어린이 과학 대학1

어린이 과학 대학 1

하이델베르크 어린이 대학 편집부 엮음

에코리브르 / 2008년 10월 / 176쪽 / 11,000원

- 글자는 처음 어떻게 만들어졌을까?

기원전 4000년경 메소포타미아(오늘날의 이라크 지역)와 이집트에서 처음 만들어졌다고 추정되는 문자는 어떻게 만들어졌을까요? 유럽 여러 나라 사람들보다 훨씬 이전에 문자 기호를 쓰기 시작한 사람들은 그리스인들이었습니다. 그런데 이들은 어떻게 알파벳이라고 하는 문자기호를 만든 걸까요? 그들에겐 암포라(양쪽으로 손잡이가 달린 토기 항아리) 안에 곡식이 들었는지, 아니면 꿀이나 포도주가 들었는지 알아내기 위해 매번 일일이 확인하는 일이 무척이나 번거롭고 귀찮은 일이었을 겁니다. 그래서 생각해낸 방법이 암포라에 들어 있는 내용물을 토기 위에 그림으로 진흙을 발라서 새겨 놓는 것이었지요. 이렇게 신호나 표지로 기능하는 그림을 바로 '그림 문자'라고 합니다.



시간이 지나면서 그림 문자는 계속해서 '표의(表意) 문자'로 발전합니다. 말하자면 막대기를 손에 쥔 채 앞으로 뻗은 팔을 그리면 파라오(Pharaoh)를 뜻하는 것이고, 고대 중국에서는 '山羊(양)'이라는 기호를 그리면, 염소를 뜻하는 것이라고 사람들끼리 약속하는 것이죠. 그러나 아무래도 글자 발명의 최절정은 각 소리들을 대표하는 기호들을 선택해서 체계화시킨 일일 것입니다. 오늘날의 휴대 전화 문자 메시지를 떠올리면 아주 간단합니다. 문자 메시지는 짤막하게 축약된 기호들로 보내니까요. 이렇게 해서 점점 그림은 그리스 알파벳 문자로 발전해 갔습니다. 이를테면 황소를 고대 그리스 사람들은 "알레프(Aleph)"라고 불렀는데, 이 알레프라는 발음에서 'A'자를 따고, 황소의 머리를 거꾸로 돌린'A'의 모양을 만들어 냈던 거지요. 마찬가지로"델타(Delta)"라고 부르는 문에서는 소리를 따오고 문의 모습을 조금 돌려 기호 "D"가 탄생하게 된 것이죠. 여기서 중요한 사실은 바로 기호와 그림 사이의 연관이 사라졌다는 것입니다. 이렇게 대표하는 음들을 조합해서 단어들을 만들다 보니, 그 단어는 처음에 가리키던 실제 사물과 특별한 관련이 없게 되었지요.



그리고 오랫동안 고대 그리스인들은 글쓰기 방향을 두고 논란을 벌였는데, 아래에서 위로 쓸 것인지, 또는 왼편부터 쓸 것인지 오른편부터 쓸 것인지를 두고 사람들마다 의견이 갈렸던 것이죠. 이 논란은 기원전 400년경에 이르러서야 사람들 대다수가 "왼편에서 오른편"으로 쓰는 것으로 합의를 보게 됩니다. 이 약속이 이루어지기 전까지 알파벳 기호는 좌우와 상하가 마구 바뀌면서 쓰였답니다.



어린이 편집부의 글

독일 문자는 어떻게 생겨났을까? - 프란치스카 피셔 씀

현대 독일 문자의 기호들은 라틴어에서 유래되었다. 라틴어는 고대 로마인들이 2000년 전에 쓰던 언어이다. 처음에 라틴어는 '머리글자'라고도 하는 대문자만 있었는데, 9세기 카를(카를루스) 대제 때 이르러 처음으로 문자 기호들을 통일시키는 작업이 시도되었다. 카를 대제는 제국의 모든 공공 기관과 수도원에서 오직 한 가지 기호 체계만 사용할 것을 명했다. 언어학자들은 이때 공포된 기호를 "카롤링거 왕조 소문자"라고 부르는데, 오늘날 독일 알파벳의 기초가 되었다. 그리고 예전에는 지배층들만 글을 읽고 쓸 수 있었는데, 중세 시대까지만 해도 아직 인쇄술이 발명되지 않았기 때문에 부유한 사람들이 '주문한' 서적들은 모두 정확하게 손으로 베껴 써야 했다. 이렇게 똑같이 베껴 쓰는 일을 필사(筆寫)라고 한다. 아무래도 가장 많이 필사된 서적은 성경이었다.



