1938년 독일의 슈페만이 개구리를 복제한 이후 여러 생물들의 복제가 시도되었다. 이러한 생물복제는 초기 배의 세포에서 핵을 꺼내 미리 핵을 제거한 난자에 이식하거나 인위적으로 초기 배를 분할함으로써 가능했다. 이미 분화가 일어난 태어나 성체의 세포를 복제하는 실험은 항상 실패를 거듭했고 과학자들은 분화된 세포를 복제하는 것은 불가능한 일이라고 생각했다.
1983년 이후 인터넷 프로토콜이 표준화된 후 인터넷은 전자메일, 파일전송, 고퍼, 네트워크 뉴스, 공개 게시판 등등 다양한 용도로 주로 정부와 대기업 그리고 수많은 학술전산망을 통해 퍼져나갔다. 1985년 미국 국립과학재단이 NSFNET를 구축할 때에 바로 이 ARPA의 인터넷 프로토콜인 TCP/IP를 통신의 기본 프로토콜로 채택했다.
IBM은 1981년에 개인용 컴퓨터 시장에 진입하면서 자신이 개발한 컴퓨터의 사양과 설계를 공개하였다. 이 때 IBM은 인텔의 마이크로프로세서를 가져다 썼으며, 시스템 소프트웨어로는 마이크로소프트의 MS-DOS를 채택하였다. IBM의 이러한 전략은 애플 컴퓨터가 장악하고 있었던 당시의 PC 시장에 손쉽게 진입하기 위한 목적에서 비롯되었다.
차갑고 빛이라곤 전혀 없는 심해저는 오랫동안 생물이 거의 살지 않을 것이라고 여겨져 왔다. 그러나 이 불모지에도 열대우림을 방불케 할 정도로 수많은 해저생물들이 살아가고 있음이 확인되었다. 심해저에 살고 있는 생물의 종 수는 대략 1천만에서 1억에 이를 것으로 추정되고 있다.
CT(computed tomography)로 불리는 컴퓨터 단층촬영은 1972년 영국의 하우스필드와 앰브로스가 개발한 것으로 X선을 사용한다. X선 사진은 한 방향의 그림자만으로 이루어진 2차원영상이기에 사물의 정확한 모습을 보여주는데 한계가 있지만, CT는 여러 방향에서 X선을 쪼여 여러 개의 그림자를 만들어 이를 컴퓨터로 합성하여 실제에 가까운 모습을 만들어내는 것이다.
카오스 이론의 출발은 '나비 효과'라고 부르는 현상의 발견에서 비롯되었다. 전문 용어로는 '초기 조건에의 민감한 의존성'이라는 개념인데, 반 농담조로 나비 효과라고 부르는 것이다. 즉 나비 한 마리가 북경에서 공기를 살랑거리면 다음 달 뉴욕에서 폭풍이 일어날 수도 있다는 것이다.
로봇이라는 말은 체코어로 '노동'이라는 뜻인데 기계의 이름으로 쓰기 시작한 것은 1920년대부터였다. 그러나 스스로 움직이는 로봇은 그보다 훨씬 전에 있었다. 1700년대에 와서 유럽의 정밀 기계 기술의 발달은 거의 완숙의 경지에 이르렀는데, 이 때 등장한 자동 시계 인형 같은 것은 제법 복잡한 움직임도 가능해 보는 사람을 즐겁게 했다.
20세기가 저물어 가는 1997?98년에 세계는 전지구적으로 가뭄과 홍수, 폭설이 동시에 지속되는 이제껏 겪어보지 못하였던 극심한 기상이변을 겪었다. 기상이변의 주범으로는 '엘니뇨'가 지목되었는데, 1982?83년 '세기의 엘니뇨'는 전지구적으로 약 2조원의 피해를 입혔고 1997?98년의 피해는 이보다 더하여 갈수록 심해지는 경향을 보이고 있다.
우주배경복사는 1960년대 중반 벨연구소에서 두 명의 젊은 연구원 펜지아스와 벨에 의해 발견되었다. 펜지아스와 윌슨은 아주 초기 위성인 에코Ⅰ을 추적하려고 설계된 안테나를 연구하고 있었다. 다른 사람들도 우주에 있는 물체로부터 방출되는 전파를 찾기 위하여 이 안테나를 이용하였다.
1940년대 말부터 1950년대까지 미국의 슈빙거, 파인만, 일본의 도모나가, 그리고 영국의 다이슨 등에 의해 양자 전기 역학의 문제가 거의 해결된 것으로 보였다. 그러나 1960년대의 관측실험을 통해 원자를 구성하는 입자들의 수가 점차 증가하자, 이론 물리학자들은 양성자와 중성자가 더 작은 물질의 단위로 이루어져 있을 가능성을 고려하게 되었다.
