“스마트폰, 무선 마우스, 전자레인지 등
일상 속 익숙한 사물들에 관한 수수께끼를
과학적으로 풀어낸 책입니다.”
- 일본 ‘아마존’ 독자
“중학생, 고등학생 아이들이 즐겁게 읽더니,
과학 공부에 흥미를 가지기 시작했습니다.”
- 일본 ‘아마존’ 독자
살아가면서 한번쯤은 궁금해 했던
일상의 원리와 구조를 들여다볼 기회
아침에 일어나 밤에 잠들 때까지 우리는 과학 기술 덕분에 쾌적한 생활을 누린다. 하지만 우리가 사용하는 것들이 어떻게 이루어졌는지는 모르는 채로, 온오프 스위치를 누르며 편리한 기능을 사용하고 있다. 우리를 둘러싼 일상이 어떤 원리와 구조로 움직이는지 호기심을 가지고 들여다보면 평범한 생활이 한층 더 즐거워지지 않을까?
사실 우리는 매일매일 바뀌는 자연 현상 속에서 다양한 전자제품과 살고 있지만 그 원리에 대해서 생각해 보지 않는 경우가 대부분이다. 하루 24시간의 일상을 ‘과학’으로 풀어내는 『하루 과학』은 쉽게 접하고 사용하는 친근한 제품의 원리와 현상을 설명하여 세상과 우리를 이어준다. 볼펜에서부터 화장실까지 우리가 익숙하게 사용하는 것들의 안쪽을 들여다보는 기회를 주는 것이다.
‘과학의 눈’으로 바라보는 우리의 일상
- 나를 알아보는 카메라 렌즈
기억하고 싶은 순간을 빠르게 남기고자 할 때 우리는 카메라를 든다. 렌즈 안에 피사체를 담으면 렌즈는 우리의 얼굴을 찾아내고 화면 속 얼굴 부분이 사각형에 둘러싸인다. 이리저리 움직여도 사각형 밖으로 빠져나가는 것은 쉽지 않고, 아주 가끔은 엉뚱한 위치를 인식하기도 하지만 대개는 정확하다. 카메라는 어떻게 우리의 얼굴을 알아보는 걸까?
이미지 속에서 ‘얼굴’을 인식하는 기술 연구는 1970년대에 얼굴을 세로로 긴 동그라미 안에 눈이 두 개, 코가 하나, 입이 하나인 위치 관계를 찾는 보텀업(Bottom-up, 상향식) 방식으로 시작되었다. 증명사진처럼 정면으로 찍힌 얼굴은 보텀업 방식으로도 그럭저럭 인식할 수 있지만, 실제 사진에서는 옆을 향하고 있거나 고개를 숙이고 있는 경우도 드물지 않다. 안경을 쓰고 있을 때도 있지만 벗고 있을 때도 있고, 화장을 할 때나 맨얼굴일 때도 있다. 그래서 ‘피부색 인식’이나 ‘머리카락 분포’, ‘머리-목선-어깨 실루엣 인식’ 등 다양한 기술이 생겨났고 개선을 거듭했다.
2001년 미국 MIT의 비올라 박사와 존스 박사는 컴퓨터 통계학 연구를 통해 빠르고 정확하게 물체를 구분하는 방법을 발표했다. 간단히 말하면 대상물을 아주 작은 정사각형으로 나눈 후 각각을 조사하고 그 결과를 조합해 판정하는 것이다. 원래 이 연구는 사진이나 얼굴 인증과는 관련이 없었으나 이 연구 성과를 응용할 줄 아는 기술자가 있었다. 사람 얼굴도 똑같이 자세하게 조사하면 구분되는 게 아닐까 생각한 것이다. 먼저 얼굴 이미지 자체를 학습시킨 후 ‘비올라 존스 안면인식법’을 응용하여 단순하게 처리하고, 고속으로 정확도 높은 학습기법을 적용하여 충분히 실용성을 유지하는 기술을 개발해냈다. 오늘날 많은 회사에서 이 기술을 기반으로 얼굴 인식 서비스를 제공하고 있다.
- 실패한 발명에서 탄생한 포스트잇
우리가 언제, 어디서나 편리하게 사용하는 포스트잇은 원래 실패한 발명품이었다. 1970년 3M사의 연구원 스펜서 실버는 강력 접착제를 개발하던 중 실수로 접착력이 약하고 끈적임이 없는 접착제를 만들게 되었다. 실버는 회사 기술 세미나에서 이 제품을 보고했고, 5년 뒤 같은 회사 연구원 아서 프라이가 이 접착제를 이용해 잘 붙지만 동시에 잘 떨어지기도 하는 메모지, 즉 포스트잇을 개발했다. 이후 포스트잇은 ‘20세기 10대 히트상품’으로 불릴 만큼 세계적인 인기를 끈 발명품이 되었다.
그런데 포스트잇에 사용된 접착제는 어떤 원리로 확실히 붙으면서도 떨어질 때는 쉽게 떨어지는 걸까? 주성분이 아크릴이라는 점은 일반 접착제와 동일하지만, 포스트잇은 접착제의 ‘모양’을 구형이나 반구형으로 고안했다. 일반 접착제에는 특정한 모양이 필요 없지만 포스트잇에 쓰인 접착제는 구형이나 반구형이므로 붙일 때 면이 아닌 점으로 붙는다. 이 상태에서 접착면을 누르면 접촉 면적이 늘어나 강하게 붙고 떼어내면 접착제의 모양이 구형으로 돌아와 쉽게 떼어지게 되는 것이다.
『하루 과학』은 이렇게 ‘우리가 무심코 흘려보내는 일상 속 어디에나 과학이 깃들어 있다’고 말한다. 사물을 ‘과학의 눈’으로 바라보면 아침에 일어나서 밤에 잠들기까지 우리의 하루를 과학이 다방면으로 떠받치고 있다는 사실을 알게 된다.
이 책은 과학을 잘 알지는 못해도 흥미는 있는 사람, 주변에서 일어나는 자연 현상이나 늘 사용하는 제품의 원리와 구조를 알고 싶은 사람, 그림을 통해 과학을 보다 쉽게 이해하고 싶은 사람을 위해 복잡하고 어려운 과학이 아닌 ‘가장 현실적인’ 과학 이야기를 들려준다.
