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중세에는 신의 숫자로 칭송받았고 현재와 미래까지 아우르는 신비한 숫자 1. ‘어린이과학동아’창간 1주년을 맞아 1이 펼치는 숫자의 축제 속으로 떠나보자.

신비한 숫자 1

“1은 최고신을 의미한다. 최고신은 하나이자 무수한 존재이므로 자신으로부터 많은 것들을 창조해 내는 동시에 그것들을 자신 속에 포함한다.”
15세기의 마법사이자 신비주의자인 코르넬리우스 아그리파의 저서‘*오컬트 철학’에서

오, 세상에! 너무 복잡해


인류 역사상 가장 놀라운 수학적 업적은 추상적이었던 수를 상징적인 기호 체계로 나타낸 것이다. 닭 세 마리, 나무 세 그루, 사과 세 개의 공통점은 무엇일까? 대상은 전부 다르지만 숫자 3으로 묶을 수 있다는 점이다. 여기에 주목하면 숫자 탄생의 배경을 짐작해 볼 수 있다. 숫자는 바로 인류가 살아가는 데 꼭 필요했기 때문에 만들어진 것이다.
숫자가 가진 질서와 완전함, 명확함을 사랑하던 그리스 사람들은 세상의 근원을 수라고 생각했다. 그래서 탈레스나 피타고라스 같은 수학자들은 수학을 통해 세상을 바라보려고 시도했고 숫자에 사람처럼 인격을 부여하기도 했다.
그런데 그리스 사람들을 당황하게 한 숫자가 있었다. 이 숫자는 복잡하고 다양한 성격 때문에 숫자로 인정받지 못했다. 그러나 시간이 가면서
이 숫자의 인기는 급상승했고 중세 이슬람국가에서는 신의 숫자로 여겨졌다. 이 숫자는 바로 1이다. 1은 독특한 성질을 가지고 있는데, 자신을 포함한 모든 수를 나눌 수 있고 동시에 어떤 수로도 나누어지지 않는다.

숫자 1의 발견

고대 그리스 사람들은 1에 대한 다양한 해석을 내놓고 1을 통해 수학을 발전시켜 나갔다. 1은 점을 나타내며 ‘현재’와 ‘지금’을 의미한다. 점은 차원이 없다. 그러나 점이 모여 선을 만들면 1차원이 되고 또 2차원, 3차원을 이루듯 점은 모든 시간과 공간을 만드는 시작이 된다. 기독교 문화와 이슬람 문화에서는 1이 첫 번째 원소인 불, 첫 번째 신이자 시간의 창조자인 *크로노스 그리고 해와 달을 의미했다.

우리 안에 숨어 있는 숫자 1을 찾아라!

우리나라의 고대 창조신화는 분명 1로부터 시작한다. *생명이 혼돈으로 가득한 세계에서 알을 깨고 나와 질서정연한 우주의 일부분이 되듯 1은 탄생이며 시작을 의미한다. 동시에 매우 작다는 의미도 갖는다. 우리나라 속담 가운데 숫자 1이 들어간 예를 찾아보자. ‘천리길도 한 걸음부터’, ‘하나를 알면 열을 안다’에서 1은 작고 보잘 것 없음을 의미한다. 그러나 작은 것이 모여 결국은 크고 많은 것을 이루어 내듯, 1은 모든 것을 완성하는 데 중요한 열쇠가 된다.
 

*오컬트 철학: 마법, 점성술과 같은 초자연적이고 신비주의적인 방법을 통해 우주의 섭리를 이해하려는 철학.
*크로노스: 자신의 아버지 우라노스를 쫓아 내고 스스로 왕이 된 올림포스의 신이다. 크로노스라는 이름은 시간, 세월 등을 의미한다. 그림 속 크로노스는 모래시계와 낫을 들고 있는데‘시간은 이 세상에 태어나는 모든 것을 소멸시킨다’는 의미를 담고 있다. 자신이 그랬던 것처럼 아들인 제우스에 의해 추방된다.
*알에서 태어난 고대 시조: 박혁거세는‘박처럼 둥근 알에서 태어나 세상을 밝게 다스린다’라는 뜻의 이름으로 신라를 건국했다. 고구려의 시조인 주몽은 유화부인이 햇빛을 받고 낳은 알에서 태어났다. 또 6개의 황금알에서 깨어난 아이들이 6가야국의 왕이 되었는데 그 중 가장 먼저 태어난 아이가 수로왕이다. 수로왕은 금관가야를 세웠다.
 



