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Meso : 영원히 움직이는 크기
Meso : 영원히 움직이는 크기
- 물의 aquaporin 통과속도 : 초당 30억개
- DNA : 흔들리는 사슬, 엄청안 복사 복사 속도
- 태풍보다 20배 이상 빠른 Air
- 물분자의 강력한 진동
- 아보가도르수
- 원자와 세포사이
중간세계
항상 움직이는 근육과 항상 움직이는 꽃가루는 어떤 공통점이 있을까? 답은 크기다
크기가 문제가 된다. 브라운이 보았듯이. 예측할 수 없는 패턴으로 끊임없이 움직이는 것은 단지 꽃가루만이 아니었다. 금속과 점토의 입자도 마찬가지였다. 1827년에 런던에 자유롭게 공급되던 석탄먼지의 티끌도 모래 티끌도 역시 춤을 추었다. 브라운의 춤추는 물체들은 크기가 비슷하다는 공통점이 있었다.
가장 작은 것은 지름이 1000만분의 1밀리미터였다. 가장 큰 것은 아마도 1000만분의 5~10밀리미터였을 것이다. 그것들은 모두 사람 머리카락의 100분의 1에서 10분의 1 크기에 해당한다. 이는 매우 특별한 크기다. 이 크기의 물체에서 일어나는 일, 이런 크기에서 일어나는 일은 우리 모두와 관련이 있다. 그것은 우리가 존재할 수 있게 해주고 우리가 기능을 수행할 수 있게 해준다.
DNA, 바이러스, 우유의 수분에 ㄸ 있는 지방 입자, 머리를 감을 때마다 문지르는 선형의 머리카락 분자, 비누를 만드는, 친수성 머리와 소수성 꼬리가 있는 양쪽성 분자처럼, 우리 우주에는 실제로 이런 크기의 매우 중요한 물체들이 있다는 것이 밝혀졌다.
목록에는 오사카 대학의 야나기다 연구진을 통해 알려진, 줄타기 행동의 위태로운 움직임과 비슷한 모습을 보이는 미오신 단백질도 포함된다.
이 책은 사람 머리카락 굵기의 100분의 1에서 10분의 1 사이의 크기를 가진 것들의 우주에 대한 이야기다. 이런 우주를 나는 ‘중간세계’라고 부를 것이다.
브라운은 중간세계를 보고 깜짝 놀랐다. 이전에도 현미경으로 발견한 이상한 것들에 대하여 기기한 소문이 있었지만 선입관이 없었던 이 스코틀랜드 인 신물학자는 최초로 중간세계에 적합한 항해를 시작한 사람이었다. 앞으로 볼 것처럼 대부분의 과학자, 심지어는 아주 위대한 과학자도 그런 중간 크기에서 중요한 일이 일어나고 있는 지는 결코 상상하지 못했다.
브라운 이후 거의 200년이 지났지만 우리는 중간세계의 전체를 알지 못하고 있다. 전자의 핵, 쿼크와 초끈, 양자의 불확정성 등 가장 작은 크기에서 기묘한 일들이 일어나는 원자 세계에 대해서는 수많은 책들이 있다. 이런 것들은 모두 1000분의 1밀리미터보다 훨씬 작고 브라운의 춤추는 꽃가루 세계보다 훨씬 더 작은 것들이다. 은하, 대폭발, 블랙홀 등 우주적인 여러 가지가 있다. 즉 브라운의 세계보다 훨씬 더 크다.
이 이야기가 전해주는 메시지 중 하나는 중간세계가 중요하면서도 흥미로운 곳이라는 것이다. 중간세계에서 일어나는 일을 알아보려고 연구하고 있는 과학자들이 많이 있다. 그들은 흔히 자신들의 연구를 중시연구라고 한다. 이 말은 그리스 어로 중간을 뜻하는 ‘meso’라는 말에서 따온 것이다. 중시는 쿼크와 원자 같은 미시크기와 모래, 자갈, 사람, 집, 행성, 은하 같은 거시세계의 중간이다.
