영화 ; FACE OFF
생각해 볼 문제
1. 피부이식을 통하여 얼굴을 서로 바꿔 치기 할 수 있을까?
2. 목소리를 바꿀 수 있는가?
읽어보기)
1번 문제에 대하여
답은 불가능하다.
단지 얼굴 피부만을 바꾼다고 해서 얼굴자체가 바뀌는 것은 아니기 때문이다. 눈썹이나 입술모양이야 피부이식으로 달라지겠지만 얼굴의 윤곽과 전체적인 형태, 굴곡을 결정하는 것은 결국 얼굴 골격과 거기에 붙어있는 근육이다.
이식에는 몇 가지 종류가 있는데
- 일란성 쌍동이끼리 조직을 이식하는 isograft
- 사람과 사람처럼 같은 종끼리 이루어지는 allograft
- 다른 종 사이에 이루어지는 xenograft
로 구분할 수 있다.
케이지와 트라볼타는 절대 일란성 쌍동이가 아니므로 이 경우의 피부 이식은 두 번째인 allograft에 해당한다. 자기 살이 아닌 남의 살이 몸에 붙으면 우리 몸은 이것을 침입자로 간주, 몰아 내는 작업에 착수하는데 이런 작업을 이식 거부라고 부른다. 첫번째 방법인 Isograft의 경우 이식 성공률이 높지만, 그 외의 경우 멋 모르고 그냥 떼어 붙였다가는 실패하게 된다.
그럼 언제 성공하고 실패하는가? 우리 몸의 면역계가 이식된 조직을 내 몸인 줄 착각하면 이식이 성공하는 것이고, 남의 살이란 걸 깨달으면 실패하는 것이다. 이 구분에는 HLA라고 불리는 항원 그룹이 중요하게 작용한다. 따라서 조직 항원을 서로 맞는다면 이식에 성공할 수 있는데, 일란성 쌍동이는 HLA 타입이 동일하므로 성공할 확률이 높다. 가족의 경우는 HLA 항원이 비슷하기 때문에 면역 반응이 적게 일어난다.
따라서 의도적으로 면역계를 약간 교란시키면 이식이 성공할 확률을 꽤 높일수 있다. 이렇게 면역계를 일부러 교란시키는 작업을 면역 억제라고 한다. 그런데, 피부라... 사실 의학적 목적으로 남의 피부를 이식해다 쓰는 경우는 없기 때문에 상상의 나래를 펴야하는데.
피부는 인체의 최전선 외곽 방어선이므로 면역 반응이 대단히 민감한 기관이다. 조직항원이 같지 않은 이상 면역 억제를 많이 해야 간신히 성공할 수도 있다. 케이지와 트라볼타 사이에 조직 항원이 같으냐, 다르냐에 대해서 영화 내에는 언급이 없다. 그렇지만, 상식적으로 같을 리가 없다. 쌍둥이가 아닌데 어떻게 같겠느냐 말이다. 또한 피부이식 후에 면역 억제제를 쓰지도 않는다. 그랬는데도 아무 문제 없이 이식에 성공했단다.
케이지는 얼굴이 길쭉하고 트라볼타는 각진 둥근 형이다. 영화에서는 얼굴 피부를 제거하고 그냥 바꿔 붙였다. 그럼 밑에 있는 뼈는? 툭 튀어나온 광대뼈도 껍데기만 바꿔 씌우면 맨질맨질해진다? 말도 안 되는 얘기이긴 하지만, 만일에 움푹 들어간 부분 위에 그냥 살갗을 살짝 올려 놓았다면 어떻게 될까? 그랬다간 살갗의 틈새로 체액이 고였다가 썩을 것이다.
주인공들 얼굴엔 피도 없냐?
피부의 구조에 대해 얘기해야겠다. 피부만 살짝 벗겨내는 작업을 박피라고 하는데 의학적으로 보았을 때 귤껍질까듯 쉬운 일이 아니다. 우선 제일 위의 피부만 살짝 잡고 치켜 든 다음에 바로 아래는 지방조직과 피부 사이를 벗겨 내야 하는 것이다. 물론 그러다 보면 많은 피가 난다.