사칙연산
+/- : 더하기와 빼기를 나타내는 기호. 이 기호는 독일 함부르크 항에서 배에 실은 물건의 숫자가 맞는지 틀린지 확인하기 위해 처음 쓰였다.
즉, 숫자가 남으면 +로, 모자라면 -로 표시했다.
× : 곱하기를 표시하는 기호. 이 기호는 십자가에서 힌트를 얻어 만들어졌다. 수학자 라이프니츠는 곱하기를 나타내는 기호로 점(·)을 찍기도 했는데 일부 유럽 국가에서는 아직도 사용되고 있다.
÷ : 나누기를 나타내는 기호. 17세기경 스위스의 수학자 라안이 만들었는데, 이 기호는 미국, 영국, 일본, 우리나라 등의 국가에서만 쓰고 있다. 그 밖의 나라에서는 라이프니츠가 만든 나눗셈 기호(:)를 사용한다.

지식퐁퐁상식쑥쑥

꿈과 무의식에서 숫자 1이 주는 의미

꿈에 나타나는 숫자 1은 전통적으로 확신을 나타낸다. 그러므로 1이 등장하는 꿈을 꾸었다면 현재의 생활에 만족하고 자부심을 느끼고 있다고 해석할 수 있다. 어떤 심리 분석가들은 1이라는 숫자가 나 자신, 즉 자아를 가리킨다고 말한다. 1이 꿈에 나올 때는 나 자신에 대해 곰곰이 생각해 볼 필요가 있다.
 

 
1이 여러 번 반복되어 만들어지는 11, 111, 1111…을 ‘1의 반복수’라고 부른다.
어떤 수의 제곱(²)은 그 수를 두 번 곱하라는 뜻이다. 따라서 11의 제곱(11²)은 11×11을 의미한다.
!(팩토리알)은 그 수부터 1까지의 자연수를 모두 곱하라는 기호다. 예를 들면 3!(3팩토리알)=3×2×1이고 7!(7팩토리알)=7×6×5×4×3×2×1이 된다.

디지털 혁명의 주인공 1

현대 생활에 없어서는 안 될 컴퓨터는 0과 1로 이루어진 이진법으로 움직이는 기계다. 근대 철학자이며 수학자였던 라이프니츠는 서양에서 2진법을 처음으로 사용했는데 0은 아무 것도 없는 세계를, 1은 신을 나타낸다고 믿었다. 그 당시 이진법은 단순하다는 이유로 널리 사용되지 못했지만 컴퓨터를 개발하는 데 커다란 아이디어를 제공했다. 전기가 들어오는 ‘켜짐’을 1로, 전기가 나가는‘꺼짐’을 0으로 생각하면 컴퓨터를 기계적으로 빠르게 조작할 수 있기 때문이다. 디지털은 연속으로 사물을 표시하는 아날로그와 달리 모든 정보를 0과 1이라는 이진법의 숫자를 이용하여 표현한다.

1과 떠나는 시간 여행

1초가 모여 1분, 한 시간, 하루를 만들고 한 달이 되고 1년이 된다. 1초와 같은 짧은 시간이 모여 1년을 만든다는 사실이 흥미롭다. 시간 개념에서 1이라는 숫자는 시작인 동시에 완성을 의미하고, 또 다른 시작의 기준점이 된다. 지구가 한 바퀴 자전하면 하루가 지나고 태양 주위를 한 바퀴 공전하면 1년이 된다. 즉, 1초와 1년이 의미하는 시간의 양은 다르지만 언제나 1은 시작과 끝, 완성을 뜻하는 영원한 숫자인 것이다.


빛은 1초에 30만㎞를 이동하고 소리는 340m를 나아간다. 반도체 64메가 D램은 1초에 10억 번까지 계산을 할 수 있다. 1초동안 정자는 0.1㎜를 움직이고 가장 빠른 달팽이는 0.233㎝를 갈 수 있다.

모기는 1초에 600회의 날갯짓을 할 수 있고 파리는 200회, 꿀벌은 190회에 달하는 기록을 가지고 있다. 인간은 이론적으로 1초동안 눈꺼풀을 40번 깜박일 수 있다.
 

지구는 하루에 한 바퀴를 돌고 낮과 밤이 바뀐다.
 

대나무가 하루에 121㎝를 자랐다는 기록이 있는데 이는 대나무의 마디마다 생장점이 있기 때문이다.

대장균은 이상적인 조건에서 20분마다 2배로 증가하며 하루에 72번의 분열을 할 수 있다. 성숙한 여성의 몸에서 나온 난자가 정자를 만나서 수정이 되는 데 걸리는 시간은 24시간, 즉 하루다.

달이 한 달동안 차고 기울기를 반복한다.

수년 동안 어두운 땅 속에서 산 매미의 애벌레가 세상에 나와 빛을 보고 생을 마감하는 데 걸리는 시간이 바로 1주일이다.
 

정자와 난자가 만나 만들어진 수정란이 자궁으로 들어가 혈관 속에 달라붙는‘착상’은 1주일 안에 이루어진다.

