빅뱅 융합 주제의 과학관 체험전시 교육프로그램 개발 사례 연구

이동욱,이동욱 한국전시산업융합연구원 2018 한국과학예술융합학회 Vol.36 No.-

The big bang theme is based on the discovery of modern astronomy, making it difficult to understand the contents, but it is a new attempt to show the integrated theme of science museum. Also, there is a high demand for exhibition and education program development as a theme that visitors are interested in. The purpose of this study was to develop an educational program for exhibiting the Big Bang theme. To do this, we identify the difficulty of learning the big bang theme from the perspective of model based learning theory and set up the following hypothetical strategies to overcome them. First, it is necessary to make theme close to visitors’ ordinary experience. For this purpose, one strategy was used that subjects that are close to everyday life and everyday instructional tools. Second, we used visual analogies to make it easy for visitors to organize concepts related to science principles and big bang. Third, rather than comprehending the scientific principles constituted by causality, the contents related to the big bang were transformed into a narrative story. Based on the hypothetical strategy described above, the educational program for the exhibition of the big bang theme was developed as the theme of 'big bang nuclear synthesis', 'stellar nuclear synthesis', 'expanding universe' and 'revolution of astronomy'. The developed educational program was mainly applied to elementary school students as a special program, and the questionnaire was applied to the effect. The results of the questionnaire showed that participation and interest of the educational programs were high and the level of the education program was suitable for elementary school students except for difficulties such as terminology. After participating in the education program, many visitors shared their big bang experience with others, and they wanted to visit another big bang science museums and to participate in other big bang educational programs. 빅뱅 융합 주제는 과학관 융합 주제 전시를 위하여새로이 시도되고 있는 주제이며 관람객들이 흥미로워하는 주제로 전시와 교육프로그램 개발의 요구가 높은 실정이다. 그러나 현대 천문학을 기반으로 하고 있어 내용을 이해하기가 어려운 문제가 있다. 본 연구는빅뱅 융합 주제의 체험전시 교육프로그램을 개발하고자 하였다. 연구 결과 및 내용은 다음과 같다. 먼저, 모형 기반 학습 이론 관점에서 빅뱅 융합 주제 학습의 어려움을 알아보고 이를 극복하기 위한 다음의 가설적 전략을 설정하였다. 첫째, 빅뱅의 주제를 관람객의 일상적인 경험에 가깝게 끌어들이는 것이 필요하다. 이를 위하여 일상생활에 가까운 주제와 일상적인교구 등을 활용하였다. 둘째, 관람객이 과학 원리나빅뱅과 관련된 개념 등을 쉽게 구성할 수 있도록 시각적인 비유물을 활용하였다. 셋째, 빅뱅과 관련한 과학적 내용을 서사적인 내러티브의 구조로 전환하여이야기로 이해하도록 하였다. 해외 선도 사례인 에이들러의 전시물을 검토하여 가설적 전략의 타당성을높였다. 가설적 전략에 근거한 빅뱅 융합 주제의 체험전시 교육프로그램을 개발하였다. 끝으로 초등학생인관람객을 대상으로 개발된 교육프로그램을 적용하고설문을 실시하였다. 설문결과 교육프로그램의 참여도와 흥미도는 높았으며 교육프로그램의 수준은 전문용어 등의 어려움을 제외하면 초등학생 관람객에게도적합한 것으로 나타났다. 교육프로그램 참가 이후 많은 관람객이 빅뱅 경험을 다른 사람과 공유하였으며빅뱅과 관련한 과학관을 방문하거나 빅뱅과 관련한교육프로그램의 참여 욕구가 높은 것으로 조사되었다

<빅뱅>의 One Source Multi Use 전략 연구

박미희 ( Mi Hee Park ) 한성대학교 한성어문학회 2009 漢城語文學 Vol.28 No.-

The purpose of this paper is to find the One Source Multi Use Strategies of <BIG BANG> with similarities between star and contents. The music industry needs to find new business models from changing of markets. The star system is important marketing strategy in the music industry and similar OSMU in the cultural contents industry. <BIG BANG> emphasized their musicianship by open proceeding of debut and built their style by music patterns and stage costume. <BIG BANG> try to communicate with consumer. OSMU includes windowing, adapting, merchandising, branding. <BIG BANG> aim to maximize profit with OSMU. OSMU of <BIG BANG> is divided multi use into internal factors with windowing and adapting and into external factors with merchandising and branding. A windowing offers music contents through various window and adapting makes another contents with internal factors of <BIG BANG>. A merchandising manufactures goods and branding have value of <BIG BANG> with external factors. OSMU of the cultural industry is applied the music industry.