베게너가 주창한 대륙 이동설 이후 50년 정도가 지나자 보다 발달된 전자 장비와 지자기에 대한 새로운 연구 결과에 힘입어 대양 밑바닥의 상세한 해저 지형이 밝혀졌으며, 지판이 움직인다는 생각을 지지하는 학자들은 점점 늘어갔다. 드디어 1960년대 중반에 해저는 대양저 산맥 또는 해령이라고 부르는 곳을 중심으로 늘어난다는 해저확장설이 인정받기에 이르렀다.
레이저(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation; LASER)란 유도복사를 통해 전자들을 똑같은 궤도로 올려놓고 동시에 천이하도록 하는 것이다. 자연계의 가시광선은 파장이 다른 여러 빛이 섞여 있는데 반해, 레이저를 통해 나타나는 빛은 단 한가지 파장만을 지니고 있다. 이렇게 고른 빛은 가시광선에 비해 한 점에 집적하기 쉽고 에너지의 밀도가 대단히 높다.
1959년 메리 리키와 그의 남편인 L. S. B. 리키라는 두 과학자는 탄자니아의 올두바이 협곡에서 일군의 화석을 발견했다. 이 화석은 약 175만 년 전의 것으로 추정되며 원숭이에서 인간으로 진화하는 중간 단계의 화석인 것으로 밝혀졌다. 이 화석의 이름은 오스트랄로피테쿠스라고 이름 붙여졌고, 현존하는 가장 먼 인류의 조상인 것으로 인정받고 있다.
탄도 미사일은 그 명칭에서 보이듯이 크게 호를 그리면서 비행하는 기본적 특성이 있다. 탄도미사일의 고도는 탄도의 정점에 도달할 때에는 수백킬로미터에서 천수백킬로미터에 달한다. 이렇게 되면 미사일은 거의 인공위성이 되어 지구를 돈다. 결국 탄도미사일이란 인공위성에까지는 이르지 않는 속도(초속8km 정도)로 탄두를 발사하여 원거리까지 도달시키는 무기이다.
초전도 현상은 1911년 네덜란드의 물리학자 온네스가 극저온 상태의 수은에서 발견한 이래 수많은 물리학자들의 관심을 끌어왔다. 초전도 현상이 가지는 물리적 특성은 물론 그것으로부터 얻을 수 있는 무궁무진한 상업적 가치 때문이었다. 하지만 초전도 현상에 대한 연구는 실험에서는 어느 정도의 진전을 보았으나 수십년 동안 어떤 기작을 통해 그것이 가능한지에 대한 이론적 해명은 여전히 미궁 속에 있었다.
1957년 10월 4일 인류는 우주 시대를 맞았다. 대기에 관한 여러 자료를 기록하고 전송할 수 있는 장치를 실은 직경 57cm, 무게 82.8kg의 금속구, 즉 최초의 인공위성 스푸트니크 1호를 소련이 지구 궤도에 쏘아 올렸던 것이다. 당시 소련의 한 과학자는 "미국인들은 자기의 자동차, 자기의 냉장고, 자기의 집은 사랑하지만 자기의 조국은 사랑하지 않는다"고 말했다.
우리는 아침에 일어나 세수를 하면서 카세트 테이프에서 재생되는 음악을 듣고, 지하철으로 들어가면서 지하철 승차권을 사용하며, 사무실에서 일해 작성한 내용을 디스켓에 담아 다른 곳으로 이동시킨다. 점심시간에 용돈을 찾기 위해서 은행에 가서 현급지급기에서 카드를 사용해 돈을 찾고, 버스카드를 사용하는 버스를 타고 집에 온다.
우리가 일상생활에서 사용하는 시간은 태양시(태양에 대한 지구의 자전을 기준으로 삼아 설정한 시간)이다. 그러나 지구의 자전 속도가 조석이 가하는 마찰력과 그 밖의 다른 힘들에 의해 영향을 받기 때문에 태양시는 불규칙하게 느려지는 경향이 있다. 이러한 태양시의 불규칙성을 수정하기 위해 더욱 규칙적인 운동을 보이는 다른 것을 기준으로 삼아 시간을 다시 설정할 필요가 있었다.
중세가 멀리 지나갔을 때까지도 기술 작업의 대부분은 인간의 힘을 이용해서 이루어졌다. 그 후 동물, 물 및 바람의 힘이 전면에 등장했고, 18세기 이래로는 석탄과 석유 같은 화학적 힘으로부터 추출한 동력이 널리 사용되었다. 20세기 들어서는 화학적 에너지 이외에도 원자력의 시대가 도래하였다. 그러나 최초의 원자력의 사용은 전쟁 수행을 위한 것이었고, 그것의 개발이 빠르게 이루어질 수 있었던 것도 전쟁 때문이었다.