중간세계는 많이 이야기되지 않기 때문에 흥미롭지 못하다. 하지만 그곳에서는 물질이 다르게 행동한다는, 훨씬 더 중요한 점이 있다. 중간세계는 구성원들의 행동을 전반적으로 나타내는 한 가지 사실 때문에 특별하다. 이것이 바로 식물학자인 브라운이 달맞이꽃의 꽃가루 입자를 현미경으로 보았을 때 마주친 첫 번째 사실이다.
중간세계의 물체는 가만히 멈추어 있지 않는다.
물질과 생명의 핵심은 끊임없는 운동
그렇다면 이 책은 중간세계에 대한 이야기이며, 그곳은 가만히 있는 것이 하나도 없는 세계일 것이다. 따라서 항상 움직이는 구성원들에 대한 이야기다. 과학자들은 물질과 생명의 항상 움직이는 핵심에 대한 이야기를 알아가고 있다.
이 항상 움직이는 세계에서는 많은 일들이 일어나고 있다. 브라운이 1827년에 최초로 중간세계를 방문한 이래로, 약 200년 동안 우리는 그것에 대해 조금씩 알아가고 있다.
중간세계의 이야기는 현대의 물질, 기술, 생명에 대한 생각에 매우 중요한 의미가 있는 이야기다. 비록 약 200년 전에 시작되었지만 그 뿌리는 고대 그리스에서 서구 과학이 시작될 무렵까지 거슬러 올라가며 아마도 40억 년 전의 생명의 기원으로까지도 더 올라갈 수 있다.
그것은 항상 움직이는 꽃가루와 단백질의 이야기, 그 이상의 이야기다. 모든 종류의 과학과 모든 종료의 사람, 즉 우연한 발견, 철학적 모순, 수학적 천재, 집요한 실험에 대한 이야기다, 그것은 물리학, 생물학, 식물학, 화학에 대한 이야기이며, 역사와 사람에 대한 이야기도 된다. 또한 그것을 둘러싼 세계를 이해하려고 싸우는 사람들의 이야기다. 그들은 과학하고만 싸우지 않으며 정책, 철학, 선입견,, 무지, 질병, 실망, 사고와도 싸운다
그것은 고대 그리스에 대한 이야기이며, 마지막 중세 화가, 최초의 근대 과학자, 산업의 선구자 그리고 우리의 용기 있는 탐험가이자 항상 현미경을 지니고 다녔던 식물학자에 관한 이야기다. 또한 역사에서 세 번째로 위대한 과학자에 대한 이야기이며, 자신이 세계를 변화시켰지만 호텔 방의 들보에 목을 매어 생을 마감한 오스트리아 인에 관한 이야기다. 그것은 아인슈타인의 업적 중 가장 덜 알려졌지만 아마도 가장 중요한 돌파구였을 것에 대한 이야기이며, 프랑스 주식시장에 관한 이야기, 퀴리 부인의 연인에 관한 이야기다. 나일론 스타킹, 분자 트럭, 나노기술, 주방 세제 등등······, 그리고 생명의 기원에 대한 이야기다.
그것은 현재 가장 흥미로운 과학, 즉 우리의 생명에 관한 지식의 경계 뒤에 숨어 있는 몇 가지 이야기다. 생물계는 어떻게 주위에서 물질과 에너지 자원을 얻는 방법을 발달시켰을까?
식물학자인 브라운 이후 거의 200년 만에 과학자들이 중간세계에서 일어나는 일을 마침내 이해하기 시작함에 따라, 중간세계 이야기는 생명의 비밀들 중 하나를 내포할 수도 있게 되었다. 역설적이게도 브라운은 달맞이꽃 꽃가루를 조사함으로써 생명이 어떻게 작용하는가 하는 더 커다란 의문을 연구하기 시작했었다. 결국 그는 자신의 관찰이 생명과 아무런 연관이 없다고 결론 내렸지만, 그는 생명을 가능하게 해주는 중요한 과정들 중 하나를 정확히 본 것으로 보인다.
바로 중간세계의 필연적인 ‘끊임없는 움직임’말이다.