기계`라고할수있다. 산업용로

봇이 사용되는 대표적인 분야에는 용접

(welding), 도 장 (painting), 조 립

(assembly), 물류(material handling) 분야

등이있으며, 공장자동화의최종목표인무인

공장을구성하기위한필수요소이다. 로봇은

전기전자공학, 기계공학, 전산공학등의복

합기술을총망라하여적용된첨단기술의산물이다. 또한미래의로봇은인공지능과신경회로, 퍼지

이론등의기술과음성화상인식기술등이적용됨으로써매우다양한기술의복합체가될것이다.

▲산업용로봇

⋯ 여기서는인간에가까운형

태로만들어진로봇이소개되고있다.

그리고 로봇은 점점 복잡하고 다양한

분야가 통합되어 가고 있음을 염두에

두고지도한다. 모형로봇을주고통합

된 사례를 조사하게 하는 것도 좋고,

2010년에 상영된‘로봇’이라는 영화

처럼과학과예술, 수학, 기술, 공학이

통합된좋은예를미디어자료를통해

제시해도좋다.

Tip수업

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:46 PM 페이지373 DK

과학과예술

과학은미술이나음악과도밀접하게관련되어있다. 먼저과학과그림의관

계에대하여알아보자.

뉴턴은햇빛을분해하여햇빛에다양한색이혼합되어있다는것을증명하

였고, 영국의영은스펙트럼에나타나는색이시각신경의지각작용에의한

것이라고하였다. 이후사람의눈에있는원뿔세포에는빨강, 파랑, 초록을

인식하는세종류의세포가있다는것이밝혀졌다. 이에따라빛의 3원색이

정해졌으며, 빛의 3원색을합성하면인간이인식할수있는모든색을만들어

낼수있다.

19세기의과학적탐구에따른빛과색채의이론으로점묘법이있다. 점묘법

을이용하면빛의 3원색을사용하여다양한색의그림을표현할수있다. 오

늘날컴퓨터나텔레비전과같은영상표현장치들도빨강, 파랑, 초록의세가

지색으로다양한영상을만들어낸다.

과학의발전으로 19세기에카메라가발명되었다. 이것에자극을받은화가

들은카메라로표현하기어려운시각에의한인상, 정서와감정, 개념구조등

을표현하기위해그림을더욱발전시켰다.

374 Ⅷ. 과학과인류문명

그림Ⅷ-21 점묘법

그림Ⅷ-22 카메라

그림Ⅷ-20 빛의 3원색

그림Ⅷ-19 빛의분해

⋯ 과학과 예술이 통합된 자료와

도구를알려주기위하여컴퓨터그래픽

이잘표현된영화를보여준다.

Tip수업과학에의한음악과미술의통합보충자료

예술가들은청각과시각이라는서로다른두감각기관을통합하는작업을시도하기도

한다. 청각은소리를이용하여시간을채우고, 시각은선과색채를이용하여공간을채

운다. 이두개의영역이결합하는순간새로운예술경험이가능해지는것이다. 마네의

‘피리부는사나이’는그림이지만, 피리소리가흘러나오게할수도있는것이다. 또한

영화는시각과청각을통한예술을과학과기술, 공학으로통합한종합예술이다.

멀티미디어공연, 인터랙티브설치, 컴퓨터프로그래밍에의한알고리즘아트등디지털

미디어를이용한다양한예술활동도이루어지고있다. 예를들면컴퓨터프로그래밍을

이용한음악이연주되면서시각의빛이미지들이소리가차지하는공간에맞추어채워

지거나컴퓨터로연주되는음악의선율과박자가연주자의판단에따라달라질수있다.

소리와이미지가함께프로그래밍되어소리가차지하는공간을빛의이미지로보여주는

것이다. 음악이색채를표현하고, 조각이움직임을표현하고, 회화가깊이와선율을표

현하는것이과학과기술로가능해졌다.

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:46 PM 페이지374 DK

2. 과학과기술·공학·예술·수학 375

화가들은시시각각으로변하는자연에대한순간적인인상을포착하였고,

사람의감정과반응을표현하는데있어서표현의자유를시각화했으며, 카

메라로표현할수없는삼차원의그림을그렸다.

오늘날예술가들은폭죽기술을이용하여밤하늘에아름다운무늬를만든

다. 또비디오를이용하여비디오아트를보여주기도하고, 전기조명을이

용하여도시와다리의아름다운야경을만들기도한다. 입체영상기술의발

전으로입체영화, 입체영상텔레비전등을볼수있게되었고, 3D 카메라

는사람의두눈처럼두개의렌즈로촬영하여입체영상을표현할수있다.

음악에서도과학이나수학적원리가적용된다. 예를들어음계에서‘라’음

의진동수가 440 Hz인것처럼다른음들의진동수도수학적으로계산하여

구할수있다. 그밖에도소리가만들어지는과정이나악기마다음색이다른

이유, 작곡의원리, 음악감상과뇌의활동, 소리를압축하는원리등은과학

과밀접한관련이있다.

그림Ⅷ-25 캠코더 그림Ⅷ-26 3D카메라

그림Ⅷ-24 다리의아름다운야경

그림Ⅷ-23 불꽃놀이

백남준

한국 태생의 미국 미술가, 작곡가,

전위예술가이다. 여러가지매체로

예술 활동을 하였고 비디오 아트를

만들어 발전시켰다는 평가를 받은

예술가로, 비디오 아트의 선구자로

알려져있다.

▲백남준의비디오아트‘다다익선’

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:46 PM 페이지375 DK

376 Ⅷ. 과학과인류문명

과학과수학

자연을탐구하는과학은수학을언어로사용한다. 그리고과학의영향으로수

학이크게발전한경우도많다. 전기와자기의이론적설명에는수학의도움을많

이받아야하며, 컴퓨터를활용한과학은무리수의계산이나복잡한함수, 통계

등을정리하는데도움을주었다.

기상예보는과학으로미래를내다보는산업으로서, 앞으로도발전가능성이

매우높다. 기상예보를하기위해서는기온과기압, 습도, 바람등예보에필요한

다양한정보를종합해야한다. 하지만과거에는계산이워낙복잡하여결과를구

하려면몇년이나걸릴정도였다.

그러나 1950년대에컴퓨터가등장하면서계산에의한기상예보가가능해졌

다. 우리가상상조차할수없는매우빠른속도로방정식풀이가가능해졌기때

문이다. 컴퓨터의영향으로수학자들은단순한계산수학에서벗어나생각하는

수학을가능하게하였다.

우주선을쏘아올릴때에도과학, 기술, 공학, 수학등이밀접하게융합되어야

한다. 우주선의운동과궤도에대한정확한계산뿐만아니라이와관련된연료의

연소, 우주선의재질등매우다양한분야와의협력이필요하기때문이다.

이처럼오늘날의과학은기술, 공학, 예술, 수학등다른분야와밀접한관련을

맺으면서발전하고있다.

그림Ⅷ-27 로켓발사

스마트폰으로할수있는예술

활동에는어떤것이있는가?

개념확인하기

발레공연을할때적용될수있는과학에는

어떤것이있는지알아보자.