19세기 후반에 이루어진 외과 분야의 비약적 발전, 즉 마취법의 발견과 개선, 방부와 멸균 원리의 발견 등과 함께 20세기 초 혈관을 이어주는 혈관문합 기법이 발달하면서 이식수술은 본격적으로 싹트기 시작하였다. 이식수술은 조직의 거부반응이라는 장벽에 부딪쳤으나 1940년대부터 생체의 면역반응에 대한 이해가 쌓이기 시작했고 1951년 면역억제제가 발견됨으로써 새로운 전기를 맞게 되었다.
심장은 외과학의 능력이 미칠 수 있는 한계 바깥에 있다는 오래된 생각은 19세기 말에 심장파열을 봉합하는 수술이 성공함으로써 비로소 무너지기 시작했다. 그 후 심장수술기술은 마취술, 인공판막이식술, 심장에 관을 넣어 들여다보는 기술 등의 개발을 거치며 계속해서 발전해왔으며, 의학계에 심장외과라는 분야를 확립시켰다.
한 생물체가 지니는 모든 형질을 다음 세대에 물려주는 유전현상은 유전자가 전달됨으로써 이루어진다. 1952년 박테리오파지를 이용한 허시의 실험을 통해 유전자가 DNA라는 사실이 입증되었다. 이에 따라 많은 학자들이 DNA의 구조와 기능을 밝히는데 주력하였고, 다음해인 1953년 케임브리지대학 캐번디시연구소의 왓슨과 크릭에 의해 DNA가 염기들의 상보적 결합으로 이루어진 이중나선 구조라는 사실이 밝혀짐으로써 분자생물학은 비약적인 발전을 이루게 되었다.
수소폭탄은 핵융합반응이 진행될 때 방출되는 에너지를 이용한 폭탄이다. 수소폭탄의 개발은 그것이 가진 정치적?전략적 함의가 매우 컸기 때문에 매우 격렬한 정치적 논쟁을 유발했다. 특히 1949년 8월 소련의 첫 핵무기가 터진 이후 전세계의 과학자와 정치가는 찬성파와 반대파로 나뉘어 서로 날카롭게 대립하였다.
백혈병은 백혈구가 종양처럼 증식하여 병적인 유약백혈구가 혈액 속으로 유출하는 질환이다. 치료법으로는 백혈병 세포를 죽이기 위한 화학요법이 가장 널리 쓰이고 있다. 지금까지 개발된 여러 백혈병 치료제들은 처방과 투약이 매우 까다롭고 또 완치를 보장하는 것도 아니지만, 20세기 중엽에 이런 약제들이 개발됨으로써 그 이전이었다면 목숨이 위태로웠을 것이 거의 틀림없는 많은 경우에 종종 치료의 희망을 가질 수도 있게 되었다.
진공관에 불안정한 점들이 나타나자 과학자들은 진공관을 대체할 반도체를 찾아야만 했다. 1940년대에 이르러 과학자들은 게르마늄과 규소(실리콘)가 제한적으로 전류를 흐르게 한다는 사실을 알아냈다. 그런데 부도체인 이 물질들이 전류를 통과시키는 이유를 알기까지는 한참이 걸렸다. 그 원인은 불순물이었다.
홀로그패피는 레이저 광선을 이용하여 입체화상을 만드는 사진 기술이다. 홀로그래피 기술은 보통의 사진기술처럼 렌즈에 상을 맺거나, 물체의 한 면에서 나오는 빛만을 필름에 받는 것이 아니다. 이와는 달리 물체의 모든 부분에 레이저를 쏘아서 반사시킨 빛을 사진 건판에 보내기 때문에 사진 건판 위에 보내지는 빛은 전체 물체에서 나오는 빛이다.
현대 고고학의 기본적인 연구도구 중의 하나인 탄소14 연대측정법은 1947년 무렵 미국의 방사화학자 리비(William F. Libby, 1908-1980)에 의해 개발되었다. 그것은 그의 학생들이 1940년에 분리해 낸 탄소의 방사성 동위원소인 탄소14의 성질과 우주선에 의한 그것의 생성과정에 대한 연구를 바탕으로 한 것이었다.
인류 역사상 가장 중대한 변혁의 하나가 제2차 세계대전 이후 몇 달 사이에 조용히 시작되고 있었다. 인간이 만든 최초의 전자계산기, 에니악(ENIAC; Electronic Numerical Integrator and Calculator)이라 불린 거대한 기계가 필라델피아 시 전체를 정전시키며 첫 가동을 시작한 것이다.
