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생각에 필요한 에너지/뇌 신경신호/산소/공포 체감차이 생각에 필요한 에너지 뇌는 무게로 따지면 전체 몸무게의 약 2%에 지나지 않는다. 그렇지만 뇌가 소비하는 에너지는 사람이 소비하는 에너지의 약 20%나 된다. 성인 남성의 경우, 하루에 뇌가 소비하는 에너지는 550㎉ 정도다. 어째서 뇌는 이렇게 많은 에너지를 소비하는 것일까? 인간은 끊임없이 무언가를 생각하고 느끼고 기억하고 학습하고 판단한다. 이 모든 지적활동은 생명이 끝날 때가지 멈추지 않는다. 인간의 지적 활동을 관리하는 뇌세포가 활동하기 위해서는 그만큼 많은 에너지가 쓰이게 되는 셈이다. 뇌의 에너지가 되는 것은 포도당이다. 포도당은 식물에서 체내로 흡수되면 혈액의 흐름을 타고 뇌로 공급된다. 이 혈액에 함유된 포도당이 혈당인데 건강한 사람이라면 그 수치가 항상 일정(혈액 1데시리터에 100㎎ ..
최초의 계산기/물과 기름/피부색이 다른 이유/피가 빨간 이유/혈액형 최초의 계산기 '사람은 생각하는 갈대다' 라는 말을 한 것으로 유명한 프랑스의 철학자 파스칼은 수학자이기도 했다. 1642~1644년 파스칼은 최초로 기계식 계산기를 만들었는데, 그것으로는 덧셈과 뺄셈만 할 수 있었다. 파스칼은 아버지(1639년에 루앙 시 행정관으로 임명됨)의 세금 계산을 도우려고 계산기를 발명했다고 한다. 물과 기름 현대 기술을 사용하면 물과 기름을 섞는 일은 어렵지 않다. 초음파를 사용하면 물과 기름은 완전히 섞인다. 1초에 수만 번 이상 진동하는 초음파를 물통의 바닥에서 일으키면 물은 굉장한 기세로 진동한다. 이 때 기름을 넣으면 물과 기름은 분자레벨까지 세밀하게 분쇄되어 하나의 액체가 된다. 이는 이론적으로만 가능한 것이 아니라 실제로 이용되는 것이다. 안경세척에 사용하는 초음파..
제너의 종두법/의사 수술복/페니실린/아인슈타인/우주정거장 제너의 종두법 천연두를 예방하는 방법인 종두법을 처음 시작한 사람이 제너라는 사실은 교과서에도 나와 있을 만큼 기정사실로 알려져 있다. 그러나 역사적 사실은 다르다. 제너는 1789년 종두에 관한 논문을 발표했는데, 영국정부로부터 이 논문을 승인받았고 이 사실이 유명해졌던 것이다. 제너 이전에 종두 실험에 성공한 의사는 여럿 있었다. 영국의 의사, 돈은 1771년부터 종두 실험을 계속해서 자료를 모았다. 같은 영국의 케네디라는 의사도 종두 실험을 보고했다. 제너 역시 '우두에 걸린 사람은 천연두에 감염되지 않는다'는 오래전부터 전해오는 이야기를 믿고 연구를 시작했다. 제너의 업적은 뛰어난 논문을 발표하여 종두법 대중화에 앞장선 것으로 종두법 자체는 그의 오리지널 연구는 아니다. 의사 수술복 의사들은 하얀..
가로등/전기의자/에디슨의 귀/인류 조상/냉동인간 가로등 가로등 안에는 빛의 밝기를 감지하는 센서가 있다. 이 센서는 가로등 주변의 밝음과 어둠을 감지하여 가로등 전원을 껐다 켰다 하기 때문에 불이 켜지고 꺼지는 것이다. 센서는 황화카드뮴이나 실리콘과 같은 감광물질로 만들어져 있다. 감광물질이란 빛의 밝기에 따라 원자의 성질이 달라지는 물질을 말한다. 이 물질에 어느 밝기 이상의 햇빛이 닿으면 전자를 한 원자에서 다음 원자로 이동시킨다. 새벽이 되어 빛이 점점 밝아지고 센서 속의 감광물질에 어느 밝기 이상의 햇빛이 비추어지면, 전류가 차단회로로 흐르게 되고 가로등 전원은 차단되어 밤새도록 길을 환하게 밝혀주던 가로등은 그 임무를 마치고 조용히 꺼지게 된다. 반대로 저녁이 되어 점점 어두워지면 이 센서 속의 감광물질들이 활성을 잃어 차단회로의 전류가 끊어..
철가방/전구 발명/제임스 와트의 증기기관/전화 발명 철가방 전파는 나무나 플라스틱을 통과할 수 있지만 금속은 통과하지 못한다. 금속이 전파를 반사시키기 때문이다. 휴대전화뿐만 아니라 TV, 라디오 등도 전파를 받을 수 없어 철상자 안에서는 볼 수가 없다. 만일 철로 된 가방을 들고 다닌다면 휴대전화를 가방 속에 두어서는 절대로 길려오는 전화를 받을 수 없다. 전화벨이 결코 울리지 않을테니 말이다. 엘리베이터 안에서 휴대전화가 걸리지 않는다면 그 엘리베이터는 안테나 설치가 되어 있지 않고 벽과 바닥, 천장이 모두 금속으로 둘러싸여 있을 것이다. 지하철이나 자동차 안에서 휴대전화를 사용할 수 있는 것은 차량이 모두 금속으로 되어 있지만, 유리창이 많아 전파가 창을 통해 드나들 수 있기 때문이다. 전구 발명 만일 전구가 발명되지 않았다면 밤은 칠흑 같은 암흑 ..
