김 용묵의 절대공간 - 블로그

인류는 현재의 시각을 알기 위해서 먼 옛날부터 매우 오랫동안 그저 수직으로 세워진 작대기의 그림자의 모양(길이와 방향)에 의존해 왔다.
이름하여 해시계인데.. 이건, 밤에는 사용할 수 없으며 낮이라도 비구름이 가득하고 햇볕이 내리쬐지 않을 때도 무용지물이 된다. 그렇기 때문에 스스로 균일한 속도로 뭔가가 떨어지거나 돌아가는 타이머형 장치도 별도로 고안하게 되었다. 즉, 영역이 이렇게 둘로 나뉘었다.

타이머는 중력을 이용해서 유체가 흘러나가는 물시계나 모래시계가 형태가 단순하니 가장 먼저 만들어져 쓰였다.
24시간 내내 균일한 속도로 나아가는 시계 동력원을 찾는 과정에서 17세기 수학자와 과학자들은 흔들흔들 진자의 운동을 주목하게 됐다. 그 결과물이 바로 오랫동안 시대를 풍미했던 태엽 기반 괘종시계이다.

진자가 각도와 무관하게 100% 정확한 동주기 운동을 하려면 추를 매단 줄(=실)이 사이클로이드 모양을 그리게 해 줘야 한다. 그러나 현실에서는 그런 걸 구현하기 어렵기 때문에 그럭저럭 정확도가 보장되는 저각(최대 거의 20~30도) 영역에서만 추를 진동시킨다.
학교 과학 시간에도 진자의 운동을 계산할 때 중등 레벨에서는 sin x와 x 값이 얼추 일치한다고 치고 식을 많이 단순화시켜서 저각에서만 놀았었다.

"시계는 아침부터 똑딱똑딱"이라는 동요는 1920년대에, 저런 기계식 괘종시계가 현역이던 시절에 만들어졌다. (정확히는 작곡이 저 시기이고 작사는 미상)
그때 시계는 요즘 시계처럼 초침이 움직일 때 짹~ 짹~ 미세한 소리만 나는 게 아니라 진짜로 똑딱똑딱 소리가 났다. 그리고 quartz라는 문구 대신, 태엽 감는 작대기를 꽂는 단자가 있었다.

나중에 철도가 발명돼서 인간이 육로로 하루에 수백 km 이상 이동을 할 수 있게 되면서 일단 (1) 시차와 시간대에 대한 정립이 필요해졌다.
같은 순간에 어떤 곳은 아침인데 다른 곳은 낮 또는 심지어 밤일 수 있다는 걸 인간은 통신장비 이전에 교통수단의 발명을 통해서 실감하게 됐다.

그런데 말이다. 적도라든가 남극· 북극점 같은 위도의 기준점은 인간이 태양 모양과 그림자 각도 측량을 통해 쉽게 인지할 수 있다. 쉽게 말해, 아문센이 진짜로 남극점을 다녀온 게 맞는지 인증은 요즘 같은 통신위성이니 GPS니 없어도 옛날 구닥다리 아날로그 기술로도 정확히 할 수 있었다.

그러나 경도의 절대기준점은 정하기가 심히 난감했다. 위도가 같다면 지구 어디서나 시차 자체 말고 밤낮 길이나 별자리, 천체의 모양 같은 건 아무 차이가 없다. 생각해 보니 그렇네..
수직에서는 가장 높은 곳, 가장 낮은 곳이 존재하지만 수평은 둥근 지표면에서 제일 왼쪽 끝, 제일 오른쪽 끝을 어찌 정할 수 있겠느냐 말이다.

이거 기준을 모르니 옛날에는 배 타고 우연히 발견했던 섬을 다시 찾아가기도 어려울 정도였다. 오징어 게임이 벌어지는 섬을 다시 찾아가는 게 그때는 진짜 엄청난 난관이었다는 뜻이다~!

그러다가 영국 그리니치 천문대가 경도 0도, 표준 시간대 보유지로 지정된 것은 굉장히 대단한 일이었다. 영어와 철도 궤간과 더불어 영국이 보유하게 된 엄청난 세계 표준이 아닐 수 없다. 이 표준시가 옛날 명칭은 GMT(그리니치 표준시), 현대 명칭으로는 UTC(협정 세계시)가 됐다.

자, 그 다음으로..
철도는 정시성이 생명이다 보니 (2) 여러 시계들 간에 시각 동기화에 대한 필요를 만들어냈다. 시간대의 동기화 다음으로 시계 자체의 동기화 차례이다.

실제로 옛날에 열차 기관사들은 매일 아침에 모든 열차들 안의 시계 시각을 동일하게 맞추고 나서 운행을 시작했다.
철도 분야는 아니지만 6· 25 전쟁 중에 각종 공작원들이 손목시계의 바늘을 서로 동일하게 맞추고 나서 각자 헤어지고, 약속 시각에 어디서 접선하던 게 '인천 상륙작전' 영화에서도 묘사된다.

20세기 중반에 와서는 시계의 끝판왕인 쿼츠 시계가 발명되어서 과거의 기계식 시계를 퇴출시켰다. 둘의 관계는 거의 필름 카메라 vs 디지털 카메라의 관계나 마찬가지였다.
괘종시계 다음으로 뻐꾸기 시계가 사라지고 회중시계도 당연히 진작에 도태됐고.. 지금은 진짜 동그란 쟁반 모양의 벽시계 아니면 핸드폰 시계, 손목시계 정도밖에 없는 듯하다.

핸드폰이 보급되고 컴퓨터에도 시계 서버 동기화라는 게 생긴 뒤부터는 인류는 이제 제멋대로 틀리게 가는 시계의 오차를 수동으로 바로잡을 일이.. 정말 지극히 줄어들었다. 그리고 한때는 국제선 여객기조차 항법사의 실수로 방향을 잘못 잡을 수 있었지만 이제는 일개 민간인 승용차에 몽땅 다 GPS 길 안내 내비가 탑재되는 세상이 찾아왔다.
다만, 차량용 블랙박스는 아직도 시계 자동 동기화의 사각지대에 속해 있나 보다.

옛날에 시계나 달력을 연구하던 사람들은 당대에 완저 날고 기는 엘리트였겠다는 생각이 든다. 한편으로 통신 및 방위 인공위성이라는 게 얼마나 인간들 생활을 편리하게 만들어 줬는지도 다시 생각하게 된다.
옛날엔 철도역 광장에는 시계탑이란 게 꼭 있었다. TV나 라디오에서 특정 시각 정각 '시보'라는 방송이 꽤 중요하게 다뤄졌었다. 오늘날은 당연히 핸드폰 시계 덕분에 이런 게 존재감이 확 없어져 버렸고 말이다.;;

참고로 아인슈타인은 당대의 핫한 이슈이던 시계 동기화를 연구하다가 상대성 이론을 발견했다. 물론 실생활에서 이 이론이 유의미하게 적용될 정도로 빠르게 운동하는 물체는 없으니 이건 천체나 인공위성의 운동 정도는 돼야 고려 대상이다. 이 상대성 이론 덕분에 GPS가 더 정확하게 동작할 수 있게 됐다.

"물체의 운동 속도가 빨라질수록, 광속에 근접할수록 시계가 더 느리게 간다", "질량을 가진 물체는 속력이 광속을 넘어설 수 없다".. 물리 법칙에서 뭔가 운동과 관련된 한계를 규정하는 건 주로 열역학 쪽인데(에너지 변환 효율), 질량이 있는 한 광속을 넘어서는 건 불가능하다는 건 또 무슨 말인가? =_=;;;

사실 그 전에 광속이란 게 유한하다는 걸 발견하고 측정해 낸 것도 대단한 업적이다. 음속과는 비교조차 할 수 없이 너무 빠른 빛의 속도를 도대체 무슨 수로 측정해 낸 걸까? 이건 언제 어디서나 절대불변 동일하게 재현할 수 있는 물리량이다 보니 길이의 단위도 빛이 진공에서 1/XXXXXXXXXXXXXX 초 동안 진행한 거리라고 정의될 정도이다.
광속은 측정 방식의 한계상, 빛이 어디론가 갔다가 반사되어 돌아온 '왕복' 속도만을 잴 수 있다. 그걸 2로 나눠서 편도 속력을 구할 뿐이다. 이것도 참 신기한 점이다.

Posted by 사무엘

1마력이라는 건 75킬로그램짜리--정확히는 질량 75kg에 지구 중력가속도가 적용된 75kgf-- 물체를 초속 1m, 즉 사람이 천천히 걷는 정도인 시속 3.6km의 속도로 들어서 위로 끌어올리는 '일률'을 말한다.
마력에 대해서 문화권별로 HP냐 PS냐 하면서 자잘한 차이가 있긴 하다. 허나, 이 글에서는 그건 논외로 하고, 미터법을 기반으로 하는 프랑스/독일 스타일 마력(PS)을 다루기로 한다.

사실, 힘이라는 건 질량을 가진 물체의 운동 속도를 변화시키는 변화량을 나타낸다. 그 힘이 축적되어서 물체가 이동하면서 일을 하며, 일률은 그 일을 단위 시간 동안 얼마나 많이 하는지를 나타낸다.
가벼운 물체가 신속하게 움직이거나, 무거운 물체를 그에 상응하게 천천히 움직이면 일률이 서로 비슷하게 산출될 수 있다. 그러니 힘과 일률은 비슷한 것 같지만 엄밀히 따지면 서로 관점의 차이가 있는 개념이다.

그럼 1마력은 어느 정도 힘으로부터 얻을 수 있는 일률일까?
비만이 아닌 성인 남자 하나, 혹은 지게 하나를 꽉 차지하는 쌀 한 가마 무게가 75kg 부근이다.
이건 리어카에 실어서 사람 보행 속도로 밀거나 끄는 것도 사람 혼자서는 쉽지 않은 무게일 것이다. 그런데 이걸 붙들고 위로 끌어올리는 거라면..???? 사람의 근육으로 범접하기 힘든 어마어마한 위력임을 알 수 있다.

올림픽 역도 선수는 75kg의 2~3배에 달하는 무게의 역기를 들기는 할 것이다.. 그러나 바닥에서 머리 위로 2m 남짓 번쩍 들어올리기까지 시간이 얼마나 걸릴지를 한번 생각해 보자. 사람이 아니라 동물 말은 이 정도 일률이 평범하게 나오는가 보다.

건강한 성인 남자가 자전거로 페달을 최대한 죽어라고 밟을 때 발이 산출하는 일률이 대체로 0.1~0.2마력 주변이라고 한다.
사람은 체중이 있으니 쎄게 밟으면 페달질 중의 토크(돌림힘)는 그냥 휘발유 승용차 엔진의 최대 토크에 근접할 수 있다. 순간적으로 잠깐만 말이다.
중형차의 최대 토크가 반지름 1m짜리 회전축 기준으로 거의 20kgf가량이다. 자전거 페달 크랭크암은 20cm가 채 될까말까이니 저 기준에 맞추려면 힘을 5배 가까이 곱해 줘야 한다.

그런데 자동차 엔진은 그 힘을 꾸준히 유지하면서, 회전수는 사람의 자전거 페달링 회전수의 수십 배를 상회한다. 제원에 명시된 150~200마력이야 풀악셀을 밟을 때에나 나오는 최대 한계이지만, 악셀 안 밟고 공회전 아이들링 크리핑만 해도 기본이 10마력대이다.
그러니 자동차는 D 해 놓고 슬금슬금 기어가는 상태라도 힘을 절대로 만만하게 봐서는 안 된다. 저 상태로도 사람 태우고 과속방지턱쯤은 우습게 넘으며, 아주 약간의 오르막까지 오를 수 있기 때문이다.

