세상을 바꾼 위대한 발명품 이야기

세상을 바꾼 발명 ㅣ DAMI 이야기백과 15
DAMI 이야기백과 편찬위원회 엮음 / 중앙출판사(중앙미디어) / 2004년 11월

우리의 삶을 편리하게 해주었던 발명품들은 그 종류가 매우 다양하다. 물론 이 발명품은 때로는 유익하게, 때로는 사람들에게 불행을 가져다주는 악영항을 미치기도 했다. 하지만, 지금의 생활을 영위하는 데에는 역시나 이러한 발명품들이 큰 역할을 해주지 않았을까? 

최초의 발명품, 아니 발견이자 인류의 가장 큰 발걸음은 바로 불이었다. 모든 동물들이 선천적으로 두려워하는 존재이며, 이 불이 한번 산천을 뒤덮으면 모두 한꺼번에 소멸되는것은 시간문제이다. 그렇기 때문에 인간도 불을 두려워했으리라. 그러나, 벼락을 맞거나 해서 발생한 불을 우연히 이용할 줄 알게 된 고대인들은, 이 불을 이용해 모닥불을 피우고, 맹수를 쫓고 고기를 구워 먹는 것을 알게 되었다. 

그 후에 발명된 것들은, 모두 수렵이나 채집을 위한 것들이었다. 당연히 기초적인 삶을 위해 의식주를 해결해야만 했는데, 이로 인해서 낚시바늘, 창, 도끼, 활 등이 개발되었다. 그 후에는 가축을 기르게 되어, 지금의 축산업의 기초가 되었다. 

바퀴는 현대 생활의 기본이 되는 발명품이다. 물체를 이동시킬 때 드는 힘을 최소화시켜주는 것이 바퀴로, 교통 수단의 중심이 되기도 한다. 최초의 바퀴는 아마도 수레로부터 비롯되었을 것이다. 그냥 질질 끌고 가는 것보다, 동그란 형태의 받침을 만들어 굴리면 더 잘 굴러간다는 것을 우연히 발견했을지도 모른다. 

위대한 과학자 레오나르도의 작품, 중국의 4대 발명품, 인간이 개발한 새로운 종류의 물질 등 우리 주위에는 다양한 발명품들이 있다. 나는 발명품을, 삶이 더 편리해지도록 도와주는 물건의 모든 것을 포함한다고 생각한다. 가축이 도망가는 것을 막기 위해 개발해낸 가시철망같은 것도 일종의 발명일 것이다. 더 많은 발명품들이 등장한다면, 아마도 우리 삶은 더 편리해질 것이다.

신체의 비밀을 엿보다

우리 몸의 비밀 ㅣ DAMI 이야기백과 11
DAMI 이야기백과 편찬위원회 엮음 / 중앙출판사(중앙미디어) / 2004년 11월

사람의 신체는 어떻게 이루어져 있을까? 지구에는 약 70억명의 인구가 존재하고 있다. 이들 중에서, 완벽하게 똑같은 사람 두 명이 존재할 수 있을까? 정답은 '아니다'다. 사람은 DNA의 염기 서열에 따라서 서로 다른 구조를 가지게 되는데, 이 DNA가 서로 다를 수 있는 경우의 수는 거의 무한에 가깝다. 무한에 비하면 70억은 아무것도 아닌데, 이중에서 DNA서열이 완벽하게 같은 사람이 탄생할 수는 없다. 결국은 서로 다른 구조를 가질 수 밖에 없는 사람들의 이야기다. 

아기가 탄생하는 과정은 어떻게 되는 것일까? 아기는 하나의 세포로부터 시작된다. 아버지의 정자와 어머니의 난자가 결합하여 수정란이란 하나의 세포가 되는 것이다. 이 수정란이 세포분열을 시작하여, 세포수가 급격히 늘어나고, 결국 이 세포들은 각 기관으로 분화되어 우리 몸에서 여러가지 기능을 수행하게 된다. 

국제 도시로 가게 되면, 다양한 피부 색을 가진 사람들이 돌아다니는 것을 볼 수 있다. 이들의 색깔은 왜 각기 다른 것일까? 그 이유는, 피부 멜라닌 색소의 양에 의해 결정되기 때문이다. 멜라닌 색소는 그 양이 많을수록 자외선을 차단하는 역할을 한다. 피부는 우리 몸을 보호하는 역할을 하며, 햇빛을 받아서 비타민 D를 합성하는 역할까지도 한다. 