피사의 사탑/수은/아문센 피사의 사탑 갈릴레오 갈릴레이는 1590년 피사의 사탑에서 낙하실험을 했다고 한다. 무게가 다른 두 개의 공을 탑의 위에서 떨어뜨려 두 개의 공이 동시에 지면에 떨어지는 것을 확인했다. 그래서 '무게에 따라서 물체의 낙하속도가 달라진다' 라고 하는 아리스토텔레스의 정설을 뒤집었다고 알려져 있다. 갈릴레오가 피사의 사탑에서 실험을 한 것은 사실이 아니다. 갈릴레오 스스로도 피사의 사탑에서 낙하실험을 했다는 이야기를 어느 글에서도 쓴 적이 없다. 이 낙하실험 이야기를 처음 쓴 사람은 비비아니라고 한다. 그가 '갈릴레오 전기'를 쓰면서 갈릴레오가 피사에서 교사를 하고 있었다는 사실을 기초로하여 낙하실험을 극적으로 표현하기 위해 꾸며낸 말이다. 피사의 사탑에서 실험한 이야기를 비비아니가 쓴 것은 낙하실험이 있은..
달의 반대편/지구 오존층/금 24K 달의 반대편 밤하늘의 달을 보면 달의 모양은 항상 똑같다. 달의 자전주기와 달이 지구의 둘레를 도는 공전주기가 일치하기 때문이다. 약 10억년 전, 달의 자전주기와 지구를 도는 공전주기가 일치하게 되어 그 이후 달은 같은 면을 향한 채로 지구의 주위를 돌고 있다. 달이 지구의 돌레를 도는 것은 달과 지구 사이에 서로 끌어당기는 힘, 즉 인력이 작용하기 때문이다. 달이 지구를 돌고 있을 때도 공전 궤도로부터 벗어나려는 원심력이 작용하고 있다. 이 인력과 원심력이 균형을 이루기 있기 때문에 달은 지구의 주위를 돌게 된다. 달이 지구를 향한 면이 인력에 의해 잡아당겨지고 있지만, 반대편에는 원심력이 작용하고 있다. 공전주기가 자전주기보다 빠르면 이 힘이 브레이크가 되고 늦으면 공전주기를 더 빠르게 할 것이다...
우주 분뇨처리/태양이 타는 이유/피타고라스의 정리 우주 분뇨처리 미국 NASA가 펴낸 '우주선 탑승 핸드북'에는 우주선 내부의 화장실 변기의 구조에 대한 설명이 있다. 배설물의 처리는 수세식이 아닌 기세식으로 되어 있다. 즉 기체로 세척하는 방식이다. 변기에 앉아서 제일 먼저 해야 할 일은 벨트로 몸을 고정시키는 작업이다. 아니면 몸이 둥둥 뜨고 말기 떄문이다. 그 다음 스위치를 누르면 변기 내부의 커터가 회전하는데 떨어지는 변은 이 커터에 의해 매우 잘게 분해되면서 벽에 달라부터 말라버린다. 이 분뇨가루는 별도의 탱크에 저장되었다가 우주선 밖의 우주 공간에 버려진다. 현재는 이를 다시 소독해서 재활용하는 연구가 진행중이다. NASA의 지원금을 받아 신설된 고도 생명유지 시스템연구소는 분뇨를 이용한 식량생산이나 음료수 제조를 연구하고 있다. 배설물은 박..
지구 나이 계산/아라비아 숫자/시계방향/시계눈금 지구 나이 계산 지구는 45억 년 전에 탄행했다. 인간이 지구상에 나타난 것은 겨우 몇백만 년 전이다. 그렇다면 인간은 지구의 나이를 어떻게 알 수 있을까? 방사성 동위원소는 상당히 불안정한 원자구조를 갖고 있어서 보다 안정된 구조로 변하려는 성질을 갖고 있다. 시간이 지남에 따라 방사성 동위원소는 스스로 붕괴하여 전혀 다른 물질로 변하고 만다. 방사성 동위원소의 절반이 다른 물질로 변하는 기간을 반감기라고 한다. 예를 들어 우라늄U238은 시간이 지나면서 납Pb206으로 변한다. 우라늄의 절반이 납으로 변하는 반감기는 45억 년이라는 사실이 밝혀졌다. 이를 이용하여 오랜 암석 속에 포함되어 있는 우라늄과 납의 비율을 조사하면 그 암석의 나이를 알 수 있다. 지구가 막 생겼을 무렵에 지층 깊은 곳에서 굳..
측천무후/콜럼버스/한니발 측천무후 측천무후는 당나라 태종의 후궁이었다. 태종의 총애를 받지 못해 가장 낮은 재인의 신분으로 남아 있던 무측천은 태종이 죽자 감업사에 갇혀 살았다. 감업사는 황제가 죽으면 그 후궁들이 들어가 죽을 때까지 살던 곳이다. 태종의 뒤를 이어 황제가 된 고종은 세자 시절부터 마음에 있던 무측천을 데려다가 후궁으로 삼았다. 후궁이 된 무측천은 승승장구하여 황후의 자리에 올라앉게 되었고, 결국에는 고종을 허수아비로 만들고 스스로 정치를 하기 시작했다. 측천무후는 고종이 죽자 자신의 아들 중종, 예종을 차례로 즉위시키고 황족을 탄압했는데, 690년 혁명을 단행하여 국호를 周로 고치고 스스로 황제가 되었다. 콜럼버스 콜럼버스는 지구가 공처럼 생겼기 때문에 동쪽에 있는 인도를 가기 위해 서쪽으로 계속 가면 된다고 ..

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