음모론 - 달에서의 이륙

얼마전에 우연히 이런 짤방을 본 일이 있습니다. 지성인이라고 불리는 유시민씨가 이런 합리적 의심을 가지고 있었을지는 몰랐네요. 하긴 그분은 이과가 아니라 경제학과 전공이니 저런 합리적 의심을 가지게 되었을지도 모르죠.
사실 저도 저 프로그램을 보지는 못했습니다. 그래서 저기서 정재승박사가 뭐라고 설명했는지는 모르겠습니다만, 저런 의문은 달착륙 음모론자들이 흔히들 제기하는 의문이기도 합니다.
지구를 탈출한 아폴로 11호는 새턴 로켓을 사용했습니다. 새턴 로켓은 1단의 무게만 해도 연료포함 2300톤입니다. 그렇다면 중력이 1/6인 달에서 이륙하기 위해서는 최소한 383톤의 로켓에다가 2단, 3단에 해당하는 다른 로켓이 더 필요할 것이다 생각할 수도 있겠죠.
그런데 달에 착륙한 달착륙선(이글)의 무게는 14.6톤에 불과합니다. 지구에서 탈출하기 위해 2300톤에 달하는 로켓과 연료가 필요했는데, 아무리 1/6의 중력을 가진 달에서 14.6톤의 연료와 로켓으로 탈출할 수 있을지 의심을 가질 수도 있겠죠.

잠깐 시야를 바꿔 이런 것을 생각해 봅시다.

어느 작은 상단이 사막을 건널 일이 생겼다. 사막을 건너기 위해서는 하루의 시간이 필요하다. 그들은 낙타 한마리를 구해서 그들(상단윈 + 낙타 한마리)이 하루동안 먹을 물과 먹거리를 싣기로 했다. 그 물과 먹거리는 낙타 한마리에 빠듯하게 실을 수 있었다. 그 낙타를 끌고 그들은 무사히 사막을 건널 수 있었다. 며칠후 이 상단은 좀더 큰 사막 - 건너는데 엿새가 걸리는 사막을 건너게 되었다. 상단장은 상단원들을 모아놓고 이렇게 명령했다. "지난번에 사막을 하루 건너는데 낙타 한마리에 식량을 싣고 갔었다. 이번에는 엿새니 낙타 여섯마리면 충분히 건널 수 있겠군. 빨리 나가서 낙타 여섯마리를 구해오라."

이 상단은 엿새에 걸쳐 사막을 건널 수 있을까요? 건널 수 없을 겁니다. 왜냐하면 낙타 한마리에 실을 수 있는 양은 [상단원 + 낙타 한마리가 하루동안] 먹을 수 있는 양입니다. 그러므로 낙타 여섯마리에 짐을 싣는다면 그 양은 [상단원 + 낙타 한마리가 엿새동안] 먹을 수 있는 양이 됩니다. 낙타 다섯마리는 하루 지나서 굶어죽을테고, 상단원들은 남은 낙타 한마리에 하루치 먹거리를 싣고 다시 되돌아와야 할 겁니다.
그렇다면 엿새동안 사막을 건너려면 낙타 몇마리가 필요할까요?

이를테면 상단이 하루에 먹을 먹거리가 40kg, 낙타 한마리가 하루에 필요한 먹거리 10kg, 낙타 한마리가 50kg의 짐을 질 수 있다고 해 봅시다. 낙타가 여행중 먹을 먹거리는 낙타 자신이 싣는다고 한다면, 하루길은

낙타 한마리 하루 먹이	10kg
낙타 한마리 여유용량	50kg - 10kg = 40kg
상단 하루 먹거리	40kg
필요한 낙타	40kg / 40kg = 1

와 같이 낙타 한마리면 충분합니다. 하지만 이틀길은

낙타 한마리 이틀 먹이	10kg * 2 = 20kg
낙타 한마리 여유용량	50kg - 20kg = 30kg
상단 이틀 먹거리	40kg * 2 = 80kg
필요한 낙타	80kg / 30kg = 2.6666

즉, 낙타 3마리가 있어야 합니다.
만약 나흘 걸리는 길이라면

낙타 한마리 나흘 먹이	10kg * 4 = 40kg
낙타 한마리 여유용량	50kg - 40kg = 10kg
상단 나흘 먹거리	40kg * 4 = 160kg
필요한 낙타	160kg / 10kg = 16

4마리가 아니라 16마리가 필요합니다.
이렇게 낙타 자체의 먹이 때문에, 사막이 넓어질수록 필요한 먹이가 증가하고, 낙타의 먹이를 나르기 위한 낙타도 증가하므로 필요한 낙타 수가 급격히 증가합니다. 마찬가지로 엔진 자체의 무게 때문에, 중력이 커질수록 필요한 연료량이 증가하고 연료의 무게가 증가하기 때문에 엔진의 크기(규모)도 급격하게 증가하게 되죠. 하루길에 낙타 한마리지만 나흘길에는 낙타 네마리가 아니라 16마리가 필요해지는 것처럼 말이죠.

