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[HelloDD] 아인슈타인과 마릴린먼로가 입맞춤하면?

Date: 2013-12-15


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박용기 표준연 박사가 '과학과 예술의 만남, 디지털 사진'에 대해 강연하고 있다.

14일 UST서 'TEDx대덕밸리' ‥'과학'과 '문화·예술' 융복합 강조 디지털 사진부터 축구의 물리학까지…"과학과 예술의 만남, 시너지 창출" 아인슈타인과 마릴린먼로. 과학과 문화·예술을 상징하는 그들의 입맞춤은 창조적 융복합으로 대변된다. 14일 UST(과학기술연합대학원대학교)에서 '아인슈타인과 마릴린먼로의 입맞춤'을 주제로 '제3회 TEDx대덕밸리'가 열렸다. 대덕밸리를 기반으로 열리고 있는 'TEDx대덕밸리'는 '과학기술'이라는 특화된 주제를 중심으로 다양한 문화와의 접목을 시도하고 있는 지식 컨퍼런스다. 이날 역시 과학기술과 문화예술의 '합(合)'을 기막히게 설명해 줄 연사들이 차례로 무대 위로 등장했다. 박용기 한국표준과학연구원 박사는 '과학과 예술이 만나는 곳, 디지털 사진'을 주제로 강연을 진행했다. 지난해 말까지 표준연에서 초전도센서를 이용한 생체자기 및 뇌인지 측정 연구를 수행해 온 박 박사는 현재 과학을 쉽게 설명하기 위한 과학칼럼 쓰기와 학생 및 대중을 위한 과학강연 등 과학 나눔의 일을 하고 있는 과학자다. 그의 취미이자 특기는 사진 찍기로, 이를 통해 자연이 주는 통찰력과 창의성을 배울 수 있다고 믿고 있는 낭만주의자이기도 하다. 박 박사는 "예전 우리가 쓰던 필름 카메라와 디지털 카메라의 다른 점은 '필름'이다. 10년 전만 해도 필름을 썼다"며 "디지털 카메라 속에는 CCD라는 전자소자가 들어있다. 빛이 들어오면 전기적인 신호가 디지털 신호로 바뀌어 메모리 카드에 기록되는 식이다. CCD를 발명하게 된 과학적인 배경에는 아인슈타인이 있다"고 설명했다. 아인슈타인은 1921년 '광전 효과'를 발견한 것을 업적으로 노벨물리학상을 수상했다. 금속이나 반도체에 빛을 쪼여주면 광전자라는 전자가 튀어나오는 현상을 말한다. CCD는 이 원리를 이용해서 만들어졌다. 그의 이론을 기반으로 CCD를 만든 이들은 윌리엄 보일과 조지 스미스 벨랩 박사였다. 이들은 아이디어 회의를 통해 두 가지의 새로운 기술인 반도체 버블 메모리와 비디오 폰을 통합해 보기로 결정했고, 이들의 작업으로 CCD는 개발될 수 있었다. 1969년 말 그들은 CCD가 들어간 장치를 사용해 벨랩에서 전자 이미지를 찍는데 성공하기도 했다. 최초의 컬러 사진도 과학자와 예술가의 합작으로 만들어 질 수 있었다. 전자기학의 아버지라고 불리던 맥스웰과 사진작가 쉴튼은 빛의 3원색을 이용, 각각 다른 3개의 슬라이드를 이용해 칼라로 나타날 수 있게끔 하는 방식을 개발했다. 그의 말에 따르면 이 방식은 요즘 쓰고 있는 디지털 카메라에서 컬러를 구현하는 방법과 동일하다. 박 박사는 "카메라가 탄생한 배경에는 과학자와 예술가의 노력이 있었다. 융복합의 대표적인 사례라고 볼 수 있다. 예술과 과학이 합쳐지게 되면 무엇이 창조될 수 있을까"라며 "아인슈타인, 반체호프, 하이젠베르크, 막스플랑크, 파인만 등 노벨상을 수상한 유명한 과학자들의 공통점은 예술 분야에서도 두각을 보였다는 것이다. 이들의 과학적인 창의성은 예술적인 소양과 마음의 여유에서 나왔다고 이야기할 수 있다"고 설명했다. 그는 "디지털 사진은 과학과 예술이 만난 융합의 본보기다. 과학적인 상상력과 창의성이 예술과 만나 디지털 카메라와 같은 새로운 문화를 만들어내는 일, 대덕밸리에서 일어나길 꿈꾼다"고 피력했다. 이인호 한국표준과학연구원 박사는 '축구와 물리학'이라는 다소 생소한 주제를 들고 무대에 올랐다. 컴퓨터 시뮬레이션을 활용해 응집물질의 동역학적 특성과 물성, 다양한 소재에 나타나는 전자구조를 연구하는 그는 특구 내에서는 축구 박사로 통한다. 축구에 대해 토의하는 것을 낙으로 삼으며 동시에 축구에서 나타나는 다양한 현상을 과학적으로 증명하는 일을 연구만큼 열심히 진행하고 있다. 이 박사는 '축구공'과 관련된 물리학 이야기로 시선을 끌었다. 그는 "축구공은 구라서 만들기가 힘들다. 많은 이들이 축구공을 어떻게 하면 가장 다루기 좋게 만들 수 있을까에 대해 고민하다"며 "그래서 생각한 게 정다면체였다. 20면체의 경우 꼭지점이 12개 있는데, 그것을 자르면 12개의 오각형이 나오고 자연스럽게 20개의 육각형이 생긴다. 이 구조가 구와 가장 가깝다"고 말했다. 이 구조는 플러렌을 연상케 한다. 플러렌은 흑연 조각에 레이저를 쏘았을 때 남아 있는 그을음에서 발견한 완전히 새로운 물질이다. 주로 탄소 원소 60개가 축구공 모양으로 결합해 생긴 탄소의 크러스터 C60을 말한다. 12개의 5원환(員環)과 20개의 6원환으로 이루어져 있으며, 각각의 5원환에는 5개의 6원환이 인접해 있다. 지름 약 1nm인 '나노의 축구공'을 형성하는데, 풀러렌이라는 명칭은 이 구조와 같은 모양의 돔을 설계한 미국의 건축가 B. 풀러(B. Fuller:1895~1983)의 이름에서 유래한 것이다. '버키 볼(Bucky ball)'이라는 별칭으로도 불리는데, 이것 역시 그의 이름에서 따온 것이다. 그는 "이 구조는 굉장히 안정된 구조로 실험에서 발견됐다. 이 발견은 나노과학의 시발점이 됐다. 어떤 형태의 구를 만들기 위해서는 12개의 오각형이 필요하다"며 "2014년 브라질 월드컵에서 사용되는 축구공은 브라주카다. 브라주카는 동일한 6개의 바람개비 모양 패널로 제작됐다. 각기 다른 모양의 8개 패널로 만든 2010남아공월드컵 공인구 자블라니보다 완벽한 구형에 더 가깝다"고 말했다. 이어 이 박사는 "우리나라가 H조에 속하면서 모든 국가들이 16강에 갈 수 있을 거라는 희망에 부풀어 있는 상황이다"며 "우리나라의 16강 진출을 기원한다"는 말로 강연을 마무리했다.

