자연의 패턴 : 필립 볼의 형태학 아카이브 / 형태의 아름다움은 자연에 있다

이 포스팅을 읽기 전 참고 사항​​

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​​- 개인적인 후기일 뿐,

독서 전 반드시 참고할 건 아니니

​가볍게 읽기를 바란다. ​​​​​

​

-책의 내용이 일부 포함되어 있다

 

 

자연의 패턴

필립 볼의 형태학 아카이브 | 양장본 Hardcover

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지은이 : 필립 볼

옮긴이 : 조민웅

출판사 : 사이언스북스

출판일 : 2019년 02월 16일

 

 

 

이 책의 주장은 낡은 신비주의나 종교적 창조론이 아니다. 자연계는 단순한 원리를 이용해 다양성과 풍부함, 다윈이 말한 "가장 아름다운 온갖 형태"를 만들어 낸다. 그 아름다움의 일부가 이 책에 담겨 있다.
12p 책을 시작하며, 패턴탐색자들에게

신에 대한 이야기는 이제 그만 듣고 싶을 만큼 지쳤다. 신이 내린 아름다움이라고만 자연을 논하기엔 자연은 아름다움만 가진 것이 아니다. 그렇다고 추함이 존재하지는 않는다. 딱정벌레의 패턴, 벌집의 육각형 모양, 얼룩말의 무늬, 이 모든 것이 신의 계산인 것인가? 그딴 말로 단순화 시킬 것이 아니다. 분명 그 이유는 존재한다.

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자연에 대한 모습을 신에 덧대지 말고 읽어야 한다. 이 책은 서두에 그 내용을 분명히하고 있다.

 

 

 

프랙탈 가지는 생물학에서 매우 흔하게 등장한다. 따라서 프랙탈 가지가 생명체에게 유용한 어떤 기능을 가진다고 생각할 수 있다. 가령 두 갈래로 갈라지는 허파의 기관지나 동맥, 정맥, 모세 현관의 연결망을 생각해 보라, 이들도 나무와 마찬가지로 수지상 계충 구조를 가진 프랙탈이다. 이러한 분지망이 일종의 적응적 이익을 가져오리라는 생각에는 무리가 없을 것이다.

이러한 연결망은 생명에 꼭 필요한 유체(공기든 혈액이든 식품의 수액이든)를 분배하기 위해 존재하는 것이다. 나무 같은 구조가 몸이나 조직의 모든 부분에 유체를 대는 좋은 방법임을 알아차라기는 어렵지 않다.
54p 2장 프랙탈

프랙탈 지수 1.4 정도가 인간에게 안정감을 가져다 준다고 한다. 자연의 모습에서 우리는 편안함을 느끼는 이유가 이 때문이다. 숲속을 거닐다보면 나뭇가지들이 제각기 다른 형태로 뻗어있다. 또 나무의 색깔과 이파리의 색이 다르고 중간중간 하늘이 보인다. 혼재된 상태이다. 그런데 우리는 자연 안에서 힐링한다.

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이 묘한 패턴을 인간도 본능적으로 알고 있는 것일지 모른다. 인간의 허파에 뻗어진 가지와 혈관가지들을 떠올려보면, 영양을 공급하는 것에 있어 효율적이라는 생각이 든다. 동물한테만 해당하는 것이 아닌 식물도 마찬가지다.

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자연에 살아가는 모든 구성원들은 프랙탈 가지 형태의 패턴을 갖고 사는 거다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

유체의 흐름은 그 자체로 패턴이 될 수 있을 뿐만 아니라 다른 패턴 형성을 매개할 수 있다. 물의 모양은 영구적인 자취를 남긴다. 개울과 강과 바다는 모래를 실어 나르고 돌을 쌓고 이동시킨다. 그 결과인 침식과 퇴적은 경관을 경이로운 패턴으로 재배치한다. 구불구불 사행하는 하천은 되먹임 과정이 어떻게 질서와 구조를 만드는가를 보여 주는, 가장 잘 알려진 예 중 하나이다. 왜냐하면 물의 흐름이 굽이는 부분가 장자리에서 더 빠르고, 안쪽에서는 느리기 때문에 바깥쪽 굽이 강둑에서는 더 많은 침식이 일어나는 반면 안쪽에서는 물이 운반한 모래가 퇴적된다.
117p 4장 흐름과 혼돈