자동차 엔진 말고 다른 예로는..
(1) 15층 이하 건물에서 통상적인 속도로 주행하는 엘리베이터가 보통 분속 60m라고 한다. 즉, 초속 1m, 시속 3.6km인 마력의 레퍼런스 속도와 동일하다.
어떤 엘리베이터 모터의 최대출력 마력은 승차정원의 수와 얼추 비슷하며, 최소한 그와 선형적으로 비례한다고 보면 된다. 실제로는 카 자체의 무게라든가 다른 여유분도 추가되겠지만 말이다. 15인승 엘리베이터에는 20~30마력짜리 모터가 쓰인다고 한다.

그리고 공교롭게도 (2) 통상적인 자동차 에어컨이 한여름 최대 출력(최저온?)으로 돌아갈 때 끌어다 쓰는 엔진 동력도 내가 알기로 얼추~~ 1인당 1마력꼴이다.
통계에 따르면 5인승 자동차에 들어가는 에어컨이 깎아먹는 출력 오버헤드가 3~5 마력.
그리고 40인승 이상의 대형 버스에 장착되는 에어컨이 최대 출력이 40~42마력 남짓이라니 꽤 정확하게 대응한다.

디젤 엔진에 지금처럼 커먼레일에 터보차저 같은 기술이 도입되기 전.. 옛날에는 6000~7000cc 배기량의 버스 엔진도 최대 출력이 고작 150~160마력 안팎이어서 요즘 중형 승용차보다도 못하던 시절이 있었다.
하긴, 그때는 버스에 에어컨이 없고 천장 선풍기밖에 없었겠다만..;; 에어컨이 갓 장착됐던 시절에는 이게 차량의 성능에 주는 부담이 꽤 컸다. 에어컨을 쌩쌩 틀면 차가 오르막을 잘 못 오르고 가속이 잘 안 될 정도였다.

그런 배고픈 시절이 있었기 때문에 우리나라는 고속버스의 법적 정의에 "엔진 출력이 차량 총 중량 1톤 당 20마력 이상일 것"이라는 조건이 들어가 있다. 고속버스라면 그에 걸맞은 고성능 차량을 써야 한다는 뜻이다.
오늘날 생산되는 버스들은 저 조건을 당연히 아득히 충족한다. '현대 유니버스'가 차량 총중량 15톤에 엔진 최대 출력이 400마력에 달한다.

이상이다.
둘을 종합하면 엘리베이터 모터도 1인당 얼추 1마력, 에어컨의 압축기도 1인당 얼추 1마력..
여름에 에어컨을 돌려서 기온을 낮추기 위해, 머릿수 하나당 엘리베이터 타고 위로 올라가는 정도의 동력이 필요하다는 게 흥미롭다.
그리고 이건 성인 남자가 혼자 자전거 페달을 죽어라고(고속 때문이건 오르막 때문이건) 밟는 일률의 최소 10배 이상.. 보통 수십 배에 달하는 위력이라는 것 말이다.

초· 중등 학교에서 가르치는 고전역학 교육은 복잡한 식 계산도 좋지만 이 숫자들이 일상적으로 무엇을 의미하는지, 이게 사람의 힘보다 얼마나 더 엄청난 힘인지, 우리 주위의 각종 기계들이 얼마나 대단한 일을 하고 있는지를 애들한테 일깨우는 교육이었으면 좋겠다.

대전액션 게임을 만들려면 개발자들부터가 먼저 때리고 맞는 경험을 해 보고, 철도인이라면 철-철과 아스팔트-고무의 정지 마찰력 차이와 표준궤 궤간의 길이를 몸과 느낌으로 알아야 하듯이 말이다.
열역학은 하다못해 비빔면 끓였다가 물에 담가서 식히는 것과 접목하고 말이다. (물의 엄청난 비열!!)
비행기가 이륙하는 가속을 자동차 급가속으로 경험하려면 악셀을 얼마나 밟아야 할까~~? 이런 것도 좋은 소재가 될 것 같다. 아.. 자동차 운전은 애들이 경험하는 건 아니지만..;;

Posted by 사무엘

1.
그래픽 사진에 대해서 피부 주름 제거, 색감 명도 채도 보정 같은 온갖 '뽀샵질'이 존재한다.
그것처럼 사운드에도 잡음 제거는 말할 것도 없고, 노래 중에 쓸데없이 들어간 "헉 / 쓰읍" 숨소리 제거, 음량-음역 보정, 너무 커서 찢어지거나 뭉개진 파형 보정 등 갖가지 보정이 존재한다. 음반 음원도 그냥 만들어지는 게 절대로 아니다.

2.
그래픽에는 비트맵을 계단현상 없이 부드럽게 확대하는 휴리스틱 알고리즘이 있고, 산술 연산이나 AI를 동원해서 흐릿한 상을 복원하는 필터도 있다.
그것처럼 사운드에는 음고를 유지하면서 재생속도만 바꾼다거나, 재생속도를 유지하면서 음고를 변형하는 휴리스틱 알고리즘이 있다. (음파는 일반적으로는 음고와 속도가 같이 증가하거나 같이 감소하기 때문. 둘 중 하나만 변형하기가 어렵다)

3.
컴퓨터의 성능이 발달하면서 디지털 영상은 더 고화질로 리마스터링이 행해져 왔다.
3D 모델 소스가 있으면 렌더링과 영상 인코딩을 다시 하면 되고, 아날로그 영화 필름도 화질이 아주 좋기 때문에 이걸 그대로 다시 디지털화하기만 하면 된다.

그러니 오히려 1990년대 말~2000년대 초의 영상이 상대적으로 화질이 안 좋아 보인다. 종횡비도 16:9가 아니라 4:3이니 더 이질감이 느껴진다.
화질이 안 좋거나 아예 흑백인 옛날 영상의 경우 AI를 동원해서 '창작'을 해서 화질을 올리기도 한다.

하지만 음성은..??? 쌍팔년도 시절에 정립된 CD 음질만으로도 충분하기 때문에 얘만 리마스터링 하는 경우는 딱히 없는 것 같다.
단.. 옛날에 PC 스피커로 어설프게 자연 사운드를 구사했던 게임 효과음들은 필요하다면 실제 사운드로 리마스터링 할 가치가 있어 보인다. 예를 들어 도스용 황금도끼 게임의 효과음 말이다.;;

4.
음속은 광속보다 훨~~씬 더 느리다.
번갯불과 천둥 소리 사이의 텀까지 생각할 필요도 없이, 비행기만 해도... 관악산 같은 데서 좀 낮게 날아가는 걸 보시라.
비행기의 엔진 소리는 지금 비행기가 있는 곳보다 더 뒤에서 들리는 걸 경험할 수 있다.

카카오톡에서 말과 사진을 같이 보내다 보면..
발신자는 '말-사진-말-사진' 이렇게 보냈지만, 수신자는 '말-말-사진-사진' 이렇게 받게 되는 수가 있다. 사진은 아시다시피 용량이 너무 크기 때문에 전송이 훨씬 더디다.
빛의 속도와 소리의 속도도 이런 부류의 차이가 존재하는 걸까 하는 엉뚱한 생각이 들곤 한다.

5.
대부분의 우주 사진, 천체 사진은 노출을 분~시간 단위로.. 심지어 며칠 단위로 하면서 빛을 어마어마하게 모으고 쬐어서 간신히 찍은 것이다. 그렇게 하지 않으면 저 암흑천지에서 무슨 풍경을 건지겠는가?
그렇게 노출하는 동안 한 곳만 뚫어지게 안정되게 보고 있어야 사진이 흐려지거나 망가지지 않는다.

그 반면, 태양 흑점 사진은..??? 정반대로 빛을 미치도록 줄이고 또 줄이고 특수하게 걸러내서 찍은 것이다.
현실의 태양은 겨우 저런 누런 주황색이 아니며, 흑점도 시꺼먼 색이 절대 아니다. 흑점이고 나발이고 아무 구분 없이, 맨눈으로는 차마 볼 수도 없는 미치도록 희고 강렬한 빛이 뿜어져 나올 뿐이다.
모든 광학 기기는 아무 조치 없이 태양을 직접 겨냥하는 건 마치 박격포 90도 직사와 동급으로 절대 금지이다.

그런 것처럼 빛뿐만 아니라 소리에도 비슷한 부류의 극한이 있다.
개인적으로 비행기 이륙하는 소리를 아주 좋아하는데 이건 평범한 장비로는 제대로 녹음을 하기 어렵다. 쿠르르르릉~~ 소리가 워낙 웅장(..)해서 파형이 다 넘치고 뭉개지기 때문이다.

영화나 게임에서 각종 총소리, 폭발 등을 보면 화염 비주얼은 실제보다 훨씬 더 과장해서 묘사하고, 폭음 같은 소리는 줄여서 묘사한다. 그래서 현실에서는 남자들 군대에서 수류탄 투척까지 갈 필요 없이.. 차끼리 부딪히는 교통사고 현장 근처에만 있어 봐도 쾅 소리에 크게 놀라게 된다.

6.
음파가 가청 대역을 넘어가면 초음파라고 불린다.
그러나 전자기파가 가시광선 대역을 넘어가면.. 그건 자외선 등 다른 전파가 된다.

7.
철길 근처에 서서 열차가 쌩~~ 지나가는 걸 들어보면 말이다.
같은 소리가 멀리서 날 때는 더 작게 들리고, 가까이서 날 때는 더 크게 들린다는 거야 당연히 상식이다.

그런데 이때 소리를 잘 들어 보면 음량만 작아지는 게 아니라, 음높이까지 변할 때가 있다.
까놓고 말해 ‘솔’ 소리가 그대로 fade out되는 게 아니라 “솔~~~ 파# 파 미..” 이렇게 된다는 뜻이다. 귀를 쫑긋 세우고 들어 보시라.
주행 중인 철도 차량 출사 덕질을 많이 해 본 사람이라면 이런 음향을 경험적으로 알고 있을 것이다. 왜 그렇지..???

이게 바로 그 이름도 유명한 도플러 효과이다. 단순히 열차가 멀리 있거나 가까이 있는 게 아니라, 움직이고 있기 때문에 소리의 진동수까지 변한다는 것이다.
이거 마치.. 지구가 둥글다는 걸 설명할 때.. 배가 멀어지면서 단순히 작아지기만 하는 게 아니라 아예 수평선 아래로 '내려가면서' 없어져 버린다고 얘기하는 것과 비슷하게 느껴진다. =_=;;

도플러 효과가 우주 레벨로 올라가면 음파뿐만 아니라 별에서 뿜어져 나오는 가시광선까지 색깔이 바뀐다. 적색편이, 청색편이가 이것과 관계가 있다.
자동차나 야구공의 속도를 측정하는 스피드건도 도플러 효과를 이용해서 동작하며, 생각보다 굉장히 정확한 결과를 낸다. 색깔만 보고 온도를 측정하는 것과 비슷한 것 같다.

Posted by 사무엘

1. 세상 학문과의 관계 #1

- 성경 수비학의 관점에서는 3이나.. 특히 7이 완전한 수라고 간주된다.
그러나 수학에서 말하는 perfect number 완전수는 6, 28 같은 수이다. (자신을 제외한 약수들의 합이 자신과 같은 수)

- 성경에서 말하는 tree of life는 에덴 동산에 있었던 생명나무.. 그야말로 환상의 아이템이다.
그러나 진화생물학에서 말하는 tree of life는 생물들의 진화 계통을 나타낸 트리 네트워크이다.