생활속문제해결하기

전기와 관련된 기술, 공학에는 어

떤것이있는지알아보자.

과학과기술, 사회연관짓기자기

주도

학습

그림Ⅷ-28 기상청

▶ 스마트폰으로 음악 감상, 작곡 등

을할수있고, 미술작품감상이나영

화제작등많은활동을할수있다.

▶발레선수가공연할때적용할수있는과학에는회

전관성에관한역학, 속도와가속도, 힘의평형, 옷의

펄럭임과관련된유체역학, 무대장치와관련된빛, 전

자장치등이있다.

▶전기와관련된기술, 공학에는전기의대량생산기술, 송전과배전기

술등이있다. 또한이를이용하는수많은기기들은모두기술, 공학과관

련이있다. 현대의생활용품중에소리, 빛, 움직이는기구들은대부분전

기와관련되어있다. 그리고전기의작용에는빛작용과열작용외에도

자기작용이있다. 자기작용에관련된기술, 공학에는전파기술, 통신기

술, 단파와장파가관련된기술등이있다.

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2. 과학과기술·공학·예술·수학 377

힐베르트의 23가지 문제

오늘날수학은과학뿐만아니라인문과학, 사회과학등으로그영역을넓혀가며거의

모든학문과관계를맺고있다. 힐베르트는수학에서다루고있는각각의전문분야에서중

요한것만을선별하여 23개의문제를제안하였다. 이문제들은각각인류사를거치면서여

러분야에서큰발전을이루는데많은기여를하였다. 하지만현재의발전에어떻게기여하

고있는지하나씩집어내기는어렵다. 수학이론을응용하기위해서는수십년에서수백년

이라는오랜시간이걸리기때문이다.

다음은힐베르트가제시한문제중다른분야의발전에영향을준예이다.

힐베르트

워터큐브

공간을최대한채울수있는방법은무엇일까?

같은크기의동전여러개를평평한탁자위에올려놓고이리저리움

직여붙여보자. 전체공간에대해동전이차지하는공간의비율을가장

높게배열하는방법은하나의동전이 6개의서로다른동전들로둘러싸

이도록하는것이다. 그리고이정육각형은정삼각형으로나눌수있다.

즉, 평면을완전하게채울수있는가장간단한도형은정삼각형이다.

이와같은이론은원자결정체의구조를이해하는데도움을주고, 더나아가경제이론, 디자인, 건축학에도응

용되고있다. 1972년독일의뮌헨올림픽경기장과 2008년베이징올림픽수영경기장인워터큐브역시이원리

를응용하여만들어졌다.

※힐베르트(Hilbert, D. ; 1862~1943)는독일의수학자이다. 1900년프랑스파리에서열린국제수학자회의

에서수학의발전방향을위해인류문명의발전에기여할것으로예상되는 23개의문제를제시하였다.

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Ⅷ.

과학과

인류

문명

378 Ⅷ. 과학과인류문명

•과학의 발전 과정을 말할 수

있다.

•미래생활에영향을줄첨단과

학을 근거를 들어 제시할 수

있다.

학습 목표 하늘을나는자동차, 우주여행, 냉동인간등영화속에

서나볼수있는장면들이현실화될수있을까?

뉴턴은“만일내가다른사람들보다조금더멀리볼수있었

다면, 그것은내가거장들의어깨위에서있었기때문일것이다.”

라고말하였다. 또아인슈타인은“상상은지식보다중요하다.”라고말하

였다. 두과학자의말은과학기술의발전과정을핵심적으로표현한것이다.

과거에상상으로만그쳤던영상통화가가능한휴대전화가오늘날실현되고있는것

처럼지금까지쌓아온과학기술의업적위에새로운상상력이더해지면공상과학영

화속의장면이실현될수도있을것이다. 앞으로 10년또는 20년후과학기술은어디

까지발전해있을까?

첨단 과학과 미래 생활1-3

그림Ⅷ-29 첨단과학기술_ 태블릿PC, 친환경

신·재생에너지기술, 로봇, 식물공장등과학의발

전은인간의생활을더욱풍요롭게바꿀것이다.

공상과학영화의예보충자료

①제`5원소(1997년, 뤽베송감독)

1914년이집트의피라미드발굴현장에서한학자가지구의미래를바꿔놓을 5개

원소의비밀을밝혀낸다. 300년후인 2259년외계행성의공격으로위기를맞은지

구에제5`원소인예언적소녀가나타나는데, 이소녀와지구를구하기위한주인공의

모험이펼쳐진다. 초현대적인23세기미래의뉴욕을배경으로아름다운의상과하늘

을나는자동차등첨단미래사회의감각적인영상이특징이다.

②데몰리션맨(1993년, 마르코브람빌라감독)

1996년경찰인주인공은자신의적수인악당과결투를벌이다가인질들이죽자징

계를받고악당과함께냉동감옥에얼려져수감된다. 그후 2032년미래의로스앤

젤레스는첨단전자감시시스템에의해모든범죄가사라진최첨단정보화도시가

되었지만, 악당이감옥에서탈출하여도시를파괴하기시작한다. 경찰당국이악당을

다시체포하기위해주인공을냉동상태에서재생시키면서미래세계를배경으로이

야기가전개된다.

⋯ •공상과학영화등에서보았던

미래첨단과학의예를발표하게한다.

•인류가과학을발전시켜온과정과오늘

날과학기술의특징을설명하게한다.

•탐구활동을통해미래생활에영향을줄

신기술을조사하게한다.

•신기술이 우리 생활을 어떻게 변화시킬

지예측해보고발표하게한다.

Tip수업

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3. 첨단과학과미래생활 379

과학의발전과전망

1886년칼벤츠는“말없이달리는마차를만들겠다.”라고하며자

동차를만들었다. 자동차의발명과대량생산으로인류는쉽게먼

곳으로이동할수있게되었다. 이후자동차는끊임없는개발을통

해발전하면서현대에이르러서는다양한첨단기술과결합하여효

율이더높아졌고세련된디자인과편리한기능을갖게되었다.

그러나자동차의연료로사용하는화석에너지의고갈과환경오

염등의문제가심각해짐에따라미래에는수소, 바이오디젤등과

같은새로운에너지를사용하는자동차가필요해질것이다.

자동차의예에서알수있듯이인류는자연에대한호기심과더나은생존방식

을찾기위하여끊임없는탐구를통해과학기술을발전시켜왔다. 또한현재의

문제점과한계를해결하려는노력을통해새로운발명과발견을이루어내었다.

앞으로의사회는새로운기술이기존의기술과만나또다른기술을만들어내

는기술융합현상이두드러질것이다. 현재에도정보통신, 생명공학, 나노기술

등의첨단분야에서융합이빠르게일어나고있으며, 상상속에서나가능했던일

들이현실로나타나고있다. 또한디지털기술이발전하면서급속한세계화가진

행되어세계는무한경쟁시대에돌입하였다.

빠르게진행되는변화속에서과학기술을어떻게발전시키느냐에따라미래사

회는더심각한위기에빠질수도있을것이고, 인류의희망이될수도있을것이다.

그렇다면인류의희망이될수있는과학기술에는어떤것이있을까?