A Modified Big Bang-Big Crunch Algorithm for Structural Topology Optimization

Hong-Kyun Ahn,한동석,한석영 한국정밀공학회 2019 International Journal of Precision Engineering and Vol.20 No.12

The purpose of this study is to develop a topology optimization scheme based on big bang–big crunch (BB–BC) algorithm, inspired from the evolution of the universe called big bang and big crunch theory. In order to apply the BB–BC algorithm to topology optimization for static and dynamic stiffness problems, the parameters of the algorithm were transformed to those of topology optimization scheme. In addition, some parameters such as big bang (BB) range, BB search, population and non-exchange limit were newly introduced to topology optimization scheme. Also, a parametric study for the parameters involved in the topology optimization scheme was performed to reduce the number of parameters, and find the appropriate ranges for topology optimization. Some examples were provided to examine the effectiveness of the developed topology optimization scheme for both static and dynamic stiffness problems throughout comparing with other metaheuristic topology optimization algorithms and the BESO (bi-directional evolutionary structural optimization) method. It was verified that the suggested algorithm shows superior to the compared typical metaheuristic topology optimization algorithms in the viewpoints of stability, robustness, accuracy and the convergence rate.

일반 : 빅뱅 우주론, 양자물리학, 그리고 문화의 기원- 존 폴킹혼과 르네 지라르 이론의 빛으로-

정일권 ( Il Kwaen Chung ) 한국개혁신학회 2014 한국개혁신학 Vol.44 No.-

본고는 르네 지라르의 이론을 중심으로 통합과학적으로 전개된 폭력과 종교(Violence and Religion)에 관한 연구와 과학과 종교(Science and Religion)에 대한 국제적 연구를 통섭하고자 했다. 20세기 과학의 두 혁명적인 이론, 곧 양자물리학과 아인스타인의 일반상대성 이론 그리고 나아가 빅뱅 이론은 기독교적 창조론에 오히려 근접하다고 평가할 수 있다. 많은 무신론자들은 우주가 영원하다고 보았다. 데이비드 흄이나 버트란트 러셀 그리고 한때 무신론자였던 안토니 플루 등과 같은 무신론자들 뿐 아니라, 전통적 종교는 모두 우주가 영원하다고 보았다. 하지만 20세기 우주론의 표준모델로 자리잡은 빅뱅이론은 우주의 절대적 시작과 종말을 말하기에 기독교 창조론에 더 가깝다고 볼 수 있다. 우주가 영원한 것이 아니라, 절대적 시작점을 가진다는 빅뱅 이론은 (기독교적) 창조개념을 내포하기에, 무신론적 입장을 가진 학자들에 의해서 거부되었다. 고전물리학이 기계론적이고 결정론적 세계관과 우주관을 탄생시킨 이후 이신론을 거쳐서 무신론으로 귀결되는 경우가 많았지만, 20세기 초반 양자물리학으로 인해 현대 자연과학이 다시금 보다 메타물리학적(metaphysical), 곧 형이상학적이고 철학적이고 종교적인 경지와 질문과 조우하게 되었다. 빅뱅 이론 이후 거시적 천체물리학적 세계를 미시적 양자물리학적 세계와 연결하고 통합해서 사고하게 되었다. 양자세계를 배후세계로 두고 있는 우주는 존재론적인 개방성(ontological openness)과 불확정성을 보여주기에, 하나님의 행동(Divine Action)에 열려있다. 빅뱅 이후의 우주적 인류지향원리 혹은 인류원리(anthropic principle)와 미세조정(fine-tuning)은 광대한 우주 속의 티끌과 같은 생각하는 갈대이자 창조의 면류관인 인간의식에 특별한 의미를 부여한다. 양자역학은 관찰자의 의식의 결정적 중요성을 보여준다. 양자물리학은 물질주의의 종말을 보여준다. 최근의 연구결과들은 물질의 궁극적 기원을 물질 자체가 아니라, 의식이나 정보에서 찾고자 한다. 자기의식과 함께 신의식(Gotteserkenntnis)을 가진 인간의 수학적 이성은 위대하기도 하지만, 인간은 모방적 욕망과 경쟁으로 인해 범죄하게 되고 형제를 살해하고 전쟁을 일으키는 비참함에 빠지기도 한다. 물질의 신비를 발견하기도 했지만, 그것으로 인해 인류전체의 자멸을 가져올 수 있는 핵폭탄도 만들어내었다. 우주가 인간의식의 출현을 기다리고, 또 인간의식을 통해서 스스로 의식하게 되었다면, 자유의지를 가진 인류의 의식과 선택의 중요성은 우주적 차원에까지 이른다. 양자역학과 빅뱅 이론 그리고 인류원리(anthropic principle)과 우주적 미세조정(fine-tuning)으로 인해 많은 이론물리학자들과 천체물리학자들은 다시금 유신론적 입장을 가지게 되었다. 혹 그들이 과학자로서 방법론적 무신론 혹은 불가지론의 입장에 아직 서 있다고 해도 우주적이고 수학적 지성의 존재 자체를 부정하기는 힘들게 되었다. This paper deals with the interdisciplinary dialog between physics, metaphysics, natural theology and cultural theory. For Polkinghorne, Big bang theory, anthropic principle and fine-tuning, and also mystery of quantum theory could be considered to be a kind of pointer to the divine presence. For him, there are two locations where general hints of the divine presence might be expected to be seen most clearly. One is the vast cosmos itself, with its fifteen-billion-year history of evolving development following the big bang. The other is the “thinking reed” of humanity, so insignificant in physical scale but, as Pascal said, superior to all the stars because it alone knows them and itself. A wonderful cosmic order is expressible in concise and elegant mathematical terms. For Polkinghorne, this use of abstract mathematics as a technique of physical discovery points to a very deep fact about the nature of the universe, and to the remarkable conformity of our human minds to its patterning. The “unreasonable effectiveness of mathematics”in uncovering the structure of the physicalworld is a hint of the presence of the Creator, given to us creatures who are made in the divine image. Polkinghorne believes that the rational beauty of the cosmos indeed reflects the Mind that holds it in being. The biblical doctrine of sin (caused by mimetic desire) would be not easy problem for Polkinghorne. His research project of natural theology thus could be aided by Girardian decoding of origins of human culture and and his fundamental anthropological sensitivity for human violence, sin and also misery and tragedy. Not only glory and beauty of human mathematical reason, but also dialectic and misery of human mimetic desire must be considered in christian theology.