- 세상 역사에서 말하는 그리스 아테네나 이집트 알렉산드리아는 수학· 기하학이 발달하고 헬라 문화가 태동하고 민주주의가 발생했던 곳이다.
그러나 성경에서 그리스(헬라)나 알렉산드리아의 평판은.. “더 이상의 자세한 설명은 생략한다” 급이다.

2. 세상 학문과의 관계 #2

계 7:1 땅의 네 모퉁이를 보고는 “성경에 따르면 지구는 평평하다”라고 어거지 부리는 건..
대하 4:2 같은 구절을 근거로 “성경에 따르면 원주율은 3이다” 라고 주장하는 것과 아주 비슷해 보인다. =_=
(거대한 원형 놋쇠 대야--솔로몬의 바다--가 지름은 10큐빗인데 둘레가 30큐빗이라고 나와 있음)

나는 성경에 수학· 과학적으로 고증오류가 있다는 말을 하려는 게 아니다. 전혀 아니다.
성경은 수학· 과학을 전문적으로 다루는 책이 아니며, 과학 저널 논문 문체가 아니라는 거.
오히려 수학· 과학의 영역 밖의 초월적인 주제를.. 문과 이꽈 불문하고 누구라도 알 수 있는 용어와 문체로 다뤘다는 거.
그럼에도 불구하고 일부 과학과 접점이 있는 주제를 언급한다면 그건 절대로 오류가 없이 맞다는 거. (예: 흐르는 물에다 손 씻으라는 권면 하나만으로도 엄청 시대를 앞서갔었음)

이렇게만 알면 된다.

3. 난폭운전

오~~ 성경에도 난폭운전이란 게 있구나!! 완전 마음에 든다. ^^

"저 사람 누군지는 모르겠지만 병거를 모는 폼이 님시의 아들 예후 같습니다. 그 친구는 평소에 병거를 미친 듯이 격렬 난폭하게 몰잖아요." -- 왕하 9:20

심지어 영어로는 furiously이다...!!!
분노의 질주 fast and furious 할 때의 그 단어이다. 내 차에다 인쇄해서 붙여 놓을까 보다.
주변 옆 차로는 씽씽 잘 가는데 내 차로만 못 가고 멈춰 있는 걸 차마 눈 뜨고 못 봐 주는 것.
바로 이것이 모든 과속 난폭운전의 기본 발상이다.

4. 때

우왓~~ 문구가 대박이다! ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 이거 도대체 어디서 만들었냐??
이제 전도서 3장을 읽다 보면 이태리타올이 생각날 것 같다~~^^ ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

5. 색깔

blue, purple, scarlet.
어쩌다 보니 집에 진열돼 있는 수건들의 색깔 순서가 출애굽기 성막을 떠올리게 한다..!!
성경 덕후는 별의 별 현상이나 패턴을 보고도 성경과 연관시킬 수 있다. ㅋㅋㅋㅋㅋ

Posted by 사무엘

인류가 물 위를 건너기 위해 선박이라는 물건을 만들어서 띄운 지는 수천 년이 됐다. 심지어 그걸로 바다 위에서 전쟁도 치렀다.
하지만 그걸로 사람만 잔뜩 실어 나르는 장거리 전문 여객선이라는 게 등장한 건 역사가 의외로 짧다.

전근대 시절에는 평민들의 경제력과 교통 수요가 그런 걸 받쳐 주지 못했다. 거기에다 그 당시엔 선박 자체가 너무 위험하고 느리고 정시성을 장담 못 하는 물건이었다.
배 타고 망망대해로 나가는 것의 포스와 리스크가 요즘으로 치면 과장 보태서 무려 우주로 나가는 것에 맞먹었다. 보험 회사의 이름이 'oo 화재, xx 생명'뿐만 아니라 'xx 해상'이 괜히 있는 게 아니었다. 낭만적인 여행이 절대 아니고 모험 탐험이었다.

그 시절에 사람을 잔뜩 태운 배가 있다면 그건 지하에 노꾼이 잔뜩 탄 갤리선이거나, 아니면 아예 노예 무역선. 둘 중 하나일 뿐이었다. -_-;; 사람을 살인적인 중노동을 시키거나, 아니면 용변도 제대로 못 볼 정도로 꼼짝달짝 묶어서 짐짝처럼 쌓아 놓거나.. 둘 중 하나였다.
(단, 노예이면서 동시에 노꾼이지는 않았다. 많은 사람들이 호흡 맞춰서 엉킴 없이 노 젓는 건 극심한 중노동일 뿐만 아니라 전문성도 필요했다. 일자무식에다 더 잃을 것도 없는 노예에게 믿고 맡길 수 있는 일이 아니었다. ㄲㄲㄲ 질 낮은 죄수를 호락호락 총 쥐어 주고 군인으로 부려먹지는 않는 것과 비슷한 이치..)

상식적으로 생각해도 50미터 남짓한 길이에 엔진이 아니라 돛-_-이 달렸고 배수량도 200톤이 채 안 될 대항해시대 나무 범선 갖고 호화로운 장거리 여객선 영업이 가능할 리가 없잖아..

근데 그 시절에는 그 가냘프고 열악한 배에 남자들 수십 명이 낑겨 앉아서 신대륙을 개척하러 갔다는 거다. 이 정도면 교도소 복역이랑 선원 생활을 퉁쳐도 될 것 같은데 말이다.
지금 우리가 잠수함에 대해서 생각하는 위험함, 갑갑함, 열악함 등등이 그때는 일반 수상 범선에 적용됐고 수위가 더 높았다.

선박을 굴려서 돈을 벌려면 그 비좁은 공간에 화물을 왕창 실어야 했다. 그러니 선원들 복지는 더 열악해질 수밖에 없었다. 전근대 시절에 선박은 화물 수송이 main이었고, 여객은 거기에 꼽사리로 낑겨 타는 정도였다.

자, 그러면 성경의 요나서도 어떤 배경인지가 완벽하게 이해가 될 것이다. 요나 역시 여느 상선 화물선에 낑겨 탔기 때문에, 편안한 좌석이나 선실이 아니라 어디 한구석에 짱박혀서 잠들었다. 그리고 배가 위험에 처하자 선원들이 손해를 감수하고라도 무거운 화물들을 바다에 버린 것이다. 그건 승객 개인이 들고 다니던 더플빽이나 캐리어 같은 덩치의 짐이 아니었다.

참고로, 옛날 목선 범선에 대해 생각해 볼 거리를 좀 더 나열하자면 이렇다.

(1) 노아의 방주도 오늘날 기준에서는 그렇게까지 막 큰 배는 아니다. 길이 150미터 남짓한 목선이니 대항해시대 범선보다 좀 큰 정도이고, 20세기에 등장한 여객선이나 군함에 비할 바는 아니다. 이 크기와 부피이면 배수량은 여러 자료로 추정하건대 1만 톤 안팎쯤 됐을 거라고 여겨진다.
참고로, 현대의 조선공학 관점에서는 목선은 길이가 100미터, 배수량 2000톤 정도가 현실적인 한계로 여겨진댄다. 목재는 금속처럼 단단하지 못하고, 용접으로 이어붙이지도 못하기 때문이다.

(2) 노아, 요나 이상으로 성경에서 바다 항해를 제일 진지하게 다루는 곳은 사도행전 27장이지 싶다. 바울이 죄수 호송선을 타고 이스라엘에서 이탈리아 로마로 가는 장면 말이다. 자료를 찾아보니 뱃길로 약 2400km 거리라고 한다.
이건 부담 없는 단거리는 절대 아니고 2000여 년 전의 항해 기술로는 더욱 만만찮았을 것이다. 하지만 그래 봤자 태평양이나 대서양도 아니고 기껏해야 지중해 횡단일 뿐인데 그걸 한 번에 못 가서 중간 정박을 하고 겨울을 나네 마네 논쟁이 오갔던 것이다.
게다가 배에 사람이 276명이나(행 27:37) 탔었다. 선내에 공간이 절대로 넉넉하지 않았을 것이고 승선 환경은 몹시 열악했을 것이다.

(2) 500여 년 전, 마젤란의 세계일주 항해는 대장인 마젤란을 비롯해 250명에 달하는 선원을 잃고 배 세 척 중에 한 척만 겨우 귀환하는 개막장 거지꼴 패잔병 상태로 종결됐다. 그럼에도 불구하고..!! 그 배 한 척에 실린 외국 향신료만으로도 그들은 항해 비용을 다 뽑고 남는 흑자 장사를 했다고 한다.
그 시절에 향신료 가격이 지금의 마약 가격 정도라도 됐나 싶다. =_=;; 후추가 아니라 필로폰이었는지.. -_-;; 하긴, 그때는 화약 가격도 그렇게도 비쌌다니까 말이다.

암튼, 이런 열악한 상황은 증기 기관이 발명되면서 획기적으로 바뀌었다. 얘 덕분에 선박이 바람을 거스르는 정시 항해가 가능해지고, 해풍이 불지 않는 육지 한가운데 운하도 주행할 수 있고, 그러면서도 배가 더 크고 무거워질 수 있게 됐다.
배의 재질이 나무 대신 철로 바뀌었고, 동력 전달 매체도 처음에 외륜이 쓰이다가 스크루 프로펠러로 바뀌었다. 엔진조차도 왕복이던 게 터빈으로.. 19세기 후반에 일어난 혁명적인 변화가 아닐 수 없다.

이제 좀 뭔가 호텔 같은 배가 등장할 수 있게 됐다. (해상 호텔이라, 옛날 범선 시절에는 정말 상상도 할 수 없었던 사치.. ㄲㄲㄲㄲ) 민간이 아닌 군함은 훨씬 더 강하고 사정거리 긴 함포를 장착해서 적을 압도할 수 있게 됐다.
1906년경에 영국에서 만든 여객선 루시타니아 호, 그리고 드레드노트 전함이 민간과 군함 각 분야에서 최첨단 과학기술의 산물이었다.

그래서 민간에서는 대서양· 태평양을 건너는 장거리 대형 여객선이라는 게 운항을 시작하고, 군에서는 순양함을 넘어 전함이라는 등급이 등장했다. 19세기 말에 서 재필이니 이 승만이니 하는 우리나라 선각자들도 저런 배를 타고 미국을 다녀올 수 있었다. (비행기 1시간이 선박 1일에 맞먹으니, 편도로 2주 이상 걸렸을 듯.)
그 이름도 유명한 타이타닉이 이 바닥의 정점을 찍었다. 인류가 이런 배를 구경하게 된 지 얼마 되지 않았다.

1차 세계 대전을 겪은 뒤 세계 열강들은 군함만 만들다가 등골 빠지고 공멸하지 말고, 군함을 일정 배수량 이상은 다같이 만들지 말자고 군축 조약을 맺었을 정도였다. 그때는 전함을 더 만들지 말자는 게 지금으로 치면 핵무기를 다같이 만들지 말자고 약속하는 것이나 마찬가지 개념이었다.

그 뒤 선박은 연료가 석탄에서 석유 디젤 기관으로 바뀌면서 리즈 시절을 찍었지만, 비행기가 발명되면서 추세가 또 바뀌었다. 비행기는 터빈을 기반으로 한 제트 엔진이 도입되면서 세계의 하늘을 석권하게 됐다.
오늘날 배가 거대한 건 항공모함이나 초대형 유조선/화물선 정도이고, 인명을 태우는 건 말 그대로 해상 호텔인 관광 크루즈선만이 남았다. 100년 전과 같은 ocean liner(대륙 횡단 정기 여객선)라는 개념은 없어졌다.

거함거포주의는 항공모함 때문에 논파됐고, 지금은 미사일 때문에 더욱 확인사살됐다.
요즘은 해군보다도 해병대에서 상륙작전을 벌일 때 정도에나.. 뒤에서 펑펑 쏴 주는 전함의 함포를 그리워하는 지경이 됐다. 포탄이 그래도 비행기나 미사일보다는 화력 대비 훨씬 더 저렴하기도 하지.

