나 그리고 당신을 위한 ‘초연결 시대의 현자 되기’ 프로젝트! 21세기 혼란스러운 초연결 사회에서 중심을 잡고 지혜롭게 살아가기 위한 내용들을 담아 돌아온 ‘필리노베이터’입니다. 이번달에는 지난번 ‘인류, 뇌의 이해를 꿈꾸다’에 이어, ‘인류문명, 전자문명이다’라는 주제로 한번 이야기를 해 볼까 합니다.
전자문명
우리가 현재 살고 있는 지금의 세계는 반도체, 컴퓨터, 소프트웨어, 디지털로 상징되는 ‘전자문명’이라고도 불립니다. 여러분들은 ‘전자문명’이라는 말을 들으면, 어떤 이미지가 떠오르나요? 혹시 원시적인 과거 인류 문명과 다른 SF 영화 속 미래 세상의 모습만이 떠오르나요? 그렇다면 전자문명을 매우 단편적으로 이해하고 있는 것입니다. 전자문명은 인류문명의 본질입니다. 과거에도 존재했고, 현재에도 이어지고 있으며, 앞으로도 이어질 인류의 문명일 것입니다.
문명, 유년 시절
문명이라는 단어를 마주하면 떠오르는 애니메이션이 있습니다. 바로 <태양소년 에스테반>입니다. 80년대 중후반 우리나라에서도 방영되었던 작품인데요. 아마도 대부분의 MZ세대들은 모를 것 같습니다. 그래서 조금 설명하자면, 1500년대의 대항해의 시대, 스페인의 소년 에스테반이 신대륙, 남미대륙의 문명(마야, 잉카)의 황금도시를 찾아 ‘황금콘도르’를 타며 모험을 떠나, 그 곳에서 새로운 평화의 세계를 건설한다는 내용입니다. 그 당시 영화 <인디아나존스>와 함께 어린이들에게 옛 문명의 미스터리와 신비에 대한 환상(?)을 심어주는데 일조한 고전이라고 할 수 있습니다.
전자, 문명의 주인공
물질적 기술적 관점에서 우리가 살아가는 현대의 전자문명과 과거 문명 간에는 본질적으로 차이가 있을까요? 답은 없다입니다. 물질의 근원인 원자(Atom)라는 마이크로한 스케일에서는 본질적으로 차이가 없습니다. 차이가 없다는 것은, 과거와 현재의 모든 문명은 전자기력이라는 우주의 질서 아래, 원자(Atom) 속의 전자(Electron)의 공유, 즉 ‘화학적 결합’에 의한 물질들의 소산입니다.
문명, 인류는 털을 버리고 털을 얻었다
인간보다 빠른 동물들은 많지만 인간보다 오래 달리기를 잘하는 동물은 말을 제외하고는 드뭅니다. 두 발로 걷기 시작했을 때, 인간이 배팅한 방식은 빨리 달리기가 아니라 오래 달리기였습니다. 먹잇감을 쫓아 오래 달리려면 땀을 잘 배출해야 했습니다. 털은 생존에 도움이 되기보다는 방해물이었습니다. 그렇기에 인간은 진화 과정에서 몸을 보온해 주는 털을 버렸습니다.
그러나 자연은 가혹했습니다. 털을 벗어 버린 인류는 빙하기를 여러 번 경험하게 됩니다. 인류에게 추운 날씨에 견디고 생존하기 위해선 보온이 될 무언가가 필요했습니다. 바로 동물의 털가죽이라는 물질이었습니다. 그러나 동물에게서 가죽을 벗긴다고 해서 그냥 사용할 수는 없었습니다. 먼저 살과 지방을 제거해야만 했고, 털 가죽의 성분 중 콜라겐이란 단백질을 변형해야만 부드러운 가죽을 얻을 수 있었습니다. 우연히도 햇빛에 잘 마른 가죽을 써보니 잘 썩지 않는다는 사실을 발견합니다. 최초의 ‘무두질’이었습니다. 가죽은 유분(油分)을 유지하는 게 중요한데, 단백질과 지방이 많은 물질을 가죽과 함께 넣고 끓이는 방법을 사용했을 거라 추정됩니다. 이런 방법은 신석기시대에 등장합니다. 이런 무두질 공정은 매우 높은 숙련도가 필요했습니다. 무두질이라 함은 삼중 나선 구조의 콜라겐을 연결하는 전자를 다른 물질과의 화학적 변형을 일으켜 견고하고 따뜻한 결합 구조로 연결시키는 방식이라 볼 수 있습니다.