만약 닷새가 걸리는 사막이라면 어떨까요?

낙타 한마리 닷새 먹이	10kg * 5 = 50kg
낙타 한마리 여유용량	50kg - 50kg = 0kg
상단 닷새 먹거리	40kg * 5 = 200kg
필요한 낙타	200kg / 0kg = ∞

낙타 한마리에 실을 수 있는 양은 낙타 자신이 닷새간 먹을 수 있는 양이기에 상단원의 먹거리를 실을 수가 없습니다. 결국 아무리 많은 낙타를 모아도 사막을 건널 수가 없는 것이죠.

그렇다면 위 예제에서 엿새가 걸리는 사막을 지날 방법은 없을까요?
낙타 12마리에 먹거리를 가득 싣고 출발했다고 합시다.
하루동안 소모된 양은 다음과 같습니다.

실을 수 있는 양	50kg * 12 = 600kg
상단 소모량	40kg
낙타 소모량	10kg * 12 = 120kg
총 소모량	40kg + 120kg = 160kg
남은 양	600kg - 160kg = 440kg
필요한 낙타수	440kg / 50kg = 8.8

하루동안 상단과 낙타가 160kg을 소모하고 440kg이 남습니다. 이 440kg을 싣기 위해 12마리의 낙타가 다 필요한 것은 아니죠. 9마리만 있으면 충분합니다. 낙타 세마리는(굶어죽든 오아시스를 찾아가든 상관말고)버리고 9마리에 남은 짐을 채우고 길을 출발합니다.

이틀째

남은양	440kg
상단 소모량	40kg
낙타 소모량	10kg * 9 = 90kg
총 소모량	40kg + 90kg = 130kg
남은 양	440kg - 130kg = 310kg
필요한 낙타수	310kg / 50kg = 6.2

마찬가지로 상단과 낙타 9마리가 130kg의 먹거리를 소모하고 310kg이 남습니다. 이 310kg의 짐은 낙타 7마리면 충분하죠. 다시 두마리를 버립니다.

사흘째

남은양	310kg
상단 소모량	40kg
낙타 소모량	10kg * 7 = 70kg
총 소모량	40kg + 70kg = 110kg
남은 양	310kg - 110kg = 200kg
필요한 낙타수	200kg / 50kg = 4

나흘째

남은양	200kg
상단 소모량	40kg
낙타 소모량	10kg * 4 = 40kg
총 소모량	40kg + 40kg = 80kg
남은 양	200kg - 80kg = 120kg
필요한 낙타수	120kg / 50kg = 2.4

닷새째

남은양	120kg
상단 소모량	40kg
낙타 소모량	10kg * 3 = 30kg
총 소모량	40kg + 30kg = 70kg
남은 양	120kg - 70kg = 50kg
필요한 낙타수	50kg / 50kg = 1

엿새째

남은양	50
상단 소모량	40kg
낙타 소모량	10kg * 1 = 10kg
총 소모량	40kg + 10kg = 50kg
남은 양	50kg - 50kg = 0kg
필요한 낙타수	0kg / 50kg = 0

즉 낙타 12마리를 데리고 출발해서 매일 필요없는 낙타를 버린다면 엿새째 마지막 식사와 함께 목적지에 도착할 수 있을 것입니다.

지구에서 탈출하는 데도 이런 식의 여행을 합니다. 달에서 출발할 때의 6배의 연료와 로켓이 아니라, 수십배 크기의 로켓, 수십배의 엔진으로 출발하고 나서, 필요없어진 로켓을 버리는 다단계 추진으로 지구를 탈출할 수 있는 것입니다.

그리고 이러한 이유로 인해, 달에서는 지구에서의 1/6 규모의 로켓이 아니라, 지구에서와는 비교할 수도 없을 정도의 작은 로켓으로도 이륙할 수 있는 것이죠.

* 어쩌다 보니 진화론과 관련없는 글을 올리게 되었네요...