피부를 박피하면, 그 아래를 흐르는 모세혈관이나 작은 신경들은 모두 절단될 수밖에 없다. 이것을 다시 일일이 연결해 주지 않으면 안 된다. 영화에서는 얇은 플라스틱막 같은 것으로 해결할 수 있다는 듯이 큰소리 쳤지만 말도 안 되는 소리고. 즉 피부를 박피하는데 성공했다손 치더라고 갖다 붙일 재간이 아직은 개발되지 않았다는 얘기다.
물론 현재의 기술로도 일부 피부이식이란 것을 한다. 그러나 그것은 혈관을 일일이 연결해 주는 것이 아니다. 피부는 아주 작은 넓이를 이식하는 경우는 혈관을 연결하지 않아도 대충 먹고 살 방법이 있다. 따라서 일정 넓이 이하의 피부만 이식할 수 있는 것이다.
2번 문제에 대하여
원리적으로는 가능하다.
목소리는 성대구조나 발성습관 등에 의해 좌우된다. 따라서 구강구조를 바꾸면 목소리도 바뀌게 된다. 그러나 중요한 것은 그 사람의 억양이나 언어습관까지도 완벽하게 바꿔야 다른 사람들이 눈치채지 못하게 되므로, 영화에서처럼 단지 수술만으로 구분을 못 할 정도로 바뀔 수는 없을 것이다.
전화사용이 빈번해지고 얼굴만큼이나 목소리가 중요해질 가까운 미래에는 원하는 목소리를 만들어주는 의료기술이 발전할 것으로 예상된다. 미국의 한 언어병리학자가 조사한 바에 따르면, 미국인들의 30%정도가 자신의 목소리에 불만족스럽다고 답했다고 한다. 미국에서는 훈련을 통해 말의 빠르기, 높낮이, 억양, 콧소리 심지어는 목소리 자체를 바꾸어주는 전문 발성상담원이 등장했다고 하니, 목소리를 바꾸는 것은 현재도 전혀 불가능한 일은 아니다.
생각해 볼 문제
1. 액체 폭탄 CTX가 과연 실제로 존재할 수 있는가?
2. 야시경과 손전등과의 만남?
3. 사진을 확대하면 크고 선명한 상을 볼 수 있다?
4. 기타
영화 ; 쉬리
읽을 거리)
1번 문제에 대하여
영화 속의 설정으로는 엄청난 화력을 가지고 있을 뿐 아니라 어떠한 탐지기로도 물과 구별이 안 되기 때문에 은닉이 가능해서, 영화 종반부에 북한 테러단이 이것을 축구 경기장에 설치해서 수만 명의 관중을 위협한다.
액체 폭탄은 물론 실제로 존재하는 무기다. 원래 폭탄을 구성하는 원재료는 니트로 글리세린이라는 액체화합물이다. 1847년 이탈리아의 화학자 소브레로가 짙은 질산과 황산의 합성액을 차게 한 후, 탈수한 글리세린을 첨가하여 처음 합성했다. 니트로 글리세린은 올리브 기름처럼 생겼으며 영화에서처럼 가열하거나 충격을 가하면 폭발한다. 그래서 사람들은 액체인 니트로 글리세린을 고체로 만들어 편하게 운반할 수 있도록 하고, 원하는 순간에만 폭발하도록 강한 자극에도 쉽게 터지지 않는 기술을 개발하기 위해 많은 노력을 기울였다. 이 일에 성공하여 부자가 된 과학기술자가 바로 임마누엘 노벨과 그의 아들 알프레드 노벨이다.
영화의 설정처럼 어떠한 탐지기로도 물과 구분이 안 되는 액체폭탄이 존재하는가에 대해서는 국가기밀이라 아무도 알 수 없지만, 가능할 것 같지는 않다. 고유한 화학적 구조를 가진 모든 화합물에는 분자들 사이의 고유 떨림이 존재한다. 그것을 고유 진동이라 부르는 데, 물에는 물만의 떨림이 있고 술(알코올, 에탄올)에는 술만의 떨림이 있으며, 나무에는 나무를 이루는 분자들 사이의 고유 떨림이 존재한다. 지구 밖 다른 행성에도 물이 존재하는 가를 탐사하기 위해 태양계 전체를 샅샅이 뒤지고 있는 NASA의 첨단 장비라면, CTX와 물을 구분하는 일은 어렵지 않을 것이다. 물과 구분이 불가능한 액체폭탄을 만드는 일은 매우 어려울 것으로 보인다.
