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인류의 생활상을 바꾼 위대한 발견
인류의 역사와 생활상을 바꾼 발견
인류의 역사는 물론 생활상까지 바꾼 발견도 연구실에서만 이루어지는 것이 아니다. 이는 수많은 사람들에 의해 입증된 바 있다. 대표적인 예로 아르키메데스의 ‘부력의 원리’는 목욕탕에서 발견되었고, 아르키메데스는 너무나 기쁜 나머지 자신이 나체인 것도 잊고 ‘유레카!’를 외치며 거리로 뛰쳐나왔다고 한다. 유레카, 우연한 발견은 수없이 많고, 지금 이 순간에도 이루어지고 있고, 때로는 엄청난 발명을 탄생시키기도 한다.
물속에 잠겼다 떠오르는 타원형 와인 통에서 힌트
사람이 배를 이용해 물고기처럼 물속을 항해해 보려는 생각은 옛날부터 있었다. 그러나 오늘날과 같은 첨단 잠수함의 기초가 된 발명은 1776년 당시 미국 예일대 학생이었던 데이비드 브슈넬에 의해 이루어졌다. 당시 미국은 독립전쟁 중이었다.
영국으로부터 독립하고자 했던 미국은 영국과의 전쟁을 피할 수 없게 되었다.
전쟁은 치열했다. 산업혁명으로 눈부신 공업발전을 이룬 영국은 탁월한 무기와 군함을 앞세워 미국 독립군을 전멸시키려 했고, 비교할 수 없을 만큼 병력이 형편없었던 미국 독립군은 후퇴를 거듭했다. 바로 이때 바다 속으로 몰래 침투하여 적의 군함을 폭파해야 전쟁에서 이길 수 있다고 생각하고 잠수함 발명에 도전한 사람이 있었다. 브슈넬이었다.
브슈넬은 매일같이 해안을 점령한 영국군 군함을 폭파시킬 수 있는 방법만 생각했다 .생각처럼 쉬운 일이 아니었다. 그렇다고 물러설 브슈넬도 아니었다. 그러던 어느 날 문제의 실마리를 푸는 현상에서 눈앞에서 벌어지고 있었다. 바다에 떠다니던 나무로 만든 타원형 와인 통이 물속으로 잠겼다가 한참 후에야 떠오르는 것이었다. 처음에는 무심코 지나쳤으나 이 같은 현상은 불규칙적이기는 했지만 반복되고 있었다.
‘바로 저 원리다. 저 원리로 물속을 드나들 수 있는 잠수함을 만드는 거다.’
원리를 깨닫자 연구는 일사철리로 진행되었고, 드디어 와인 통을 닮은 타원형의 잠수함이 탄생되었다. 1776년에 발명된 이 1인용 잠수함에는 터틀호라는 이름이 붙여졌다.
혈액이 서로 다르다는 발견에서 혈액형 분류법 발명
수혈치료법이 안전한 치료법으로 뿌리를 내릴 수 있었던 것은 혈액형 분류법이 발명되었기 때문이었다. 혈액이라 해서 모두 같은 것이 아니라 서로 다르다는 것을 발견하고, 거기에 A형, B형, C형이라는 명칭을 붙인 것이다. C형은 나중에 그 명칭이 O형으로 바뀌었다.
발명가는 오스트리아의 카를 란드스타이너. 그는 비엔나대학에서 의학을 공부한 후 병리학자가 되어 많은 업적을 남겼다. 그의 업적 중 가장 돋보이는 것은 A형, B형, O형이라는 혈액형의 발견과 그 분류법의 발명이다. 이 업적으로 1930년 노벨상의 받기도 했다.
란드스타이너가 혈액이 서로 다르다는 것에 주목하게 된 것은 앞서 발명된 혈액 수혈법 때문이었다. 그것은 혈액 수혈법 실험 결과 중 동물의 혈액을 사람에게 수혈하였을 때 수혈된 동물의 적혈구가 엉기고 용혈되었다고 보고된 내용이었다. 바로 이것이 란드스타이너에게 혈액형 분류에 도전하게 하였고, 서둘러 연구에 착수하게 하였다. 이 연구에서 란드스타이너는 사람의 혈액을 다른 사람에게 수혈했을 때도 적혈구가 용혈된다는 사실을 밝혀냈는데, 여기에서 사람의 혈액도 서로 다를 수 있다는 추리를 하게 되었다. 바로 이 추리가 혈액형 분리법을 발명하는 기본이 되었다.