기술과기술이만나또다른기술을만들어내는현상을무엇이라고하는가?

그림Ⅷ-31 칼벤츠가만든최초의자동차 그림Ⅷ-32 오늘날의자동차

그림Ⅷ-30 수소연료전지버스

미래사회의전개방향과우리나라에미칠영향보충자료

①환경과자원문제심화: 에너지와자원부족심화, 환경오염에따른건강위협등

②지식기반사회의진전과글로벌화: 세계경제의일원화·동조화심화, 브릭스(브

라질, 러시아, 인도, 중국) 성장, 지식기반경제강화, 생산및소비형태변화등

③인구`구조의`변화: 선진국의고령화와개발도상국의청년화, 도시화의지속과메

가시티(인구1,000만명이상의초대형도시) 간경쟁심화, 노동시장변화등

④과학기술융합의가속화: 바이오기술과나노기술의실용화진전및융합현상가

속화등

⑤새로운안보이슈등장: 종교적·문화적·역사적갈등지속, 테러위협증가등

▶기술융합현상

첨단과학기술로나타날수있는문제점

•고도화된 네트워크 시스템에 의한 인간의

사생활침해

•사이버테러에의한사회시스템마비우려

•나노입자의높은반응성과침투성에따른

인간의건강위협

•유전자 변형 생물(GMO)의 안전성, 생명

공학의발전에따른윤리문제

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380 Ⅷ. 과학과인류문명

미래 생활에 영향을 줄 기술이 무엇

인지 근거를 들어 제시하고 미래 생

활을예측할수있다.

목·표우리나라정부에서는 2040년무렵을예상하여 2010년에발표한‘과학기술미래비전’을

통해다음과같이네영역에서미래의핵심신기술 25가지를선정하였다.

조사, 발표미래생활에영향을줄신기술탐구 활동

과정

신·재생 에너지 기술, 고효율 에너지 기술, 폐자원 재활용 및 광물 자원

기술, 기후 변화 감시·대응 기술, 오염원 발생 방지·관리 및 생태 위해

성평가기술, 온실기체저감기술

첨단 기능 소재 기술, 제조업 생산 로봇 기술, 첨단 농업 생명 공학 기술,

신기술 융합 제조·생산 기술, 친환경 첨단 물류 기술, 지식 서비스 산업

관련기술

신개념의약기술, 뇌 연구및뇌질환치료기술, 실버 산업및 U-Health

기술, 신종 전염병 대응 기술, 유해성 물질 관리 기술, 안전한 생활 환경

구축기술, 미래전대비군사기술

유비쿼터스 컴퓨팅 기술, 새로운 미디어 콘텐츠 기술, 가상 현실 기술, 서

비스로봇기술, 안전하고쾌적한공간개발기술, 새로운운송수단기술

자연과함께

하는세상

영역 미래의핵심신기술

풍요로운세상

건강한세상

편리한세상

결과

1위의신기술중한가지를정하여신기술의필요성과특징, 원리, 미래우리생활

에미칠영향등을다양한관점에서근거를들어조사해보자.

2신기술로인류의미래생활이어떻게달라질지조사한자료를발표하고, 미래생

활을예측해보자.

신기술로달라질미래생활을상상하여그려보자.

해석 창의·인성

신·재생에너지기술

점점 고갈되어 가는 화석 에너지와 환

경 문제를 해결하기 위하여 세계 각국

은친환경적인신·재생에너지를발굴

하고있다. 대표적인 기술에는태양광,

풍력, 조력, 파력, 수소, 핵융합등이있

다. 그중에서도태양광에너지는 2040

년에전세계수요의20%를차지할것

으로전망되고있다. 또한앞으로가동

될것으로예상되는우주태양발전시

스템은 태양빛을 직접 전달받을 수 있

어발전효율이좋다는장점이있다.

고효율에너지기술

미래에 이루어질 에너지 혁신 기술은

건축에 적용되어 탄소 배출이 없는 제

로탄소건물, 신·재생에너지를이용

하여 자급자족하는 제로 에너지 건물,

언제 어디서나 자신의 생활 공간을 볼

수 있는 유비쿼터스 컴퓨팅 기술 등이

보편화될 것이다. 그리고 운송 기계의

모든 부품을 재활용하는 제로 에미션

(zero emission) 기술, 효율적으로연

료를 쓰는 하이브리드 자동차 등이 발

전할것이다. 산업부문에서는 IT, NT

등과 융합되어 에너지 효율을 높이는

지능형전력망인스마트그리드기술이

개발될것이다.

▶예시_ 형상기억합금은인공위성의

부품, 인공심장밸브등에쓰이며, 광섬

유는 빛을 머리카락 굵기에 불과한 유

리 섬유를 통해 보냄으로써 광섬유 한

가닥에 전화 12,000회선에 해당하는

정보를전송할수있다. 엔지니어링플

라스틱은금속보다강한플라스틱제품

으로서, 자동차나 전기 전자 제품들을

더욱가볍게만들수있다. 또한첨단기

능소재로만들어진인공장기, 나노로

봇등은건강한삶을사는데에도도움

을줄것이다.

▶예시_ 미래에는에너지가풍족하고쾌적한생활환경이조성될것이며, 주요질병에

대한진단과치료기술들을확보하여누구나건강하고안전하게생활하는사회가될것이다. 또한유비쿼

터스컴퓨팅기술과로봇기술을기반으로한디지털사회가실현될것이다.

예시

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그림Ⅷ-34 수소연료를이용한자동차의내부 그림Ⅷ-35 태양광발전

첨단과학은미래에우리가직면할환경문제를해결하고풍요롭고건

강하며편리한세상을구현하는원동력이된다. 첨단과학이미래에어떤

역할을하게될지알아보자.

첨단과학과깨끗한생활

인류는과학기술을발전시켜왔지만에너지의과도한사용과자원

의무분별한개발로심각한환경오염과기후변화, 생태계파괴등의

문제를초래하고있다. 이러한문제점을해결하고지속가능한발전을

위해서는자연과더불어살아가는기술이필요하다.

점점고갈되어가는화석에너지와환경문제를해결하기위하여

세계각국에서는태양광, 풍력, 수소연료등과같은친환경적인

신·재생에너지기술을개발하고있다. 탄소배출이없거나

에너지를자급자족하기위한고효율에너지기술, 생활폐기

물을자원으로탈바꿈시키는폐자원재활용기술, 기후변

화에따른재해를사전에방지하고대비하는기후변화

감시·대응기술과이산화탄소발생원인을줄이고

탄소배출을관리하기위한온실기체저감기술등은

인류가개발해야할미래의중요한신기술이다. 또한깨

끗한자연을유지하거나오염된자연을살리기위한오염

원발생방지및관리기술도매우중요하다.

3. 첨단과학과미래생활 381

그림Ⅷ-33 풍력발전

온실기체저감기술

중국과같은후발개발도상국이비약적

으로성장함에따라탄소거래시장의급

속한성장이예상되고있다. 특히온실기

체의주범인이산화탄소의경우전세계

적인 규제 대상이 될 것이다. 미래에는

국가 경제를 발전시키기 위하여 자국에

할당된탄소배출권이상은다른나라에

서사와야만한다. 이러한탄소거래시

장은이산화탄소의포집및저장기술을

가진나라에의해주도될것이다.

