통합과학 교과서 한 번에 통과하기 1

들어가며 미래 사회에는 어떤 사람이 필요할까?
'통합과학'을 만나기에 앞서 자연을 통합적으로 보는 안목, 통찰의 시대를 준비하며

1장 세상을 어떻게 측정할 수 있을까?
표준 시간과 공간으로 자연을 나타내다
자연을 재고 비교하는 기준, 기본량과 측정 표준
센서와 정보 기술로 인식하는 세계

2장 물질은 어떻게 생겨나고 모였을까?
빅뱅! 우주와 우리의 출발점
지구가 탄생하고 생명체가 출현하다
자연은 원소의 규칙성을 어떻게 이용할까?
원자는 왜 화학 결합을 할까?
결합이 다르면 물질의 성질도 달라질까?

3장 자연은 어떤 물질로 이루어져 있을까?
지각을 이루는 광물, 생명체를 이루는 탄소 화합물
생명체를 구성하는 물질은 어떤 규칙성을 가질까?
인간은 자연이 준 재료를 어떻게 이용해 왔는가?

4장 지구 시스템 속에서 살아가는 우리
지구 시스템을 이루는 하위 권역들
기권과 수권에서 일어나는 에너지 흐름과 물질 순환
지권의 변화를 설명하는 판 구조론

5장 역학적 시스템, 힘과 운동은 어떻게 작용할까?
중력의 작용과 다양한 운동
일상생활에서의 충돌과 안전장치

6장 유기적이고 정교한 체제, 생명 시스템
생명 시스템을 이루는 기본 단위
물질대사의 핵심, 생체 촉매
세포 안에서 정보는 어떻게 흐를까?

함께 읽으면 좋은 책

과학자들은 어림을 통해 연구 결과를 어느 정도 예측하기도 하고, 측정값이 합리적이고 참값에 가까운지를 판단하기도 합니다. 만약 측정한 사람마다 같은 도구나 장치를 사용했음에도 불구하고 눈금을 읽을 때 측정한 값과 단위가 다르다면 어떤 불편한 점이 생길까요?
1999년 9월 23일, 과학자들은 화성 기후 관측 위성(Mars Climate Orbiter)이 화성 궤도 진입에 실패했음을 알게 되었습니다. 원인을 분석한 결과 미국항공우주국(NASA)은 국제 측정 단위인 m(미터)를 단위로 사용했지만, 위성 제작사인 록히드마틴(Lockheed Martin)은 당시 영미에서 주로 쓰는 야드파운드 단위 체계를 사용했기 때문이었습니다. 결국 서로 다른 단위를 사용한 프로그램 입력값이 화성 궤도 진입 실패라는 결과를 만들어 커다란 경제적 손실을 불러일으켰습니다.
만약 미국항공우주국(NASA)과 영국 위성 제작사가 동일한 국제 표준 측정 단위를 사용하여 프로그램 입력값을 통일했다면 화성 탐사 분야에서 더 많은 성과를 앞당길 수 있었을 것입니다. 이 사례는 기본량 측정 표준화의 유용성과 필요성을 절실히 알려줍니다.
- <1장 세상을 어떻게 측정할 수 있을까?> 중에서

멘델레예프가 자신만의 주기율표를 완성하게 된 계기와 관련된 일화가 있습니다. 멘델레예프는 상트페테르부르크 대학의 화학과 교수였습니다. 그런데 기숙사 생활을 하는 학생들이 밤새 카드 게임을 하고 다음 날 아침에 졸린 상태로 강의실에 들어오는 모습을 보고는, 학생들에게 자신이 연구하고 있는 원소의 규칙성을 알려주기 위해서 카드 게임을 도입했다고 합니다.
그는 종이로 만든 카드에 원소의 성질과 원자량을 적은 다음, 학생들에게 규칙성을 찾아서 배열해 보라고 하고, 배열이 끝난 학생은 기숙사로 돌아가도 좋다고 제안했습니다. 카드 게임에 자신이 있는 학생들은 몇 번이고 주어진 원소 카드 배열을 시도했습니다. 멘델레예프 역시 답을 모르고 제안한 것이라 학생들과 함께 수많은 시도를 했는데도 정확한 배열 방법을 찾지 못해 애만 태우며 시간을 보낼 수밖에 없었습니다.
그러던 어느 날, 멘델레예프는 꿈속에서 자신이 고민했던 원소의 규칙성이 반영된 주기율표의 모습을 보게 되었습니다. 잠에서 깬 그는 꿈속에서 본 장면을 그대로 옮겨 적었는데, 이것이 오늘날 우리가 사용하는 주기율표의 기본 틀이 탄생하는 순간이었습니다.
- <2장 물질은 어떻게 생겨나고 모였을까?> 중에서