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| 작성자 : 이정구 작성자ID : jk0620 조회 : 27 추천 : 1 |
작성일 : 2004-02-13
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파란 몰포나비의 날개에는 파란 색소가 전혀 없다/붕어빵에 붕어가 없잖여 |
그러면 파란 빛깔의 마술은 어디에서 나온 것일까.
색깔을 나타내는 정보는 공통적으로 빛과 관련돼 있다. 그리고 시각적인 정보의 변화이다.
사람들의 피부색이 다른 것은 신체에 멜라닌 색소량에 따라 다르다고 하고 카멜레온처럼 변화무쌍한 보호색을 가지는 것은 빛의 강약, 온도, 공포나 승리감 같은 감정의 변화에 따라 몸의 빛깔이 변한다고 한다.
또한 사람의 감정의 변화를 카멜레온 효과라 부르는 감정이입이 상대방의 버릇, 자세, 얼굴표정을 시각적인 정보(빛의 반사)에 의존하여 자동적으로 그리고 무의식적으로 모방한다는 사실을 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대학 신경학자 마르코 이아코보니 박사는 국립과학원 회보 최신호에 발표한 연구보고서를 통해 기능성 자기공명영상(fMRI)를 이용한 일련의 실험 결과 이같은 사실이 확인되었다고 밝히고 있다.
그런데 정작 중요한 것은 빛이 없으면 시각적으로 어둡게 보일 뿐이다. 그 빛이 물체에 와 닿고 반사된 빛을 우리는 시각적으로 보는 것이기에 물체의 표면에서 처리된 빛의 반사적 매커니즘을 물체의 자체적인 색소적 성질만으로 정의하기가 심들다.
여기에는 몰포나비의 파란날개의 비밀처럼 날개에는 광결정(photonic crystal)이라는 기하학적 구조가 있다고 전한다. 과학적으로 순전히 이런 구조만을 이용하여 빛을 잘 다룰수 있는 기술적인 이론이 성립되면서 광회로를 만들수 있다고 한다.
미안하게도 진짜 '빛의 마술'은 마방진에서 그 모두 시각적인 정보의 구조적인 시스템으로 이뤄지고 있다. 단위마방진(OMS)을 이용하면 그 어떤 빛도 임의적으로 magic sum화 시킬 수 있다. 사고방식의 기하학적 구조가 존재하는가. 상상력의 이미지처럼 나태내고 있다. 바로, 마방진(magic square)이 '생각의 기하학적 결정구조(thought crystal)'를 제공한다.
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뉴스1.
http://www.donga.com/fbin/moeum?n=it$k_702&a=v&l=5&id=200402080108
남미의 정글에 산다는 이 나비의 파란색은 너무 밝고 아름다워 절로 감탄사가 나온다. 색채의 마술사라 불리는 화가 샤갈이나 마티스도 흉내 못 낼 이 빛깔의 비밀은 무엇일까.
“몰포나비의 날개에는 파란 색소가 전혀 없어요. 다만 날개의 표면구조가 독특해 파란색 파장의 빛만을 반사시켜 그렇게 보이죠.” 인하대 물리학과 황보창권 교수의 설명이다. 실제 나비의 색은 독특한 표면구조가 붙어있지 않은 몸통이나 날개 가장자리에서 보듯이 거무튀튀하다.
그렇다면 이 표면구조는 어떻게 생겼을까. 전자현미경으로 확대해 보면 마치 벽돌을 쌓은 것처럼 규칙적인 배열이 나타난다. 이런 기하학적 구조를 광결정(photonic crystal)이라고 부른다. 광결정은 특정한 파장의 빛만을 반사시키고 나머지는 흡수하는 성질이 있다. 몰포나비의 광결정 구조는 파란빛만을 반사시키게 설계된 셈이다. 몰포나비 외에도 자연계에는 광결정 구조를 갖고 있는 생물들을 종종 볼 수 있다. 반짝이는 녹색 겉날개가 아름다운 비단벌레 같은 딱정벌레류나 유리새 같은 몇몇 새의 깃털에서도 발견된다.
광물에서도 이런 구조를 볼 수 있다. 무지갯빛으로 현란한 보석 오팔도 현미경으로 들여다보면 작은 구슬이 일렬로 배치돼 있는 광결정 구조임을 알 수 있다. 그런데 ‘자연의 사치’로만 여겨졌던 광결정 구조가 최근 과학자들의 주목을 받고 있다. 다재다능하지만 통제하기 어려운 빛을 길들이는 데 제격이기 때문이다.
