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(음악)
뇌에 관해 재미있는 사실 하나는
뇌가 어떤 사실이나 이야기를 모으고 저장하는 것을
여러분이 통제할 수 없다는 겁니다. 나이가 들면 더 나빠지기만 하죠.
어떤 것들은 수 년이 지나서야
비로소 자신이 왜 거기에 관심을 가졌는지 알게 되고,
새삼 그것의 의미를 이해하게 되죠.
여기 세가지 이야기가 있습니다.
리처드 파인만이 어린 시절 퀸즈 지방에 있을때,
아버지와 함께 수레를 끌고 걸었죠.
수레엔 공이 실려있었는데, 수레를 끌어당기면
공이 수레의 뒤쪽으로 굴러간다는 것을 알아챘어요.
아버지에게 물었죠. "왜 공이 수레 뒤쪽으로 가요?"
아버지가 말했죠. "그게 관성이란다."
그는 "관성이 뭐죠?" 물었고, 아버지는 “아,
관성은 과학자들이 붙인 명칭인데,
공이 수레 뒤로 굴러가는 현상을 말하지.
그러나 정말로 이해하는 사람은 없단다."
나중에 파인만은 MIT, 프린스턴에서 학위를 얻었고,
챌린저 우주왕복선 폭발 사고를 밝혀냈고,
마침내 노벨물리학상을 수상했습니다.
아원자 입자의 운동을 설명하는 파인만 다이어그램으로 말이죠.
그는 아버지와의 대화 덕분에
깨달음을 얻었다고 합니다.
아주 간단한 질문도 인간 지식의 한계를 벗어날 수 있다는 것,
그가 즐기려는 곳이 바로 그 지점이라는 것입니다.
그리고 그는 즐겼습니다.
자, 에라토스테네스는 알렉산드리아 도서관의 세번째 관장이었고,
과학에 많은 기여를 했습니다.
하지만 그를 가장 기억되게 하는 것은
관장일 때 그가 받은 한 통의 편지에서 시작되었습니다.
알렉산드리아 남쪽의 스 웨넷(아스완) 마을에서 온 편지였죠.
이 편지에 씌어진 사실이 에라토스테네스의 마음을 사로잡았습니다.
편지에는, 태양이 최고조에 이른 정오에
깊은 우물을 내려다 보았을때
바닥에 자신의 그림자가 보였고, 자기 머리가
태양을 가리고 있었다는 겁니다.
이걸 말해야겠군요. 크리스토퍼 콜롬버스가 세상이 둥글다는걸 발견했다는 것은
거짓이에요. 전혀 사실이 아닙니다.
사실, 교육받은 사람들은 모두 세계가 둥글다는 것을 알고 있었어요.
아리스토텔레스 시대 이래로 말이죠. 아리스토텔레스가 그걸
단순한 관찰로 증명했죠.
그는 달에 비치는 지구의 그림자가 언제나
둥글다고 알려주었죠.
그리고 언제나 둥근 그림자를 만드는 형체는
구체라고 증명했습니다. 완벽하죠, 지구는 둥급니다.
그러나 지구가 얼마나 큰지는 아무도 몰랐습니다.
에라토스테네스가 이 사실을 편지로 받기 전까지는 말이죠.
그는 태양이 스웨넷 도시의 바로 위에 있다는걸 알았습니다.
왜냐하면 우물을 내려다볼 때, 일직선으로
우물 아래와 그 사람의 머리, 태양이 이어지니까요.
에라토스테네스는 또 다른 사실도 알았는데,
알렉산드리아의 땅에 꽂아둔 막대기가
같은 시간, 같은 날 정오,
태양이 절정인 최고 지점일때
7.2도 기울어진 그림자를 만든다는 것이었습니다.
자, 여러분이 원의 둘레를 알고자 하고
이 원 위에 두 점이 있다면
여러분이 알아야 할 것은 두 점간의 거리이죠.
그러면 원의 둘레를 추정할 수 있습니다.
360도를 7.2도로 나누면 50이 됩니다.
약간 어림잡은 숫자라서 의심스럽기는 합니다만,
어쨌든 좋은 이야기에요. 계속하겠습니다.
그는 스웨넷과 알렉산드리아 사이의 거리를 알아야 했는데,
다행히 에라토스테네스는 지리에 익숙했습니다.
사실, 그는 지리학이라는 단어를 만들었어요.
스웨넷과 알렉산드리아를 잇는 길은
상업적 교역로였고,
교역을 하자면 거기 가는데 얼마나 걸리는지 알아야 했죠.
거리를 알아야 하는데, 그는 두 도시 사이의 거리가 500마일이라는 것을
정확히 알고 있었습니다.
50을 곱하면 25,000이 됩니다.
