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과연 물질이란 무엇을 어떻게 정의하는 말일까요?
물질과 다르게 사용되고 있는 개념들과 분리시켜 보고 좀 더 넓고도 확실한 물질에 대한 생각을 갖도록 해 봅시다.

문제

1. 물질의 개념

다음 네 어린이에게 물질이라고 할 수 없는 것들에 대해 예를 들어 설명해 보라고 했습니다. 이 이야기 속에는 각 아이들의 물질에 대한 기준이 들어있습니다. 가장 합리적인 의견을 제시한 사람은 누구일까요?
① 아람:나는 어젯 밤 도깨비가 나오는 꿈을 꾸어 무서워 혼이 났어요. 놀라 깨고 나니 도깨비는 사라지고 말았어요. 이처럼 쉽게 사라지는 것은 물질이 아니라고 생각해요.
② 보람:바람은 잡을 수도 만질 수도 없어요. 그래서 물질이 아니라고 생각해요.
③ 예솔:하늘의 별은 물질이 아니예요. 하늘에 떠있는 별은 너무 깨끗하고 순수하기 때문이지요.
④ 한솔:친구사이 우정은 물질이 아닙니다. 싸워서 서로 친하지 않다고 생각되면 없어집니다. 우리가 생각하기에 따라 있기도 하고 없어지기도 하는 것은 물질이라고 볼 수 없지요.

2. 물체와 물질의 차이

다음 두가지 나무라는 말이 나타내고 있는 뜻은 서로 다릅니다. 어떻게 다를까요? 그 차이를 정확히 지적한 것은?
경수:이 책상은 나무로 돼 있다.
지혜:저 푸른 나무는 언제나 싱그럽다.
① 경수가 사용한 나무는 물체이고 지혜의 경우도 물체입니다.
② 경수가 사용한 나무는 물체이고 지혜의 경우는 물질입니다.
③ 경수가 사용한 나무는 물질이고 지혜의 경우는 물체입니다.
④ 경수가 사용한 나무는 물질이고 지혜의 경우도 물질입니다.

3. 물질세계의 단순성

우리는 수 많은 물질에 둘러싸여 살고 있습니다. 과학자들은 이 물질들이 단지 1백여 가지의 원소로 이루어져 있다고 주장합니다. 여러분이 알고 있는 이 페이지를 이루고 있는 종이에 포함돼있는 탄소나 옛날 공룡의 몸을 이루고 있던 탄소나 다 같은 것이라는 것입니다. 이와 같이 여러가지 물질들이 단순히 몇가지 원소로 이루어졌다면 어떻게해서 이 세상에는 수많은 물질이 있을 수 있는 것일까요?
① 물질이 입자로 이루어져 있기 때문에
② 물질이 간단한 것으로부터 복잡한 것으로 진화되었기 때문에
③ 화석으로 발견된 공룡의 조직을 살펴 보았기 때문에
④ 물질은 더 이상 나누어지지 않는, 성질이 다른 몇가지 입자로 이루어져 있고 그 조합으로 여러가지 물질이 만들어진다고 생각했기 때문에
 

4. 물질의 특성

달에서 가져온 돌을 고온처리해서 액체 10ml를 얻었습니다. 이 액체가 물이라고 확인할 수 있는 방법은?
① 깨끗한 약수저를 이용해서 맛을 봅니다.
② 이 액체가 1기압하에서 1백℃에서 끓는지 알아봅니다.
③ 달이 지구에서 떨어져 나갔으므로 돌에서 나온 기체는 수증기임에 틀림없어요.
④ 전자현미경으로 이 액체의 사진을 찍어 보면 알 수 있지요.

