한국의 전통과학

 

길고 멀리 소리가 울리는 에밀레종은 어떻게 만들어진 것일까? 높은 열효율을 자랑하는 온돌은 어떤 비밀을 가지고 있을까? 세계가 인정한 건강식품 김치에 숨은 과학의 원리는 무엇일까? <위대한 문화유산>, <오늘의 과학>에서 다룬 한국의 주요 문화유산 이야기를 통해, 우수한 전통문화 속에 살아 있는 우리 조상들의 지혜를 살펴보자.

 

 

"에밀레종" 소리가 널리 퍼지게 할 수 있는 '맥놀이 현상'

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우리나라 종의 소리를 들어보면 ‘웅웅웅’ 하면서 끊어질 듯 이어지는 소리가 반복되는 것을 알 수 있을 겁니다. 이렇게 해서 여운이 오래가고 그 덕에 소리가 계속해서 뻗어나가게 되는 것이지요. 그러면 이와 같이 다른 진동을 가진 두 개의 소리가 어떤 장치 덕에 나올 수 있는 걸까요? 과학자의 정밀한 분석 끝에 이 종의 상하와 배 부분이 두께가 다른 것을 발견했고, 두 개의 소리가 나올 수 있었던 것은 이것 때문인 것으로 결론을 내렸습니다. 신라인들이 이처럼 고도의 계산을 한 것이 놀라운데, 이 기술이 가장 잘 발현된 것이 바로 에밀레종이라고 합니다.

"석굴암" 곳곳에 숨은 신라시대 높은 과학수준의 흔적

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가장 문제시되는 것은 습기입니다. 습기가 생기면 돌 표면에 이끼가 끼기 때문입니다. 이것을 피하기 위해 신라인들은 절묘한 방법을 썼습니다. 돔 바닥 밑으로 샘을 흐르게 한 것입니다. 그러면 바닥 온도가 내려가게 되는데 바닥이 차지면 실내의 습기가 바닥에서 이슬로 화합니다. ... 석굴암의 과학성은 그 향하는 방향에서도 읽힙니다. 석굴암이 문무왕릉을 향해서 있다는 설도 있지만, 동지 때 일출 방향으로 향해 있다는 것이 더 설득력 있습니다. ... 그 정확한 방향을 찾는 데에 1/1,000 미만의 오차밖에는 생기지 않았다니 당시 과학 수준을 알 만합니다.

"온돌" 더 오래 더 따뜻하게 열기를 유지하는 원리

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고래에서 뜨거운 열기가 굴뚝으로 빨리 빠져 나가면 열의 손실이 심하겠죠? 그래서 고래가 끝나는 부분에 ‘고래개자리’를 만듭니다. .... 다시 한 번 숨을 고른 다음 열기는 이곳에 남게 하고 연기만 굴뚝으로 보내는 역할을 하는 것이 바로 고래개자리입니다. 마지막까지 열기를 잡아 방을 더 데울 수 있게 한 것입니다. ... 연기는 이 굴뚝으로 나가기 전에 그 밑에 있는 ‘굴뚝개자리’를 만납니다. 이것은 찬 공기나 빗물이 굴뚝 안으로 들어가는 것을 막아주는 역할을 합니다. ... 이것들은 모두 온돌의 효율을 높이기 위해 과학적인 생각 끝에 만들어낸 장치입니다.

"한글" 발성 기관의 모습을 본 따 만든 과학적 문자

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자음에서 기본 되는 것은 ‘ㄱ∙ㄴ∙ㅁ∙ㅅ∙ㅇ’인데 ... 이 다섯 글자를 기본으로 획을 하나 더하거나 글자를 포개는 것으로 다른 글자를 만들었습니다. ‘ㄱ·ㅋ·ㄲ’이 그것입니다. 그래서 앞 글자 다섯 개만 알면 다음 글자는 그냥 따라옵니다. 그런데 이 다섯 자음도 외울 필요가 없습니다. 왜냐하면 이 글자들은 발성 기관이나 그 소리 나는 모습을 가지고 만들었기 때문입니다. 예를 들어 ‘기역’ 혹은 ‘그’라고 발음하면 혀가 밑으로 ‘ㄱ’자 모양으로 꺾이지요? 그 혀 모양이 바로 글자가 되는 것입니다. 이것은 다른 글자도 마찬가지라 ‘ㅇ’ 같은 경우는 목구멍의 모습을 본 뜬 것이지요. 그래서 외울 필요가 없다는 것이고 그런 까닭에 배우기가 아주 쉬운 것입니다.

이미지 출처: 국립 과천 과학관

"기리고차" 톱니바퀴의 원리를 이용한 거리측정장치

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기리고차는 수레바퀴의 중간에 철로 만든 톱니바퀴가 있는데 톱니가 10개 설치되어 있다. 아래바퀴에는 120개의 톱니가 설치되어 있어 이것으로 수레바퀴의 축에 있는 톱니바퀴와 서로 연결되도록 되어 있다. ... 아래바퀴의 축에는 톱니가 6개인 톱니바퀴가 ... 이것과 연결된 중간바퀴는 톱니가 90개 ... 중간바퀴의 축에는 톱니가 6개인 톱니바퀴가 설치되어 있고 이것과 연결된 윗바퀴는 톱니가 60개다. ... 수레바퀴의 둘레가 10자인데 수레바퀴가 12번 회전하면 아래바퀴는 한 번 회전하여 120자를 측정하고 아래바퀴가 15번 회전하면 중간바퀴가 한 번 회전하여 1,800자를 측정한다. 중간바퀴가 10번 회전하면 윗바퀴가 한 번 회전하여 18,000자를 측정하게 된다.

이미지 출처: 국립 과천 과학관

"앙부일구" 태양의 움직임을 읽는 시계, 달력

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(앙부일구의) 시반 면에는 시각선과 절기선이 새겨져 있고, 시반 주위는 빙 돌려서 24절기와 24방위를 새긴 지평환이 있다. 영침과 나란한 시각선은 왼쪽에서 오른쪽으로 묘, 진, 사, 오, 미, 신, 유의 7개의 시가 적혀 있다. 영침과 직각으로 절기선을 13개 새기고 24절기를 새겨 넣었는데 오른쪽 맨 위부터 그림자가 가장 긴 동지부터 가장 짧은 하지까지 새겨 표시하였고 왼쪽 밑에서부터는 나머지 하지에서 동지까지 계절을 차례대로 표시하였다. ... 앙부일구는 가로글씨를 읽으면 시각이, 세로글씨를 읽으면 계절을 동시에 알 수 있어 시간을 재는 시계인 동시에 일년의 날짜와 절기를 알아보는 달력의 역할을 하였다