이산화탄소를쓰는탄소소재의실용화

로포집및저장된이산화탄소를다각적

으로사용하는기술과화석연료인석탄

의깨끗한이용으로이산화탄소발생원

인을 줄이는 차세대 발전 기술, 수소를

뽑아내는기술등이개발되고있다. 미래

우리나라는 이러한 기술을 이용하여 할

당된탄소배출권보다적게쓰고잉여배

출권을 수출하는 나라로의 도약이 가능

할전망이다.

폐자원재활용및광물자원기술

화석연료의고갈과환경규제의강화에따라청정기술의필요성이높

아지고있다. 특히재활용기술을통해폐기물에서금이나은, 구리등

을추출하는신개념자원회수방법인도시광업이주목을받고있다.

지하자원개발기술도더욱발전하여항공기혹은인공위성에서취득

한정보를통해지하100 m의심층지질구조를분석하는기술이구현

될것이다. 또한바닷물에서우라늄을채취하며, 우주의소행성에서필

요한자원을채굴하는우주개척자시대가다가올것이다.

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:47 PM 페이지381 DK

382 Ⅷ. 과학과인류문명

첨단과학과풍요로운생활

21세기초반에나타난전세계적인고령화는생명과학의발전으로더욱급속

도로진행되고있다. 고령화는경제활동인구를감소시켜국가발전의장애요소

가될수도있다. 이러한문제를해결하고더욱풍요로운세상을만들기위한첨

단기술에는어떤것이있을까?

나노기술로대표되는첨단기능소재기술은에너지, 환경, 정보전자, 생명의

료분야등에서이미상당한수준에도달하고있다. 출산인구저하와노령인구

의증가로부족해진노동력은로봇이대체할수있는데, 여기에필요한기술이생

산로봇기술이다. 첨단농업생명공학기술은개인별맞춤형농작물생산과도

심농장을가능하게하고, 신기술융합제조·생산기술을통해고부가가치의다

품종소량생산과내구성이더강해진제품의생산도가능하게된다. 친환경고효

율의대량화물운송, 무인자동배송시스템등을위한친환경첨단물류기술또

한노동력을대신하기위해필요한기술이다. 웹을기반으로한지식시장의활성

화, 인공지능형정보검색을돕는지식서비스산업관련기술도풍요로운생활

을실현하는데중요한핵심기술이다.

그림 Ⅷ-36 탄소 나노튜브_

탄소 원자들이육각형벌집모양으

로결합되어관모양을이루고있는

신소재이다.

그림Ⅷ-39 도심의식물공장

그림Ⅷ-37 로봇팔

그림Ⅷ-38 무인전철

첨단기능소재기술

1nm는 10억분의 1m로 사람 머리

카락굵기의 10만분의 1에해당한다.

이처럼작은원자나분자를직접조작

하여새로운물질을만드는기술이신

소재나노기술이다. 이 기술은에너

지, 환경, 정보전자, 생명의료분야

의 발전에 바탕이 된다. 찌그러져도

다시펴지는친환경스마트표면처리

강판과 휘어지는 모니터용 플라스틱

기판등은상상력과기술이결부된신

소재들이다. 미래에는극저온및초고

온에서 동시에 견딜 수 있는 소재가

개발되어극지개발이더욱쉬워질것

이고, 질병을일으키는바이러스도나

노기계로치료할수있을것이다.

첨단농업생명공학기술

농작물자동화시스템과대규모노지

재배시설, 무인재배생산등의개발

로미래우리나라농업은개인맞춤형

과대규모도심농장이대표적인상품

이될것이다. 또한식량농업분야는

유전공학의발전과더불어잉여농산

물의수출과다양한신품종농작물의

출현이 예상된다. 이것은 분자 육종

기술로만든작물개발로실현될것이

다. 특히 유전자변형작물은식량을

포함한바이오에너지, 기능성신소재

등에이용되는작물로다양한개발이

가능하다.

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:47 PM 페이지382 DK

3. 첨단과학과미래생활 383

첨단과학과건강한생활

사람은누구나건강하고안전하게생활하기를희망한다. 그렇게되기위해서는

주요질병에대한진단과치료기술들을확보하고생활안전은물론재해, 재난으

로부터안전해야하며, 테러및전쟁으로부터도안전한사회를구현할수있어야

한다.

미래에는생명공학과의료공학의융합으로개인맞춤형질병예방과치료가

가능해질것이다. 또인공장기의보편화로장애인비율은감소하고수명은획기

적으로증가하게될것이다. 이와관련된기술을신개념의약기술이라고한다.

정신질환및노인성질환치료는뇌연구및뇌질환치료기술을통해해결될것

으로전망되며, U-Health 기술을통한원격수술, 나노미터크기의로봇에의

한질병치료, 실버산업을통한의료및건강서비스등은고령화사회에서도건

강한삶을사는데도움을줄것이다.

그밖에도신종전염병대응기술, 새로운유해성물질에대한관리기술, 안전

한생활환경구축기술, 전쟁을사전에예방하는미래전대비군사기술등도건

강하고안전한생활을하는데꼭필요한기술들이다.

그림Ⅷ-40 인공심장_ 독자적

으로심장의기능을수행할수있다.

그림Ⅷ-43 로봇수술_ 원격조종장치로로봇을조종하여시행하

는수술방법이다.

그림 Ⅷ-42 U-Health _ 보건 의료와 정보 통신을

연결하여언제어느곳에서나진단, 치료, 예방, 사후관

리의보건의료서비스를받을수있는원격의료서비스

이다.

그림Ⅷ-41 나노로봇_ 나노미터크기의

로봇으로서, 혈관속을떠다니며질병을치료

하는데이용할수있다.

실버산업및 U－Health

기술

보충자료

미래에는개인의특성에따른질병예측,

장기재생등을통해수명이연장될것이

다. 미래대체장기은행은혈액은행과

유사한 기능으로 낡은 장기를 교체하는

업무를담당하며, 로봇산업이발달하여

의료 전문 로봇이 제작되고, 24시간 도

우미로봇을통한간병서비스가제공될

것이다. 또한 특수 의료(원격 수술 등)

기술과마이크로또는나노미터크기의

로봇이 신체 내부를 돌아다니며 청소하

는기술이개발될것이다. 그 밖에장애

인또는노인들을위한개인신체정보를

실시간으로확인할수있는랩온어칩(생

물학적·화학적분석이가능하도록실험

장치를 갖춘 반도체 크기의 작은 칩)이

개발되어상용화될전망이다.

뇌연구및뇌질환치료기술보충자료

미래에개발될뇌지도와신경망모델은뇌의많은부분을밝혀줄것으로예상된

다. 우울증, 약물중독, 정신분열증과알츠하이머병등과같은노인성질환의치료

는획기적으로발전할것이다. 또인간의인지기능이규명되어인공피부, 인공망

막, 인공안구등인공장기들이출현할것이다. 더불어전자두뇌의이식이가능하

여인간도컴퓨터와같은빠른계산능력을가지게될것이다.

