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  우리의 생활과 밀접하게 관련되어 있는 나노기술! 지금은 우리에게 일상적인 것이 되어버려 나노기술이 없는 우리의 삶은 상상하기도 어렵다. 하지만 이 나노기술의 역사는 생각보다 그리 오래되지 않았다. 그렇다면 이 나노기술의 시작은 어디서부터 였을까? 오늘날 우리의 편리한 생활은 누구로부터 시작되었을까?

 

  1965년 양자역학 연구로 노벨상을 받고 1985년 「파인만씨, 농담도 잘하시네!」라는 책을 펴내고 세계적인 베스트셀러가 되기도 한 리처드 파인만(1918~1988)은 미국의 천재적 물리학자로 알려져 있다. 그는 1959년에 미국 물리학회 주최로 캘리포니아 공과대학에서 열린 강연회에서 <바닥에는 풍부한 공간이 있다>라는 제목의 연설을 했는데, 이날의 파인만의 강연은 훗날 나노기술 영감의 시초로 역사에 남게된다.

 

바닥에는 풍부한 공간이 있다!

  파인만은 강연 초에 자신이 미개척 분야에 대해 강연에서 말하고자 하며, 그것이 엄청난 성취를 이룰 수 있는 분야라고 하며 청중들의 호기심을 자극하고는 강연을 시작했다.

 

  "내가 말하고자 하는 것은 아주 작은 규모의 물질을 다루고 제어하는 문제입니다. 내가 이렇게 말하면 사람들은 소형화를 떠올리고 오늘날 소형화가 얼마나 진보했는지 잘 알고 있다고 말합니다. 그들은 내게 손톱 크기보다 작은 전기 모터에 대해 말하죠. 그리고 어떤 장치가 이미 시장에 나왔는데, 그것으로 주기도문을 머리핀에 기록할 수 있다고 말합니다." 라고 하며 그는 사람들이 알고 있는 작은 세계에 대해 먼저 언급한다. 그러나 그는 그런 것들, 그 정도의 것들은 자신이 말하고자 하는 것에 비해 너무나 원시적이고 아무것도 아니라고 주장한다.

 

  그리고 그는 왜 브리태니커 백과사전 24권 전권을 핀머리에 기록할 수 없을까 하는 질문을 던지고 본인 스스로 그 해답을 풀어나간다. 그는 핀 머리의 지름은 약 1.6밀리미터이며 그것을 25,000배 확대하여야 브리태니커 백과사전 전권을 모두 펼쳐놓은 넓이와 같게 된다고 한다. 그렇기 때문에 백과사전의 모든 기록을 25,000배 축소해서 기록하면 자신이 방금 물었던 질문의 답이 된다고 하는데, 과연 그것이 가능한지에 대해 이야기를 계속 이어 나간다.

 

  "우리 눈의 해상력은 약0.2밀리미터 입니다. 이것은 대략 백과사전 인쇄의 작은 점 하나의 지름과 같습니다. 이것을 25,000배 축소해도 지름이 80옹스트름이나 되는데, 보통 금속은 이만한 직경에 원자 32개가 들어갑니다. 다시 말해서 이런 점 하나의 넒이에는 원자가 1,000개나 들어갈 수 있죠. 따라서 각 점을 사진 조판에 필요한 크기로 맞추는 것은 간단한 일이고, 브리태니커 백과사전 전체를 핀 머리에 새길 여우가 충분하다는 것은 의문의 여지가 없습니다."

 

  파인만은 이렇게 브리태니커 백과사전을 핀 머리에 쓰는 방법을 설명하고나서, 우리의 모든 정보가 아주 작은 세포 하나 속에 있는 사슬 모양의 DNA에 담겨져 있으며 이와 같이 생물체가 매우 많은 양의 정보를 엄청나게 작은 공간에 넣을 수 있다는 사실을 거듭 강조 한다. 

 

  그리고 파인만은 아주 작은 많은 세포들이 아주 활동적으로 움직이며, 정보를 저장하거나 다양한 물질을 생성해내는 등의 온갖 신기한 일들을 한다고 하며, 우리 인간도 그렇게 할 수 있는 가능성에 대해 즉 그러한 규모에서 움직이는 물체를 만들어 낼 수 있기를 꿈꾸었다. 

 

  방을 가득 채우는 컴퓨터를 아주 작게 만드는 일에 대하여, 그리고 사람의 몸속으로 들어가 돌아다니며 의사가 할일을 대신 할 수 있는 기계 의사를 만드는 것에 대하여 그는 흥미로운 이야기를 계속해서 풀어나갔다. 그리고 그는 어떻게 그런 일이 가능한 매우 작은 기계를 만들 수 있는지에 대한 방법으로 원자를 다시 배열하는 것을 제시했다.

 

원자를 재배열하다

  파인만은 아주 먼 미래의 일일지도 모르나, 궁극적으로 원자를 인간의 마음대로 다시 배열하는 것이 그 방법이라고 했다. 즉 인간이 원자 수준까지 내려가 그 원자 하나하나를 직접 원하는 곳에 배열할 수 있다는 말을 하는 것이다. 그는 이처럼 원자 수준에서 기계를 만드는 것이 가능한 날이 오리라 확신하며 말했다.

 

  "앞에서 말했듯이, 나는 생물학적 현상에서 영감을 받습니다. 화학적 힘은 반복적으로 이용되어 온갖 불가사의한 결과를 만들어 냅니다. 나 자신도 그 결과 중 하나입니다. 내가 아는 한 물리학 법칙을 지키면서도 원자 단위로 물질을 조정할 수 있는 가능성이 분명히 있습니다. 적어도 이론적으로는, 화학자가 적어 준 공식에 따라 물리학자가 화학물질을 조립하는 일도 가능합니다." 라고 말하며 궁극적으로 화학 합성이 가능한 일이라고 했다.

 

  그는 연설이 끝나가면서 더욱 확신에찬 목소리로 힘있게 말을 이어 나갔다. 화학하자 알려 주는 곳에 원자를 하나씩 배열하다 보면 어떤 물질을 만들 수 있으며, 인간이 직접 눈으로 그 작업을 볼 수 있으며 원자 수준에서 작업하는 것이 가능하게 된다면 화학 및 생물학이 안고 있는 많은 문제들을 해소할 수 있을 것이라고 하며 반드시 그런 발전이 이뤄지리라고 이야기 했다.

 

 이같은 연설을 마치며 파인만은 과학자들에게 원자를 다시 배열하여 새로운 물질을 만드는 연구를 하기를 제안했지만 청중들은 그의 말을 농담으로 받아들이는데서 그쳤다고 한다.

 

  그의 연설내용을 보면 파인만은 오늘날 나노기술 발달을 예견하고 있다. 그의 상상력을 통한 선견지명은 농담이 아니라, 실제로 오랜 시간이 걸리지도 않아 현실이 된 것이다. 파인만은 미국의 수많은 과학자들 중에서도 창의력이 나마른 인물로 손꼽히는데 그가 평소 말했던 '사고의 자유의 중요성'을 스스로 보여준 셈인 것이다.

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