1945년 7월 16일 미국 네바다주의 사막에서 '천 개의 태양보다 더 밝은' 인간이 만든 괴물이 그 위력을 성공적으로 발휘하였다. 그로부터 20여일 뒤인 8월 6일과 9일 미국 국방성은 일본의 히로시마와 나가사키에 '꼬마'와 '뚱보'라는 별명이 붙여진 원자폭탄을 투하하여 도시를 초토화시키고 수십만의 사상자를 냈다. 원자폭탄을 투하한 B29 폭격기의 부조종사였던 로버트 루이스는 자신이 투하한 폭탄에서 피어오르는 버섯구름을 보면서 이렇게 외쳤다.
전쟁터에서 대규모의 화약 로켓은 그 조절이 불가능했기 때문에 별 쓸모가 없었다. 그 대신 각광을 받게 된 것이 액체 연료에 의해 추진되는 로켓이었다. 액체 연료 추진 로켓 기술의 발달은 과학 기술의 발전에서 결정적인 계기를 제공하게 된다. 즉 액체 연료의 사용으로 외계의 진공상태에서도 로켓을 추진시킬 수 있게 됨으로써, 인간의 활동 무대를 우주까지 넓히는 결과를 가져왔기 때문이다.
신장은 체내에 생긴 노폐물을 걸러서 배설하는데, 이 기능이 저하되면 혈액 속에 독성 물질이 축적되어 빈혈, 무력감, 식욕부진, 고혈압 등과 같은 증상과 함께 심하면 구토, 출혈, 호흡곤란 등이 일어나 생명이 위태로워진다. 이때 인공신장기를 사용하면 수분, 염분 및 여러 노폐물을 혈액으로부터 제거할 수 있다.
20세기 중엽 스트렙토마이신이 개발되기 전까지 결핵에는 효과적인 치료제가 없었다. 최초의 결핵치료제인 스트렙토마이신은 방선균이 산출하는 항생물질로, 미국 럿거스대학의 미생물학자이자 화학자이던 왁스만(Selman Abraham Waksman)에 의해 1943년에 개발되었다.
러더퍼드 이후, 핵물리학자들은 원자핵에 알파 입자를 충돌시켜서 핵변환을 시도하고 있었다. 그러나 1932년 채드윅이 발견한 중성자가 훨씬 효과적으로 핵분열을 일으킨다는 것을 알아낸 사람은 페르미(Enrico Fermi, 1901-1954)였다. 알파 입자는 양전하를 띠고 있어 원자핵과 반발력이 작용하지만, 중성자는 전기적으로 중성이기 때문에 원자핵에 쉽게 접근할 수 있기 때문이다.
대기 중으로 배출된 이산화탄소가 적외선을 흡수함으로써 온실효과를 가져올 수 있다는 것은 이미 1896년 스웨덴의 과학자 아레니우스에 의해 지적되었다. 1940년대에 산업체 연구원이었던 캘린더라는 학자는 아레니우스의 이 연구를 다시 시작함으로써 그 구체적인 메카니즘을 밝혀내었다.
화학을 공부하고 1925년부터 스위스의 화학공업회사 가이기(Geigy)의 연구원으로 있던 뮐러(Paul Muller, 1899-1965)는 1935년부터 접촉성 살충제에 관한 연구를 시작했다. 그는 해충에는 강한 독성을 갖는 반면 식물과 온혈동물에게는 무해하고, 냄새가 없고, 오래 가며, 값이 싼 살충제를 개발하려고 했다.
20세기에 새롭게 등장한 과학분야 중 가장 큰 영향을 주고 있는 학문은 분자생물학(molecular biology)이다. "각종 생명현상을 알기 위해서는 세포나 유기물의 구조를 분자적 차원에서 규명해야 한다"는 생각에서 비롯된 분자생물학은 생명현상의 기초를 이해하는 데 큰 역할을 하고 있다. 분자생물학이란 말은 1930년대에 록펠러 재단에서 자연과학 분야의 지원을 담당하고 있던 위버(Warren Weaver)가 처음으로 사용한 용어이다.
나일론은 l935년 미국의 캐러더스(Wallace H. Carothers, 1896-1937)에 의해 발명된 합성섬유이다. 원래는 미국의 화학회사인 듀퐁이 세계 최초로 합성섬유를 만들어 판매하면서 사용한 상품명이지만 현재는 섬유를 만드는 성질의 폴리아미드계 합성고분자를 일반적으로 나일론이라 칭한다.
20세기 두 차례 있었던 세계대전은 수많은 생명과 자원을 앗아간 대신 인류에게 다양한 전쟁무기와 관련 기술을 남겨 주었다. 제2차 세계대전 당시 가장 많은 과학자와 자원이 동원된 기술을 묻는다면 많은 사람들이 아마 원자폭탄이라고 대답할 것이다. 그러나 이는 사실이 아니다. 가장 많은 돈과 과학자가 투입된 전쟁 연구는 바로 레이더의 개발이었다.