우리 몸에 대한 이야기가 참으로 신비하다. 많은 의학자들이 인체의 신비에 대해 연구했으며, 이제는 DNA구조를 연구하는 게놈 프로젝트까지 진행중이다. 인간에 대하여 얼마나 더 알게 될지는 미지수인 듯 하다.

지구 공학, 미래 지구를 설계하다!

과학동아 2011.2
과학동아 편집부 엮음 / 동아사이언스(잡지) / 2011년 1월

지구 온난화가 점점 심해지고 있다고 많은 사람들이 경고했다지만, 아직도 사람들은 그에 대한 위험성을 알아차리지 못하고 경각심을 전혀 세우지 못하고 있는 것 같다. 실제로 도표를 살펴보면 지구 평균 기온은 백 년 전에 비해 두 배로 상승했다. 이는 파장이 짧아 반사하는 빛의 양이 적더라도 이산화탄소의 발생 속도가 엄청나게 빠르기에 발생한 결과이다. 지구 온난화를 해결하는 법은 무엇일까? 우리가 낳은 이산화탄소를 우리가 해결하는 방법에는 무엇이 있을까? 

각 분야의 전문가들이 많은 방법에 대해 생각해보았고, 이는 육지, 해양, 기상학 적에서도 모두 적용될 수 있다. 육지에서는 사막에 반사판을 설치하고, 암석의 풍화와 에어 키퍼등을 이용해 이산화탄소를 가두는 방법을 쓰려고 한다. 해양에서도 유기물을 뿌리거나 이산화탄소를 심해층에 방출해 그곳에 가두는 묘안도 생각해냈다. 대기권에서는 어떠한가? 구름의 크기를 크게 하거나 직접 그곳에 반사판을 설치해 태양광이 들어오는 면적을 줄여버리면 충분한 것이다. 

지구 공학도 큰 관심의 대상이었지만, 무엇보다도 현재 세계 제 3위 구제역 재해국인 상황속에서 이 바이러스란 것에 대해 관심을 가지게 되었다. 구제역 청정국이란 이미지를 벗지 않기 위해 백신  예방 접종을 피하고 있던 우리나라는, 결국 이번 사태로 인해 백신을 처방할 수밖에 없게 되었다. 가축을 병들게 하고 다른 가축에 대한 전염성이 강해 일단 발병하면 삽시간에 퍼져나가는 이 바이러스로 인해 가축들은 먹지도 못하고 모두 살처분되었다. 세계에서는 우리나라의 이러한 행위를 비난하고 있는 상황이니, 이를 빨리 해결하는게 얼마나 중요하는지 이제서야 알게 되었다. 

지금도 우리 주변에는 과학으로 해결해야 할 문제가 너무 많은 것 같다. 과학 동아에서는 우리가 이제 무슨 일을 해야 할지를 알려주고 있다. 바이러스와 지구 온난화 등 인류가 대처해야 할 여러가지 문제들에는 과연 방법이 없는 것일까?

바다의 포식자, 백상아리를 만나다

놀라운 상어 - 백상아리 ㅣ 눈높이 모형 과학실 8
데이비드 조지 고든 글, 이충호 옮김 / 대교출판 / 2007년 8월

육지에 호랑이가 있다면, 바다에는 백상아리가 존재한다. 이 거대한 바다동물은, 매우 빠른속도로 다가와서 주변을 빙빙 돌다가 그 강력한 턱 힘과 사포와 같은 피부를 이용해 공격하기도 한다. 백상아리를 죠스(jaws, 턱)라고 부르는 이유도 이것에 의한 것이다. 백색 사신이라고도 불리는 이 무서운 동물을, 모형을 통해서 안전하게 만나보자. 

백상아리가 매우 빠르게 헤엄칠 수 있는 이유중 하나는, 뼈가 단단하지 않은 연골 구조로 되어 있기 때문이다. 척추뼈와 두개골뼈, 그리고 강하게 물기 위한 턱뼈밖에 존재하지 않는다. 이 때, 턱은 크게 벌리면 두개골뼈와 분리될 정도로 크게 벌어진다. 하지만 이렇게 빨리 헤엄치기 위해서는 강한 추진력이 필요하다. 그래서 상어는 다른 동물들과는 다른 호흡방식과 순환 방식을 택했다. 물을 입으로 빠르게 빨아들이고, 아가미틈으로 내보내면서 빠른 공기 교환을 하고, 동맥이 온 몸을 감싸고 흐르는 구조이므로 수온에 비해 7도까지 상승할 수 있는 온혈 동물이다. 