창조론 이야기 - maybe & must be

친구들은 철수와 영희 이야기를 하고 있었습니다. 몇년간이나 썸만 타면서 친구들에게 고구마를 먹이고 있던 철수와 영희가 마침내 첫 데이트를 하게 되었기 때문입니다.
친구들 중 하나인 진수가 자기 생각을 말합니다.
"어제 보니까 철수가 영화예약 사이트를 보고 있더라. 그리고 영희가 좋아할만한 영화는 한시간 후에 시작할거야. 그러니 지금쯤 영화관 근처 까페에라도 들어가 있겠지."
그 말을 들은 창민이 반박을 합니다.
"그건 진수 네 생각일 뿐이야. 걔네들이 까페에 들어가는 것을 봤어? 내 생각에 그들은 틀림없이 XX모텔에 있을 거야."
"무슨 증거로 그런 말을 하지?"
"왜냐하면 XX모텔은 여기서 가장 가까운 모텔이거든. 충분히 갈 수 있는 곳이지"
"그럼 넌 그애들이 모텔에 들어가는 것은 보고 그런 소릴 하냐?"
"어차피 너나 나나 걔네들이 어디 들어갔는지 보지 못한 것은 마찬가지 아냐?"


maybe는 단순히 가능성만을 나타냅니다. '~~일 수 있다'일 뿐이죠.
must be는 확실한 사실을 나타내죠. '~~임에 틀림없다'입니다.
위에서 창민이 말하는 '모텔에 갈 수 있다'는 maybe - 단순히 가능성일 뿐입니다. 하지만 창민은 이 '가능성'만을 가지고 '모텔에 갔음에 틀림없다'는 must be로 확장해 버리죠.

고의인지 아닌지는 모르지만 대부분의 창조론자들이 이런 특성 - maybe와 must be를 구분 못하는 특성을 가지고 있습니다. 자신이 유리한 증거는 무조건 must be로 간주해 버리며 불리한 증거는 모두 maybe로 바꿔버립니다.

이를테면 이런 것이 있습니다.

정말 저런 실험이 있었다고 해도, 그것이 말하는 것은 [그랜드캐년이 짧은 시간 안에 만들어질 수 있다(maybe)]일 뿐입니다. 그러나 창조론자들은 이 실험 하나로 [그랜드캐년이 짧은 시간 안에 만들어졌음에 틀림없다(must be)]로 인식해 버립니다. 즉 그들에게는 maybe와 must be를 구분할 능력이 없다는 것이죠.

그랜드캐년의 지층을 분석해 보면 이와 같은 모습을 하고 있습니다. 더구나 다른 지층을 보면 부정합이 더욱 확실해집니다.

자이언캐년(Zion Canyon)의 부정합

과연 저 저탁류 실험으로 이런 구조의 지층을 만들 수 있을까요? 이것만 봐도 이런 지층에는 저탁류를 적용할 수 없다 - 이런 지층은 단시간에 만들어질 수 없다는 것이 확실해집니다.

단지 생각할 줄 모르는 창조론자들만이 저탁류실험 - 지층은 짧은 시간에 만들어질 수 있다(maybe) - 을 가지고 [모든 지층은 짧은 시간에 만들어졌다(must be)]로 바꿔버리는 삽질을 하고 있는 것이죠.

진화론 이야기 - 나쁜 유전자는 어떻게 유전되는가.

진화론에 의문을 가지는 사람들이 흔히 가지는 의문이 있습니다.
진화론이란 번식에 도움이 되는 유전자가 살아남아 집단 전체에 퍼지는 현상이라고 알고 있는데, 막상 자연계를 보면  번식에 그다지 도움이 되지 않는 유전자(이를테면 동성애 관련 유전자)들이 살아남거나 반대로 생존에 도움이 되는 유전자(이를테면 인간의 비타민 C 생성 유전자)가 도태되는 일이 종종 생깁니다.
이런 이유로 인해 진화론 역시 제대로된 과학이론이 아니라 생각하는 사람이 꽤 됩니다.

과연 어떤 이유로 인해 이런 진화론에 반하는 일이 일어날까요? 그리고 이런 일이 과연 진화론의 반증이 될 수 있을까요?

결론부터 말하자면 이런 일은 진화론의 모순이 아닙니다. 마치 나뭇가지 끝에 매달린 빗방울이 땅에 떨어지지 않는다고 해서, 그것이 만유인력의 반증이 될 수 없는 것처럼 말입니다. 그것은 중력의 반증이 아니라 새로운 요인 - 표면장력을 이용해서 설명할 수 있기 때문이죠.

그렇다면 어떤 이유로 인해 이런 진화론에 반하는 일이 일어나는 것일까요?

1. 한 유전형 다른 표현형
보통 하나의 유전형은 하나의 표현형으로 나타나지 않습니다. 하나의 유전자가 두가지 이상의 발현형으로 발현하거나, 그 유전자가 발현할 때의 조건 또는 그 표현형이 성장할 때의 환경에 따라 다른 형태의 발현형으로 나타나곤 합니다.
이를테면 붉은원숭이에 나타나는 미친원숭이 유전자가 있습니다. 같은 유전자이면서 자랄 때의 환경에 따라 긍정적인 유전자가 되기도 하고 부정적인 유전자가 되기도 합니다.

