이렇게 흘러가는 세상 / 송현수

 

 

 

 

 

들어가며

ㆍ별빛이 흐로고, 강물이 흐르고, 시간이 흐른다. 이 세상의 거의 모든 것들이 흐른다. 그중에서도 우리의 생명을 유지하는 데 필수적인 물과 공기, 끊임없이 몸안을 순환하는 혈액, 그리고 우리가 일상적으로 마시는 커피와 맥주처럼 흐를 수 있는 모든 액체와 기체를 합쳐 '유체'라고 한다. 이런 유체의 특성과 움직임을 연구하는 학문을 '유체역학'이라 한다. 

 

ㆍ이 세상의 거의 모든 것들은 흐르고 있으며, 유체역학은 이 흐름을 이해하고 분석하는 데 중요한 도구로 활용된다. 

 

 

 

 

 

1. 영화 속 흐름

ㆍ영화 속의 합성하는 연속되는 움직임을 표현하는 과정은 결국 시간에 따른 위치를 표시하는 방정식을 푸는 문제인데, 야구공이나 총알 같은 고체는 그 궤적을 비교적 쉽게 계산할 수 있기 때문이다. 하지만 바람이나 물처럼 흐르는 유체의 움직임을 컴퓨터 그래픽으로 자연스럽게 구현하는 일은 상당히 어렵다. 유체는 정형화된 물체가 아니어서 형태가 자유롭게 바뀌며, 유체 내부적으로도 서로 힘을 주고받기 때문이다. 따라서 유동 그 자체를 수식으로 명확하게 설명하는 것은 매우 난해하다. 

 

ㆍ전산유체역학은 컴퓨터로 자동차 주변의 공기 흐름을 해석하는 데 사용된다. 

 

ㆍ매트 페인팅 같은 컴퓨터 그래픽 기술의 발달로 몽환적이면서도 사실적인 영상 표현이 가능해졌다. 

 

ㆍ 화려한 영상미와 현실보다 더 현실 같은 스크린 이면에는 나비에-스토크스 방정식을 포함한, 컴퓨터가 풀어낸 수많은 수학 공식들이 자리하고 있다. 과거에는 수학을 연구하는 데 종이와 연필만 있으면 충분하다는 이야기가 있었다. 하지만 이제는 응용수학이라는 이름으로 컴퓨터, 그것도 최첨단의 슈퍼컴퓨터가 있어야만 해결할 수 있는 문제들이 점차 늘어나고 있다. 수학이 더이상 기초 학문이 아닌, 우리의 일상을 풍요롭게 하는 응용 학문으로 거듭나고 있는 것이다. 그리고 유체역학, 즉 흐름의 과학 역시 이 발전과 궤를 같이 하고 있다.

 

 

 

 

2. 교통 속 흐름

ㆍ교통도 일정의 흐름이다. 

 

ㆍ불연속적인 점은 개수가 많을수록 연속적인 선과 비슷해진다. 즉 불연속과 연속은 이분법적으로 나눌 수 있는 것이 아니라 일종의 스펙트럼처럼 서서히 변한다. 

 

ㆍ도로 위의 자동차들 역시 불연속적인 점이지만, 차량의 수가 많을수록 연속체인 유체와 유사하게 행동한다. - 교통의 흐름을 이해하고 체계적으로 분석하기 위해 유체역학 이론이 활용된다. 

 

 

ㆍ통행량이 적은 사거리의 회전 교차로는 교통 흐름을 개선하는 데 큰 역할을 한다. 

 

ㆍ입체 교차로는 2차원 평면에서의 교통 문제를 3차원 공간에서 해결한 사례다. 

 

 

 

 

3. 의학 속 흐름

ㆍ건강보다 나은 재산은 없다. - 영국 속담

 

ㆍ혈액은 우리 몸속에서 어떻게 흐르고 있을까? 혈류는 배관을 타고 흐르는 물의 흐름과 유사한 점을 가지고 있다. 펌프의 압력으로 배관을 통해 물을 운송하듯이, 심장 박동을 통해 분출된 혈액은 혈관을 타고 신체의 구석구석으로 전달되고 다시 심장으로 되돌아온다. 심장은 펌프, 혈관은 파이프, 혈액은 유체에 해당하는 셈이다. 

 

ㆍ호흡은 외부의 공기를 인체 내부로 운송시킨 후 다시 밖으로 내보내는 흐름의 반복이다. 공기는 우리의 몸에서 어떻게 순환할까? 먼저 입과 코로 흡입한 공기는 기도를 거쳐 폐로 전달된다. 폐의 부피는 4L에 불과하지만 그 구성 단위인 폐포는 약 3억 개에 달하며, 전체 표면적은 약 100 제곱미터로 농구장 면적의 1/4에 해당한다. 사람 피부의 총면적이 불과 2제곱미터 밖에 되지 않는 점을 생각하면 놀라운 수치다. 

 

 

 

 

 

 

4. 미술 속 흐름

 

ㆍ마음에 담아 두지 마라. 출렁이는 것은 반짝이면서 흐르게 나둬라. 

 

ㆍ파도는 바닷물이 바람이라는 강한 충격으로 인해 미세한 물방울과 공기 방울로 부서지는 과정의 반복이다. 이때 새하얀 물거품이 우리 눈에 관찰되는 것은 바닷물의 유기물이 일종의 계면 활성제(surfactant) 역할을 하기 때문이다. 다시 말해 바닷물의 표면장력이 민물에 비해 거품이 잘 터지지 않도록 하여 물거품을 오래 관찰할 수 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. 경제 속 흐름

ㆍ주식 시장에서 돈은 적극적인 사람으로부터 참을성 있는 사람에게 넘어가게끔 설계되어 있다. - 워렌 버핏

 

ㆍ돈의 흐름은 우리 눈에 보이지 않지만, 세상을 돌아가게 하는 데 필수적인 흐름이다. 한정된 돈은 어디엔가엥 쌓여 축적되기도 하고, 곳곳으로 흩어지기도 하며, 때로는 예측이 불가능할 정도로 불규칙적으로 흐른다. 

 

 

 

 

 

 

6. 건축 속 흐름

 

ㆍ위대한 건축은 인간이 위대하다는 가장 위대한 증거다. 

 

ㆍ세계 최고층 빌딩인 부르즈 할리파의 설계를 담당한 미국 건축가 윌리엄 베이커 역시 초고층 빌딩을 지을 때 가장 고민하는 문제는 건물의 무게나 지진이 아닌 바람이라고 이야기한 바 있다. 바람이 건물을 만나면 양쪽으로 갈라지며 소용돌이가 발생하는데, 심할 경우 이로 인해 건물이 흔들린다. 이때 바람과 빌딩의 진동수가 일치하면 박자를 맞추어 그네를 밀듯이 점차 많이 흔들리게 되므로 빌딩의 최상단에 변칙적인 구조물을 설치하여 바람을 교란시켜야 한다.

 

 

 

 

 

7. 스포츠 속 흐름

ㆍ끝날 때까지 끝난 게 아니다. - 요기 베라

 

 

 

 

 

 

8. 전쟁 속 흐름

ㆍ인류가 전쟁을 끝내지 않으면 전쟁이 인류를 끝낼 것이다. - 존 F. 케네디

 

 

 

 

 

 

9. 요리 속 흐름

 

 

 

 

 

 

맺으며

 

Do not go with the flow. Be the flow. 

흐름에 따라가지 말고, 흐름이 되어라. 

- Elif Shafak