그림 같은 서체, 중국 문자 - 슈테파니 렝어 씀

중국 문자인 한자에는 알파벳이 없다. 한자는 그림에서 생겨난 문자인데, 서체가 다양하다. 다양한 서체는 시간과 함께 필기도구들이 변화하면서 생겨났을 것이다. 처음에는 동물의 뼈, 거북이 등딱지, 구리 따위에 글자를 새겼고, 그 다음에는 나무판자와 대나무가 많이 이용되었다. 중국 문자인 한자는 단어 문자이다. 다시 말해 알파벳처럼 단어 하나를 만들기 위해서 (음성)기호 여러 개를 결합시키는 것이 아니라, 기호 하나가 곧 단어 하나로 짝을 이루는 것이다. 또한 단어 기호끼리 붙여서 복합 단어를 표기한다. 단어 문자는 서로 말이 통하지 않는 여러 지역의 언어 차이를 극복하기 위해 생겨난, 어쩔 수 없는 선택이기도 했는데, 중국에서는 지역 언어마다 서로 엄청난 차이가 있음에도 불구하고 단어 문자 덕분에 일정한 의사소통이 가능했던 것이다.



- 피는 왜 붉은색일까?

인체를 돌아다니는 혈액(피)은 인체의 경찰로서 세균과 바이러스에 맞서 싸우며, 상처들을 아물게 하고 인체의 각 조직들에 충분한 영양소를 공급하는 일을 담당합니다. 피가 붉은 이유는 그 안에 철분이 많이 들어 있어서라고 합니다. 녹슨 물건이나 화성이 자기 빛깔을 내도록 해 주는 철분이 없다면, 피는 아마도 우유처럼 보일 것입니다. 공기 중에 섞여 있는 산소를 인체의 세포로 전달하고 이산화탄소를 다시 밖으로 내보내려면 적혈구 속의 철분이 쓰입니다. 그리고 혈액 속에 있는 혈소판들은 상처들을 신속히 아물게 하는데, 혈소판은 혈장으로부터 그물망 같은 것을 만들어냅니다. 그러면 이 그물망에 혈구들이 붙잡히고, 혈구들은 굳어서 딱지가 앉습니다. 너덜너덜한 양털 뭉치처럼 보이는 백혈구는 우리 몸에서 경찰과 같은 역할을 하는데, 몸속에 세균이나 바이러스 같은 침입자들이 들어오면 순식간에 막아냅니다. 이렇게 많은 성분을 지니고 있으니, 피는 물보다 진하다는 말이 단지 속담만은 아니겠지요. 실제로 피의 농도는 물의 농도보다 세 배 정도 진합니다.



어린이 편집부의 글

혈액은행이란 무엇일까? - 말리크 고호우 씀

사고를 당한 사람이나 늘 병을 앓고 사는 사람(만성 질환자)에게는 피가 필요하다. 이런 사람들이 수술을 받으면 다른 사람들로부터 피를 공급받는데, 이렇게 수술할 때 피를 공급하는 것을 두고 수혈이라고 하고, 수혈을 받아야 할 환자에게 피를 뽑아주는 것을 헌혈이라고 한다. 헌혈자에게서 얻은 혈액은 과즙 음료가 담긴 주머니와 비슷한 플라스틱 팩 안에 채워져서 저장된다. 저장 혈액은 혈액은행의 특수 냉장 장치에 보관되는데, 큰 종합 병원들은 대개 혈액은행을 갖고 있다. 헌혈된 혈액은 상하지 않도록 처리되는데, 일정한 온도에서 냉장 상태로 둔다 해도 혈액은 몇 주일 동안만 보관할 수 있고, 저장 혈액에서 뽑아내는 혈장은 12개월쯤 보관할 수 있다. 하지만 혈장(혈액을 구성하는 성분)과 혈구를 따로 분리한 다음 냉동 건조시키면 반영구적으로 보관할 수 있다.



피와 땀, 그리고 가려움증 - 요한나 로타 씀

나는 모기입니다. 그중에서도 암컷 모기이지요. 피에 굶주린 나는 언제나 피를 빨기 좋은 희생자들을 찾아다닙니다. 과즙이나 꽃에서 얻는 꿀물로 만족스러워하는 수컷 동물들과는 달리, 내게는 단백질이 필요합니다. 나를 위해서가 아니라 바로 알을 낳기 위해서랍니다. 나는 사람의 털 없는 신체 부위로 접근해서 피부 속으로 깊숙이 주둥이를 찔러 넣습니다. 피를 빠는 시간을 벌려면 얼른 마취제를 투여하는데, 마취제 덕분에 내 희생자는 당분간 나한테 찔렸다는 사실을 느끼지 못하게 되지요. 또한 내 침에서 분비되는 타액은 피가 응고되지 않게 만들지요. 참을 수 없는 가려움증은 내가 이미 충분히 피를 빨고 자리를 뜬 후에야 비로소 느끼게 된다 이 말씀이죠. 물론 내 희생자에게 어떤 병을 옮기는 것을 바라지는 않습니다만, 혹시 말라리아나 열병 같은 것을 옮기게 되면 꽤 고통스러운 결과를 가져오기도 하는데, 적어도 내가 사는 기후대에서는 아주 드물게 일어나는 일이랍니다.