1870년대 말 에디슨(T. A. Edison)이 백열전구를 개발하여 전등의 시대를 연 후 1930년대 들어 다른 방식의 전등인 형광등이 개발되어 백열전등과 함께 20세기의 대표적인 전등으로 널리 사용되었다. 형광등은 저압수은증기 중의 방전으로부터 발생하는 강력한 자외선을 유리관의 내벽에 칠한 각종 형광체에 비추어 가시광선으로 바꾸는 광원이며, 형광체의 종류에 따라 여러 가지 색의 빛을 방출한다.
전자현미경은 1931년 독일의 물리학자 에른스트 루스카와 막스 크놀이 처음으로 만들었다. 전자의 파동성을 이용한 전자현미경은 비율이 수백 배에 불과했으나 그 후 몇 년 이내에 배율 10만 배 이상의 개량된 모델이 생산됨으로써 바이러스성 질환과 다른 광범한 문제의 연구를 크게 촉진시켰다.
여러 개의 집이 공통적으로 하나의 큰 건물에 모아진 주거 형태인 아파트는 이미 로마제국시대부터 존재했다. 이 때는 가난한 서민들이 '인슐라'라고 불린 공동주택에서 생활했다. 이후 유럽에서는 16세기에 영국의 에딘버러나 파리에 고층 아파트가 지어졌는데, 진정한 의미의 아파트는 1850년대 영국에서 중?상류층 주택이 기숙사 건물 형태로 지어지다가 이후 소규모 아파트로 바뀌면서 비로소 발달하기 시작했다.
게임이라면 연상퀴즈나 낱말 맞추기, 카드놀이 등을 연상할 것이다. 이런 게임들의 공통된 특징은 '여러 사람'이 동시에 한다는 것이다. 게임이론(game theory)는 바로 게임의 결과가 자신의 선택과 기회뿐 아니라 함께 게임하는 다른 사람들, 즉 경기자들이 하는 선택에 의해 결정되는 경쟁상황을 분석하는 데 이용되는 수학이론이다.
1950년을 전후로 등장한 새로운 공작기계는 녹음재생(record playback)과 수치제어(NC: numerical control)의 두 가지 형태를 띠고 있었다. 녹음재생은 노동자의 작업내용을 자기테이프에 기록하여 기계가 노동자의 작업을 그대로 반복할 수 있게 만든 것으로, 시스템 자체를 변경하지 않고도 작업 내용을 다양화할 수 있는 장점이 있는 반면 작업에 대한 통제권이 여전히 숙련 노동자에게 주어진다는 문제점을 안고 있었다.
미국의 천문학자 허블은 1920년대에 안드로메다 은하 속에 있는 세페이드 변광성 하나를 이용하여 이 은하의 거리를 측정했다. 그는 이 별의 편광 주기를 측정하고 밝기의 절대등급을 확인함으로써 거리를 계산할 수 있었다. 그는 은하들의 거리를 측정하면서, 이 은하들이 수백만 광년 떨어져 있다는 사실을 밝혀냈을 뿐만 아니라 은하들이 서로 계속 멀어져가고 있으며 멀리 있는 은하일수록 빠른 속도로 멀어지고 있다는 것도 알아냈다. 이는 우주가 팽창하고 있다는 것을 뜻한다. 이것이 바로 '허블 효과'이다.
페니실린은 20세기에 만들어진 약 가운데 단연 최고이자 폐렴을 비롯한 세균성 질환을 앓고 있던 수많은 사람들의 생명을 구하고 새로운 희망을 안겨 준 '기적의 약'이다. 이 약은 영국의 세균학자인 플레밍(Alexander Fleming, 1881-1955)에 의해 처음 발견되었다.런던의 세인트메리병원 의과대학에서 연구를 하던 플레밍은 1928년 어느날 포도상구균 계통의 화농균을 배양하다가 우연히 한 개의 배양접시에서 세균무리가 죽어있는 것을 발견하게 되었다.
만일 자동차가 고속도로를 달린다고 하자. 경찰이 고속도로 어딘가에 스피드건을 들고 서 있다면 그는 어떤 지점을 지날 때의 자동차의 속도를 정확하게 측정할 수 있다. 운동량은 속도와 질량의 곱이므로 이는 이 순간의 자동차의 위치와 운동량을 동시에 정확하게 측정할 수 있다는 뜻이다.
174465. 이 숫자는 1876년 3월 전선을 통해 음성을 전송하는 장치를 발명한 알렉산더 벨에게 주어진 미국 특허의 번호이다. 공기 중에서의 복잡한 진동인 음성을 고체를 통해 전달할 수 있고, 이 진동을 전기적 신호로 변환할 수 있다는 개념은 이미 있었으나, 벨은 이것을 사람들이 실제 사용할 수 있는 실용적 도구로 발전시켰던 것이다.