2번 문제에 대하여)
쉬리에서 주인공 유중원(한석규)와 다른 OP요원들이 이방희가 남한의 주요 인사들을 살해하는 현장을 추적하기 위해 건물에 잠입하는 장면을 떠올려보자. 그들은 야시경을 쓰고 나이트 레이져(Night Laser)를 비추며 어두운 곳을 돌아다니다 시체를 발견하고 그 얼굴에 손전등을 비춘다. 만약 실제로 영화에서처럼 야시경을 쓴 상태로 전등의 불빛을 보게 된다면 한석규는 눈에 치명적인 부상을 입게 될 것이다.
야시경이란 주변의 미약한 불빛을 증폭해서 어두운 곳에서도 볼 수 있도록 만들어진 군사용 첨단장비이다. 야시경은 광증폭기 Photo Multiplier라 불리는 소자의 2차원 배열로 이루어져있다. 광증폭기는 '광전효과'를 이용해서 빛 신호를 전기 신호로 바꿔서 증폭시킨 후에 이것을 다시 빛 신호로 바꾸어준다. (아인슈타인은 이 '광전효과'를 발견한 공로로 1921년에 노벨 물리학상을 수상하였다. )
이런 야시경만 있다면 밤하늘의 별빛으로도 우리는 세상을 환히 볼 수 있다.
최근 개발된 야시경의 경우 자동 광량 조절 장치가 있어 갑자기 불빛에 노출돼도 눈의 부상을 막을수 있다. 그러나 영화 속 설정이 엉터리인 이유는 야시경을 쓴 채 광원을 들고 돌아다닌다는 설정 자체에 있다. 야시경을 쓰는 이유는 적에게 노출되기 않고 상대나 주변 지형을 관찰하기 위해 사용하는 것이므로 나이트 레이져나 손전등을 비춘다면 굳이 야시경을 쓸 이유가 없기 때문이다.
비교하기)
패트리어트 게임
3번 문제에 대하여)
영화에서 OP요원들이 남한에 침투한 테러단의 두목인 박무영(최민식)의 신원을 밝히기 위해 멀리서 촬영된 테러 요원들의 사진을 화상처리하는 장면이 나온다. 흐리게 찍힌 사진하나에서 박무영의 얼굴을 확대한다. 그리고 몇 번의 영상처리를 수행한 후 최민식의 얼굴이 또렷이 나타난다.
이것은 아무리 디지털 기술이 발달하더라도 원리적으로 불가능하다. 왜냐하면 이미지의 크기를 확대하면 화면을 구성하는 단위입자들의 크기도 커지기 때문에 해상도는 그만큼 떨어지게 된다. 그렇게 되면 크게 볼 수는 있지만 자세히 볼 수는 없게 된다.
그래서 영화에서처럼 안개가 걷히듯 물체가 선명하게 드러나는 일은 원리적으로 불가능하다.
영화 속의 설정으로는 엄청난 화력을 가지고 있을 뿐 아니라 어떠한 탐지기로도 물과 구별이 안 되기 때문에 은닉이 가능해서, 영화 종반부에 북한 테러단이 이것을 축구 경기장에 설치해서 수만 명의 관중을 위협한다.
액체 폭탄은 물론 실제로 존재하는 무기다. 원래 폭탄을 구성하는 원재료는 니트로 글리세린이라는 액체화합물이다. 1847년 이탈리아의 화학자 소브레로가 짙은 질산과 황산의 합성액을 차게 한 후, 탈수한 글리세린을 첨가하여 처음 합성했다. 니트로 글리세린은 올리브 기름처럼 생겼으며 영화에서처럼 가열하거나 충격을 가하면 폭발한다. 그래서 사람들은 액체인 니트로 글리세린을 고체로 만들어 편하게 운반할 수 있도록 하고, 원하는 순간에만 폭발하도록 강한 자극에도 쉽게 터지지 않는 기술을 개발하기 위해 많은 노력을 기울였다. 이 일에 성공하여 부자가 된 과학기술자가 바로 임마누엘 노벨과 그의 아들 알프레드 노벨이다.