지구는 태양 주위를 1년에 한 바퀴 돌아 시작점으로 되돌아온다. 봄, 여름, 가을, 겨울의 계절과 춘분, 하지, 추분, 동지를 나타내는 절기가 반복된다.
 

고대 수메르나 바빌로니아 사람들은 밤하늘의 별을 관찰하여 1년이 365일이라는 것을 알아 냈고 이것이 기원전 2000년경 이집트로 전해졌다. 고대 이집트 사람들은 1년을 360일과 5일로 나누어 360을 하늘을 나누고 각도를 재는 기준으로 삼았다. 또 나머지 5일은 신들의 생일로 정해 축제를 벌였다.

선사시대에는 한 달이 1년을 뜻했다. 창세기 5장에 나타난 인류의 계보를 보면 아담은 930세까지 살았다고 기록되어 있다. 여기서 930세는 930년이 아니라 930달을 의미한다. 따라서 한 달을 30일이라고 계산하면, 930달은 27900일이고 이는 약 77년이 된다. 인류가 12달이 1년인 것을 알아 내기까지는 오랜 시간이 걸렸다.

1등은 바로 나!

*우리가 최고예요! 기네스북을 펼쳐라

‘어린이과학동아’에서 1에 관한 특집이 진행된다는 소문을 듣고 어디선가 나타난 동물들! 뒤이어 탈레스와 갈릴레이, 두꺼운 점퍼 차림의 아문센까지 내로라하는 탐험가와 과학자들이 모두 모였다. 대체 무슨 일이지?“
1하면 빼놓을 수 없는 것이 바로 1등! 우리가 가진 최고 기록을 보여 드릴게요~.”

*가장 높이 뛰는동물은 바로 나!

저는 새롭게 높이뛰기 챔피언이 된 거품벌레예요. 벼룩을 이기고 제가 챔피언이 되기까지 눈물겨운 훈련을 함께 해 주신 코치님께 감사
를…. 몸 길이는 6㎜에 불과하지만 순간적으로 70㎝를 점프할 수 있어요. 벼룩의 2배가 넘는 세계 신기록이죠! 가슴근육에 저장한 에너지를 뒷다리로 새총 쏘듯이 빠르게 방출하는 것이 비밀이랍니다.

딱정벌레, 가장 힘이 센 동물?!

나는 내 몸무게의 850배나 되는 물건도 가볍게 들어 올릴 수가 있지요. 이렇게 힘이 세지만 한 가지 조심할 점이 있어요. 바로 절대로 뒤집히지 말자! 한번 뒤집힌 몸을 바로 잡는 것은 너무 힘들어서 기진 맥진하다가 죽을 수도 있거든요.

*가장 긴 뱀, 징그럽다고?!

세상에서 가장 긴 몸을 자랑하는 그물무늬 비단뱀. 몸 길이는 6~10m이고 몸무게는 200㎏ 정도야. 가끔 배가 고프면 사람도 잡아먹는단다. 나보다 길이는 더 짧지만 몸무게가 50㎏ 더 나가는 아나콘다 녀석은 영화에 출연한 뒤 로 유명해져서 얼굴 보기도 힘들어.

지구상에서 가장 거대한 동물은 흰긴수염고래

길이 30m 이상 몸무게 200톤! 처음 태어났을 때는 길이 7m에 몸무게 2톤인 작고 귀여운 아기고래였어. 그런데 성장 속도가 무척 빨라서 이
렇게 기네스북에 오르게 됐지. 우린 거의 한 시간에 4㎏씩 몸무게가 늘어나거든.

깊고 큰 내 눈 속으로빠져 봐! 대왕오징어

지구에서 가장 큰 흰긴수염고래도 눈의 크기는 겨우 10㎝! 그걸 어디 눈이라고 하겠어! 내 눈을 봐. 평균 직경이 40㎝가 넘는 라지 사이즈 피자 한 판 크기야.

*가장 오래 사는 동물은 갈라파고스 코끼리거북

난 보통 태어나면 150년에서 200년은 기본으로 살지. 그것도 아주 건강하게 오래 살기 때문에 사람들은 보통 ‘무병장수’하면 거북을 떠올린단다. 내가 살고 있는 갈라파고스는 육지와 많이 떨어져 있기 때문에 독자적으로 진화해온 생물들이 많아. 찰스 다윈은 이곳에서 다양한 생물을 관찰하면서 진화론을 탄생시켰단다.
 