빛은 1초에 30만km, 즉 지구를 일곱바퀴반이나 도는 엄청난 속도를 자랑한다. 따라서 광통신처럼 먼 곳에 정보를 전달할 때는 제격이지만 반도체칩처럼 손톱만 한 크기에 실타래처럼 얽혀 있는 회로망에서 돌아다니기를 기대할 수는 없다. 빛보다 느리지만 말을 잘 듣는 전자가 여전히 반도체의 주역인 이유다. 그러나 최근 들어 전자가 한계를 드러내기 시작했다. 집적도를 높이려고 칩의 크기를 줄이다 보니 덩치 큰 전자가 제대로 움직이지 못하고 서로 몸을 부딪쳐 정보전달에 실수를 연발하기 때문이다. 한국과학기술원(KAIST) 물리학과 이용희 교수는 “빛은 전자에 비해 정보처리의 양과 속도 면에서 월등히 우수하다”며 “만일 빛의 발생과 전달을 우리가 원하는 대로 정밀하게 제어할 수 있다면 광집적회로가 가능해진다”고 말했다. 현재 컴퓨터와는 비교할 수 없을 정도로 빠른 광컴퓨터가 만들어진다는 의미다.
바로 광결정이 이 일을 실현시킬 것으로 기대된다. 이상적인 광결정은 특정 파장의 빛을 100% 반사한다. 역으로 생각하면 광결정 내부에 공간을 만들어 그 빛을 발생시키면 밖으로 새나가지 않게 가둘 수 있다. 이 공간에 여러 갈래의 길을 내면 빛이 그 통로를 따라 이동하는 광집적회로를 만들 수 있다. 이런 아이디어를 갖고 있던 미국 벨연구소의 물리학자 엘리 야블로노비치는 1991년 세계 최초로 광결정을 만드는 데 성공했다. 2002년에는 과학자들이 광결정에 통로를 만들어 빛이 꺾이며 이동하게 만들었다. 국내에서도 연구가 한창이다. 이 교수팀은 벌집 같은 구조의 관 가운데로 빛이 고스란히 이동하는 광결정 섬유 연구에 한창이다. 이 연구가 현실화되면 빛의 손실이 어느 정도 불가피한 현재의 광섬유를 대체할 수 있을 것이다.
생명체가 오래 전에 만들어 놓은 자연의 발명품 광결정 구조가 과학자들의 손끝에서 화려하게 변신할 날도 머지않았다.
강석기 동아사이언스기자 sukki@donga.com
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관련자료1.
http://www.prolc.co.kr/technote/read.cgi?board=VOAMP3&y_number=44&nnew=1
사람들은 신체내 색소와 멜라닌이라 불리는 것 때문에 다른 피부색을 지닙니다. 어둡거나 밝거나 모든 이는 색소를 지니고 있습니다. 여러분은 부모로부터 유전받아 피부색으로 여러분이 외국을 많이 여행한다면 여러분 본연의 피부색을 여전히 지닐 것입니다. 그러나 여러분이 타거나 희어질 수도 있습니다. 사람들은 그들이 지니고 있는 멜라닌입자가 달라 다른 피부색을 낳게 합니다. 달리 표현하자면 신체에 멜라닌 색소가 많다면 피부는 더욱 어두운 색일 것입니다. 아프리카처럼 온난 기후지역 사람들은 타지 않도록 보다 멜라닌을 지니고 있고 세계 추운지방 사람들은 그것들이 필요치 않기 때문에 멜라닌 입자가 적습니다.
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관련자료2.
http://kr.ks.yahoo.com/service/question_detail.php?queId=67584
인간의 뇌는 감정이입(感情移入)을 위해 다른 사람의 감정을 모방한다는 사실이 밝혀졌다.
미국 로스앤젤레스 캘리포니아대학 신경학자 마르코 이아코보니 박사는 국립과학원 회보 최신호에 발표한 연구보고서를 통해 기능성 자기공명영상(fMRI)를 이용한 일련의 실험 결과 이같은 사실이 확인되었다고 밝히고 이는 다른 사람의 감정에 전혀 반응을 보이지 못하는 자폐증 같은 정신질환의 새로운 치료법 개발에 도움이 될것이라고 말했다. 아이코보니 박사는 21-39세의 남자 7명과 여자 4명을 fMRI 장치에 눕힌 다음 행복, 슬픔, 분노, 경악, 혐오, 공포의 얼굴 표정들을 보여준 결과 어떤 감정의 표현을 인식하거나 모방할 때에는 뇌의 특정 부위의 움직임이 활발해진다는 사실이 밝혀졌다고 말했다. 우리 뇌는 다른 사람의 감정을 드러내놓고 모방하지는 않더라도 그 어떤 형태의 내부적인 모방을 통해 다른 사람의 감정을 인식하는 것으로 보인다고 아이코보니 박사는 말했다.