영화의 설정처럼 어떠한 탐지기로도 물과 구분이 안 되는 액체폭탄이 존재하는가에 대해서는 국가기밀이라 아무도 알 수 없지만, 가능할 것 같지는 않다. 고유한 화학적 구조를 가진 모든 화합물에는 분자들 사이의 고유 떨림이 존재한다. 그것을 고유 진동이라 부르는 데, 물에는 물만의 떨림이 있고 술(알코올, 에탄올)에는 술만의 떨림이 있으며, 나무에는 나무를 이루는 분자들 사이의 고유 떨림이 존재한다. 지구 밖 다른 행성에도 물이 존재하는 가를 탐사하기 위해 태양계 전체를 샅샅이 뒤지고 있는 NASA의 첨단 장비라면, CTX와 물을 구분하는 일은 어렵지 않을 것이다. 물과 구분이 불가능한 액체폭탄을 만드는 일은 매우 어려울 것으로 보인다.
4 기타
손등에 있는 정맥 패턴으로 신원을 파악한다?
정맥 혈관을 이용한 보안 시스템이 처음 연구되기 시작한 것은 1980년대다. 당시 미국 공군은 조종사들의 장갑을 만드는 과정에서 사람마다 손가락의 모양이나 두께, 길이 등이 조금씩 다르다는 것을 알게 되었다. 그 후 스탠포드 대학 연구팀은 4000명의 손바닥 모양을 조사해본 결과 개인마다 독특한 특징이 있다는 것을 통계적으로 확인하였다. 이것을 이용한 손바닥 인식 시스템이 실제로 개발되었고 지난 애틀란타 올림픽 때 선수촌에서 출입보안용으로 사용되기도 했다. 이 인식 시스템의 경우, 정보처리량이 적어서 쉽게 사용할 수 있긴 하지만, 오인식률도 높다고 한다.
그 후 눈에 보이지는 않지만 손등의 정맥 현관 패턴도 지문처럼 사람들마다 다르다는 사실을 알게 되었다. 쉬리에 등장하는 보안시스템은 이것을 이용한 것인데, 인체에 무해한 적외선을 쪼여 피부에 대한 혈관의 밝기 대비를 최대화한 다음 정맥 분포를 인식하는 방식이다. 그렇다면 왜 하필 쉬리에 손등의 정맥 혈관을 이용한 신원확인 시스템이 등장했을까? 정확한 이유는 알 수 없지만, 손등의 정맥 혈관을 이용한 보안 시스템은 우리에게 각별한 의미를 가진다. 왜냐하면 이 시스템을 우리나라가 세계 최초로 개발하였기 때문이다.
쉬리 ; 희귀한 물고기가 아니랍니다. 그것은 예전에 시골에서 흔히 볼 수 있었던, 민물고기 인 '휘리' 또는 '피리'라 불리던 물고기래요.
영화 ; 아마겟돈
생각해 볼 문제
1. 텍사스주만한 소행성이 돌진해오는 것을 18일전에 알아낸다?
2. 왔다갔다 하는 소행성의 중력.
3. 핵폭탄을 소행성에 박아 둘로 쪼개다.
읽어보기)
1번 문제에 대하여
영화 딥 임팩트에서는 지구가 혜성과 충돌하고 아미겟돈에서는 소행성과 충돌을 한다. 딥 임팩트에 나오는 혜성을 크기가 뉴욕시(반지름 11km)만하고, 무게가 5000억 톤에 이른다. 아마겟돈에서는 텍사스 주(약 900km) 크기 만한 소행성이 시속 5만 km로 날아온다. 텍사스 주만큼 큰 소행성은 매우 드문 편인데, 알려진 바로는 '세레스'라는 소행성이 거의 유일하게 비슷한 크기를 가지고 있다. 그러나 실제로 세레스가 지구로 돌진한다면 18일 훨씬 전부터 이미 알았을 것이다.
2번 문제에 대하여
소행성의 중력이 얼마나 될지는 알 수 없지만, 최소한 영하속에서는 일관돼야 하는데 전혀 그렇지 않다. 우주비행사들의 움직임은 지구에서와 비슷한데, 중력이 작다면서 우주자동차는 천천히 떠다닌다. 만약 영화에서처럼 중력이 작다면 마지막 장면은 '옥의 티'가 된다. 원래 우주여행을 마치고 돌아오는 모든 비행사는 도착하자마자 들것에 실려 이동한다. 갑자기 중력이 세지면 적응하지 못해서 다리가 제 몸을 지탱하기 힘들기 때문이다.