최초의 대서양 횡단 무착륙 단독 비행은 1927년 5월 20-21에 찰스 린드버그에 의해 이루어졌다. 1919년에 레이몬드 오르테이그라는 재정가는 무착륙 단독 비행으로 대서양을 최초로 횡단하는 사람에게 25,000달러의 상금을 수여하겠다고 발표했었다. 그 후 수차례에 걸쳐 여러 사람들이 대서양횡단 비행에 도전했다. 그런 가운데 많은 사람들이 실종되거나 생명을 잃었다.
1876년 벨의 전화 발명으로 음성의 전송이 가능하게 되자 이것을 계기로 영상의 전송에 대한 관심이 높아지게 되었다. 20세기 최고의 영상전달 매체인 텔레비전의 기초가 된 것은 1884년 독일의 폴 닙코브가 발명한 닙코브 원판이다. 이는 작은 나선형 구멍이 뚫려 있는 회전 원판에 화상을 투사하고 그 빛의 세기를 셀레늄 광전지로 측정하여 전기 신호로 바꾸어 전송하도록 되어 있었다. 이 신호를 이용해 빛의 강약을 복원하고 이를 송신측과 같은 구멍이 나 있는 회전 원판에 투사한다면 원래의 화상을 재현할 수 있었다.
로켓이 발명된 시기는 정확하게 알려져 있지 않다. 역사가들 추정으로는 13세기 이전에 폭죽이 사용되었고 최초로 실용적인 군용 로켓을 사용하였던 것은 중국이었던 것으로 보인다. 당시에 사용되었던 로켓은 매우 불완전하고 비효율적이었지만 그것이 갖고 있던 잠재력은 매우 컸다.
1926년 독일의 베르너 하이젠베르크와 에르빈 슈뢰딩거는 각각 독립적으로 양자역학의 체계를 세웠다. 하이젠베르크는 보어의 수소원자 모형에서 발전된 고전 양자론의 문제점을 해결하려는 노력 끝에 행렬 역학을 얻어냈다. 그는 관찰가능하지 않은 보어의 전자 궤도를 대신할 이론적인 방법을 모색하다가 전자의 위치와 운동량의 관계를 나타내는 상징적 곱셈을 얻었다.
단백질이나 그 외의 콜로이드의 분자량은 너무 크므로 1900년대 초엽까지 사용하던 방법으로는 알아낼 수가 없었다. 그 후 화학자들은 삼투압, 점도, 침전 속도 등을 이용하는 방법을 발전시켰다. 침전속도를 이용하여 콜로이드의 분자량을 측정하는 방법은 스베드베리(Theodore Svedberg, 1884-1971)가 초원심분리기를 발명함으로써 크게 진전되었다. 콜로이드액도 매분 수만회 이상의 속도로 회전하고 그 결과 원심가속도가 중력가속도의 수십만배에 달하는 이 장치에서는 침전되었으며, 그 과정을 광학적으로 추적함으로써 시료 고분자의 분자량에 관한 지식을 얻을 수 있었다.
당뇨병이 췌장과 관계 있다는 것은 19세기 후반에 알려졌고, 이에 따라 많은 연구자들이 췌장에서 분비되는 물질을 분리하려고 시도했다. 그러나 췌장에는 혈당을 낮추는 물질인 인슐린뿐만 아니라 혈당을 높이는 글루카곤도 존재했기 때문에 췌장의 분비물을 추출하는 과정에서 인슐린이 분해되어 버려 인슐린만을 추출해 내는 것은 여전히 어려움에 봉착해 있었다.
'최초의 상업 라디오 방송국이 등장하게 된 계기는 우습게도 미국 웨스팅하우스 사가 자사 라디오 판매를 늘리기 위해 취한 마케팅 정책 덕분이었다. 설립자는 웨스팅하우스의 중역 해리 데이비스였고, 개발자는 프랭크 콘래드 박사였다. 1920년 11월 2일, 두 사람이 설립한 KDKA 방송국은 피츠버그에서 세계 최초의 상업방송을 시작하였다.
'물리학자'로 널리 알려진 러더퍼드는 정작 노벨 화학상을 받았다. 노벨상 수상 선정 이유는 '원자의 붕괴와 방사능 물질의 화학에 대하여'였다. 맥길대학에서 러더퍼드는 방사능원소 토륨이 기체를 방출한다는 것을 발견했는데, 그가 발견한 기체는 라돈의 동소체로 밝혀졌고, 이것으로 방사능 물질의 반감기를 최초로 발견했다.