이것은 실제 지구 지름과 오차범위 1% 수준입니다.
이걸 2,200년 전에 측정했습니다.
현재, 우리가 살고 있는 시대에서는
수십조 달러 가치의 기계로 힉스 보손 입자 를 찾고 있습니다. (입자물리학의 표준모형이 제시하는 기본 입자 중 하나)
우리는 빛보다 빠르게 움직이는 소립자들을 발견하고 있고,
이 모든 발견이 가능해진 것은
지난 수십년간 기술이 발달한 덕분이죠.
하지만 대부분 인간 역사에서,
우리는 이런 것들을 눈, 귀, 생각으로 발견해야 했습니다.
아르망 피조는 파리의 실험 물리학자였습니다.
그의 특기는 사실상 다른 사람의 결과를 다듬고 확인하는 것이었고,
이는 다소 뒤떨어진 느낌을 주지만,
사실은 이것이 과학의 본질이죠.
스스로 입증될 수 있는 사실은 없으니까요.
그는 갈릴레오의 실험에 익숙했습니다.
빛에 속도가 있는가 파악하는 실험입니다.
갈릴레오는 아주 훌륭한 실험을 했는데요.
그와 그의 조수가 램프를 각각 들고,
갈릴레오가 램프를 열면, 조수도 램프를 열었습니다.
그들은 그 시간을 잘 기록했습니다.
그저 시간을 알았습니다. 그 후 2마일 떨어진 두개의 언덕 꼭대기에 서서,
똑같은 실험을 했죠. 갈릴레오의 추정은
만약 빛이 식별할 수 있는 속도가 있다면,
그가 조수의 램프에서 되돌아오는 빛에 간격이 있다는 것을 알아차릴 수 있다는 것이었죠.
하지만 빛은 너무 빨랐습니다.
갈릴레오는 광속은 음속보다 10배 정도 빠를 것이라 추정했는데,
규모에서 차이가 많이 났죠.
피조는 이 실험을 알고 있었습니다. 그는 파리에 살았으며,
두개의 실험 장소를 만들었는데
대략 5.5마일 떨어진 거리였습니다.
그리고 그는 갈릴레오의 문제를 풀었습니다.
그는 비교적 매우 평범한 장비로 실험을 해냈습니다.
이런 것들 중 하나를 갖고 했죠.
제가 프리젠터를 잠시 내려놓겠습니다.
이걸로 여러분의 관심을 사로잡을테니까요.
이것은 톱니바퀴입니다. 홈이 많고
이빨 부분도 많습니다.
이것이 피조가 단절된 빛의 파를 보낸 방법입니다.
그는 이런 홈 부분 뒤편에 빛줄기를 두었습니다.
빛이 홈을 지나서 거울로 가면,
5마일 거리에서 그 빛이 거울에 반사되어
다시 홈을 통해 자신에게 되돌아옵니다.
그런데 여기서 톱니바퀴를 빨리 돌리면 흥미로운 일이 생깁니다.
마치 문이 닫히기 시작하는 것처럼
그의 눈으로 되돌아오는 빛이 차단되는걸 알았습니다.
왜 그럴까요?
이것은 빛의 파장 때문입니다. 같은 홈을 통해
돌아오지 않는거죠. 빛이 이빨 부분을 치는 겁니다.
톱니바퀴를 빠르게 돌리자
완전히 빛을 가렸습니다.
그 후 두 지점의 사이의 거리,
바퀴의 속도와 홈의 갯수를 바탕으로
그는 빛의 속도를 실제 값의 2% 오차 내로 계산합니다.
이게 1849년의 일입니다.
제가 과학을 하게 만든 것이 이것입니다.
개념을 이해하기 어려울 때면, 저는 과거 그 개념을 발견한 사람들을 연구합니다.
그들이 어떻게 그걸 이해하게 됐는지 이야기를 봅니다.
발견자들이 발견을 해낼 때 생각했던 것을
여러분이 살펴보고 알게 되는 것은
그들이 우리와 크게 다르지 않다는 겁니다.
우리는 모두 고기와 물로 되어있죠. 똑같은 도구로 시작하죠.
저는 각각의 과학 분야를 연구 영역이라고 부르는걸 좋아합니다.
대부분 사람들은 과학은 닫힌 것, 블랙박스라 여기죠.
사실은 열린 영역인데도 말이에요.
우리는 모두 탐험가입니다.
이런 발견을 한 사람들은 그저 조금 더 열심히
본 것을 생각했고, 조금 더 호기심이 많았을 뿐이죠.
그들의 호기심은 사람들이 세계를 생각하는 방법을 바꾸었고,
마침내 세계를 바꾸었습니다.
그들은 세계를 바꾸었고, 여러분도 그럴 수 있습니다.
감사합니다
(박수)