그래서 영화 '아폴로 13'의 마지막 장면에서 톰 행크스는 보트와 들것에 실려 이동한다. 그런데 아마겟돈의 우주비행사는 우주선에서 스스로 내린 후 무슨 조직이 싸움하러 가듯 떼지어 힘차게 걸어 나온다. 그것도 슬로우 모션으로 멋있게.
3번 문제에 대하여
영화 딥임팩트에 나오는 10km급 혜성의 파괴력은 10억개의 원자폭탄에 해당한다. 그렇다면 아마겟돈에 등장하는 텍사스 주 크기 소행성은? 계산하기 겁날 정도로 엄청나겠지? 냉전시대에 미국과 소련에서 만들었던 핵폭탄의 화력은 모두 합쳐 10메가톤 정도. 이것은 히로시마 원자폭탄 770개에 해당하는 양이다. 그렇다면 딥 임팩트에 나오는 10km급 혜성의 파괴력을 지구상에 있는 핵폭탄으로 따져보면 대략 130만개에 해당할 것이다. 지구상에는 이런 핵폭탄이 1000여개 정도 남아있다고 알려져 있는데(물론 정확한 숫자는 아무도 모르지만), 그렇다면 지구상의 핵폭탄을 다 합쳐도 소행성 충돌에 비하면 새 발의 피인 셈이다.
지구상에 있는 핵폭탄을 모두 합쳐도 돌진해 오는 소행성을 폭파시키기에는 역부족인데다가, 깊이 수백미터 정도에 박아서 소행성이 둘로 쪼개지는 일은 결코 일어나지 않는다.
영화 ; 쥬라기공원
생각해 볼 문제)
1. 쥬라기 공원에는 쥬라기 공룡이 없다?
2. 공룡들의 부활이 과학적으로 과연 가능한가?
3. 호박의 원산지에 관한 논란
4. 온전히 보존된 DNA를 추출할 수만 있다면 그것으로 공룡을 태어나게 할 수 있을까?
5. 공룡을 부활시킨다 하더라도 공룡이 실제로 살아남을 수 있을까?
읽어보기)
1번 문제에 대하여
쥬라기 공원에 등장하는 공룡들이 대부분 쥬라기가 아닌 백악기 말기의 공룡들이라는 사실이다. 영화의 주인공인 티라노사우르스와 밸로시랩터는 백악기에 번성했던 육식동물이고, 코뿔소를 닮은 트리케라톱스 역시 백악기때 살았던 공룡이다. 영화에 등장하는 주연급 공룡들 중에서 목이 긴 초식공룡 브라키오사우르스만이 쥬라기 시대에 나타나 백악기 시대에 번성했던 공룡이다.
▶ 지질시대의 구분
선캄브리아대-고생대-중생대-신생대로 구분
중생대는 다시 쥬라기-백악기-트라이아스기로 구분된다.
▶더 자세히 보기
http://www.cyberschool.co.kr/html/text/ear/ear3/ear313.htm
2번 문제에 대하여
호박 속에 갇힌 중생대 모기의 피에서 공룡의 DNA를 추출해서 공룡을 부활시키는 일이 과연 가능할까?
호박 속에 갇힌 곤충으로부터 온전히 보존된 DNA를 추출할 수 있다고 주장하는 대표적인 과학자는 캘리포니아 과학기술 주립대학의 라울 카노 박사다. 그는 1993년 '바구미'라는 화석으로부터 DNA를 추출했을 뿐 아니라, 1995년에는 2500만년 전쯤에 살았던 것으로 추정되는 벌에 기생하는 박테리아를 호박 속에 찾아내 다시 생명을 불어넣기도 했다. 고대 동물의 DNA를 찾아낼 수 있다고 믿는 긍정론자들은 대부분 그의 주장을 따르고 있다.