구석기, 신석기인들이 전자라는 존재를 알리 없었지만, 무두질은 전자를 배열하는 방식은 알아낸 것과 다름이 없었습니다. 아이러니하게도 인간은 털을 버렸기에 생존할 수 있었고, 또한 털을 얻었기에 가혹한 환경에서 버틸 수 있었던 것입니다.
인류 최초의 발명품, 그릇
최초의 그릇(토기)은 중국 후난성(湖南省)에서 출토되었습니다. 약 1만 8천 년 전의 것으로 추정됩니다. 인류가 농경문화를 시작한 시기가 1만 년 전이니, 그 시기보다 훨씬 이전에 만들어진 것입니다.
‘흙’이란 재료는 물에 이겨 말리기만 해도 형태가 유지됩니다만, 불에 구워져야 더 단단해지고 오래 유지됩니다. 구우면 견고해지고 내수성이 높아지는 이유는, 높은 열로 인해 화학반응이 일어나 원자끼리 서로 연결되어 새로운 결합을 만들어 내기 때문입니다. ‘흙’의 결정들은 열을 받으면 광물 결정체의 원자들이 활발하게 움직이고, 원자들의 ‘최외각 전자’가 원자 사이를 이동하면서 새로운 결합 구조 세라믹을 만듭니다. 이것이 열에 의해 흙이 가지게 되는 견고함의 비밀입니다.
세라믹은 현대에서 다양한 영역에서 사용됩니다. 세라믹이란 물질은 매우 강도가 높아 치아를 때우거나 칼을 만들기도 하고, 내열성이 높아 우주 로켓이나 대형 가속기의 부품의 소재가 되기도 합니다. 또한 축전지, 건전지와 같은 전기 재료를 만드는 데 쓰이기도 합니다. 이러한 첨단 기기에 쓰이는 세라믹은 천연 점토만으로는 만들 수 없습니다. 세라믹은 과거 흙과 열로 만든 그릇과 마찬가지로 반죽한 흙을 열로 구워 물질의 성질을 바꾼다는 동일한 방식을 채용하여 만들어집니다. 이는 과거와 현대에 와서도 차이가 없는 것으로, 전자를 재배열하는 방식만 진화한 것입니다. 세라믹의 가능성은 현대에서도 무한히 넓고 다양합니다.
금속의 황제, 철
인간은 언제부터 철을 사용했을까요? 흙을 불로 굽는 과정에서 구리를 발견했듯이, 철도 이와 유사하게 청동기를 제조하는 과정에서 발견하게 됩니다. 동과 주석을 가마에 넣고 온도를 계속 높이다 보니(철의 녹는점은 약 1,500℃) 구리와 같은 이상한 물질이 발견되었고, 이 물질을 두드리고 펴 보니 구리, 청동과는 다른 성질의 물질인 철이 발견된 것입니다.
철의 또 다른 혁신은 ‘합금(合金)’입니다. 강도, 신축성, 절삭성, 연신율, 내충격성, 용융점, 내부식성 등을 강화하는 용도로 철 합금의 다양성과 기술이 발전하고 있습니다. 철에 다른 금속을 첨가함으로써 물리적인 성질을 변화시키는 것입니다. 이 역시 전자를 재배열하는 기술입니다.
오늘날 현대 문명의 상징이라 하면, 철로 된 교량과 건축물을 빼놓을 수 없습니다. 자동차와 철도, 비행기, 대규모 운송수단인 배 그리고 높다란 고층 빌딩 모두 철을 기반으로 만들어졌습니다. 우주를 날아오르는 로켓도 철의 산물입니다. 오늘날도 여전히 철을 제외한 문명이란 상상하기 어렵고, 앞으로도 철의 시대는 계속될 운명인 것입니다.