- 아기는 어떻게 생겨나는 걸까?

한 인간이 생겨나기까지 첫 단계에는 언제나 여성의 난자 세포와 남성의 정자 세포가 있답니다. 모든 인간에게 부모가 있는 것도 바로 이런 까닭에서입니다. 부모가 그들의 유전자를 함께 마련하는 것이지요. 약 3억 개에 이르는 정자는 난자와 만나기 위해 위험하고도 기나긴 길을 나섭니다. 가장 먼저 도착한 정자 하나만 난자의 선택을 받지요. 난자와 정자가 만나서 이루어진 수정란이 어떻게 12~15시간마다 분열을 하는지 지켜보는 일은 황홀한 경험입니다. 그리고 정자를 받아들인 난자가 자궁에 안전하게 착상(着床)하기 전에 이미 분열을 통해 생긴 세포들이 각자 특별한 모습을 띤다는 점도 신비롭습니다. 간단히 말하면, 앞으로 신체 기관이 될 세포들이 아주 일찍 자기 일을 시작한다는 것입니다. 그리고 아홉 달이 지나면 아기가 세상에 나갈 준비를 마치게 되지요.



수정되고 4주가 지나면 미래의 아기는 올챙이와 비슷한 모습을 하게 됩니다. 6주 후에는 어렴풋이 사지(四肢, 두 팔과 두 다리)가 윤곽을 드러내기 시작하지요. 10주 정도 지나면 태아의 모습은 비로소 사람에 가까워집니다. 정자와 난자부터 아기의 모습을 갖추기까지 모든 발달 과정은 진화의 과정이기도 합니다. 그럼 뼈는 어떻게 자라나는 걸까요? 뼈가 자라나는 데도 순서가 있는 걸까요? 그렇지 않습니다. 뼈는 우리 신체 모든 곳에서 싹트기 시작하고, 점차 서로 연결되면서 자라난다고 하네요.

어린이 편집부의 글

자궁 속의 태아 - 노라 빈포르트 씀

이 곳 엄마의 자궁 안은 우주 공간이나 다름없다. 나는 무중력 상태로 자궁 안 양수에서 헤엄치며 돌아다닌다. 내가 먹을 양식과 숨 쉴 산소는 탯줄을 통해서 공급받는다. 얼마 전 이 속에서 나는 처음으로 눈을 뜰 수 있었다. 지금은 이따금씩 눈을 떠보는데, 이곳은 어두워서 무언가를 볼 일이 아예 없다. 보는 일과는 달리, 이 안에서도 많은 소리를 들을 수 있다. 지난 4개월 내 청각은 완벽해졌다. 그래서 나는 지금 바깥세상에서 들려오는 소리를 들을 수 있다. 그런데 여기서는 사람들이 생각하는 것보다 더 많은 일들이 벌어진다. 여기저기서 붕붕대고 꼬르륵대고 윙윙거린다. 탯줄과 엄마의 장이 시끄럽게 움직이는 소리다. 엄마 목소리를 자주 들어서 어느덧 많이 익숙해진다. 나는 아빠가 누군지도 알고 있다. 겉모습은 몰라도 목소리만은 분명히 안다. 내가 엄마의 자궁 속에서 살아온 지도 이제 8개월이 지났다. 처음에 그렇게 넓던 자궁도 이제 많이 비좁아 졌다. 곧 엄마 배속을 떠나야 한다. 나를 기다리고 있는 세상은 과연 어떤 곳일지 엄청 기대된다.



- 기침은 어떻게 일어나는 걸까?

'기침은 어떻게 생기는가?'라는 질문에는 사실 여러 가지 대답들이 나올 수 있습니다. 환절기에 우리가 곧잘 걸리는 감기에서부터 흡연, 바이러스 감염, 알레르기, 천식, 기관지염, 그리고 각종 독소 성분이 있는 이물질에 이르기까지 기침을 일으키는 원인들은 아주 다양합니다. 이 원인들을 알기 위해서는 먼저 호흡에 관한 기초 상식부터 분명히 알아 둘 필요가 있습니다. 먼저 폐에 관해 알아봅시다. 이 신체 기관의 가장 중요한 기능은 바로 호흡입니다. 폐에는 약 3억 개가 넘는 폐포(허파꽈리)가 있는데, 산소는 이 폐포들 하나하나에서 피로 스며듭니다. 우리 폐가 하루에 펌프질하는 공기의 양은 자그마치 1만 3000리터에 이르는데, 이렇게 많은 공기가 기도를 따라 흘러들어 오니까 기도에 갖가지 문제가 생기면 공기 속에 든 요소들은 당연히 호흡을 방해하게 되겠지요. 자, 이제 우리가 처음 했던 질문으로 되돌아가 봅시다. 기침은 우리 신체가 기도로 잘못 들어온 이물질이나 기도에서 생겨난 폐 점액(가래) 따위를 걸러내는 현상입니다. 그러니 기침은 질병이 아니라, 우리 몸속의 기도에서 무엇인가 정상적이지 않은 일이 발생했다는 신호입니다.



