8. 우리는 왜 자는가
- 지구상의 거의 모든 생명체가 잠을 자는데, 현재 과학으로서는 추측과 가설만 있을 뿐 정확히 답해줄 수 없다.
- 깨어 있는 동안 습득한 정보 중 필요 없는 것들을 정리하기 위해서 라는 추측도 있었고, 필요한 정보들을 체계적으로 보관하기 위해 잠을 잔다는 연구 결과도 있다.
하지만 이러한 가설들은 뇌가 없는 식물이나 미생물들에게도 수면과 매우 유사한 일종의 휴면기가 있기 때문에 잠의 원인으로서 인정될 순 없다.
- 어떤 사람들은 잠을 자지 않고도 정상적인 활동이 가능하며, 심지어는 33년 동안이나 잠을 자지 않았다고 주장하는 사람도 발견됐다.
게다가 잠을 2~4시간 정도만 자도 생활에 아무런 영향이 없게끔 만들어주는 유전자 변형이 발견되어 잠의 원인에 대한 연구는 제자리 걸음을 걷고 있다.
7. 태양계 안에 몇개의 행성이 존재하는가
- 명왕성이 행성이 아닌 것으로 최근에 밝혀져서 태양계 안에는 8개의 행성이 존재하는 것으로 당신은 알고 있을 것이다. 당신이 알지 못하는 것은, 태양계 안의 행성 숫자는 실은 과학자들의 추측일 뿐이라는 것이다.
- 거대한 우주 망원경으로 태양계 저 너머의 행성과 은하의 아름다운 사진을 찍으며 우주 지도를 작성하고 있는 우리 인간들이 지구의 뒷마당 쯤이야 훤하게 꿰뚫어 보고 있지 않을까?
- 전혀 아니다. 사실 우리 태양계의 대부분이 미지의 영역이다. 수성과 태양 사이는 너무 밝아서 관측이 불가능하고, 천왕성 너머는 너무 어두워서 볼 수가 없다.
- 명왕성 뒤편에 지구와 화성 중간 정도의 행성이 있을꺼라는 추측, 태양을 도는 Sedna라는 크기 불명의 물체가 있다는 추측도 있고, 혜성의 궤도에 영향을 미치는 목성 크기에 4배 정도 되는 Tyche라는 행성이 있다는 가설도 있다.
심지어는 태양계 안에 또다른 태양이 있다는 설도.... 이대로면 수십년 뒤엔 미국 주 이름을 따서 행성의 이름을 붙여야 할지도 모른다.
6. 얼음이 왜 미끄러운가
- 얼음이 미끄럽다고 말하는건 물이 축축하다고 하는 것과 같다 - 우리가 무언가를 알기 전부터 알고 있던 지식일 것이다. 불이 뜨겁다는 것을 발견하기 이전의 선사시대 원시인때 부터 알고 있던 지식일테니까.
하지만 왜 미끄러운지 그 이유를 물어본다면, 원시인이 설명하는 것과 별반 차이가 없는 답을 듣게 될 것이다.
- 교과서에도 나와 있는 가장 널리 알려진 원인으로는, 얼음이 다른 물질과는 달리 얼면서 부피가 팽창하기 때문이라고 한다. 팽창돼 있는 얼음위에 서면, 압력에 의해 팽창 전의 미끄러운 물의 형태로 다시 돌아가기 때문에 미끄러워 진다는 것이다.
간단하지 않은가? 하지만 이는 실험을 통해서 구라임이 밝혀졌다. 우리의 보잘것 없는 몸은 얼음이 다시 액체로 돌아가게 할 만큼의 충분한 압력을 주지 못한다고 밝혀졌다.
- 다른 유명한 가설로는 얼음 표면이 얼은 상태를 유지해 줄 압력이 없기 때문에 액체 형태로 남아 있기에 미끄럽다는 설이 있다. 이는 실험으로 입증 되긴 했지만, 액체 막의 두께가 너무 얇기 때문에 마찰에 영향을 주지 못할 가능성도 있다며 실험의 한계를 인정했다.
심지어는 얼음 표면이 너무 거칠기 때문에 오히려 미끄럽다는 말도 안되는 주장도 있다.
5. 자전거의 작동 원리
- 자전거는 19세기 초에 등장하여 200여년이 지난 지금까지 기본 디자인이 거의 변한게 없다. 게다가 자전거를 처음 발명한 사람도 과학적인 연구 끝에 도면을 그려 완성한게 아닌 단순한 시행착오를 거쳐 완성한 것이다.
- 자전거를 넘어지지 않게 하는 것은 과연 무엇인가에 대한 질문에 과학자들은 어깨를 한번 크게 으쓱 할 뿐, 정확한 답을 줄 수 없다.
- 몇몇 연구자들이 어떻게 자전거를 타는지, 어떻게 자전거가 작동하는지에 대한 방정식을 들고 나왔지만, 그저 추측에 불과할 뿐이다.
심지어 코넬대학교의 한 연구원은 지금까지 그 누구도 자전거의 작동 방식에 대해 직관적인 이해를 하지 못했다고 말했다.