Optimum design of steel frames with semi-rigid connections using Big Bang-Big Crunch method

A. Rafiee,S. Talatahari,A. Hadidi 국제구조공학회 2013 Steel and Composite Structures, An International J Vol.14 No.5

The Big Bang-Big Crunch (BB-BC) optimization algorithm is developed for optimal design of non-linear steel frames with semi-rigid beam-to-column connections. The design algorithm obtains the minimum total cost which comprises total member plus connection costs by selecting suitable sections. Displacement and stress constraints together with the geometry constraints are imposed on the frame in the optimum design procedure. In addition, non-linear analyses considering the P-Δ effects of beam-column members are performed during the optimization process. Three design examples with various types of connections are presented and the results show the efficiency of using semi-rigid connection models in comparing to rigid connections. The obtained optimum semi-rigid frames are more economical solutions and lead to more realistic predictions of response and strength of the structure.

빅뱅 핵합성에서의 암흑물질의 효과 연구에 대한 고찰

장덕재,천명기 한국물리학회 2016 새물리 Vol.66 No.8

We present a brief review regarding the effect of dark matter on Big-bang nucleosynthesis (BBN). Light elements up to $^9$Be, whose abundances has been determined by using astrophysics spectroscopy and analysis of chondrites, are believed to have been produced during the BBN epoch. Therefore, the standard particle model, as well as models beyond the standard cosmological model, most produce results that ard consistent with the abundances of elements produced during BBN. The need for such consistency can be used to put effective constrains on some of the parameters in such models. This paper addresses how dark matter (DM) affects element production and how important parameters of DM can be constrained by using BBN network calculations and observational data. For example, in this paper, the effects on BBN due to some dark-matter candidates, such as X-particles, sterile neutrinos and axions, along with constraints on the parameters from the BBN, are discussed. 이 논문에서는 빅뱅(Big-bang) 당시의 핵합성에 우리가 가정하고 있는 암흑물질이 얼마나 그 영향을 미칠 수 있는가를 최근의 논문들을 중심으로 개괄하고자 한다. 빅뱅 당시에 생성된 원소는 온도의 급격한 강하로 인하여 $^9$Be까지로 알려져 있다. 이 원소들은 우주 및 태양계의 정확한 분광 관측 및 미분화 화석 등의 분석에 의하여 존재비율이 비교적 정확하게 알려져 있으며 관련 핵반응도 실험적으로 확인이 되어 있는 상황이다. 따라서 어떠한 새로운 우주모델 혹은 입자 모델들도 관측된 초기 우주의 원소 존재 비율을 만족해야 하므로, 빅뱅 핵합성 이론은 새로운 모델들의 자유 변수를 제한시킬 수 있는 귀중한 분야이다. 본 논문에서는 최근의 X-입자(X-particle), 비활성 중성미자(sterile neutrino) 및 액시온(Axion) 등에 의한 초기우주 핵합성 비율의 변화 연구를 통하여 암흑물질이 초기 우주의 원소 생성에 어떤 식으로 영향을 미칠 수 있는 가를 살펴보기로 한다.