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:47 PM 페이지383 DK

384 Ⅷ. 과학과인류문명

첨단과학과편리한생활

미래사회는현실공간과사이버공간이융합되고무선네트워크와인

공지능기술이디지털기술과결합하여생활이획기적으로편리해질것

으로예측된다.

유비쿼터스컴퓨팅기술은개인용휴대기기를이용하여가정의모든

기기가원격으로작동하고로봇과가상아바타를작동시켜자신을대신하

여업무를처리할수있게해준다. 새로운미디어콘텐츠기술과가상현실

기술을통해교통정보, 기후정보, 환경정보등을초고속으로제공받거나해

저공간체험, 우주엘리베이터를통한우주여행등현실에서는불가능한일을구

현할수있을것이다.

또한서비스로봇기술의발전으로가사나학습도우미로봇등의보급이확대

될것이다. 안전하고쾌적한공간개발기술로지상 1,000 m 이상의친환경첨단

건물의등장이가능해질것이며, 자기부상열차, 진공터널을이용한고속물류

운송튜브망등새로운운송수단기술로사람과화물이더욱빠르고효율적으로

이동할수있을것이다.

건강한 생활을 위해 필요한 미래

신기술에는어떤것들이있는가?

개념확인하기

생명과학의발전으로수명이연장되었을때

발생하는문제점에는어떤것이있을까?

생활속문제해결하기

첨단 과학 기술과 관련된 대학

의학과에대해알아보자.

과학과기술, 사회연관짓기자기

주도

학습

그림Ⅷ-45 미래도시의상상도

그림Ⅷ-44 우주엘리베이터상

상도

진공터널

가정용로봇

유비쿼터스컴퓨팅기술보충자료

미래의유비쿼터스세상에서는개인용휴대기

기를이용하여집의모든기기를원격으로작동

하며, 로봇과 가상 아바타를 작동시켜 자신의

업무를대신처리할수있을것이다. 이를위하

여다양한무선네트워크기술과인공지능기

술들이 개발되고 있다. 개인의 상황과 감정을

구현하는생활지원 지능형 에이전트기술, 일

상생활을휴대기기에자동으로저장하고관리

하는기술, 자동신원인식시스템등이개발되

고 있으며, 늘어나는 컴퓨팅 기술을 위해대규

모저장장치가개발되고있다. 또한나노로봇

크기의‘스마트더스트’등일상생활을관찰하

여 최적의 환경으로 만들어 주는 기술로 더욱

편리한세상이열릴것이다.

▶ 신개념의약기술, 뇌 연구및뇌질환치료기술,

실버산업및U－Health 기술, 신종전염병대응기

술, 유해성물질관리기술등

▶수명이연장되면생길수있는대표적인문제점은고령

화이다. 고령화는산업인구감소, 노인부양비증가, 세대

간갈등, 독거노인등다양한문제로이어질수있다.

▶ 첨단과학기술과관련된학과는정보통신기술, 생명

공학기술, 나노기술, 문화콘텐츠기술, 환경공학기술, 우

주항공기술등과관련된분야를공부하고연구하는학과

이다. 그예로생명공학과, 천문우주과학과, 반도체학과,

신소재공학과, 고분자공학과, 로봇공학과, 전기전자공학

과, 기계공학과, 컴퓨터공학과, 환경공학과등이있다.

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:47 PM 페이지384 DK

3. 첨단과학과미래생활 385

생명의 마술, 생명 공학자생명공학은생명의원리를이용하여응용기술을창

출하려는새로운산업분야를말한다.

생명공학은농업에서의품종개량과유전공학등에

뿌리를두고있다. 관련기술로는유전자조작, 생물복

제, 줄기세포, 생체조직재생등이있다.

유전자재조합기술을이용하면인체에는극히미량밖

에만들어지지않는물질을대량으로생산할수있다.

이기술로만들어진당뇨병치료제인인슐린과항암물

질인인터페론등은이미상용화되었다.

또최근에는생명과학기술을이용하여각종형질전

환동물을만들고있다. 2009년 9월에는장기이식시면역거부반응을방지할수있는인간의유전자를

두개가진형질전환복제돼지‘복마니’가태어났다. 따라서앞으로난치병으로고통받는환자들에게효

능이높은치료제나치료용이식장기를공급함으로써더욱많은환자가혜택을볼수있을것으로기대

된다.

생명공학은생명과학에근본을두고있으므로생명공학자가되기위해서는이들영역에대하여깊이

있게전공하는것이필요하다. 또생명공학은생명과학을바탕으로여러가지학문이복합적으로결합되

어있으므로연구자들은여러분야에대하여열린마음을가져야한다. 실제생명공학에종사하는대부분

의연구자는실험실이라는특수한곳에서대부분의시간을보내며끊임없이실험과분석과정을반복하므

로정확한분석력과본인의업무에대한열정이필요하다.

핵이식 복마니

조직배양으로품종을개량하는모습

DNA

`DNA

`DNA

인슐린의생산과정

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:47 PM 페이지385 DK

Ⅷ.

과학과

인류

문명

386 Ⅷ. 과학과인류문명

과학과기술이발달하면서인류의활동영역은매우넓어졌다. 곳곳에건설된도로는

우리를몇시간안에어느곳이나편히갈수있게해준다. 하지만사람이빠르고편리

하게다니기위해만든길때문에동물들은생활영역이가로막히고심지어도로를가

로질러가다가죽기도한다. 사람이좀더빠르게다니기위해만든도로가그곳을지나

가는동물들에게는죽음의도로인셈이다.

사람과동물이공존하기위해서는어떻게해야할까?

과학이 우리 생활에 미치는 영향1-4•과학이 사회와 문화 예술, 환경

등 우리 생활에 끼치는 영향을

설명할수있다.

학습 목표

과학의발전은우리생활을매우풍요롭고편리하게해주지만그에따라사회,

문화, 환경등여러분야에서많은문제점이나타나고있다. 이러한문제들을살

펴보고그해결방법을생각해보자.

그림Ⅷ-46 생태육교_ 동물

들이다닐수있도록만든생태육

교는동물들과사람들이공존하기

위한역할을하고있다.

⋯ •도입글을통해도로와교통

수단의 발전이 우리 생활과 환경에 미

치는영향에대해토의하게한다.

•유전자 변형 작물에대하여 토론해보

게하고, 과학의발전과함께사회적쟁

점이되고있는사례를조사하게한다.

•과학이사회와문화, 환경에미치는영

향을조사하여발표하게한다.

•과학의발전으로생기는문제점을해결

하기 위한 방안에 대하여 논의하고 발

표하게한다.

Tip수업

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:47 PM 페이지386 DK

4. 과학이우리생활에미치는영향 387

과학이사회와문화예술, 환경에 미

치는 영향을 알아보고, 과학적 이해

를바탕으로의사결정을할수있다.

목·표❶다음은유전자변형작물에대한기사이다.

❷다음은유전자변형작물에대한긍정적인의견과부정적인의견이다.

토론과학이사회와문화예술, 환경에미치는영향

과학이 발전하면서 사회, 문화 예술, 환경 등 여러

분야에서 문제점이 나타나고 있다. 이러한 문제점

을해결하기위해서어떤노력을해야할지토론해

보자.