참고로 네 번째 혈액형인 AB형은 란드스타이너가 아닌 그의 제자인 데카스텔로와 스툴리가 1902년에 발견했다. 데카스텔로와 스툴리의 AB형 발견 동기도 스승인 란드스타이너와 동일했다. 분류된 혈액인데도 용혈되자 A, B, O형 외에도 또 다른 혈액이 있을 수 있다는 결론에 도달했고, 그 결론은 곧 AB형의 발견으로 이어진 것이다.
우연히 발견된 극초단파는 전자레인지 발명으로 이어져
음식물 조리의 혁명을 연출해낸 전자레인지도 우연히 발견이 안겨준 행운이었다. 발명가는 미국의 퍼시 스펜서. 1945년 어느 날, 진공관 곁에서 연구에 몰두하던 스펜서는 주머니에 손을 넣는 순간 깜짝 놀랐다. 군것질거리로 넣어 두었던 주머니 속 초콜릿이 뜨거운 것이 없는데도 모두 흐물흐물 녹아 버렸던 것. 다음날도 똑같이 주머니에 초콜릿을 넣어 두었더니 마찬가지 결과가 나왔다.
‘분명 어떤 이유가 있다’고 생각한 스펜서는 연구를 시작했다.
오랜 궁리 끝에 진공관에서 뿜어 나오는 극초단파 때문에 초콜릿이 녹았다는 사실을 발견했다. 스펜서는 이 원리를 이용, 불을 쓰지 않고도 음식을 조리하는 전자레인지를 만들어 냈다. 물론 특허도 얻었다. 처음 만들어 낸 전자레인지는 높이 150cm에 무게가 340kg이나 되는 엄청난 크기였다. 가정보다는 큰 식당이나 열차, 배 등에서 주로 쓰였다. 하지만 이후 기술의 발달로 전자레인지는 점점 작아졌다. 전문 요리사가 아니라 보통 가정주부도 쉽게 음식을 만들 수 있도록 기능도 다양해지고 간편해졌다.
끝없는 발견, 끝없는 역사의 발전
인터페론도 발견이 안겨준 선물이다. 발명가는 1957년 영국 국립의학연구소의 아이작과 린든먼. 이들은 열처리한 바이러스를 달걀 내막의 세포에 처리하고 하루 동안 배양한 다음, 배양액을 추출하여 새로운 달걀 내막과 섞은 후, 살아 있는 바이러스를 집어넣은 결과, 바이러스의 분열이 억제되었고, 그 배양액을 넣지 않은 경우에는 바이러스가 분열되어 번식하였다. 이 실험의 의미는 바이러스가 동물세포에 침입하면 방어의 기능으로 그 동물세포는 인터페론을 생산하여 바이러스의 분열을 막는다는 것이다. 제일 많이 연구된 분야는 인간의 인터페론이다.
심장 박동 음, 호흡 소리, 장의 소리 및 혈관 음 등 인체에서 나는 여러 소리의 특성을 파악해 질병을 진단하는 청진기는 어린이들이 긴 나무막대를 가지고 한쪽에서 다른 쪽으로 신호를 전달하는 타전 놀이에서 힌트를 얻어 발명되었다. 발명가는 내과의사 르네 라에네크. 1816년 그는 처음에 종이를 둘둘 말아 만든 통을 이용하였는데, 나중에 이것을 목제 통으로 바꾸어 사용하였다. 라에네크가 발명한 목재 청진기는 길이 22센티미터, 직경이 2.5센티미터인 속이 빈 목재로 만들었으며, 귀에 대는 부분이 한쪽 밖에 없어서 ‘외 귀형’이라고 불렸다.
인간이 발명한 자궁으로 불리는 최초의 인큐베이터는 이집트 상형문자에서 나오는 병아리 부화기에서 힌트를 얻어 발명되었다. 발명가는 프랑스 산부인과 의사였던 에티엔 스테판 타르니에. 타르니에는 놀랍게도 닭과 오리를 사육하는 오딜 마틴의 자문을 받아 1880년 미숙아에게 적합한 인큐베이터를 발명하였다. 타르니에가 닭과 오리를 사육하는 사람에게 자문을 구한 이유는 간단했다. 인큐베이터를 병아리 부화기에서 힌트를 얻었고, 병아리 부화라면 닭과 오리의 사육사가 전문가이기 때문이었다.
글 : 왕 연 중
(한국발명문화교육연구소 소장, 영동대학교 발명특허학과 겸임교수)
(이메일 : wangyj39@dreamwiz.com 전화 : 011-890-8578 )
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