아마도 여러분들은 모두들 한 번쯤 무언가가 '잘못된 목'으로 미끄러져 들어간 적이 있을 겁니다. 무슨 말이냐 하면 식도로 들어가야 할 것이 그만 기도로 들어온 경우를 말합니다. 이럴 때 보통 '사레들었다'라고 하지요. 사레는 아주 심한 기침을 일으키는데, 이렇게 잘못 들어온 것을 우리 인체는 기침을 하면서 입 밖으로 다시 밀어내는 것이지요. 흡연도 기침을 유발하는데, 담배를 피워서 생기는 기침은 건강에 아주 해롭습니다. 그리고 흡연은 기도를 박테리아 번식의 천국으로 만드는 매우 해로운 행위입니다. 만약 10년 동안 매일 담배 10개비를 피운다면 폐에는 타르가 500그램 정도 쌓이게 됩니다. 인체는 그중 일부만 밖으로 내보낼 수 있을 뿐이고, 나머지는 폐에 시커멓게 쌓여서 남습니다.

어린이 편집부의 글

기관지 내시경 - 올리버 마이론 씀

기관지 내시경 검사는 기관과 기관지의 내부를 들여다보는 검사이다. 내시경은 길고 가는 호스가 달려 있는 기계 장치인데, 머리 부분에는 빛을 내는 조그마한 전구가 있어서 기관지 내부를 환하게 비추며 그 생생한 모습을 영상으로 전달한다. 기관지 내시경에 달린 아주 부드러운 호스는 잘 구부러지므로 기관지 안에 있어도 마음대로 조정할 수 있다. 그런데 이제 내시경은 더 이상 신체 내부를 들여다보기만 하는 단순한 의료 장비가 아니라, 세척도 하고 무언가를 빨아들이거나 내놓는 일도 할 수 있는, 그야말로 다기능 의료 장비이다. 예를 들어, 최첨단 기관지 내시경은 기관에 남아 있는 폐점액들을 깨끗이 씻어낸 다음 그것을 빨아들여서 바깥으로 내보낸다. 또한 필요한 약품을 치료 부위에 정확히 투입한다. 뿐만 아니라 작은 집게를 머리 부분에 붙여서 기관지 점막을 벗겨 낸다거나 밖으로 끄집어내는 것 같은 간단한 수술도 할 수 있다.



곤충들은 어떻게 숨을 쉴까? - 사스키아 켐나 씀

지구상에는 아주 다종다양한 곤충들이 살고 있다. 그들 모두에게는 공통점이 한 가지 있는데, 그것은 바로, 빨아들인 공기의 절반만 밖으로 다시 나온다는 점이다. 곤충들도 물론 호흡 기관이 있다. '기관'이라고 부르는 것은 마찬가지이지만, 이들의 기관은 모세관으로 점점 더 갈라져 가느다란 망사 모양을 하고 있다. 이것은 인간의 허파꽈리와 같은 기능을 하는 가장 미세한 말초 기관이다. 외부의 공기는 기문(氣門)이라고 불리는 작은 구멍을 통해서 기관으로 흘러간다. 기문은 숨 쉬는 문인 셈이며 가슴에 두 쌍이 있고, 배에 여섯 쌍이 있다. 곤충들은 근육을 수축시켜서 기문들을 완전히 닫을 수 있고, 여과 장치가 달려 있어서 이물질이 들어오는 것을 막는다. 한편 수생 곤충들은 다음 세 가지 방식으로 호흡을 한다. 첫째는 육지의 곤충들과 마찬가지로 기관으로 호흡하는 방법인데, 기관을 통해서 공기를 공급하려면 일단 물 위까지 올라와야 한다. 둘째는, 공기 방울을 이용해서 호흡을 하는 방법인데, 물 위에서 공기 방울을 만들어 몸에 붙인 채로 물속에 들어가야 한다. 셋째는, 긴 호흡관으로 공기를 얻는 방법으로, 호흡관 끝에 있는 숨구멍에는 여닫이가 있어서 열었다 닫았다 하는 일이 자유롭다. 그리고 곤충의 애벌레들은 물고기들처럼 아가미로 숨을 쉰다.