대중 과학에서 은유와 유비의 역할: 가모프의 우주론 3부작을 중심으로

오철우 ( Cheol Woo Oh ) 한국과학사학회 2015 한국과학사학회지 Vol.37 No.1

This article examines popular scientific books from the perspective of the rhetoric of science, to look into the strategy and techniques of persuasion in science. It focuses on the rhetorical characteristics of the “Cosmological Trilogy,” authored in the 1940-50s by a Russian-American nuclear physicist George Gamow (1904-1968). Gamow’s Cosmological Trilogy, which dealt with the origin and history of the earth, the sun, and the universe, consisted mainly of expositions of physical laws and scientific hypotheses with easy-to-follow explanations of his own physical cosmology. It also used many biological, archaeological, and historical metaphors that had rarely been used in previous publications on physics-based cosmology. Analogies in the Cosmological Trilogy were also important in understanding Gamow’s strategy of persuading his cosmological theory. “Evolution,” “age,” and the “big bang” of the physical universe were described as analogical counterparts to biological evolution, biological age, and the big bang of atomic bombs, respectively. These analogies played an important role in persuading his readers that the large-scale big-bang creation and the evolutionary process of the universe can be speculated and understood by reasoning based on credible experiential sciences, although the beginning and evolution of the universe as a whole can never be directly experienced. Such analysis shows that to Gamow scientific research and popular writing were not clearly separable.

A new Hybrid Algorithm for Simultaneous Size and Semi-rigid Connection Type Optimization of Steel Frames

Ali Hadidi,Amin Rafiee 한국강구조학회 2015 International Journal of Steel Structures Vol.15 No.1

A hybrid algorithm based on Harmony Search (HS) and Big Bang-Big Crunch (BB-BC) optimization methods is proposedfor optimal design of semi-rigid steel frames. The algorithm selects suitable sections for beams and columns and assignssuitable semi-rigid connection types for beam-to-column connections, such that the total member plus connection cost of theframe, is minimized. Stress and displacement constraints of AISC-LRFD code together with the size constraints are imposedon the frame in the design procedure. The nonlinear moment-rotation behavior of connections and P-Δ effects of beam-columnmembers are taken into account in the non-linear structural analysis. Three benchmark steel frames are designed and the resultsare compared with those of standard BB-BC and of other studies. The comparisons demonstrate that proposed algorithmperforms better than standard BB-BC and HS methods in all examples and that the total cost of a frame can be reduced throughsuitable selection of its beam-to-column connection types.

A New Hybrid Optimization Algorithm for Recognition of Hysteretic Non-linear Systems

S. Talatahari,N. Mohajer Rahbari,A. Kaveh 대한토목학회 2013 KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING Vol.17 No.5

In this article, a new two-stage hybrid optimization method based on the Particle Swarm Optimization and the Big Bang-Big Crunch algorithm (BB-BC) is introduced for identification of highly non-linear systems. In this hybrid algorithm, the term of the center of mass from the BB-BC algorithm is incorporated into the standard particle swarm optimizer to markedly improve its searching abilities. In order to investigate the effectiveness of the newly formed optimization algorithm in identification of non-linear and hysteretic systems,it is utilized to optimally find the Bouc-Wen model’s parameters for a sample MR damper in which the damper’s force is related to its piston’s motion through a non-linear differential equation. The obtained results indicate that the proposed optimization method is highly robust and accurate and can be utilized successfully in such intricate non-linear identification problems.