19세기가 끝나갈 무렵 유럽의 화학계가 안고 있던 숙제 가운데 하나는 화학비료를 대량으로 생산하는 새로운 방법을 개발하는 것이었다. 당시에 화학비료의 주성분인 질소(N)는 주로 칠레초석에서 얻고 있었는데 그것의 매장량이 점점 바닥나고 있었기 때문이었다. 당시의 화학자들이 찾고 있던 가장 이상적인 대안은 공기 중에 포함되어 있는 무진장한 양의 질소를 식물이 이용할 수 있는 형태로 고정시켜 비료로 만드는 것이었다. 그 꿈은 하버(Fritz Haber, 1868-1934)와 보쉬(Carl Bosch, 1874-1940)를 중심으로 하는 일단의 독일 화학자들에 의해 실현되었다.
막 20세기로 접어들었을 때인 1900년대까지만 해도 자동차는 대중적인 개인용 교통수단이라기보다는 부유층만이 구입할 수 있는 값비싼 장난감 정도에 불과하였다. 또한 이 때까지만 해도 자동차는 가솔린을 이용하는 내연기관보다는 증기기관이나 전기모터에 의해 작동되는 것이 더 많았다. 포드사가 만든 T형 자동차의 대량생산은 이 모든 상황을 바꾸어 놓는 사건이 되었다.
1895년 뢴트겐이 X선을 발견한 이래 그 성질에 관해서 많은 추론과 실험이 뒤따랐다. 바클라(Charles Barkla)의 실험은 X선이 전자기 스펙트럼의 일종이며 가시광선보다는 훨씬 길이가 짧은 파동이라는 것을 강력하게 시사했다. 1912년 좀머펠트는 X선 파장에 대한 도해를 제시했다. 이를 계기로 라우에는 X선의 파장이 실제로 가시광선 보다 더 짧다면 그것이 회절 격자의 어떤 결정을 통해 드러날지도 모른다는 가설을 세우게 된다.
20세기 초 알프레드 베게너(Alfred Wegener 1880-1930)가 등장하기 전까지만 해도, 당시 지질학자들은 검증되지 않았지만 대륙들이 안정되어 있다는 사실에 공감을 하고 있었다. 그런데 17세기 프랜시스 베이컨을 필두로 대륙 안정설에 의심을 품어 온 여타 과학자들에 의해 19세기 초 '점진주의 가설'이 점차 우세해지다가, 1912년 드디어 베게너에 이르러 '대륙 이동설'이 공표됨으로써 지구의 대륙들이 오랜 과거에는 한 덩어리로 붙어있다가 여러 대륙으로 분리되었다는 주장은 지질학자들의 큰 이슈로 불거졌다.
초전도 현상은 금속이 특정 온도(임계 온도) 이하로 냉각되면 전기저항이 완전히 사라지는 것을 말한다. 1911년 네덜란드 물리학자 카메를링 온네스는 수은의 온도를 낮추면서 전기적 특성을 조사하다가 -269℃의 극저온에서 이 현상을 발견했다. 그후 납, 주석 등 약 25개 원소와 수천 종의 합금?화합물에서도 초전도 현상이 관찰되었다.
기원전 400년 경에 데모크리토스는 모든 물질을 이루는 기본 단위를 그리스어로 '쪼갤 수 없다'는 뜻을 지닌 '원자(atom)'라는 단어로 명명했다. 1890년 무렵에 이르러 원자의 성질에 관해서는 많이 알려졌다. 그러나 원자의 구조에 대해서는 별로 알려진 게 없었다. 왜냐하면 원자는 너무나 작아서 현미경으로도 볼 수가 없기 때문이었다.
생물의 유전 원리를 실험을 통해 처음으로 체계화시킨 것은 멘델이었으나, 그는 유전 현상을 나타내는 유전자의 실체에 대해서는 알지 못했다. 멘델 이후 서턴은 유전자와 세포분열 때 염색체의 행동이 유전과 연관이 있음을 관찰하고 유전자는 염색체 속에 존재하는 작은 입자라는 염색체설을 주장했다.
20세기는 인류의 삶을 크게 바꾸어 놓은 새로운 소재의 개발이 잇달았던 시기였다. 흔히 플라스틱이라고 불리는 합성수지의 개발은 그 중 대표적인 예이다. 플라스틱은 일반적으로 튼튼하면서도 가볍고, 썩지 않고, 모양을 마음대로 만들 수 있는 데다 필요에 따라 다른 여러 가지 성질들을 추가할 수도 있는 등 천연물 소재가 가지기 어려운 여러 유용한 성질들을 가지고 있어서 그 쓰임새가 무궁무진했다. 그것의 생산과 사용이 활발해진 1930년대 이후 플라스틱은 산업과 일상생활에서 없어서는 안 될 기본적인 소재로 자리잡았다.
