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이탈리아 천재 과학자이자 미술가였던 레오나르도 다 빈치는 500여 년 전 나뭇가지가 뻗어나가는 규칙을 설명하는 ‘나무의 법칙’을 발견했어요. 그런데 최근 러시아 연구팀이 여기에 새로운 연구 결과를 덧붙였습니다.

나무는 자라면서 작은 구조가 전체 구조와 닮은 형태로 끝없이 되풀이되는 ‘프랙털’ 구조를 가져요. 나무를 유심히 관찰하던 다 빈치는 한 나뭇가지의 ‘단면적’과 여기서 뻗어난 작은 가지들의 단면적을 모두 더한 값이 같다는 법칙을 발견하고 자신의 공책에 기록했어요. 단면적은 물체를 하나의 평면으로 잘랐을 때 그 단면의 면적을 말해요. 이 법칙은 사실적으로 나무를 그리거나 컴퓨터 그래픽을 만들 때 널리 쓰이고 있었어요.

최근 러시아 페테르부르크 핵물리연구소 연구팀은 단풍 나무, 피나무, 사과 나무 등의 실제 나무 사진을 찍고 흑백 이미지로 변환해 가지의 지름, 길이 등 여러 특성을 분석했어요. 그 결과 나무를 2차원으로 봤을 때 어떤 가지의 지름과 길이를 곱한 값이 그 가지에서 뻗어난 작은 가지들의 지름과 길이를 곱한 값의 총합과 같다는 새로운 규칙을 발견했어요.

연구에 참여한 세르고이 그리고리예프 연구원은 “이번 연구는 위험하게 나무에 오르지 않고도 사진을 통해서 나무가 자라는 법칙을 설명한 수학 모형을 얻었다는 데 의의가 있다”고 밝혔어요. 연구 결과는 국제학술지 ‘물리학 리뷰 E’ 4월 29일자에 실렸습니다.