해석

탐구 활동

과정

[긍정적인의견]

•농부: 유전자변형작물은해충에대한저항성이강해서농약을많이쓰지않아도됩

니다. 따라서농사짓는데힘이훨씬덜들고작물의수확량이많아져서좋습니다.

[부정적인의견]

•소비자: 유전자변형작물이나식품을먹어도아무런해가없는것인지를소비자들이

알수있도록더정확한자료를제공하기전까지는안심할수없습니다.

결과

1유전자변형작물에대한각자의입장을정리하여이작물의도입을찬성할지반

대할지정하고, 그렇게결정한이유를적어보자.

2위의기사외에다른여러가지첨단과학에대해떠오르는긍정적

인단어와부정적인단어들을적어보자.

유전자변형작물은생물체의유전자중필요한유전자를인위적으로분리ㆍ결합

하여개발자가목표로한특성, 즉제초제및병해충저항성, 저장성향상, 고영양성

분함유등을갖도록한농산물이나식품을말한다.

유전자변형작물의대표적인예로는뿌리에는감자가열리고열매에는토마토가

열리게하거나, 병충해에강한식물의유전자를다른식물에주입하여재배하는것등

이있다.유전자변형작물은수확량증대, 품질향상등의장점이있는반면, 인체및

환경에대한잠재적위해성논란도제기되고있다.

창의·인성

유·의·점

자신의입장만주장하지말고상대방

의 주장에도 귀를 기울여 합리적인

의사결정을할수있도록한다.

GMO(Genetically Modified

Organism)

우리말로‘유전자변형생물체’또는

‘유전자변형농산물’이라고한다.

유전자변형생물체는 생물체의 유전

자중유용한유전자를취하여그유

전자를갖고있지않은생물체에삽

입하여 유용한 성질을 나타나게 한

것이다.

GMO는안정성과경제적인측면등

에서 과학자와 비과학자 및 환경론

자, 소비자와생산자사이에많은논

쟁이있다.

▶유전자변형작물에대한입장을정하고그렇게결정한이유를적어본다.

▶•긍정적단어: 질병치료, 생명연장, 기술혁신, 생산성향상, 편리한생활등

•부정적인단어: 환경오염, 생태계파괴, 지구온난화, 전쟁, 자원고갈등

▶과학기술발전에대한맹목적인믿음이아닌사회여러분야에

미치는영향을사전에분석하고진단하여대응방안을제시해야

한다. 또한과학의윤리성과안전성을강화하고부작용을최소

화하는등의과학기술의사회적책임성을확대해나가야한다.

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388 Ⅷ. 과학과인류문명

과학이우리에게미치는영향

우리가살아가는사회는과학기술의발전과함께성장해왔지만, 그와함께여

러가지문제가발생하기도한다.

우리는인터넷을이용하여정보를빠르게주고받고, 여러가지필요한자료를

쉽게활용할수있게되었다. 예를들어전자우편이나온라인대화를통해지구

어느곳에있든지서로의견을교환할수있고, 전자상거래를통해원하는물건

을빠르게구입할수있다. 최근에는스마트폰으로도인터넷을이용할수있어그

활용범위가점점넓어지고있다.

하지만인터넷의발달은익명성이악용될가능성이있고, 개인주의가만연해질

수있다. 이밖에도바이러스의유포, 불법다운로드등많은문제가발생하고있

다. 이러한문제를해결하기위해서는공동체문화를살리고, 인터넷이나 SNS

등을건전하게이용하는것이필요하다.

개인의위치를파악할수있는위성위치확인시스템(GPS)은자동차, 스마트

폰등에널리이용되고있지만, 개인의사생활침해등의문제를낳고있다. 또유

전자변형작물이나유전자조작기술등과학기술의발전은여러분야에서사회

적쟁점이되기도한다.

그림Ⅷ-48 전자상거래

그림Ⅷ-50 유전자조작기술

로만들어진생물

그림Ⅷ-49 위성위치확인시스템(GPS)

그림 Ⅷ-47 인터넷으로많은

정보를쉽게얻을수있다.

빈혈치료제를만드는

돼지‘새롬이’무르지않는토마토

유전자변형옥수수

전자상거래

좁은 의미의 전자 상거래란 인터넷

을 통해 실시간으로 상품을 거래하

는것을의미한다. 거래되는상품에

는전자부품과같은실물뿐만아니

라 원거리 교육이나 의학적 진단과

같은 서비스, 뉴스, 오디오, 소프트

웨어와 같은 디지털 상품도 포함된

다. 넓은의미의전자상거래는소비

자와의거래뿐만아니라공급자, 금

융기관, 정부기관, 운송기관등과

같이 거래에 관련되는 모든 기관과

관련행위를포함한다.

과학기술의발전이가져온부정적인측면

①범지구적사고: 핵발전소사고, 핵전쟁등

②범지구적환경파괴: 산성비, 오존층파괴, 지구온난화와사막화

③지구자원의고갈: 석유, 석탄등의지하자원고갈과담수(지표수, 지하수, 빙하

등) 부족

④생태계혼란: 남획에따른동식물의멸종, 항생제남용, 광우병등인간이스스로

초래한생태적재앙, 수명연장에따른삶의질악화(치매등)

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:48 PM 페이지388 DK

4. 과학이우리생활에미치는영향 389

과학은우리의생활뿐만아니라문화예술에도많은변화를가져왔다. 과학의

발달로영화, 음악, 인터넷게임을비롯한문화예술분야에다양한변화가생겼

다. 또이러한문화예술을소비하고전달하는매체가발달함으로써새로운문화

의생성, 성장, 소멸의순환주기도매우빨라졌다.

최근해외에서유명해지고있는한류는어느지역의문화예술이전지구적으로

빠르게전파해나가는예가될수있다.

그러나과학의발전으로면면히이어져오던전통문화가소홀히취급되고, 급

기야사라지는전통문화까지생겼다.

예전의아이들은자치기, 널뛰기, 윷놀이, 쥐불놀이, 강강술래, 연날리기, 팽이

치기, 투호등을하고놀았다. 하지만오늘날의아이들은컴퓨터게임으로시간을

보내는경우가많은데, 이것은게임중독이나인터넷중독등많은사회적문제를

불러일으키기도한다.

강강술래 인터넷중독

널뛰기 윷놀이

그림Ⅷ-51 과학과문화의다양성과부작용_ 과학의발달로문화예술의전파속도도빨라지고, 외국문화가

쉽게국내로들어오고있다. 반면, 인터넷에중독되는사례가많아지고전통문화가사라지는등부작용도나타나

고있다.

과학이문화예술에미치는영향

①과거에는상상할수없었던수많은윤리

적인문제를유발하고있다.

②문화예술의전파속도가빨라지고, 외

국문화도쉽게국내로들어오고있다.

③새로운문화가창출되는반면, 전통문

화가사라지는부작용도나타나고있다.

④과학의발달은수많은사람들의가치관

에영향을미치고기존의세계관을바꾸

고있다.

⑤문화예술을소비하고전달하는매체의

발달로새로운문화의생성, 성장, 소멸

의주기가점점짧아지고있다.