20세기 초-중에는 여객선과 비행선이 대륙을 횡단했다. 그러나 20세기 중-후부터는 여객기와 미사일이 대륙을 횡단하면서 오늘날에 이르고 있다. =_=;;
우리나라 기준으로 여객선으로는 부산에서 일본, 인천에서 중국, 동해안에서 러시아 정도만 갈 수 있다. 즉, 아주 단거리 한정이다.

Posted by 사무엘

1. 단 한 가지 장점

세상에는 단점이 많고 정말 불편하고 너무 비효율적이어 보이지만.. 여전히 쓰지 않을 수 없는 물건, 기계, 방법론 따위가 있다. 장점이 단점들을 다 씹어먹는 수준이고 다른 대안이 현실적으로 도저히 없기 때문이다.

(1) 교류 전기: 전기공학 이론의 난이도를 한 100배쯤 더 끌어올린 주범이다=_=. 직류보다 취급하기 너무 복잡하고 어렵고, 전자기기들에서는 어차피 직류로 변환도 해야 된다.
하지만 발전과 변압이 간편하고, 덕분에 대용량 전기의 초장거리 송전이 용이하다는 거.. 이 독보적인 장점 하나가 다른 모든 단점을 씹어먹었다. 건전지나 깨작거리는 수준으로는 오늘날 같은 눈부신, 찬란한 전기 문명이 절대 이뤄질 수 없었다.

(2) 헬리콥터: 고정익기보다 느리고 연비 안 좋고 대량 수송도 안 되고 너무 시끄럽고..;; 온통 단점뿐이지만 활주로 없이 수직 이착륙 가능하고 공중에서 정지할 방법이 이것 말고 더 있으리..??
(로켓도 양력이 아니라 추력만으로 공중에 뜨니 헬기 같은 기동이 이론적으로 가능은 하다. 하지만 걔는 헬기보다도 연비가 훨씬 더 안 좋다. -_- 로켓은 동체 대부분이 연료로 꽉 차 있으면서도 자동차나 비행기와 달리 엔진을 겨우 '분 단위'로밖에 가동을 못 한다.)

(3) 주사기: 아프고 공포스러운 데다 감염 위험도 있다. 하지만 먹거나 바르는 약보다 훨씬 더 빠르고 효과 좋으면서, 대놓고 배를 가르는 수술보다는 훨씬 더 간편하고 안전하다. 이 독보적인 장점을 대체할 다른 수단이 없다.

과학기술 분야는 전혀 아니지만, 복음 전하는 방법으로 거리 설교도 이와 비슷한 부류라고 개인적으로 생각한다.
불신자뿐만 아니라 교인들조차도 상당수가 부정적인 편견과 안 좋은 인식을 갖고 있다. "저래 갖고 누가 듣나", "광신자라고 욕 먹고 신고나 당하지", "그냥 어려운 주변 이웃 도우면서 이미지 제고나 하는 게 낫다" 등등..

근데 저 방법 말고 세상 사람들이 예수 천당 불신 지옥 메시지를 듣고 경고를 받고 복음을 들을 통로가 뭐가 있겠나? 그 사람들이 제 발로 기독교 방송을 듣겠나 스스로 성경을 찾아 읽겠나? 거부, 거절, 부정적인 피드백은 당연한 것이니 제대로 전한 것만으로 씨앗을 뿌린 것이다. 저건 주사기만큼이나 더 나은 다른 대안이 없다.

다시 과학기술 얘기로 돌아오면..
저 사례들과는 정반대로, 언뜻 보기에 많은 장점이 있어 보이지만 치명적인 단점 한두 가지가 해결이 안 되어 주류가 못 되고 묻혀 버린 기술도 있다.
무탄피총이라든가 비행선, 반켈 엔진 같은 거 말이다.

2. 세분화, 전문화

대학 이상의 고등교육을 받고 인간이 이룩한 온갖 과학기술, 특히 공학의 세계를 맛보기나마 접하면서 느끼는 점 중 하나는..
이 바닥은 정말 깊게 세분화돼 있어서 한 사람이 모든 걸 다 알기가 불가능하다는 것, 그리고 기계도 하나만으로 이것저것 다 대응 가능하게 만들지는 않는/못한다는 것이다.

현실에서는 스타크래프트 테란과 달리, 단일 차체로 곡사 자주포와 장갑차 역할을 동시에 수행하는 탱크를 만들지 못한다.
미사일 하나만 해도 대공이냐 대잠이냐 대전차냐.. 전투기가 발사하냐 잠수함에서 발사하냐에 따라 미사일의 형태와 폭약과 추진제의 구조가 다 달라진다. 하나 만드는 정밀 기술로 다른 분야를 커버할 수 없다.

물에서 항해도 가능하고 공중 비행도 가능한 비행정은 비행기의 태동 초기에 잠깐 쓰이다가 말았다. 물 저항을 적게 받는 디자인과 공기 양력을 잘 받는 디자인에 서로 교집합이 없기 때문이다.
항해도 가능하고 지상 주행도 가능한 호버크래프트/수륙양용차 같은 건 해병대 상륙 작전용으로나 쓰이지, 여객용..?? 아니올시다. 가성비가 맞지 않는다.
로터를 기울여서 헬리콥터도 되고 프로펠러기도 되는 비행기조차도 성능이 어정쩡하고 비싸서 널리 실용화되지 못했다.

그리고.. 비행체 엔진만 해도 지상에서 뜰 때, 아음속 비행, 초음속 비행, 심지어 우주 기동에 적합한 엔진의 형태가 다 다르다.
단일 엔진 단일 기체만으로 단 분리 없이 대기권과 우주를 모두 비행..??? 현재 인간의 기술로는 불가능하다.
이러니 SF물만 많이 봤던 사람들이 아폴로 우주선의 '달 착륙선'을 보면 깜짝 놀라는 것이다. 유체역학적인 디자인이 전혀 아니기 때문에.

• 이거 뭐 첫 이륙과 출발 때는 터보 팬이나 터보 제트를 썼다가 극초음속에서는 램 제트..?? 변속기를 넣어서 자동차처럼 기어비를 바꿀 게 아니라 아예 속도별로 엔진을 바꿔 끼워야 할 지경이다. 기술적으로 당연히 불가. ㄲㄲㄲㄲㄲㄲㄲ
• F1 레이싱용 자동차들은 정말 서킷 전용으로 극도로 특수하게 만들어진 놈들이다. 시내를 달리는 일반 자동차들처럼 신호 받으면서 저속으로 가고 서다 하다가는 다 퍼지고 고장날 거라고 한다.
  
• 시속 200짜리 기록 도전용으로 만들어지는 특수한 자전거도 마찬가지. 기어비를 극단적으로 높게 맞춘 채로, 공기 저항을 몸빵해 주는 자동차를 졸졸 뒤쫓아가는 것에만 특화돼 있다. 이 자전거를 사람이 정지 상태에서 페달 밟아서 시속 200까지 몽땅 가속시키는 건 아니며 그럴 수는 없다고 한다.. -_-;;;
  

동력 기관 말고 안전 장치만 해도, 총알을 막아 주는 방탄유리가 교통사고 때 쉽게 깨지지 않는 안전유리의 역할까지 동시에 수행하지는 못한다.
오토바이 헬멧이랑 공사장 헬멧도 역할이 다르며, 방검조끼와 방탄조끼 역시 한쪽이 다른쪽 영역까지 동시에 보호해 주지 못한다는 한계가 있다.

하긴, 굳이 물건뿐만 아니라 사람의 전문성도 마찬가지이다.
미친 난이도를 자랑하는 리스트의 클래식 피아노를 치는 전공자라도 재즈 반주를 보면 벙 쩔 수 있다. 영역이 완전히 다르기 때문에.
공기총 스포츠 사격 금메달이랑, 군대 육군 소총수의 특등사수 사격, 그리고 특전사 저격수의 사격은 다들 영역이 다르고 잘 호환되지 않는다. 한쪽을 잘하는 사람이 다른 분야까지 전문가를 겸하지 못하며, 그나마 원래 전문인 분야도 며칠만 연습· 훈련을 게을리하면 금세 감이 무더져 버린다.

그러니 사람뿐만 아니라 총기도 용도별로 특성이 모두 다른 건 당연지사다.
저격수 정도로 극도로 민감하고 전문적인 분야로 오면 총도 무슨 악기마냥 전용 케이스에 넣어서 고이 간직해야 하고, 수시로 닦아 주고 손질해야 한다.
유효 사정거리를 겨우 100~200m로 잡는 일반 쫄병들이야 훈련용 총 따로, 실전용 총이 따로이고 소총과 함께 진흙탕에 막 뛰고 뒹굴기도 한다만.. 그런 건 저격수한테는 상상조차 할 수 없다.

3. 한 10년 전부터, 앞으로 2~30년 안으로 없어질 거라고 난리였던 것들

(1) Java, C# 같은 가상 머신 언어가 주류가 되고, 구닥다리 C/C++ 프로그래밍은 한물 갈 거다
그럴 리가.. C++이 2010년대 이후부터 얼마나 괴물 같은 문법과 기능들이 마구 추가되고 상상을 초월하게 바뀌었는지를 알면.. 저건 이불킥 수준의 단견임이 느껴질 거다.
아 물론 MFC 같은 일부 프레임워크는 한물 간 거 맞다. 기존 프로젝트들을 유지보수 하는 용도로만 쓰이지 신규 제품 프로젝트를 저걸 써서 진행하는 경우는 거의.. (간단한 내부 툴, 데모, 쌤플 정도나 만드는 경우 말고) 전멸이다.

(2) Windows NT 커널이 없어질 거다
마소에서 차세대 Windows를 표방하며 한때 개발했던 Midori니, Windows 10X 같은 건 전부 망했다. 만들려다 말았고 개발 중단됐다. NT 커널이 없어진다니 그게 말이나 되는 소리인가.;;
마치 인텔에서 x86 말고 다른 계열 CPU를 만들려다가 만 것과 비슷한 취급이다. 과거의 Itanium이라든가 i860, i960 같은 거.

(3) 폰트에서 힌팅이란 게 없어질 거다
요즘 서브픽셀 안티앨리어싱 기술이 많이 발달했고, 어지간한 디스플레이 해상도가 30~40년 전의 도트 프린터에 근접하기는 했지만..
그래도 작은 본문 글씨에서 힌팅이 있고 없고의 차이는 유의미한 걸요?? 힌팅 없으면 획이 뿌옇고 뭉개지는 게 여전히 티가 난다.
맑은 고딕도 언뜻 보기엔 100% ClearType빨인 것 같지만.. 똠 뷁처럼.. 2350자 밖의 비완성형 글자를 작게 찍어 보시라. 힌팅이 적용된 일반 2350자 글자보다 훨씬 못생겨진다.

물론 옛날처럼 한땀 한땀 쑤제로 정교하게 힌팅을 할 필요는 없고, 심지어 대부분의 절차가 자동화, AI화는 될 것이다. 그러나 완전히 없어지지는 못할 거다. 마치 비행기 유인기 vs 무인기의 역할 분담과 비슷한 관계가 될 듯하다.

Posted by 사무엘

오늘은 성경과 과학이라는 케케묵은 논쟁거리에 대해서 또 오랜만에 다뤄 보고자 한다. 수 년 전에 이미 늘어놨던 지론도 있지만 이 기회에 또 복습해 보는 것도 나쁘지 않을 것 같다.
과학과 신학(혹은 성경? 종교?)은.. (1) 눈에 보이는 게 전부가 아니라고 가르친다는 공통점이 있다. 단지, 눈에 보이지 않는 게 무엇인지에 대해 접근하는 관점과 영역이 서로 완전히 다를 뿐이다.