2. 한 염색체 두 유전자
여러 개의 유전자가 세포 안에서 각각 독립적으로 존재하는 것이 아닙니다. 염색체라는 긴 끈 위에 여러개의 유전자가 모여 있으며, 번식할 때 유전자 단위로 번식하게 됩니다.
다음과 같이 아주좋은유전자 G와 조금나쁜유전자 B, B가 같은 염색체 위에 있다면 어떻게 될까요?

생존에 도움이 되는 유전자 G에 붙어서 나쁜유전자 B, B도 유전될 수 있습니다. 같은 염색체에 있는 유전자들은 함께 움직이기 때문이죠. 물론 다음과 같이 교차에 의해 분리된다면, G와 멀리 있는 B가 분리되어 도태될 수는 있습니다. 하지만 G 바로 옆에 존재하는 B가 교차에 의해 G와 분리될 가능성은 훨씬 낮죠.

3. 유전적 부동(창시자효과, 병목현상)
이것은 창조론자들이 좋아하는 우연에 의한 결과입니다. 위와 같이 좋은 유전자 G와 나쁜 유전자 B가 분리되었습니다.
그 이후 나쁜 유전자 B를 가진 일족이 어딘가로 이주해 간 후 시간이 지나 종분화가 일어났습니다. 이렇게 되면 종분화된 이 일족에는 좋은 유전자 G가 아니라 나쁜 유전자 B를 가지게 되죠. 즉 어딘가로 이주해 간 나쁜 유전자 B를 가진 일족은 새로운 종의 창시자가 되는 것입니다. 결과적으로 나쁜 유전자를 가진 창시자에 의해 분화된 종에는 그 나쁜 유전자가 유전될 수밖에 없습니다.
또는 어떤 재해에 의해 많은 개체가 사라지고 소수의 개체만 남았을 때도 마찬가지죠. 그 남은 소수의 개체가 B를 가닌 개체들이었다면 마찬가지로 그 소수의 개체에 의해 B가 번성하게 됩니다. 이런 식으로 많던 개체가 어떤 이유로 줄어들어 여러 유전자가 사라지는 현상을 병목현상이라 합니다.

4. 환경에 따른 우열
이것은 진화를 사람 중심으로, 자기 자신을 중심으로 생각하고 있기에 하는 착각입니다. 사람처럼 지능이 높아야 생존에 유리하고, 사람처럼 직립을 해야 생존에 유리하고, 사람처럼 손을 잘 써야 생존에 유리하다는 착각 말입니다. 내가 사막 한가운데 떨어지면 내가 오래 살까 전갈이 오래 살까를 생각해 보라고 해도 이해 못하는 사람들이 많더군요.

이런 형태의 ‘나쁜유전자’로 겸상적혈구증이 있습니다.

겸상적혈구증은 유전자에 일어난 돌연변이에 의해 헤모글로빈의 글루탐산(Glu)이 발린(Val)으로 바뀌는 바람에, 원래 둥근 모습의 헤모글로빈이 연결되어 긴 모습의 결정으로 바뀌는 것입니다.

사람들의 오해와는 달리 겸상적혈구 유전자를 가지고 있으면 반드시 겸상적혈구에 의한 빈혈증을 가지고 있는 것이 아닙니다.정상유전자 G와 겸상적혈구유전자 V를 하나씩 가지고 있는 사람(GV)은 정상적인 적혈구에 말라리아에 대한 저항성까지 가지고 있습니다. GG인 사람들이 말라리아로 사망하는 환경에서 GV형은 상당히 좋은 유전자입니다. 말라리아에도 저항성이 있고 빈혈도 없기 때문이죠. 그 때문에 비록 VV형은 도태되지만, 말라리아 환경에서 생존성이 높은 GV 덕에 V유전자가 도태되지 않을 수 있습니다.

5. 늦게 발현되는 유전자
사람의 치매라든지 무릎관절염, 허리디스크 등을 일으키는 유전자는 왜 도태되지 않을까요? 또는 그런 병을 방지하는 진화는 왜 일어나지 않을까요? 무릎관절의 연골이 좀 더 단단해지거나 허리근육이 좀더 발달하면 그런 병에 걸리지 않을 텐데 말입니다.
그런 병에 대한 진화가 일어나지 않는 이유는 너무 늦게 발병하기 때문입니다. 사람의 번식기(?)가 다 지나고, 더이상의 번식기능이 사라진 이후에 발병하기 때문이죠.

이를테면 치매를 방지하는 유전자가 나타났다고 해 봅시다. 그들이 한창 '생식활동'에 힘쓸 때는 치매가 발생하지 않죠. 그 때문에 그 유전자가 있든 없든 그 유전자는 진화적 우위를 차지할 수 없습니다. 그런 이유로 해서 치매를 방지하는 유전자가 진화할 수 없는 것이죠.