가장 큰 육상 동물은 코끼리

흰긴수염고래와는 비교도 안 되지만 나도 육지에서는 알아주는 몸짱! 갓 태어났을 때는 90㎝의 키에 110㎏밖에 안 나가지만 우리 코끼리들은 죽는 순간까지 끊임없이 자라지. 그러므로 무리에서 가장 큰 코끼리가 최고로 나이가 많다고 보면 돼. 다 자란 코끼리는 길이 약 4m, 몸무게 10톤 정도로 이 거대한 몸을 유지하기 위해서 하루에 400㎏ 이상의 풀과 열매를 먹어 치워야 해. 그만큼 배설물의 양도 엄청난데 어른 코끼리가 하루에 누는 똥은 평균 100~200㎏에 이르지.
 
*과학역사의 최초를 찾아라!

1. 전기를 발견하다!
탈레스(기원전 650년)


나는 어느 날 호박을 털가죽으로 문지르면 전기가 발생하여 가벼운 물체가 달라붙는다는 사실을 발견했어. 호박을 뜻하는 그리스어인‘엘렉트론(Elektron)’에서 전기라는 단어가 유래된 것도 모두 나의 발견 때문이지.

2. 최초로 원주율을 구하다!
아르키메데스(기원전 212년)

π는 원의 둘레를 원의 지름으로 나눈 값이야. 원의 둘레나 넓이, 구의 부피를 구하는 데 반드시 필요한 중요한 상수(변하지 않는 값)지. π의 정확한 값을 얻기 위해 몇 천 년 동안 수학자들의 노력이 이어졌고 2002년 도쿄대학교에서는 슈퍼컴퓨터를 이용해서 소수점 아래 1조 2400억 자리까지 계산해 냈어. 정말 대단하지? 독일의 수학자 루돌프는 전 생애를 π값 구하는 데 바쳤다고 하니 우리 친구들도 π값을 구하는 데 도전해 보는 것이 어떨까?

3. 망원경으로 우주의 신비를 파헤친
갈릴레이(1609년)


네덜란드의 안경제조업자들은 우연히 두 개의 렌즈를 일정 거리로 떨어뜨려 놓으면 먼 곳의 물체가 확대되어 보인다는 사실을 별견했지. 나는 여기서 영감을 얻어 굴절 망원경을 만들었고 금성, 목성, 토성, 달을 관측할 수 있었어. 태양의 흑점과 목성의 위성을 발견한 것도 바
로 나야! 지구가 태양 주위를 돌고 있다는 지동설을 주장하게 된 것도 망원경을 통한 정확한 관측이 있었기에 가능한 일이었지.

4. 찰스 다윈,
종의 기원을 발표하다(1859년)


인류 역사상 최고의 아이디어! ‘종의 기원’의 출판은 세상을 뒤흔들었지. 1831년 스물다섯의 나이로 비글호에 오른 나는 지질학과 자연사 연구에 푹 빠져 지냈어. 그런데 탐사가 계속될수록 내 마음 속에는 새로운 가설이 떠올라 사라지지 않았지. 바로 자연선택에 의한 진화론인데 환경에 가장 잘 적응한 생물만이 살아남는다는 내용이야. 즉 자연의 힘으로 생물 간의 선택이 이루어지고 이것이 반복되어 진화한다는 획기적인 아이디어였지.

5. 우리는비행형제,
하늘을날아라!(1903년)


그리스 신화에 다이달로스라는 사람이 새의 깃털을 모아 밀랍으로 붙인 다음, 양 팔에 끼고 날았다는 이야기가 나와. 그만큼 인간은 오래 전부터 자유롭게 하늘을 날고 싶어 했던 거야. 우리 라이트 형제는 새의 비행을 연구하여 비행의 기초가 불안정한 대기 속에서 평형을 이루는 것에 있다는 결론을 내렸어. 그리고 마침내 12마력의 가솔린 기관을 장착한 동력 비행기, 플라이어 1호를 만드는 데 성공했지. 우리 비행 형제는 플라이어 1호를 타고 약 12초 동안 350m를 날았어. 인류의 오랜 꿈을 실현시킨 역사적인 순간이었지.

6. 남극에서 인류의 역
사를 다시 쓰다! 아문센(1911년)


‘백색의 제 7대륙'이라 일컬어지는 남극은 인간이 접근하기 가장 까다로운 곳이지. 나는 오히려 남극의 이런 점에 매력을 느꼈어. 눈과 바람을 뚫고 남극점 정복에 나선 나를 더욱 긴장하게 만든 건 경쟁자였던 영국의 스콧. 결국 남극점에는 노르웨이 국기가 먼저 꽂히고 스콧일행은 낙담하여 돌아가던 길에 비극적인 죽음을 맞게 되었지. 비록 경쟁자였지만 나는 스콧의 죽음에 매우 슬펐어. 스콧은 남극 최초 탐험에는 실패했지만 그의 용기와 애국심은 존경할 만해.
 

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2005년 19호 어린이과학동아 정보

  • 신방실 기자

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