과학은 눈에 보이지 않는 세균, 바이러스가 있고 양성자 중성자 전자가 있다고 가르친다. 그에 비해 성경은 눈에 보이지 않는 하나님뿐만 아니라 천사, 마귀가 있고 천당과 지옥이 있다고 가르친다.
성경은 예수님이 인성과 신성을 모두 갖춘 분이라고 가르치지만, 과학에서는 빛이 입자와 파동의 성질을 모두 갖추고 있다고 가르친다.

뭐, 인간이 과학 지식이 부족하던 시절에는, 지금으로서는 정말 믿어지지 않지만 왜 꼭 흐르는 물에 손을 씻어야 위생적인지를 현업 의사들조차 납득을 못 했다. 심지어, 그렇게 해야 한다고 주장하던 소수의 의사가 역으로 의료인들 사이에서 왕따 아싸 취급을 당했을 정도였다.

옛날 동의보감에 미개하고 황당한 내용이 있다고 한의학을 싸잡아 욕하는 경우가 있던데.. 비교하려면 동시대를 비교해야지? 1600년대에는 서양 의학도 사돈 남말 할 처지가 절대 아니었다.

길거리에 침을 함부로 뱉어서는 안 된다는 것, 여러 사람이 같이 식사를 할 때 국자를 써서 각자 덜어 먹어야 위생적이라는 것.. 이런 것도 거의 비타민의 발견에 비견될 정도로 문명 사회에서 굉장히 늦게 자리잡은 관행이다. 우한 폐렴 창궐 시절엔 그걸로도 모자라서 사람들 입을 전부 마스크로 틀어막기도 했었고 말이다. (비말을 통한 감염을 막기 위해)

이런 건 과학적 발견을 통해 인간이 이 자연 세계의 규모를 측정하고 자연이 돌아가는 내부 디테일을 알게 되면서 정착된 사례이다. 가령, 지구의 크기를 알게 된 것, 광속이란 게 유한하며 어느 정도인지를 측정하게 된 건 대단하지 않은가? 이 덕분에 인간의 생활이 크게 편리해졌음은 물론이고 인간의 건강과 수명까지 향상될 수 있었다.

나도 학교에서 과학 교육을 따로 받지 않았다면.. 뭔가 불에 타는 물질과 그렇지 않은 물질은 본질적으로 크게 다르고, 생명체의 구성 물질과 나머지 무생물 물질은 절대 극복할 수 없는 근본적인 차이가 있을 거라고 생각했을 것이다.

자연 발생설(모기는 도대체 어디 있다가 뿅 튀어나오는지!)이나 플로지스톤설을 어느 정도 지지했을 수도 있다. 지구가 둥글다고는 차마 실감하지 못했을 수 있고, 만물에 대해 피타고라스나 돌턴 정도로만 생각했을 수 있다.
물체는 원래 자기 속도를 그대로 유지하는 게 아니라(관성) 정지해 있으려는 게 본성이라고 생각했을 것이고(마찰..), 자연은 진공 상태를 싫어한다고도 생각했을 것 같다. 옛날 사람들의 심정이 어느 정도 이해가 된다.

하지만 서양 사람들이 눈부시게 개척해 놓은 과학이라는 걸 맛보고 나니..

• 세상 만물은 정적으로 가만히 있는 게 아니다. 넘사벽 급의 거시세계인 천체와 은하들도 끊임없이 돌고 돌고 팽창하고 밀려나고 있고.. 미시세계의 입자들도 팽그르르 돌면서 넘사벽 급의 힘으로 상대방을 꽉 붙잡아서 물리적 변화와 화학적 변화의 경계를 형성한다.
• 이 투명한 공기 중에도 눈과 귀로 당장 보이거나 들리지는 않지만 별별 희한한 파동들이 에너지를 전하고 있다.
  이걸 뭘 어떻게만 해 주면 자연 현상과 자연의 산물로부터 초월적인 엄청난 에너지· 동력을 얻을 수 있고, 정보를 저장하고 보낼 수도 있다.
• 세상 만물은 이 이상 절대로 더 쪼개거나 분석 불가능한 단단하고 관념적인 놈이 아니다. 쪼개고 쪼개고 또 쪼개도.. 흠~
• 유기물을 인공적으로 만드는 게 가능하고 이제는 없는 원소도 아주 제한적이나마 인공적으로 만들 수 있다.

우리는 정말 100년, 200년 전 사람들이 도저히 상상도 할 수 없었던 사실들을 알게 되고, 상상도 못 했던 문명의 이기들을 값싸고 풍부하게 누리고 있다.
과학이라는 학문은 마찰이 없고 공기 저항도 없는 깔끔한 강체 내지 이상 기체에서 시작해서는.. 갈수록 엄청나게 더 복잡한 현상이 가능한 이유를 분자· 원자 레벨에서 설명하고 수식으로 딱 떨어지게 기술하고 예측한다. 보통은 미시적으로 가지만 천문학/천체물리학 하나만 예외적으로 엄청난 거시세계를 다루는 듯.

그러니 학교 시험 문제 같은 데서도 "공기의 저항은 무시한다, 마찰은 무시한다" 이게 얼마나 엄청난 말인지..
애들을 그저 문제 푸는 기계로만 키울 게 아니라면, 자기가 상대하는 복잡한 개념과 원리, 숫자들이 실생활에서 어떤 위력을 나타내고 무엇을 의미하는지.. 그걸 우리가 과학이라는 도구 덕분에 얼마나 간편하게 취급하고 쓸데없는 삽질을 안 하게 됐는지를 과학 교육에서 잘 일깨워 줘야 하리라 여겨진다.
(공기의 저항이 없다는 건 깃털과 쇠구슬과 심지어 흙먼지조차 같은 속도로 툭 떨어지며, 사람이 빗방울에 맞아서 다칠 수도 있는 상태이다~!)

다만, 그럼에도 불구하고 인간 세계엔 과학 기술이 여전히 해결하지 못한 문제도 있고, 분야가 달라서 애초에 절대로 해결할 수 없는 문제도 있다. 가령, 인간의 사후 세계 같은 건 과학적인 방법론으로 탐구하는 게 전혀 불가능한 영역이다.

과학 교육이 세상을 보는 눈을 저렇게 획기적으로 바꿔 놓은 것처럼.. 본인은 성경을 공부하고 나니 인간이 죽는다고 끝이 아니라는 걸 알게 됐고, 과학 관찰이나 기술 발달만으로 결코 해결할 수 없는 인간의 본질적인 공허함과 불안함, 죄 문제를 해결하는 방법을 알게 됐다. 영적 세계라는 게 존재하며, 이건 세상에서 굴러다니는 이상한 설화나 귀신 이야기 같은 것과는 급이 완전히 다르다는 것도 알게 됐다.

• 성경이 기본적으로는 논리나 증거 대신 믿음을 요구하는 책이지만, 그래도 도를 넘게 황당한 막장 판타지나 이상한 반지성주의 음모론을 강요하는 건 아니다!! 세상 책에서는 상상도 할 수 없는 급으로 예언들이 정확하게 문자 그대로 적중한 건 또 어떻고?
• 성경에 기록된 각종 사건과 스토리들이 정말로 다 실제로 있었다고 세상 역사와도 교차검증 되는지는 모르겠다. 하지만 제일 중요하게 다루는 예수님의 실존 여부조차 미스터리인 건 아니다. 부활도 세상에서 차마 받아들이지 못해서 "제자들의 부활 체험 사건 / 영적으로 부활" 이딴 식으로 부르긴 하지만, 사도들의 이런 엄청난 변화 자체는 명백한 역사적 팩트인 것이다.
• 인간의 과학 지식으로 설명이 안 되는 기적 얘기가 있긴 하지만, 일부 디테일 내용은 오늘날의 자연 과학의 관점에서도 맞고 타당하고 시대를 명백히 앞서 있기도 하다.

과학은 인간은 자연 세계라는 게 굉장히 보수적이고, 물질이나 에너지가 뜬금없이 우연히 뿅 생기거나 없어지지 않는다는 것을 배운다. 그럼 그게 맨 처음에 우연히 생기려면..?? 기원은 과학과 논리로 설명할 수 없는 초월적인 방식일 수밖에 없다.

• 질량 보존의 법칙, 에너지/운동량 보존의 법칙
• 열역학 제1, 제2 법칙. 영구기관은 절대로 존재할 수 없음.
  
• 자연 발생설은 사실이 아님.
• 후천적인 획득 형질은 후손에게 유전되지 않으며, 돌연변이는 십중팔구 생물에게 해로움. 한번 정해진 종의 특성이 호락호락 바뀌지는 않음
  
• 연금술 따위 기술로 금을 만들 수는 없음 (입자 가속기 풀로 돌려서 만들까말까.. 게다가 가속기 돌리는 비용이 금을 시장에서 직접 사는 비용보다 더 비쌈)
  

그러니 이 정도면 과학의 범위를 벗어난 곳에 신의 기적 정도는 있을 수 있고 믿을 만하다는 결론을 개인적으로 내린 것이다.
정치와 종교가 다른 것만큼이나 성경과 과학은 주로 다루는 영역이 서로 별개이다. 성경은 인간의 온갖 추악한 마음 상태에 대해서 죄를 지적하고 회개를 촉구하지만, 딱히 자연의 신비를 밝혀 내는 걸 금지하고 죄라고 규정하지는 않기 때문이다. 그런 활동은 성경의 관심사가 아니다.

성경에 솔로몬의 재판이라는 엄청난 이야기가 기록돼 있지만, 현실 인간의 세계에서 솔로몬의 재판 같은 재판이 매번 벌어질 수는 없는 노릇이다. 인간이 만들어 낸 CCTV와 유전자 감식 기술이 지금까지 얼마나 많은 범죄자들을 잡아내고, 애매한 사람을 고문하면서 취조할 필요를 없게 해 주고 정의로운 세상을 만들어 줬는가? (물론, DNA라는 초월적인 메커니즘을 이용하여 생명체의 흔적과 유전자 정보를 기록한 신에게 감탄하는 건 옵션..)

의료 쪽만 해도 성경을 쭉 읽어보면 세상 의사의 필요성을 명백히 인정하는 논조이다. 신자들은 닥치고 기도만 하면서 손 빨고 있으라고는 결코 말하지 않는다. 병 고치는 기적은 평소에는 좀체 일어나지 않는 일이기 때문에 기적이라고 불리는 거다.

이런 식으로 영역을 구분하고 지내면 만사가 편안할 텐데.. 두 분야가 크게 대립한 건 아무래도 기원(origin) 얘기 때문일 것이다. 여기에 대해서는 본인이 생각하는 방법론을 적용하면 충돌을 전부는 아니어도 대부분 상당수를 자연스럽게 해소하고 넘길 수 있을 텐데.. 지금까지 여러 번 얘기한 적이 있으니 이 자리에서 또 언급하지는 않겠다.

내가 보기엔 진화도 맞고 창조도 서로 다른 영역에서 맞다. 진화론은 특정 조건과 범위 하에서 생물 종의 분화 과정을 설명하는 과학 이론이 당연히 맞다.
하다못해 예수님의 지상 재림 이후에 육식동물들이 다시 초식으로 돌아갈 거라는 예언(사 11:7, 65:25) 말이다.  만약 그런 변화가 문자적으로 발생한다면 그것조차도 생물학적으로 보면 진화이다. 딴 게 진화가 아니다~!