세균학의 발달로 인해 특정 세균이 특정 전염병의 원인이 된다는 사실이 밝혀진 이후, 병을 일으키는 원인만을 제거할 수 있는 약을 찾는 데 많은 노력이 기울여졌다. 우리 몸에는 아무런 해나 부작용을 일으키지 않고 특정한 병원균만을 공격한다는 의미에서 그러한 약을 '마법의 탄환'이라고 불렀다. 이 '마법의 탄환'이라는 개념을 구체화하고 실제로 그러한 약을 처음으로 찾아낸 인물이 독일의 에를리히(Paul Erlich, 1854-1915)이다.
19세기 말부터 시작된 통신혁명에서 가장 큰 영향을 미친 것은 1907년 미국의 발명가 리 드 포리스트(Lee de Forest, 1873-1961)가 발명한 삼극진공관이었다. 그는 플레밍이 고안한 이극진공관에 제어 그리드를 삽입하여 단순한 정류기능만 가능했던 진공관에 '증폭'이라는 새로운 기능을 부여하였다.
이탈리아의 엔지니어였던 마르코니는 1894년부터 라디오 파를 이용한 무선 전신의 가능성을 시험하여 1899년에는 영국 해협간, 1901년에는 대서양 횡단 무선 전신을 각각 성공시킴으로써 무선 송수신의 시대를 열었다. 그러나 마르코니가 개발한 무선 전신은 스파크 발생기를 이용해 펄스 형태의 신호를 만들어 전송하는 식으로, 모르스 부호를 전송하기에 적합한 것이었다.
인간의 지능을 측정하는 구체적이고 체계적인 방법이 마련되고 실제로 사용되기 시작한 것은 20세기 초 프랑스에서였다. 그 측정법을 개발한 비네(Alfred Binet, 1857-1911)는 프랑스 실험심리학의 아버지로 평가받고 있는 인물이다. 비네는 1892년부터 소르본느 대학 생리-심리학 연구소에서 근무하면서 심리치료, 어린이들의 지능측정 등의 문제를 연구하고 있었다.
지난 100년간 사람들과 희로애락을 함께 해온 20세기 최고의 대중적 오락매체인 영화를 발명한 사람은 미국의 발명가 토머스 앨바 에디슨(1847-1931)인 것으로 흔히 알려져 있다. 그러나 실상 에디슨이 1891년에 발명했던 키네토스코프(Kinetoscope)는 오늘날과 같이 영사기에서 나오는 빛을 스크린에 투사하는 것이 아니라, 유원지에서 흔히 볼 수 있는 장치와 같이 좁은 구멍으로 움직이는 영상을 들여다보는 것이었다.
라이트 형제 이전에도 19세기의 숱한 발명가와 과학자들은 공기보다 무거운 탈것을 이용해 하늘을 나는 문제에 관심을 지니고 있었다. 그러나 단순한 상상의 수준을 넘어 마음먹은 대로 조종이 가능한 비행기를 실제로 만드는 것에는 많은 어려움이 도사리고 있었다. 조지 케일리, 오토 릴리엔탈, 클레멘트 에이더, 새뮤얼 랭글리 등 많은 발명가들이 여기에 도전했으나 성공하지 못했고 이 중 몇몇은 비행 사고로 목숨을 잃기도 했다.
전신과 전화는 모두 통신 기술 시대의 도약을 가져온 큰 발명품들이다. 하지만 1887년 독일의 물리학자 헤르츠가 발견한 전자기파는 더 큰 통신의 새 시대를 열었다. 그러나 최초로 전파를 통신에 이용하려 한 사람은 마르코니였다. 1895년 마르코니는 이탈리아 볼로냐의 자기 집 근방에서 2.4킬로미터 떨어진 곳으로 무선 전파 신호를 보내는 데 성공했다.
정신분석학의 창시자인 프로이트(Sigmund Freud, 1856?1939)는 빈에서 신경병원을 개업하여 많은 임상관찰을 통해 인간의 마음에 본인이 의식하지 못하는 무의식이 존재함을 주장하였다. 그는 무의식이 인간행동에 커다란 영향을 미친다는 가설하에 자유연상법으로 과거에 억압된 기억들을 끌어냄으로써 히스테리 치료에 효과를 거두었다.
빛이 소리나 물결과 같이 파동만이 가질 수 있는 회절과 굴절 등의 현상을 보인다는 사실은 19세기 말까지 과학자들에 의해 잘 밝혀져 있었다. 하지만 파동으로만 설명할 수 없는 여러 현상들이 발견되면서 빛이 파동이냐 입자냐 하는 문제는 물리학계의 한 쟁점으로 떠오르기 시작했다.
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