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▲ 박형주 교수는 '문명의 두 그림자, 수학과 예술'을 주제로 의견을 피력했다.

국가수리과학연구소 수학원리응용센터장인 박형주 포스텍 교수는 '문명의 두 그림자, 수학과 예술'에 대해 설명했다. 2014년 세계수학자대회 조직위원장이기도 한 그는 수학의 지성사적 측면과 더불어 21세기 산업의 돌파구가 되는 모습을 대중과의 소통을 통해 알리는 일에 관심이 많다. 그는 "수학은 필요에 의해, 인간의 요구에 의해 발전돼 왔다. 생활에 필요한 수학부터 우주의 질서를 이해하고자 하는 인간의 욕구를 해결해야 하는 필요들에 의해 지금까지 전해져왔다"며 "수학은 문명의 다양한 질문에 답해왔고, 예술은 또 다른 문명의 필요에 의해 자기 자신을 표현하고 대화해왔다. 문명의 다양한 필요에 의해 수학과 예술은 독자적으로, 때로는 함께 발전해왔다"고 설명했다. 수학이 질문에 답할 수 있는 가장 강력한 도구인 이유는 바로 '단순화'에 있다. 물질 세계에서 우리가 보는 다양한 현상들이 실제 수학에서는 동일한 경우가 많기 때문이다. 그는 "단순화는 수학이 가진 힘의 원천이다"고 말했다. 한 가지 예로 '소리굽쇠'를 들 수 있다. 소리굽쇠를 치면 하나의 피치만을 가진 단순음이 나온다. 하나의 주파수를 갖는 것을 시간의 함수로 나타내면 사인 함수가 된다. 그런데 다른 주파수를 가진 두 개의 소리를 중첩시키면 어떤 소리가 날까. 이 경우 사인함수 두 개를 더할 줄만 알면 소리들의 중첩에 대한 문제를 해결할 수 있다. 그는 "소리굽쇠에서 나오는 소리나 스프링에 달린 추의 운동이나 사인함수 하나로 설명된다. 달라보이는 현상들이 실제 수학에서는 동일한 현상으로 풀이될 수 있다는 말이다"며 "이러한 단순화는 문제를 푸는 힘의 원천이 된다"고 강조했다. 문화 예술 역시 마찬간지다. '무엇이 눈에 보기 좋은가'의 질문은 기준에 대한 문제일 수도 있다. 이같은 문제는 황금률이나 자기 반복성으로 풀이된다. 피라미드와 파르테논 신전 등 황금비율이 적용된 건축물과 기하학적인 모양들이 반복되는 자기반복성은 수학 이론으로 문화를 설명할 수 있는 대표적인 예로 거론돼 왔다. 이외에도 구글이 검색결과를 잘 보여주는 방법, 애플이 시리로 음성인식을 하는 방법, 미적분으로 천체의 운동을 기술하고 예측, 2차 세계대전의 운명을 결정한 암호 해독, 경제 행위의 주체 간 결정과정에 답을 제시하는 게임이론, 인터넷 상거래의 보안을 유지하는 공개키 암호, 기후 문제에 대처하기 위해 온난화 현상 모델링 및 문제 해결을 위한 변수 이해 같은 문제들도 수학으로 답할 수 있다. 박 교수는 "고대문명에서부터 이러한 개념으로 수학이 풀이되고 발전돼 왔다는 것이 흥미롭다"며 "수학은 현재 각종 문제에 대해 적극적으로 답을 하고 있다"고 강조하며 강연을 마무리했다.