단지, 종의 분화가 아니라 생명 자체의 갑툭튀 원리, 기원, 근원을 이런 진화론으로 설명할 수는 없다. 그리고 실험실에서 이 정도 진화를 관측하고 재현했다고 해서 그게 인간까지 진화의 산물이라고 단정 지을 수 있는 건 아니다.

전에 얘기한 적이 있던가..? 다윈은 근성의 관찰 덕후여서 지렁이가 땅을 갈고 뒤엎고 기름지게 만들어 준다는 걸 인류 역사상 거의 최초로 알아낸 과학자였다. 구더기가 파리의 유충이라는 것도 모르던 시절에 도대체 어떤 할 일 없는 사람이 무슨 부귀영화를 바라고 지렁이나 관찰하고 있었겠는가? 다윈도 당대엔 "저 양반, 진화론이나 주장하더니 이젠 인류의 조상이 지렁이라고까지 말할 기세로군!" 이런 비웃음이나 실컷 당했었다.

평범한 창조론자(?)라면 이런 지렁이의 오묘한 행동 패턴도 절대 우연히 생길 수 없고 다 지적설계 어쩌구 하는 결론으로 갈 것이다. 본인도 그런 심증을 잘못됐다고 부정하는 건 아니다. 당연히 신이 지렁이를 그런 용도로 창조하신 게 맞지.. 하다못해 스타크래프트의 종족별 밸런스조차도 수학에 경제학을 공부한 사람이 치밀하게 연구해서 정하거늘, 더 정교한 게 어떻게 우연히 저절로 생기겠는가? 게다가 간과하기 쉬운 사실인데, 다윈도 나름 신학 공부까지 했던 사람이다!

그런데 다윈은 과학자로서 생물들을 관찰해 보니.. 타락한 현 자연 세계에는 그저 "보기 좋았더라"만 있는 게 아니었다.
약육강식과 적자생존, 매정· 냉정함, 죽음, 환경 적응.. 그 어떤 예수쟁이 창조론자라도 저걸 부정할 사람은 없을 것이다. 다윈은 이런 부정적인 면모를 더 주목하면서 common designer라는 면모까지 common ancestor라는 결론을 내렸던 것으로 보인다.

신이 저런 걸 일부러 만든 매정 잔혹 잔인 사악한 성품의 보유자가 아니라면 저건 그냥 생물 진화의 산물일 수밖에 없을 것이라는 얘기다. 이런 관점을 잘 생각해 보자..! 그저 창조론자들이 단순하게 매도하는 것처럼 하나님을 인정하기 싫은 사탄적인 심보로 진화론을 만든 게 아니라는 것이다.

세상 과학계가 굳이 앞장서서 신을 인정하지는 않는다. 그러나 반대로 과학 관찰을 의도적으로 무시하면서까지 신을 일부러 배제하지도 않는다는 것을 말이다. "대폭발 vs 정상 우주론"이 대표적인 예이다.

다음으로..
그러고 보니 과학뿐만 아니라 성경도 (2) 쓸데없는 미신을 배격한다는 공통점이 있다. 별로 안 그럴 것 같고 계산 과정도 서로 딴판인데 계산 결과는 어쩌다 보니 동일한 셈이다. 사실, 기독교 사고방식이 입력되면 죽은 사람 갖고 도 넘게 장난 치는 농간에 휘둘리지 않게 돼서 뒤가 굉장히 깔끔해진다.

한편, 과학 말고 수학은 사실상 성경 급의 절대적인 진리를 가르치고 논하긴 한다. 단지 그건 철저하게 논리적으로 참인 것만으로 한정이지, 영적인 가치 판단과는 전혀 무관할 뿐이다. 과학은 '법칙(law)'이라고 부르지만 수학은 '정리'라고 부르는 것 같다.

Posted by 사무엘

1. 자동차

1930년대에 일본군 장성인 야마모토 이소로쿠가 미국으로 여행인지 출장인지를 갔는데..
시골 깡촌의 평범한 소녀가 공구를 들고 와서 자동차가 퍼진 걸 뚝딱 수리하는 걸 목격했다.
그는 이거 하나만으로도 천조국의 저력을 직감하고 경악했으며, 일본은 이런 나라와 전쟁을 벌여서는 이길 수 없다고 확신하게 됐다고 한다.

참고로, 옛날에 성경 번역자 틴데일은.. 시골에서 소 모는 꼬맹이 조무래기라도 교황보다 성경을 더 많이 알고 자국어로 성경을 암송할 수 있는 세상을 만들겠다고 포부를 밝혔었다. 근데 이 미친 나라는 어떻게 듣보잡 시골 처자조차 기계를 이렇게 잘 다루느냐 말이다.

2. 컴퓨터

한편, 1940년대인가 50년대인가, 컴퓨터 과학자 폰 노이만은 거의 인간 컴퓨터 급의 큰 수 암산이 가능했으며, 그냥 머릿속으로 기계어 코드를 쭈룩 읽고 쓰는 게 가능했던 천재 괴수로 유명했다.
자기 제자들이 컴파일러는커녕 어셈블러를 만드는 것조차 별로 달갑지 않게 봤을 정도였다. 프로그램을 짜고 싶으면 사람이 그냥 직통으로 0 1 쑤제 암산 기계어 코딩을 하면 되지, 엔지니어가 지 한 몸 편하자고(!!) 그 비싸고 거대하고 귀한 컴퓨터를 갖고 무슨 자원 낭비 잉여짓을 하느냐고, 그렇게 힐난을 가했었다.

하긴, 폰 노이만은 컴퓨터에 대해서 '프로그램 내장형 모델'이라는 개념 자체를 최초로 만든 사람이었다..!!!
컴퓨터가 해야 할 일을 일일이 진공관 배선을 바꾸고 천공 카드를 교체하는 식의 물리적인 노동으로 지정하는 게 아니라, 이 지시사항 역시 프로그램이 취급하는 데이터와 동급으로 메모리 상의 정보 중 하나로 간주시키는 발상이다.

요즘처럼 키보드 코딩만으로 간편하게 컴퓨터 프로그래밍이 가능해진 것 자체가 이런 개념이 도입된 덕분이다.
그러니, 자기가 이 정도로 프로그래밍 환경을 개선했으니, 더 편한 요행 꼼수를 바라지는 마라~~ 그런 생각을 했던 건지도 모르겠다.

3. 저격총

역시 2차 세계 대전 때.. '시모 해위해'라고 적군 수백 명을 사살한 핀란드의 전설적인 저격수가 있었다.
그는 저격 잘 하는 비결이랍시고 번거로운 조준경 따윈 없는 게 낫다는 말을 씨부려서 다른 사람들을 경악시켰다(!!). 지 혼자 시력이 2.0 3.0을 넘기라도 하는지.. 아무도 이해하지도 이행할 수도 없는 비현실적인 조언을 조언이랍시고 진지하게 남겼던 것이다.

하긴, 그 시절엔 레이더도 없거나 뒤늦게 개발됐었다. 그렇기 때문에 전투기 폭격기 조종사 역시 시력이 좋은 게 지금보다 아득히 유리하게 작용하긴 했었다.

이것들은 대단한 일화인 것이 사실이다. 하지만 저 시대 사람들이 오늘날과 같은 급의 자동차를 수리하거나 요즘 컴퓨터와 운영체제 같은 여건에서 기계어 코딩을 한 건 아니라는 점 역시 감안할 필요가 있다.
당연히 지금 자동차나 컴퓨터는 정말 저 때와는 비교조차 할 수 없을 정도로 훨씬 더 복잡하고 정교하다. 그렇기 때문에 사람이 호락호락 직접 만지고 고칠 수 있지 않다.

제 아무리 천재 괴수 폰 노이만이라 해도, 그 시절에 컴퓨터라는 건 핵 실험이나 탄도 계산, 일기예보 시뮬레이션을 위한 거대한 계산 기기 그 이상도 이하도 아니었다. 국가 기관· 연구소만의 전유물이었으며, 국민의 세금으로 운용되는 엄청 비싸고 귀하신 몸이었다.

그는 2차 세계 대전을 겪었고, 미국의 원자폭탄 개발에 참여했을 뿐이었다. 일반 양민들이 개나 소나 그 거대한 컴퓨터보다 성능이 더 뛰어난 스마트폰을 주머니에 넣고 다니는 시대를 살았거나 그걸 예측한 건 아니었다. 그러니 컴퓨터 자원에 대해서 극도로 아껴 쓰고 절약하자는 마음이 뼛속까지 몸에 배겼으며, 그런 사고방식이 자신의 천재적인 두뇌와 결합했기 때문에 '쓸데없이 어셈블러 따위'라는 갈굼이 나온 것이었다. =_=;;;

지금이야 한낱 작업자의 편의 때문이 아니라 업무 생산성 때문에라도 프로그래머들에게 고급 툴과 컴파일러는 듬뿍 쥐어 줘야 한다. 폰 노이만이라도 Windows용 exe 실행 파일을 맨땅에서 만들지는 못할 것이며, 근본적으로 그래야 할 필요가 없다.
키가 3m인 인간흉기 골리앗, 특수부대 할아버지라 해도 현대의 전장에서 총 맞으면 죽는 건 똑같기 때문이다.

시모 해위해도 기술이 훨씬 더 향상된 오늘날의 저격 소총을 보면 조준경 불필요 소신을 바꾸게 됐을지도 모르겠다.
이 사람은 전장에서 수백 명의 적군을 조준경 없이 저격 사살하긴 했지만, 그 대신 저격 거리도 km급이 아니고 우리 생각보다 짧았다고 한다(2~300m). 그만큼 더 위험하게 임무를 수행했다.

4. 비행기

20세기 중반의 천조국 기준으로.. 컴퓨터 업계에 폰 노이만이 있다면, 항공 업계에는 '켈리 존슨'(1910-1990)이라는 정말 전설적인 괴수 엔지니어가 있었다.
이 사람은 평생을 비행기를 조종하는 일이 아니라 비행기를 설계하고 만드는 일에 뼈를 묻었다. 이 사람도 조종을 안 한 건 아니지만, 평범한 여객이나 군용 조종이 아니라 새로 만들어진 기체의 안정성을 극한까지 시험하는 '테스트 파일럿' 명목이었다. ㄲㄲㄲㄲㄲ 즉, 여느 파일럿과는 급이 다르다.

이 사람은 록히드에서 일하다가 미국의 최신 항공 우주 기술의 산실인 스컹크 웍스의 수장을 역임했고.. 네바다 주에 그 비밀 실험 기지인 AREA 51을 직접 구상하고 만들기도 했다.;;
전투기 P-38, 최초의 제트 전투기 F-80 슈팅스타 쌕쌕이, 마하 2를 최초로 돌파한 F-104, 고공 정찰기 U-2와 SR-71 등..

컴퓨터도, 캐드도 없던 시절부터 이 사람은 인간 컴퓨터나 인간 백과사전이 아니라, 그냥 걸어다니는 풍동 실험실이었다.
"비행기를 이렇게 만들고 날개의 모양과 크기와 각도를 이렇게 만들어서 저렇게 조종하면 실제로 이렇게 날아갈 것이다, 성능과 안정성이 이럴 것이다.. 이 디자인은 요런 비효율과 문제가 있으니 얼추 이 정도로 고쳐야겠다.."

동료 엔지니어들은 낑낑대며 복잡한 수학 계산을 통해 예측을 했지만, 저 사람은 머릿속에서 직감적으로 바로 시뮬레이션이 됐다. 구체적인 숫자까지 제시한 게 굉장히 정확하게 적중했다. 이게 진짜 무서운 면모였다.;;; 동료 엔지니어들은 "저 괴수는 공기의 움직임이 눈에 보이기라도 하나?" 하며 혀를 찼다. 이 정도면 비행기의 폰 노이만 급이 아닐지? ㄷㄷㄷ

참고로 비슷한 시기에 보잉 사에서 재직했던 '조(조셉) 서터'(1921-2016)도 전설적인 비행기 개발자였다. 보잉 7x7 프로젝트에 모두 관여하면서 짬을 쌓다가 궁극적으로는 747의 팀 리더가 되어 20세기 최대 크기의 전설적인 여객기를 설계하고 개발하게 됐기 때문이다.