무신론적 과학주의의 근간이 되는 과학 이론들은 과연 완벽한가? : 현대 우주론과 진화론의 문제점과 한계들

김도현(Kim, Do-Hyun) 광주가톨릭대학교 신학연구소 2019 神學展望 Vol.- No.206

현대인들은 과학에 대해 맹목적인 신뢰를 두면서 종교를 미신으로 격하하는 분위기 속에서 살아가고 있다. 이러한 분위기는 과학이 모든 것을 설명해 줄 수 있다고 믿는 무신론적 과학주의로부터 발생되었는데, 이 주의는 현대의 주요 과학 이론들, 특히 우주론과 진화론에 기반하고 있다. 따라서 본고에서는 현대 우주론과 진화론의 약점들과 한계들을 살펴보고자 한다. 빅뱅 우주론은 1927년 이론적으로 처음 소개된 이후 현재까지 정설로 확립되었다. 그런데 이렇게 빅뱅을 통해 탄생한 우리의 우주에 생명체, 특히 인류가 생존하기 위해서는 ‘미세 조율된 필연적 생명체 생존 조건’을 갖추어야만 한다는 소위 ‘인류 원리’가 우주론의 핵심 내용으로 자리잡은 상태이다. 그러다 보니 무신론적 과학주의자들은 엄청난 수의 우주들 중에서 인류원리를 만족하는 ‘하나의 우주가 우연히’ 발생했다는 ‘다중 우주론’을 주장하였다. 하지만 다중 우주의 존재는 관측을 통한 검증이 전혀 불가능하기 때문에, 이 이론은 실재적인 근거가 결여되어 있다는 비판에 직면해 있다. 진화론은 찰스 다윈 이래로 현재까지 생명과학의 근본 원리로서 받아들여져 오고 있다. 하지만 ‘한 종 내에서 다양한 변이가 생겨나는 단기간의 진화 과정’을 설명하는 ‘소진화’는 대단히 잘 설명되고 있는 반면에, ‘과거에 있었던 공통의 조상 종에서 새로운 후손 종들로의 진화 과정’을 설명하는 ‘대진화’는 현재까지도 다양한 이론들이 난립해 있는 상황이다. 그리고 생명체의 모든 진화 과정의 출발점인 첫 번째 생명체의 출현이 어떤 방식을 통해 이루어졌는가에 대해서는 많은 실험과 가설들이 존재해 왔음에도 불구하고 아직까지도 제대로 이해하지 못하고 있는 현실에 있다. 따라서 무신론적 과학주의의 근간이 되고 있는 현대 우주론과 진화론은 과학적으로 많은 약점과 한계를 지니고 있음을 우리는 알 수 있다. 현재 무신론적 과학주의의 근간이 되는 과학 이론들이 지닌 이러한 한계와 불완전성이 앞으로 과학과 종교가 서로 대화하고 상생하는 관계로 나아가는데에 중요한 동력으로서 작용하게 될 것이라고 필자는 기대하는 바이다. Modern people live in an atmosphere of downgrading religion to superstition while blindly trusting science. This atmosphere arose from atheistic scientism, which believes that science can explain everything. This is based on modern scientific theories, especially cosmology and the theory of evolution. Therefore, in this article, I will try to point out their weaknesses and limitations by looking closely at modern theories of cosmology and evolution. The Big Bang cosmology was first established theoretically in 1927 and has since been established as orthodox to date through various astronomical observations. However, the so-called ‘anthropic principle’ that we must have the condition of ‘fine-tuned condition for inevitable survival of life’ is necessary for the survival of life, especially human beings, in our universe born through the Big Bang. So, atheistic scientists have argued for ‘multiverse theory’ that ‘a universe happens by chance’, in a huge number of universes, satisfying the anthropic principle. However, because the existence of the multiverse is impossible to do physical verification through experiment/observation, the theory faces criticism that there is a ‘serious’ lack of physical/realistic grounds. Evolution has been accepted as the fundamental principle of life sciences since Charles Darwin, consisting of many factors such as population, mutation, and selection. However, ‘microevolution’ which explains the ‘short-term evolutionary process in which a variety of mutations occur within a species’ is very well explained from a molecular biology point of view, while ‘macroevolution’ which explains the ‘long-term evolutionary process by which species from a common ancestor become new descendant species’ is a situation in which various theories to the present time are in a state of confusion. And we still do not understand the mechanism of the emergence of the first life as the first starting point of all the evolutionary processes of life, although many experiments and hypotheses have existed since the Miller-Urey experiment in 1953. Thus, we can see that contemporary theories of cosmology and evolution, which are two important theories as the basis of atheistic scientism, actually have many scientific weaknesses and limitations. Therefore, when trying to communicate with science, the Church seems to be the most wise attitude to take a proper distance from the details of science, while expressing deep interest in science itself. I expect that the limitations and incompleteness of scientific theories that are the basis of atheistic scientism will serve as an important driving force for science and religion to move forward in mutual dialogue and mutual relationship.