- 수 년 동안, 과학자들은 자이로스코프 작용이 자전거의 균형을 잡는 것이라 했지만, 이는 70년대에 한 과학자가 틀렸음을 입증했다.
그 후, 과학자들은 자전거 프레임과 앞바퀴의 각도가 만들어 내는 캐스터 효과라는 것을 주 원인 이라고 생각했지만, 이마저도 최근의 코넬대학교의 실험에 의해 뒤집어졌다. 바로 자이로스코프 효과와 캐스터 효과 없이도 넘어지지 않는 자전거를 만든 것이다.
과학자들은 다시 원점으로 돌아왔고, 결국 도면에서 부터 다시 시작하게 되었다.
4. 솔리테어 게임에서 이기는 법
- 지뢰찾기와 함께 윈도우즈 기본 게임인 솔리테어(정확히는 Klondike Solitaire)를 약 10연패 정도 하다보면, 맘을 고쳐먹고 제대로 한 번 파봐서 필승의 비법을 찾아낼 수 있을꺼라고 생각 할 것이다. 고작 윈도우 게임에 불과하니 쉽지 않을까 싶지만....
- 솔리테어는 게임에 관한 모든 것들이 1800년대 이후부터 지금까지 미스터리로 남아있다. 실제로 유명한 한 수학자가 공개적으로 솔리테어는 "응용수학의 난제" 중 하나라고 말할 정도이다.
- 예를 들어 한 수학덕후가 승률을 계산하려 한다고 치자. 시작하자 마자 그는 문제에 봉착한다. 왜냐면 정확한 승리 횟수를 도출해 낼 수가 없기 때문이다.
몇몇 수학자들이 이 게임의 정확한 승률이 80~90% 라는 값을 얻었다는데, 당신이 솔리테어를 10번 할때 8번 이상 승리한 적이 한번이라도 있었는가? 몇몇 추측이 난무 할 뿐, 누구도 확실한 답을 내지 못했다.
3. 얼마나 많은 종의 동물이 지구상에 존재하는가
- 분류학자들이 지난 250여년간 매년 15000개가 넘는 종을 발견해왔지만, 그들의 업적은 아직 수박 겉 핥기 조차도 되지 않는다.
- 과학자들은 지금까지 약 2백만여 종을 확인했지만, 그들의 예상으로는 최소 5백만에서 1억개의 종이 지구상에 존재 한다고 한다. 추정치의 범위가 이렇게 넓은 이유는, 어느정도 추측 값이 들어갈 수 밖에 없기 때문이라고 한다.
- 종에 대한 연구가 대부분 북반구에서만 이루어졌고, 채 10%도 탐사되지 않은 바다에는 지구상의 모든 생명체중 99%가 살아가고 있기에 종에 대한 연구는 아직도 갈길이 멀다.
2. 해안선의 정확한 길이
- 세상에서 가장 높은 산과 가장 큰 사막은 아마도 당신이 알고 있던 것 과는 다를 것이다. (주: 가장 높은 산은 마우나케아 산 - 해저부터 재면 에베레스트 보다 높음 / 가장 넓은 사막은 남극 - 극지 사막으로 분류되기 때문)
하지만, 결국 측정과 관련된 수치는 항상 정확한 값이 나온다. 그렇다면 해안선도 마찬가지 아닐까?
- CIA에서 측정한 미국 해안선의 길이는 12,380 마일 정도, 하지만 다른 연구에서는 29,093 마일, 미국해양대기관리처에서 발표한 자료에 의하면 95,471 마일이라고 한다. 뭐야 이거?!
- 해안선을 얼마나 상세히 측정하느냐에 따라 길이가 달라진다. 간단한 외곽선만 재면 CIA의 결과와 비슷한 값이 나오겠지만, 세세한 만과 하구까지 재다 보면 숫자는 엄청나게 늘어난다.
- 이것은 지리학적으로 유명한 문제중 하나이며, 해안선의 역설 (Coastline paradox) 이라고 불린다. 얼마나 자세한 값으로 측정을 하던 간에, 결국엔 그 값보다 더 자세한 값이 나온다는 뜻이다. 이는 역설적으로 모든 국가의 해안선을 무한대로 만들어 버린다.
1. 중력은 어떻게 작용하는가
- 우주를 구성하는 네가지 기본 힘 중의 하나인 중력은 가장 말이 안되는 녀석이다. 구체적으로 말하면, 중력은 엄청나게 약하면서도 엄청나게 강하기 때문이다.
- 중력은 전 우주를 구성하며, 얼마나 멀리 떨어져 있건 간에 중력의 영향이 완전히 사라지진 않는다. 하지만 그와 동시에, 존재하는 힘 중 가장 약한 힘이기도 하다. 자석을 붙게 만드는 힘인 전자기력이 중력보다 약 10의 36제곱 만큼 강하다.
- 게다가, 다른 모든 힘들은 그 힘을 조절하는 미립자들이 발견됐는데, 중력을 조절하는 중력자만은 아직까지 발견되지 않았다. 더 골때리는건 분자나 원자 혹은 그보다 더 작은 크기가 되면 중력이 작동을 안한다는 것이다. 중력은 귀신의 힘이 아닐까?