글쎄, 현대의 CPU 설계 중에서는 독보적이고 전설적인 장인 엔지니어가 없나 모르겠다.
CPU는 자동차나 비행기와 달리 애초부터 사람 손으로 만드는 게 가능하지 않은 물건이긴 하다만.. 그래도 미시세계에서도 회로를 이렇게 설계하면 발열이나 전력 소모가 너무 심해진다느니, 몇 마이크로초 단위의 손실이 생긴다느니 뭐니 이런 직관이 발휘될 여지가 있는지 궁금하다.

Posted by 사무엘

세상에 전기라는 에너지는 발전기 아니면 전지로부터 얻어진다.
먼저, 발전기는 전자기 유도 원리를 이용해서 각종 동력 기관의 원운동으로부터 교류 전기를 생산하는 물건이다. 빨리 돌릴수록 전기가 많이 나오고 전력 생산량을 사용자가 원하는 대로 즉각 가장 쉽게 조절할 수 있다.

현대 전기 공학의 주요 산물은 (1) 전자석, 그 다음으로 (2) 모터(전동기)와 (3) 발전기, (4) 변압기의 순인 듯하다. 전자석과 모터는 직류의 성격이 강하지만, 그래도 교류 전동기니 유도 전동기니 하는 물건도 없는 건 아니다. 브러시가 어떻고 정류자가 어떻고.. 흠~
그리고 발전기와 변압기는 빼박 교류 전기의 산물이다. 변압기는 영락없이 지레의 전자기 버전이며, '영구자석 : 도체'와 '전자석 : 반도체'는 비슷한 관계인 듯하다.

과학에서 전기 쪽이 단순 V=IR 수준을 벗어나서 패러데이와 맥스웰, 테슬라가 나오고 본격적으로 엄청나게 어려워지는 건 아무래도 전기와 자기가 결합하고 이런 교류 전기가 등장하는 시점부터일 것이다.
하지만 교류가 온갖 난해한 특성과 단점들에도 불구하고 전기의 주된 취급 형태가 된 건.. 잘 알려져 있다시피 교류가 장거리 송전을 위한 변압에 유리하기 때문이다. 발전기로 생산하고 변압기로 가공하기가 직류보다 훨씬 더 용이하다.

즉, 얘는 전기의 안정된 대량 생산에 가장 유리하다. 얘들 덕분에 인간이 다루는 전자기 관련 장비가 영구자석 나부랭이에서 전자석으로 업글 되고, 화학 건전지 나부랭이에서 초고압 대용량 교류 전기로 확장된 것이다.

그렇기 때문에 세상의 메이저급 발전소들은 모두 발전기 기반이다. 발전기를 돌리는 동력원이 무엇이냐에 따라서 화력이나 원자력, 수력 따위로 나뉠 뿐이다. 이런 추세는 획기적인 직류 장거리 송전/변압이나 무선 송전 기술이 개발되지 않는 한, 예측 가능한 미래에 변화가 없을 것이다.

교류 전기는 그 특성상 직류에는 존재하지 않는 상변화 주파수라는 개념이 있다. 이게 나라마다 완전히 일치하는 게 아니어서 50hz 내지 60hz 같은 차이가 있다. 심지어 일본은 동부와 서부가 이 규격이 서로 다르다.
전압이 일치하더라도 이 주파수가 호환되지 않는 전자기기를 꽂아서 가동하면 기기의 출력이나 성능 따위가 원래 의도와는 다르게 나올 수 있다.

교류 전기의 주파수는 발전기가 돌아가는 회전수(rpm)로부터 결정된다는 게 흥미로운 점이다. 좀 낡은 멀티탭에다 전원을 연결하고 스위치를 켜면.. ON된 스위치에 불빛이 들어오긴 하는데 불빛이 좀 깜빡거리는 편이다. 그 깜빡거리는 것도 교류 전기의 주기와 동일하게 꺼졌다가 켜지기를 1초에 수십 번 반복하는 것이다.

과거 전자 공학이란 게 처음 태동했던 아날로그 시절엔, 컴퓨터 모니터의 주사율, 그리고 텔레비전 영상 신호의 프레임 수도 이 교류 전기의 주파수와 맞물려서 자연스럽게 결정되는 값이었다.
영화 필름의 24프레임은 약수가 많아서 분할하기 쉬우면서 인간이 충분히 부드럽다고 느끼는 최소한의 수를 따라 정해진 것이다. 그 반면, 텔레비전 신호 30프레임은 그렇지 않다는 것이다.

기술이 더 발달한 디지털 시대가 돼서야 그런 기기들도 전기 종류에 종속되어 동작하지 않게 됐을 뿐이다.
그래도 모니터 주사율은 75hz 정도는 돼야 하고, 유튜브도 60fps짜리 고화질 동영상을 보면 화면이 확연히 부드러운 게 느껴지고 눈이 편하고 좋다.

아무튼.. 교류에는 이런 배경이 있는데.
이런 거 말고.. 전선이 연결돼 있지 않고 발전기를 돌리는 동력을 지속적으로 공급받을 수도 없는 환경에서 전기· 전자 기기들을 가동하려면? 전지라는 게 필요하다. 특히 산소가 없어서 내연기관을 돌릴 수 없는 우주 월면차나 잠수함 같은 건 선택의 여지 없이 전지로 전기 모터를 돌려서 움직여야 한다. 대형 잠수함은 배터리로 도저히 감당이 안 되니 아예 원자로를 집어넣기도 했지만 말이다.

전지는 좁은 의미에서는 전기 에너지를 화학적으로 축적하고 있다가, 필요할 때 그 에너지를 화학 반응을 통해 직류 형태로 방출하며 방전되는 물건이다. 방전 후에 재충전이 가능하면 이차 전지 내지 배터리라고도 불린다. 배터리 중에서도 자동차용 황산-납 배터리와 나머지 리튬이온 배터리는 특성이 서로 많이 다르다.

하지만 이런 것 말고 넓은 의미의 전지는 터빈으로 발전기를 돌리는 게 아닌 다른 원천으로부터 전력을 생성하는 모든 물건을 뜻한다. 수소 같은 연료 전지도 이런 범주에 들며, 원자력 전지나 태양광 전지는 화학보다는 그래도 물리에 가까운 전지이다.

전지는 직류 기반답게 연결할 때 + - 극 구분이 존재한다.
원자력 발전소와 원자력 전지, 그리고 우주왕복선의 액체수소 엔진과 수소 연료전지 엔진은 구동 방식이 서로 완전히 다르다.
아주 오래 전부터 개인적으로 해 온 생각인데.. 발전기는 정렬 알고리즘 중에서 비교 연산을 기반으로 동작하는 범용적인 놈이고, 나머지 전지들은 비교 연산을 하지 않는 특수한 놈과 비슷한 심상인 것 같다.

요즘은 10여 년 전의 우려와 달리 배터리 기술도 많이 발전하긴 한 것 같다. 하지만 배터리 전기차가 초대형 트레일러, 건설 기계, 군용차나 건설 기계까지 꿰차고 들어올 수 있을지는 잘 모르겠다.
그리고 리튬이온이건 수소 연료전지건, 이런 전지들은 사고로 파손되고 충격을 받았을 때 화재가 그리도 잘 발생하는가 보다. 게다가 이런 불은 기름 화재가 차라리 낫다 싶을 정도로 끄기도 굉장히 난감하다고 하는데.. 이런 안전 문제가 해결돼야 할 것 같다. 컴퓨터뿐만 아니라 배터리도 너무 밀도가 높아지고 불안한 유리몸이 되긴 했다.

그리고 요즘은 세월이 많이 지났으니 배터리의 '메모리 효과'와 관련된 낡은 낭설들이 많이 불식됐지 싶다.
끝까지 완방 완충을 하면서 쓰는 게 좋다는 얘기 말이다. 이건 과거의 니켈 카드뮴 배터리를 기준으로는 맞는 말이었지만 요즘 배터리를 기준으로는 전혀 사실이 아니다.

오히려 정반대.. 배터리를 끝까지 소모하지 말고, 조금만 썼더라도 곧바로 도로 충전하는 게 배터리의 수명에 더 낫다.
요즘 배터리가 완방 완충을 할 필요가 없는 것은 요즘 자동차가 시동 직후에 수 분 이상 길게 공회전 웜업/예열을 할 필요가 없는 것과 비슷하다. 기술이 더 발전했기 때문이다.

재충전이 불가능한 단순한 건전지가 통용되는 곳은 정말 가늘고 단순하고 오래 쓰는 기기들 한정인 것 같다. 벽시계, 도어락, 가스레인지, 무선 키보드-마우스 같은 곳..?? 손전등은 LED가 등장하면서 배터리 기반으로 가는 듯하고..
글쎄, 제아무리 핸드폰 시계니 스마트 워치니 하지만 고개만 돌리면 간편하게 볼 수 있는 벽시계나 종이 달력도 여전히 필요하긴 한 것 같다.

끝으로.. 전지는 어떤 방식으로 동작하는 것이든 대개 아무렇게나 폐기해서는 안 되는 물건이라는 공통점이 있다.
함부로 부수거나 분쇄· 분해하면 유독성 화학 물질이 누출될 수 있고, 소각하면 폭발 위험이 있다. 그리고 전지에는 각종 특수한 희소 원소가 들어가곤 하기 때문에 이런 걸 최대한 재활용할 필요도 있다.

이런 여러 이유로 인해, 전지는 쓰레기 처리의 관점에서 볼 때 진작부터 특별 취급의 대상으로 분류되어 왔다. 재충전이 되지 않아서 더 쓸 수 없는 놈은 알루미늄이나 종이류처럼 반드시 별도로 수거해서 폐기하게 돼 있다.

하긴, 옛날에는 카드뮴이나 수은이 들어간 건전지도 있었지만 2000년대에는 다들 사용과 유통이 금지되고 퇴출됐다. 공교롭게도 카드뮴과 수은은 각각 20세기 중반에 일본의 유명 공해병이었던 이타이 이타이 병과 미나마타 병의 원인으로 작용한 바 있다.

반도체니 트랜지스터 이런 건 전기라기보다는 전자의 영역 같고..
충전기, 배터리 같은 건 화학/재료공학의 성격이 강해진다. 이런 건 나로서는 진짜 아오안이다.
어린 시절에 학교에서 공부하던 것의 큰 그림을 먼저 펼쳐 보고 세부적으로 들어갔으면 도움이 됐을 텐데 하는 생각이 뒤늦게 든다.

Posted by 사무엘

가연성 물질은 발화점을 넘은 온도에서 불이 활활 붙을 때 열과 빛이 나온다.
하지만 불이 붙지 않는 물질이라도 수백 도 이상의 온도로 달궈지거나 녹으면... 얼음이 녹듯이 곱게 녹지 않는다. 어느 물질이건 언제나 시뻘건 빛을 동반하는 상태가 되며 녹는다. 용암이나 쇳물을 생각해 보자.

쇠는 상온에서 은백색의 고체이지만, 쇳물은 수은 같은 평범한 회색(?) 액체가 절대로 아니다.
이건 알고 보면 굉장히 신기한 면모이다. 이 빛은 분자· 원자 차원에서 무슨 에너지를 바탕으로 나오는 걸까?
다시 말하지만, 이건 연소 같은 화학 반응을 겪고 있는 상태가 아니다. 단순히 열을 잔뜩 받은 것만으로 어떻게 빛이 나올 수 있을까?