아이코보니 박사는 다른 사람 얼굴에 나타난 감정표현을 단순히 관찰할 때보다 모방할 때 특정 뇌부위의 활동 강도가 높아지는 것이 관찰되었다고 말했다. 이러한 반응을 나타내는 뇌 부위는 신체적인 움직임과 연관 있는 하측두피질(下側頭皮質)과 상측두피질, 뇌의 감정중추의 하나인 편도체로 확인되었다. 또신체와 감정통제중추 사이의 정보를 중개하는 역할을 하는 섬(島)도 활동이 증가하는 것으로 밝혀졌다. 아이코보니 박사는 이 실험결과는 감정이입 촉진요법을 개발해 다른 사람의 감정표현을 모방하는 법을 배우는 것이 가능함을 보여주는 것이라고 말했다. 앞서 과학자들은 감정이입이 천성적으로 잘 되는 사람은 다른 사람의 버릇, 자세, 얼굴표정을 자동적으로 그리고 무의식적으로 모방한다는 사실을 실험을 통해 알아낸 바 있다. 이를 이른바 '카멜레온 효과'라고 한다.
(로스앤젤레스 UPI/연합뉴스)
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1.
색깔을 나타내는 일은 마방진에서 점색(point color)으로 표현하고 있다. 단위 마방진에서 그 다양한 표현은 거의 환상적이다.
보기1.
r000
000r
0r00
00r0
보기2.
rybw
wbyr
yrwb
bwry
보기1.은 4차 단위 마방진이다. 'r(red)=붉은 색점' 이다. 가로.세로.주대각선 어느 방향에서도 magic sum=r 이다. 물론 보기1.과 같은 4천억조조조조조조조조차 단위 마방진이 존재하고 red(빨간색점) 한 색깔에 대해 100 퍼센트에서 0.0000000000000000000000000000001 아무튼 극미 퍼센트 범위까지 다양하게 표현하거나, 다른 색깔도 이와 마찬가지로 동원하여 단위 마방진(original magic square), OMS의 공간을 점색들로 보기2. 처럼 가득 매울 수도 있다. 물론 한 위치에 얼마든지 중복 시킬 수도 있다. 그 결과는 바로'magic sum=white 흰빛'으로 나타내어지는 것이다.
더욱더 중요한 사실은 우리네 생각의 '사고방식의 구조(way of thinking)' 도 뭔가 이렇듯 OMS구조를 가졌으리라 보는 견해이다.
2.
사람들의 생각은 흔히 영상적 이미지을 만들어내는 속도를 가진다.
그런데 그 속도는 빛의 속도와 뭔가 확실히 다르다. 문제에 반응속도는 몰라도 환상으로 은하계 깊숙한 곳을 연상하는 것을 보면 무척 빠르다는 것이 확실하다. 그것은 빛의 속도와 견주는 '속도' 개념을 벗어난 것이다. 그래서 정작 빛의 마술은 마방진에서 이뤄지고 있다고 주장하는 바이다.
가설1.
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물체가 기하학적 광결정 구조를 지녔다면 '사람의 생각은 적어도 마방진(MSS) 구조' 지녔으리라는 가설을 도입하는바 이다.
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고로 자연계에서 속도의 개념을 굳이 필요로 한다면, 적어도 그 영상은 초근거리 순간적인 구조체.마방진의 배열적인 소립자.원자.분자 세계에서 다뤄지는 배열의 일종일 것이다.
여기서의 생각의 이미지(시각적 점색들의 표현)는 속도에 의한 빛의 진행(초속 30만킬로)과 같은 점진적 주사의 선형개념은 분명 아닐 것이다.
고로 생각이 만들어내는 이미지는 우주공간에서의 전파나 빛이 몇분.몇년을 걸쳐오는 속도와 관련된 광집수기를 통해 얻어지는 별빛의 정보 따위가 아니다. 초능력의 염력처럼 그냥 확, 한꺼번에 은하계 저편이 눈앞에서 보이는듯한 장면을 연출한다. 바로 마방진(magic square)이 '생각의 결정구조(thought crystal)'를 제공한다.
이런 생각들(공상.환상.염력 따위)의 이미지는 순간적으로 마방진(magic square sysem)에서 성립하는 것이였다.
체험이나 자연의 물질원리도 일종에 데이타 정보이다. 시공간이 순간적인 현제의 시간에 함축되어 한치 앞의 미래에도 순간의 시간 속을 걸쳐가야 하는 것이기에, 일종에 이미지 압축으로 전달되는 것을 본다. 이는 곧 거대 마방진의 순간적인 배열이 아니면 대자연이 순간적인 시간들은 통과해야 하는 것에 대해 설명하기 심들다. 꿈의식도 시각적 이미지일 뿐이면 곧 시각적인 마방진의 정보를 지닌 것이다. 그들은 모두 보기1.과 같은 OMS(original magic square) 점색의 변화를 가진다.
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