균열로도 볼 수 있는 유체의 흐름. 시간의 흐름이 계속될 수록 굴곡진 형태로 바뀌는 하천의 모양. 한쪽은 침식작용이 다른 한쪽은 퇴적작용이 반복된다. 바다의 경우 밀물과 썰물의 반복으로 갯벌이 생기고 다양한 생명체들이 사는 터전이 되었다.

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물의 흐름은 자연의 복잡함을 더한다. 오랜시간과 합쳐지면 물은 큰 돌도 깎을 만큼 강하다.

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파동은 자연의 모든 곳에 스며들어 있다. 정말 말 그대로. 음파는 진동하는 공기의 파동이다. 빛은 전기장과 자기장의 파동, 즉 전자기파이고 공간 속을 그 무엇보다 빠르게 이동한다. 파동은 서로 만날 때 '간섭' 한다. 그들이 보조를 맞추느냐 아니냐에 따라 마루와 골이 강화되거나 사라질 수도 있고, 아름다운 간섭 패턴이 나타날 수도 있다. 수면파가 벽의 가장자리, 욕조, 강둑 등에서 튕길 때처럼. 빛의 간섭은 눈길을 끄는 색들을 만든다. 비누 막이나 젖은 도로 표면의 기름 막에 나타나는 색들처럼. 파동이 고정된 공간에 갇혀 있을 때 공명 현상으로 특정 주파수와 패턴이 선택될 수 있다.
5장 파동과 모래언덕 144p

귀로 듣는 음악도 파동이다. 우리 두뇌 사이사이 신경이 전달될 때 발생되는 전기의 흐름도 파동이다. 오케스트라를 구성하는 주요 악기의 음역대는 인간의 목소리와 주파수가 비슷하다. 때문에 연주를 들으면 마음이 차분해지는 효과가 있다.

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플라스틱 빗을 긁는 소리, 알루미늄 호일에서 발생되는 소리를 고양이는 싫어한다. 작은 소리까지 들을 수 있는 민감한 귀를 가지고 있기 때문에 이 소리가 불편한 것이다. 뇌파의 파동과 조화롭지 못하다는 의미가 되겠다.

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대칭의 패턴을 나타내기도 한다. 웨스트 나일 바이러스와 SV40 바이러스는 대칭성을 보인다. 이리듐과 백금의 금속에서도 원자 수준의 질서를 볼 수 있다. 계산된 프로그램 마냥 현미경으로 들여다보면 규칙적인 모습을 갖고 있다.

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나무의 균열, 가뭄으로 인한 땅의 균열, 번개로 인한 공기의 균열 등 균열을 통해서도 특정 패턴이 보인다. 크기가 일정한 듯 다르다.

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점과 줄 파트에서는 앨런 튜링이 제시한 반응-확산계를 설명한다. 얼룩말의 줄무늬와 딱정벌레의 점 등 동물이 갖고 있는 패턴이 방정식을 통해 일정하다는 것을 알 수 있다는 것이다.

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활성체와 억제체의 활동을 기술하는 방정식을 만들고 풀면서 활성체의 얼룩이 억제체로 인해 불규칙하게 나타난다는 걸 발견했다. 이게 동물들의 패턴형성이라는 거다.

 

 

 

 

총평

300장의 사진과 함께 자연이 만들어낸 패턴을 이야기하는 이 책은 읽기에 좋다. 다만, 과학적 이야기에 소양이 없는 사람이라면 읽기 어렵다고 느낄 수 있다. 각 장마다 할애된 분량이 그다지 많지 않기에 부담가지지 말고 읽기를 바란다. 많아봐야 한두 페이지다.