인터넷의양면성

인터넷이발달하면서많은사람들이시공

간을 초월하여 대화를 나눌 수 있게 되었

고, 개인과회사는더욱많은정보를쉽게

얻을수있게되었으며, 다양한정보를공

유할수있게되었다. 또한바쁜현대인들

이 각종 쇼핑몰 등을 통해 집에서 편하게

물건을구매할수있게되었다. 이처럼정

보의범람은많은정보를실시간으로검색

할수있다는장점이있는반면, 많은정보

중에서양질의정보를찾아야하는어려움

을겪기도하며정보의왜곡과같은부작용

이 따른다. 또한 익명성이 악용되어 악성

댓글이나허위사실유포등의문제도일으

킨다.

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:48 PM 페이지389 DK

390 Ⅷ. 과학과인류문명

과학기술은인류에게물질적풍요와생활의편리함을가져다주었지

만, 인류의생활터전인지구환경에는많은문제점을발생시켰다.

예를들어과학의발달에따라사람은예전보다수명이길어졌다. 지구

상의인구는 1800년에는약 10억명이었으나 1900년에는약 15억명,

지금은 70억명을돌파하였다. 급격한인구증가로녹지가감소했고, 도시로

집중된인구는여러가지환경오염을일으켰다. 산업화된사회는대량생산과대

량소비를통한각종폐기물을대량으로방출하였으며, 그결과여러가지환경

문제가나타났다.

한편, 현대사회는과거보다더많은에너지를필요로한다. 세계의에너지원은

대부분화석연료에의존하는데, 매장량은한정되어있다. 화석연료를태울때

나오는배기가스는대기를오염시킬뿐만아니라지구온난화를일으키는원인이

되기도한다. 생활오수, 공장폐수, 쓰레기매립장등에서나오는침출수, 광산

폐수, 농경지의유출수등은수질오염을가중시켰다. 또농약살포나화학비료,

폐기물매립, 광산의폐수등은토양을심각하게오염시켰다.

이처럼과학의발달에따른환경문제는생물권에좋지않은영향을미칠수있

다. 따라서우리는폐기물을폐기의대상이아닌자원으로여기고재활용방안을

찾아야하며, 계획적인사용을생활화해야한다.

그림Ⅷ-52 아마존밀림의파괴

그림Ⅷ-53 여러가지환경오염의원인

공장에서배출되는가스 자동차배기가스 폐수방류

생활폐기물 농약살포 광산폐수

아마존밀림의파괴

아마존의열대우림은세계최대의밀림

으로서, 대체할수없는소중한자원이지

만최근빠른속도로파괴되고있다. 아

마존밀림은대규모벌목및경작과원주

민들의 원시적인 이동식 화전 농업으로

빠르게사라지고있다. 지금추세대로라

면 앞으로 30~50년 안에 아마존 생태

계가파괴될것으로예측하고있다.

화석연료사용의문제점

화석연료는수백만년전의동식물들이오랜시간에걸쳐

화석화되어만들어진연료이다. 현재우리가사용하는에

너지의 85 %이상은화석연료로부터얻은것이며, 석유,

석탄, 천연가스등이대표적이다.

화석연료는매장량이한정되어있어고갈될위험이있고,

대기오염과지구온난화를비롯한여러가지환경문제를

유발하는등많은문제점을가지고있다. 화석연료사용

으로인해대기의이산화탄소의농도가약 25 %증가하

였으며, 지구대기권의평균기온이0.5`æ상승하였다. 이

에따라바닷물의수온도상승하여 100년간평균해면수

위가 14.3~22.7cm정도상승하는추세이며, 2030년까

지는20~140`cm정도상승할것으로예측되고있다.

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:49 PM 페이지390 DK

4. 과학이우리생활에미치는영향 391

과학의발전과우리의자세

과학의발전은기술, 공학, 예술, 수학등거의모든다른분야의발전에기여하

고사람들의생활을편리하게해주었다.

하지만과학기술의발전에따라사람들은점점더개인주의화되고, 우리의소

중한전통문화가소홀히취급되는현상도일어나고있다. 또자연환경의파괴는

우리가현재직면한가장큰문제중의하나이다.

따라서우리에게는이러한문제를슬기롭게해결하려는노력이필요하다. 그

과정에서미래의신기술을포함하여과학이담당해야할역할도갈수록커지고

있다. 특히인류의지속가능한발전을위한노력을게을리하지말아야한다.

우리나라의과학기술은전세계의무한경쟁시대에대비하여구체적인준비가

필요하다. 예를들어새로운영역을개척하기위한창조적이고선도적인연구개

발이확대되어야하고, 과학기술인재를육성하기위한노력과국제적인협력사

업에대한적극적인참여가필요하다. 또한국민의행복이나사회문제해결에기

여하고, 국민들이일상에서즐길수있는과학문화프로그램의확충과새로운문

화창출을주도하는것도과학기술이담당해야할역할이라할수있다.

과학이 우리 생활에 미치는 긍정

적인면을말해보자.

개념확인하기

과학으로발생한문제를과학으로해

결한예를찾아보자.

생활속문제해결하기

우리주변에서과학의발전이다른분

야에미치는영향을찾아보자.

과학과기술, 사회연관짓기자기

주도

학습

과학자의윤리

•과학적측면: 과학연구의건전성을

유지하고 과학적 성과를 공표하되,

객관적인증거만을제시하고과학적

성과에서 조작이나 사실이 아닌 자

료는공표하지않는다.

•사회적 측면: 당면한 경제적·사회

적·정치적 문제들이 가진 의미를

인식하고, 자신의지식과연구가실

행에옮겨질수있도록노력한다.

•세계적측면: 과학자는세계평화를

위해 안정된 기반을 만들고자 하는

사람들을지원할의무가있다.

▶ 과학은 인류에게 물질적인 풍요와 생활의

편리함을안겨주었다. 예를들어생명과학의

발전으로 사람의 수명이 연장되었고, 질병을

극복하여건강한생활을할수있게되었다.

▶폐수로인한수질오염문제를폐수정화시

설을 설치하여 해결하였다. 또 자동차 배기가

스로인한대기오염문제를하이브리드자동

차나전기자동차의개발로해결하고있다.

▶3D카메라는사람의두눈이사물을입체적

으로보는원리를이용한것으로, 과학과기술,

공학이융합된것이다. 또 3D 영화는문화예

술이발전하는데에도많은기여를하고있다.그림Ⅷ-54 재활용분리수거_ 자원을재활용함으로써자연환경의

오염을막고, 소중한지구를보호하는데앞장설수있다.

재활용되는분리수거품목참고자료|

•종이류: 신문지, 책, 복사지, 종이팩, 우유팩,

종이상자등

•병류: 음료수병, 주류병, 드링크병등

•캔류: 음료용 캔, 식품용 캔, 분유 통, 통조림

통, 뷰테인가스통등

•고철류: 공구, 철사, 못, 철판, 쇠붙이, 알루미

늄등

•의류: 면제품류, 합성섬유류등

•플라스틱류: 음료수병, 간장병, 식용유병, 요구

르트병, 세제용기류등

358~393 8단원-ok 2014.12.24 10:49 PM 페이지391 DK

392 Ⅷ. 과학과인류문명

대단원 마무리Ⅷ. 과학과 인류 문명

개념 정리하기

현수는외국으로출장가신아버지와휴대전화

의화면을보면서통화를한다. 이처럼세계어느

곳에있는사람과도연락을쉽게할수있게된

첨단기술의발전에는어떤것이있는지쓰시오.