하늘에서 살게 한 물질, 시멘트
시멘트는 지구에 흔한 탄산칼슘을 정제한 것입니다. 탄산칼슘이란 탄산(CO3)과 칼슘(Ca)의 화합물입니다. 탄산칼슘(CaCO3)에서 이산화탄소(CO2)를 떼어낸 칼슘(Ca)과 탄소(C) 원자 속 전자(Electron)의 재배열의 결과물이 시멘트인 것입니다.
이런 시멘트는 이미 9,000년 전 신석기시대부터 쓰였고, 이집트의 피라미드 축조에도 쓰였으며, 로마 도시의 각종 건축물 축조에도 활용됐습니다.
현대 문명은 시멘트의 기반 하에 더욱 빛을 발합니다. 현대 문명이 시멘트 활용법에 있어 과거 문명 대비 차이점은 콘크리트의 뼈대로 강철을 사용한다는 점입니다. 시멘트가 주 재료가 되는 콘크리트를 활용한 역사는 꽤 길었으나, 콘크리트는 압축에는 매우 강한 반면, 인장력(물체 양 끝에서 당겨지는 단위 면적당 힘)은 매우 약합니다. 그렇기 때문에 콘크리트는 일정 높이 이상으로 쌓이면 쉽게 무너지는 단점이 있습니다. 이런 약점을 극적으로 보완해 준 것이 바로 강철입니다.
콘크리트와 강철은 수축하고 팽창하는 비율(열팽창 계수)이 기적처럼 일치합니다. 그래서 열팽창으로 콘크리트와 강철이 분리되지 않기 때문에 건축물은 강도를 유지할 수 있습니다. 이런 특성 덕분에 이미 19세기 말부터 대도시에 100층이 넘는 거대 빌딩이 올라갈 수 있었고, 이렇듯 칼슘과 탄소, 철과 탄소 등 원자 내 전자들의 화합물인 ‘콘크리트와 강철’은 인간이 수백 미터 하늘 위에서 살고 일하는, 이전 사람들은 꿈에도 상상할 수 없는 문명을 실제로 가능하게 만든 것입니다.
모든 문명, 물질문명이다
우주의 4가지 힘 중, 전자기력은 물질계를 지배하는 최고의 힘입니다. 인간이 통제할 수 있는 유일한 힘이기도 합니다. 우리 인간의 문명은 전자기력이 지배하는 전자를 재배치(전자의 개수를 바꾸며 물질의 특성을 조작하는 것)하여 물질을 조작하고 만들어 내는 역사의 반복이었습니다. 달리 말하면, 인간의 문명은 그 근간이 되는 물질의 복잡도나 난이도에서 차이가 있지만, 결국 물질 안의 전자를 조작한 결과로써 서로 맞물려 있는 것입니다. 그래서 인류 문명의 역사는 전자문명들이 거쳐온 과거와 현재 그리고 미래의 모습이라 할 수 있겠습니다.
마치며
우리는 문명을 석기, 청동기, 철기 등 문명의 도구와 소재를 중심으로 문명기를 구분하기도 하고, 메소포타이마, 이집트, 인더스, 황하 문명과 같이 문명의 발원지를 기준으로 문명을 나누기도 하며, 스키타이, 수메르 문명과 같이 해당 지역에 살던 사람들의 명칭을 따서 부르기도 합니다. 또한 2020년 현재를 디지털, 반도체, 데이터, 소프트웨어, 네트워크 등을 상징되는 디지털 문명이라고도 합니다. 그러한 구분이 근본적으로 의미가 있을까요?
모든 인간 문명은 물질을 기반으로 일어납니다. 그래서 문명을 구분할 때에는 물질의 힘에 주목해야 합니다. 그 물질은 원자 속 전자들의 결합으로 이루어진 산물이며, 모든 문명은 그 산물들이 주인공인 전자문명입니다.
결국 모든 문명은 ‘물질문명’이며, 궁극적으로 ‘전자문명’인 것입니다.
초연결 시대의 현자가 되는 그날까지, 필리노베이터는 이어집니다.
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