상어의 감각은 매우 뛰어나다. 상어의 뇌는 꽤 작은 편이라고 볼 수 있지만, 상어는 결코 학습능력이 없지 않다. 얼마든지 새로운 사실을 받아들일 수가 있고, 작살로 물고기를 잡는 사람을 물 위로 점프해 다이빙하듯이 덮쳐 잡은 물고기를 빼앗는 방식도 택한다. 더욱이, 이 상어의 오감과 전류 자극 감각은 매우 뛰어나다. 시각도 뛰어나지만 후각으로는 몇십킬로미터 밖의 미세한 피 냄새도 맡을 수 있고, 생체에서 발생하는 미세한 생체 전류를 로렌치니 기관이라 불리는 감각공을 통해서 느낄 수 있다고 한다. 

그러나 이 무서운 포식 동물일지라도 사람의 대량 사냥 앞에서는 무력하다. 현재 고래상어, 백상아리등 크고 무서워보이는 상어들은 모두 상어 간유를 얻거나, 가죽, 고기를 위하여 자주 포획된다고 한다. 아시아에서는 상어 지느러미를 이용한 샤크스핀, 외국에서는 상어 스테이크의 고기등도 유행한다고 하니, 이 상어가 지금 현재 얼마나 위험에 처해있는지 알 수 있다. 상어를 너무 두려워할 필요는 없다. 오직 물범과의 착각으로 물거나, 사람이 먼저 공격하여 무는 경우가 허다하다고 하니 말이다. 상어에게 물릴 확률은 지나가다가 떨어지는 코코넛에 맞아 죽을 확률보다 낮다고 한다. 

놀라운 상어의 신체 기관의 연구는, 아마도 물속의 잠수함 연구 등에 크게 쓰일 듯 하다. 아직 완전히 밝혀지지 않은 상어의 습성, 신체 구조등에 대하여 밝혀낸다면 해양 기술에 크게 도움이 될 것 같다.

놀라운 공룡 T-렉스

놀라운 공룡 ㅣ 눈높이 모형 과학실 2
데니스 샤츠 지음, 이충호 옮김 / 대교출판 / 2005년 4월

[놀라운 공룡]2011-01-21 13:13

티라노사우루스 렉스에 대해 내가 알고 있었던 사실이, 모두 가짜일수도 있다는 사실이 매우 놀라웠다. 과거 공룡중에서는 지상 최대의 육식 동물이었다고 주장하지만, 어떤 과학자는 T렉스가 하이에나같이 죽은 고기를 먹는 청소부 동물이었다고 주장한다. 누구의 말이 맞는지는 모르겠지만, 악어와 같은 강한 무는 힘을 가진 공룡이었다면, 필히 커다란 초식 동물을 강하게 물어 죽이고, 고기를 그 날카로운 이빨로 뜯어먹었으리라 생각된다. 

티렉스에게는 긴 뒷다리와 짧은 앞다리가 있었다. 이 짧은 앞다리는 어떤 용도였을까? 애석하게도, 앞다리가 쓰였던 용도를 조사할 방도는 없다. 오직 공룡의 뼈 화석을 통해, 기본 골격만으로 전체를 유추하는 셈이다. 하지만, 과학자들은 수많은 고민 끝에 이 거대한 육식 공룡의 정체를 많이 드러냈다. 먼저, 티렉스의 기관을 살펴보자. 티렉스의 심장은, 커다란 몸 전체에 혈액을 강하게 공급하기 위한 구조인 2심방 2심실 구조였으리라 예측한다. 

티렉스는 공기 주머니를 통해 이중 호흡을 했으며, 두개의 위를 가지고 있어 위석을 통해 음식물을 잘게 조각냈으리라 예측하고 있다. 또한, 티렉스의 뇌도 매우 신비로운 부분이다. 당시의 어느 공룡보다도 뇌가 가장 컸다고 볼 수 있으니, 티렉스는 그 중에서 가장 똑똑했으리라 예측한다. 

하지만 아직도 밝혀지지 않은 부분은 많다. 뼈를 통해서 티라노 사우루스가 온혈동물이었다고는 예측하지만, 정작 티렉스의 번식 방법에 대해서는 아무것도 아는게 없으니 말이다. 이 대형 포유류는, 스스로의 화석을 많이 남기지 않았기에 꽤 많은 비밀에 휩싸여 있다. 언젠가는 이 공룡들의 모습이 완성되어, 왜곡된 사실이 없는 완전한 공룡영화가 나타날 것이다.