1 다음중로봇기술을사용할때의좋은점이아

닌것은?

①사람보다더빠르게작업을할수있다.

②사람보다더창의적으로작업을할수있다.

③사람보다더높은정확도로작업을할수있다.

④단조로운반복작업을효율적으로할수있다.

⑤사람이 직접 하기에 위험한 일을 대신할 수

있다.

3

다음내용과가장관련이깊은과학기술로옳은

것은?

2

❶ 원시 시대에 (㉠ )의 발견은 인류에게 큰 기술 혁신을 가져왔으며, (㉡ )(으)로 만들어진 도구를 이

용하면서 생산력이 증가하고 사회 구조도 크게 바뀌었다.

❷ 태블릿 PC나 (㉢ )을/를 기반으로 하여 전자책, 어학, e-러닝 서비스, 디지털 교과서 등 다양한 방법으

로 스마트 기기가 교육 현장에 이용되고 있다.

❸ 고체와 액체의 중간 상태에 있는 물질로서, 온도나 자기장에 의해 다른 색깔을 나타내는 신소재를 (㉣ )

(이)라고 한다.

❹ 과학은 기술, (㉤ ), 수학, 예술과 통합하여 자동차나 인터넷 등 우리 생활에 이용되고 있다.

❺ 미래에는 생명 공학과 (㉥ )의 융합으로 개인 맞춤형 질병 예방과 치료가 가능하고, (㉦ )의 보편화

로 장애인 비율이 감소하고 수명은 획기적으로 연장될 것이다.

❻ 의료 및 식량 생산 등의 분야에서 핵심 기술인 (㉧ ) 재조합은 유전자 조작 때문에 다른 분야에서 사회적

쟁점이 되기도 한다.

①불의사용 ②금속의이용

③현미경의발명 ④증기기관의발명

⑤트랜지스터의발명

구부러지거나얇게펼수있는성질을이용하여기

존의돌이가지고있던단점을보완하게되어농산물

의생산력을향상시키고, 인류문명의발전에크게기

여하였다. 또한, 건축구조물의탄탄한기초로사용되

며, 고층건물의건축도가능하게되었다.

다음중화석에너지의고갈과환경문제를해결

하기위한첨단기술로보기어려운것은?

①신·재생에너지기술

②온실기체저감기술

③폐자원재활용기술

④기후변화감시·대응기술

⑤신개념의약기술

4

개념 적용하기

불 철

스마트폰

액정

공학

의료공학

유전자

인공장기

답_ 통신과전기전자분야의발달로다양한정보를주고받을수있게되

었으며, 우주과학의발달로통신위성이개발되면서먼곳까지정보를전

달할수있게되었다.

해설_ 오늘날철은건축물에사용되는 필수 재료이다. 자동차나 기계 장치를

비롯하여각종생활용품, 사무기기등매우다양

한곳에서중요한재료로사용되고있다.

해설_ 신개념의약기술은에너지고갈문제나환경문제와는관련이적다. 신

개념의약기술은생명공학과의료공학의융합으로개인맞춤형질병예방과

치료, 인공장기의보편화로수명을연장시키는등건강과관련된기술이다.

해설_ 로봇은사람을알아보고감정을표현하거나대화도가능하다. 그러

나사람이입력한프로그램에따라작동하므로사람보다더창의적으로

작업을수행하는것은어렵다.

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대단원마무리 393

다음과가장관련이깊은첨단과학기술로옳은

것은?

5

그림의첨단과학기술기기로편리해지는우리

생활의모습과거리가먼것은?

6

개념 적용하기

물질안에마이크로캡슐과촉매를넣으면외부충

격으로캡슐이깨졌을때내용물이흘러나와촉매와

반응한다. 이화학반응으로만들어진물질이균열을

메우면서 접착제 역할을 하여 자동적으로 보강된다.

이기술을콘크리트에적용하면물속에잠겨있는다

리의기둥에균열이생겨도일정시간이지나면마이

크로캡슐과촉매반응으로만들어진새콘크리트가

틈에스며들어단단해진다.

①환경공학기술 ②생명과학기술

③전자과학기술 ④신소재과학기술

⑤정보통신과학기술

①이동중에다양한자료들을정리할수있다.

②디지털교과서보급으로학생들의가방이가

벼워진다.

③물질을분석하고몸속영상을더정확하게확

인할수있다.

④언제든지자신이원하는곳에서원하는학습

을할수있다.

⑤학교에서일어나는다양한행사가이동형중

계기로 중계되어 학부모가 실시간으로 확인

할수있다.

인터넷의 발달로 인한 부작용에는 어떤 것들이

있는지쓰고, 이를해결하기위한방안을서술하

시오.

1

개념 응용하기

첨단과학기술이발전하게되면사람들은한층

더편안하고편리한삶을살아갈수있게될것

이다. 이러한 생활을 하기 위해서 필요한 첨단

과학기술에는어떤것들이있는지설명하시오.

2과학글쓰기

과학글쓰기

과학글쓰기

무선네트워크기술과인공지능기술을바탕으

로한유비쿼터스컴퓨팅기술에의해변하게될

미래세상은어떤모습일지서술하시오.

3

산이많은우리나라는주거공간과산업용지를

확보하는데어려움이많다. 이러한문제를해결

하기 위해서 어떤 기술이 필요할지 쓰고, 이를

통해미래에등장하게될생활공간의모습에대

하여서술하시오.

4창의·인성키우기

해설_ 소재에 생긴균열을자동으로보강하는기술을나타낸것으로서,

신소재과학기술이라고할수있다.

|모범답안|인터넷의발달로익명성이악용될가능성이있고, 저작권의

침해등사회문제를일으킬수있다. 이러한문제를해결하기위해서는

인터넷을건전하게사용하려는마음자세가필요하며, 적절한규제장치

를만들어야한다.

|모범답안|정보통신및전자기기기술, 신소재공학기술, 의료기술

등이필요하다.

|모범답안|냉장고안에음식이부족할때냉장고가알아서주문하고, 쇼

핑후계산대를지나기만하면자동으로계산이되며, 로봇과가상아바타

를작동시켜자신을대신하여업무를처리할수도있을것이다.

|모범답안|생활공간문제를해결하기위해서는하늘과지하, 바다에새

로운공간을창출하는것이필요하다. 이를위해서는초경량·고강도건

축소재기술, 친환경건설기술, 풍수해와자연재해를막는재난방지기

술, 범죄와전염병을차단하고예방하는보건기술등이더욱지능화되고

첨단화되어야한다. 이러한기술을통해미래에는지상 1,000 m의친환

경건물들이많아질것이고, 대규모해상도시도인기를누릴것이다.

해설_ 물질분석과몸속의영상을자세히볼수있게된것은초전도체기

술(신소재기술)의발전으로누릴수있는편리함이다.

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