그러나 영국 자연사 박물관의 분자생물학자 리처드 토마스 박사는 "설령 호박 속에서 많은 양의 DNA를 찾더라도, 그것은 아주 크게 변형된 상태일 겁니다."라고 말한다. 호박의 재료인 송진이 그렇게 단단한 유전자 보존창고가 아니라는 얘기다. 토마스 박사는 그의 연구생들과 함께 호박 속에 보존된 파리 표본을 연구했다. 약 400만년 전의 것으로 추정되는 이들 표본 중에는 몇 해전 유전자를 복구했다고 보고 된 도미니크 호박에 들어있던 표본도 포함되어 있었다. 그러나 그들은 그 속에서 DNA를 발견할 수 없었다. 15개의 표본을 조사했지만 모두 허사였다. 이에 덧붙여 그는 호박 속에서는 DNA가 온전한 상태로 남아있기 힘들 뿐 아니라, DNA가 온전한 상태로 남아있기 힘들 뿐 아니라, DNA를 추출하는 과정에서 다른 DNA에 오염될 가능성이 매우 높으며 추출한 DNA가 어느 시대의 DNA인지 구별하기가 매우 힘들다는 사실도 알아냈다. 그리고 그는 지금까지 학계에 보고 된 연구결과도 믿을 수 없다는 입장을 표명했다.
영국의 자연사 박물관이 부정적인 결과를 발표하자, 미국의 자연사 박물관도 이에 동조하는 의견을 냈다. 미국 스미소니언 박물관 마이클 브라운 박사 역시 "고대 동물의 DNA를 복원하는 이야기는 이제 끝났다"며 허탈해했다.
그 후 많은 과학자들은 지난 수년 동안 호박 속에서 발견된 고생물들의 유전물질이 모두 심하게 변형된 상태였다는 연구결과를 내놓았다. 생물학자들은 유전자의 분자구조는 깨지기 쉽기 때문에 호박 속에서 100만년도 견디기 힘들다고 말한다. 최근 발견된 네안데르탈인의 DNA는 겨우 3만년에서 10만 년 정도된 것이다. 1990년대 초반부터 그 동안 호박 속에 보존된 DNA를 발견했다는 보고가 몇 차례 있긴 했지만, 그 후의 연구는 아무런 성과도 얻지 못한 채 끝나버렸다.
3번 문제에 대하여
영화에 등장하는 호박의 원산지는 도미니카 공화국으로 설정되어있다.
예전부터 도미니카 공화국은 곤충이 들어있는 호박이 많이 발견되는 곳으로 유명하다. 그러나 도미니카 호박은 2000만 년 전에서 4000만년 전의 것이어서 공룡이 살았던 시대(2억 3000만년전에서 6500만년 전)와는 큰 차이가 있다. 공룡이 살았던 시대의 호박이 발견되는 곳은 주로 미국의 알래스카, 캐나다의 시다 호수와 그래시 호수, 일본의 초시와 구지 지역, 영국의 와이트섬, 이스라엘, 레바논 등지이다.
4번 문제에 대하여
분자생물학자들은 그것 역시 불가능하다고 말한다. DNA는 생물체의 구조와 기능을 총괄하는 설계도이지만, 그것만으로 생명체가 완성되는 것은 아니다. 유전자 배열이 완벽하게 재구성된다고 하더라도 생명이 탄생하려면 수정란 속에 적절한 환경이 갖추어져야 한다. 그렇지 않으면 배자가 형성되지 않아 母유전자의 복잡한 배열이 수정란 내부에 제대로 자리잡지 못해 더 이상 발생과정이 진행될 수 없다. 따라서 쥬라기 공원의 과학자들이 공룡의 DNA로 공룡을 부활시키기 위해서는 온전한 공룡 DNA뿐 아니라, 알 내부에 적절한 단백질과 효소들은 만들어내는데 필요한 어미의 유전자까지 알아내야 한다.
5번 문제에 대하여
공룡을 부활시킨다 하더라도 공룡이 실제로 살아남을 수 있을지는 여전히 의문으로 남는다.
중생대에 적응된 DNA를 통해 부활한 공룡이 과연 1999년 지금의 환경에 적응할 수 있을까? 날씨와 기후, 전혀 다른 자연환경은 그들의 생존을 위협하는 요소가 될 것이다. 현재의 동식물들을 먹이로 먹었다가는 소화불량에 걸릴 수도 있다. 그렇다고 중생대 자연환경을 조성해 주자니 그 당시의 동식물들을 전부 부활시켜야 하는 만만치 않은 어려움이 따른다.
익명 작성일 - 