옛날에 "터미네이터 2 심판의 날" (1992) 영화를 보면 쇳물이 철철 흐르는 용광로가 나온다. 이건 진짜 쇳물이 아니고 소품이다. 물 같은 평범한 액체 안에다가 누런 조명을 켜서 쇳물처럼 보이게 했다고 한다.

(영화에서는 색감에 대한 왜곡이 굉장히 많다. 가령, 현실의 건물 지하 주차장들은 영화 '아저씨'에서 묘사된 것처럼 그렇게 시퍼런 톤으로 어두컴컴하지 않다.)

그러고 보니 백열등은 대놓고 이 원리를 이용해서 빛을 내는 물건이다. 가느다란 필라멘트를 녹지 않을 만큼만 달궈서 빛을 내니 말이다.
물론 이건 오늘날의 전자공학 기술의 관점에서 보면 효율이 매우 매우 안 좋은 원시적인 광원일 뿐이다. 이는 백열등과 얼추 비슷한 시기에 발명된 또 다른 과학 기술 산물이던 증기 기관도 오늘날의 관점에서는 너무 비효율적이어서 도태된 것과 비슷한 맥락이다.

그래도 증기 기관만으로도 그 시절엔 마차로는 상상할 수 없는 교통· 물류 혁명과 산업 혁명이 일어났다. 그와 마찬가지로 백열등도 연료를 직접 태우는 등잔불· 호롱불· 촛불· 횃불 따위로 범접할 수 없는 새로운 빛을 인류에게 선사하긴 했다.
그 단순무식하고 비효율적인 백열등조차도 처음 발명하는 과정은 결코 순탄하지 않았음이 주지의 사실이다. 필라멘트를 만들 만한 재료(텅스텐)를 그 시절 여건에서 찾는 게 만만찮았기 때문이다.

불꽃 기반의 광원들은 켜고 끄기 어렵고 질식과 화재의 위험이 크고 불필요한 열이 너무 많이 발생하는 등 불편이 이만저만이 아닌 데다.. 결정적으로 여전히 별로 밝지 않고 너무 어두웠다. 밤에 시골에서 촛불· 호롱불 켜서 책 읽고 공부해 보신 분이라면 이 말에 적극 공감 가능할 것이다.

그에 비해 지금 세대는 자그마한 스마트폰만으로 과학 완구 꼬마전구와는 비교를 불허하는 맹렬한 LED 불빛을 간단히 만들어서 어둠을 비추니.. 참으로 놀라운 과학 기술의 혜택을 입고 있는 중이다.

아무튼.. 형광등이나 LED등만치 밝은 건 아니지만 그래도 백열등처럼 고온만으로 불꽃이 아닌 빛을 가능케 하는 과학 원리는.. 바로 '흑체 복사'이다.
어떤 물체의 온도가 높다는 건 미시세계에서 그 물체를 구성하는 입자가 많이, 맹렬히 움직이고 있음을 뜻한다. 그 움직임 덕분에 빛이 만들어져 나오며, 그게 심해지면 가시광선뿐만 아니라 적외선과 자외선, 심지어 방사선의 범주에 드는 X선이나 감마 선까지 나온다.

흑체가 방출하는 에너지의 양은 절대온도의 무려 4제곱에 비례한다. 이른바 슈테판-볼츠만의 법칙.
본인은 학교에서 배웠던 각종 과학 과목들을 통틀어서 제곱이나 3제곱이 아닌 4제곱이 등장하는 과학 법칙이나 공식을 이것 말고는 본 기억이 없다.
평면이나 공간의 특성상 2승, 3승까지는 나올 수 있지만 4승은.. 생소하지 않은가?

흑체란 모든 전자기 복사를 흡수해서 에너지량 계산을 제일 간편하게 할 수 있는 가상의 물질이다. 화학에서 다루는 이상기체와 비슷한 개념이다. (그럼 백체는 반대로 모든 전자기 복사를 반사하는 물체일 텐데.. 이런 건 딱히 다루지 않는 듯하다.)

물질마다 어느 온도에 도달했을 때 나타내는 색깔은 언제나 일정하다. 그렇기 때문에 색깔만으로 온도를 추정하는 게 가능하며, 색깔 온도계라는 게 존재할 수 있다.
측정 센서조차 녹거나 타 버릴 정도의 높은 온도를 측정하는 방법은 이것밖에 선택의 여지가 없다. 그래도 이것만으로도 생각보다 매우 정확한 값을 얻을 수 있다. 신기하지 않은가? 심지어 별의 색깔도 이 온도에 따라 결정된다.

이건 스피드건이 굉장히 얼렁뚱땅 허술하게 동작하는 것 같은데 주변의 자동차나 야구공의 속도를 꽤 정확하게 측정해 내는 것, 그리고 요즘 체온계가 신체의 영 엉뚱한 부위만 대충 접촉하는데도 체온을 정확하게 측정하는 것과 비슷한 것 같다.

사실은 꼭 엄청난 고온이 아니어도 된다. 사람 체온만으로도, 무슨 쇳물 같은 누런 가시광선보다 급이 낮은 적외선 정도는 나온다. 깜깜한 밤에 사람을 식별할 때, 아니면 그냥 열기를 탐색할 때 쓰이는 적외선 카메라가 바로 이 원리를 이용해서 동작한다.

이 정도 온도 차이에 4제곱은 정말 폭발적인 에너지 크기 차이를 만들 텐데.. 전자기파의 파장이라는 것도 지수/로그 스케일을 찍는 동네이기 때문에 그런 차이에 대응 가능한가 보다. 사실, 가시광선은 대역폭이 주변의 적외선(IR)이나 자외선(UV)보다 훨씬 짧다.

난.. 색깔이란 건 그냥 눈에 띄는 느낌만 다른 요소일 뿐이지, 같은 온도와 같은 재질이어도 "검은 옷이 흰 옷보다 왜 덥게 느껴지는 걸까?" 이걸 이해를 오랫동안 완전히 못 했다.
저렇게 온도에 따라 다른 '빛깔'이 나오는 건 이해하겠는데, 역으로 '색깔' 자체도 열 흡수율을 결정한다?

지표면에 눈이나 심지어 비닐하우스 같은 인공 구조물 때문에 흰색이 많으면 그게 태양 복사 에너지를 반사해서 기후에까지 영향을 줄 수 있다고 한다. 이런 이유로 인해 온도계를 보관하는 백엽상의 주변은 반드시 하얗게 칠하며.. 비행기도 열 흡수를 하지 말라고 흰 도색을 선호하는 편이다.

이쪽 관련 과학 법칙은 열역학도 광학도 전자기학도 아니고 도대체 무슨 분야인 걸까..?
이게 19세기 말~20세기 초에 양자역학이라는 걸 태동시킨 전신이라고 한다. 얘는 물질 자체를 존재하게 하는 원자 차원의 힘을 규명하고, 이를 이용해서 질량과 에너지 사이의 경계를 허물어버린 발상의 전환을 선사했다.

※ 관련 여담

(1) 유리는 투명한 데다, 성냥을 갖다대면 불이 붙을 정도로 뜨겁게 달궈져도 겉으로는 하나도 티가 안 나기 때문에 위험하다고 실험실 안전 수칙에서 다뤄지곤 한다. (단골로 다뤄지는..)
물론 성냥의 발화점이 그리 높은 건 아니며, 유리도 더 뜨거워져서 흐물흐물 녹기 직전일 때는 벌겋게 변하기는 한다.

(2) 인류에게 열과 빛이라는 건 바늘과 실처럼 같이 따라다니는 형태인 게 익숙하다. 자연에서 보는 불꽃이나 달궈진 물체의 모습이 그러하기 때문이다.
그러나 기술이 발전하면서 인류는 빛이 필요한 곳에서는 발열이 거의 없이 밝은 빛만 만들어 내는 기술도 잔뜩 개발했다. 전기 에너지를 원하는 곳에만 더 효율적으로 쓸 수 있게 된 것이다.
자연에서는 반딧불이도 발열이 없이 생물학적으로 신비로운 빛을 내는 곤충이라고 한다.

(3) 불꽃 반응은 불태우는 금속 원소에 따라 서로 다른 불꽃 색깔이 나타나는 걸 말하는데, 이건 온도 자체와는 좀 다른 분야의 현상이다.;;

(4) 그러고 보니 빛을 받았다가 깜깜해진 뒤에도 잠깐이나마 빛이 나는 무려 '야광/축광',
방사능 원소인지가 어쩌구 하는 형광,
거울이 아니면서 어둠 속에서 빛을 좀 반사에서 더 밝게 빛나는 그 무언가.. 이런 것들에 대해서도 원리를 다시 공부해 보고 싶은데.. 내가 시간과 배경 지식이 부족하다. 도로의 차선도 평범한 페인트가 아니라 이런 안료가 들어가서 밤에 자동차 헤드라이트를 받았을 때 더 밝게 비치게 돼 있다.

사실, 달 표면도 말이다.
하늘은 새까만 암흑인데 지표면은 아주 하얗게 빛나고 물체 그림자도 선명하게 비쳐 보이는 거.. 지구에서는 볼 수 없는 풍경이다.
표면 전체가 이렇게 빛나고 있으니까 지구의 하늘에서는 달을 볼 수 있다.
반대로 지구는 대기가 있어서 낮에 하늘이 파란 것이고..

(5) 빛 내지 전자기파는 진행 과정에서 질량의 영향을 전혀 받지 않다 보니 꼬불꼬불한 케이블 안에서도 광속으로 진행하고, 심지어 관찰자의 상대속도 관점에서도 불변이라고 여겨진다.

그런데.. 한편으로 진공이 아닌 유체 안에서는 그래도 속도가 미세하게 줄어들고 이로 인해 굴절도 발생한다.
그게 얼마나 줄어들고 차이가 발생하는지, 얘는 도대체 어떤 존재인지 물리학이 깊게 들어가면 난 정말 이해가 안 된다. 이런 걸 컴퓨터도 없던 19세기에 처음 발견하고 공식을 만들어 낸 물리학자들은 참..

수백 년 전에 빛의 속도가 유한하다는 걸 물증 아닌 심증으로 인지하고, 나중에 실험으로 입증한 과학자들도 정말 괴수였을 것이다. 이걸 알아낸 것은 지구 구형이나 지동설만큼이나 엄청난 과학 발견이었다.
마이컬슨-몰리의 실험이 뭐였더라..?? 기억이 가물가물하다.

(6) 끝으로..
이 글에서 주로 거론된 용광로는 시뻘겋거나 누렇지만, 원자로는 시퍼런 편이다~!! 흥미로운 차이점이지 않은가?

이건 체렌코프 효과라고 불리는 방사선 관련 현상 때문에 시퍼런 빛이 나와서 그렇다. 이건 흑체복사보다 더 이해하기 어렵고 20세기가 돼서야 발견된 현상이다. 이걸 발견하고 규명한 과학자들은 죄다 노벨 상을 받았다.

방사능은 원자력이라는 너무 근원적이고 강한 힘에서 유래됐다 보니.. 인간이 주변에서 흔히 보는 물리· 화학적 조작의 영향을 전혀 받지 않는다. 이게 더욱 대단하고 무서운 면모이다.
방사능 폐기물은 아무리 깨부수고 전기 충격을 가하고 물· 불에 쳐넣어도 방사능이 없어지지 않는다. 찬송가 가사를 빌리자면 말 그대로 "물불이 두렵잖고 창검이 겁없네"이다.;;;;

Posted by 사무엘