정답

1. 답은 ④입니다.
물질의 개념에 대해서 묻고 있는 문제입니다. 어린이들이 대답한 네가지 경우는 우리들이 흔히 일상생활 속에서 물질이 아니라고 믿는 것입니다. 어린이들은 우리들의 물질관을 소박하나마 반영하고 있습니다. 사전에는 물질의 정의가 각 사전마다 차이는 있으나, '공간을 차지하고 있으며, 질량이 있으며,…'라고 나옵니다. 이 정의는 과학자들이 사용하는 물리량을 이용해서 답한 것이므로 어딘가 불충분하다고 느껴집니다.
실제로 우리들이 생각하고 있는 물질의 개념과 친숙한 개념들로부터 물질의 개념을 정확히 형성시키는 것이 중요하다고 생각됩니다. 아람군의 경우 물질의 기준을 쉽게 사라져 버리지 않는 것으로 보고 있군요. 그 기준으로는 흔히 볼 수 없는 물질을 놓쳐 버리게 됩니다. 바람은 공기라는 물질의 이동현상을 가리키는 말입니다. 이와 같은 물질의 현상을 느낌으로 판단하는 경우도 많습니다. 예솔양의 경우 물질은 순수하지 않다고 생각하는 경향입니다. 이 경우는 물질을 판단하는 기준이 감정에 치우쳐 있다고 생각합니다.
물질은 '의식과 독립된 객관적 실체'라고 보는 것이 현대적인 개념입니다. 따라서 한솔군의 경우 생각하기 따라서 있고 없음이 결정되는 우정을 물질로 볼 수 없다는 판단은 타당하다고 봅니다.

2. 답은 ③입니다.
지혜가 말한 나무는 우리가 흔히 볼 수 있고 확인할 수 있는 구체적인 것으로 물질라고 할 수 있습니다. 그러나 경수가 사용한 나무라는 뜻은 나무책상을 이루는 나무를 가리키는 말로 그 물체를 이루는 재료를 뜻합니다. 따라서 물질이라고 봐야 할 것입니다. 물체와 물질을 구분하는 것은 국민학교 자연시간에도 소개돼 있을 정도로 중요하고도 기초적인 문제입니다.
여러분들은 정확한 개념을 가지고 있습니까. 물질은 흔히 눈으로 볼 수 없는 추상적인 말로 사용되지만, 과학에서는 액체나 기체 등 일정한 모양을 이루지 못하는 경우나 일정한 모양을 가지고 있으나 쉽게 변형이 일어나는 경우를 가리킵니다. 여기서는 물체의 재료를 가리키는 경우에 해당합니다.
 

3. 답은 ④입니다.
우리들은 물질이나 세계를 매우 복잡하다고 생각합니다. 그러나 옛날에는 세상이 어떻게 형성되었을까를 고민하던 사람들은 몇가지 단순한 물질(원소)들로 이루어져 있다고 생각했습니다. 이런 생각들로부터 현대의 과학적인 물질관으로 발전하기까지에는 수많은 선인들의 노력이 숨어 있지요.
더구나 이런 사고의 출발은 대단히 중요한 역할을 내했습니다. 그 대표적인 예로 고대 그리스의 원자론이 있습니다. 그들은 물질세계를 신적인 요소를 거부하고 보았습니다. 또 물질을 이루는 기본요소인 원자와 그것이 운동할 수 있는 빈 공간으로 간주했습니다. 이 생각은 당시에는 별로 받아들여지지 않다가 근대의 원자설에 의해 다시 수용돼 요즘에는 당연한 것으로 생각되고 있습니다.

4. 답은 ②입니다.
물질의 특성이란 그 물질만이 가지고 있는 것으로 그 물질이 우주 어디에 있어도 같은 성질을 나타내 그 물질임을 확인할 수 있는 성질입니다. 즉 우주 어디에서 발견한 물이라도 1기압이라는 조건만 같으면 끊는 점이 1백℃라는 것입니다.
이러한 물질의 특성에는 끓는 점 이외에도 밀도 전도도 굴절률 등 많이 있으나 이런 성질들은 단순한 물리량으로 간주, 그 중요성을 잃어버리고 사용하는 경우가 많습니다.