물총고기는 어떻게 물리학을 배웠을까?

[임민수]

물총고기는 어떻게 물리학을 배웠을까? (How Did the Archer Fish Learn Physics?)

대기 중에 있는 곤충에 물(water jet)을 쏘아 잡아먹는 한 작은 물고기는 과학자들에게 광학(optics)과 추진(propulsion) 기법에 대한 깊은 인상을 남기고 있었다.

New Scientist(2014. 9. 4) 지에 게재된 비디오 동영상(여기를 클릭)은 물고기가 공기-물 경계에 은밀히 다가와 잠시 정지했다가, 놀라운 정확도로 수풀 위에 있는 곤충을 물총으로 떨어뜨리는 장면을 보여주고 있다. “물총고기(Archer fish)는 전문 저격수이다” 그 기사는 시작하고 있었다. “이제 그 물고기는 물의 발사를 미세하게 조정하고 있는 것처럼 보인다.”

PhysOrg, Science Daily, Nature, BBC News, Live Science 지 등에 게재된 관련 기사들은 이 작은 물고기가 이 작업을 수행하기 위해서 물리학의 여러 문제들을 어떻게 극복했는지를 감탄하며 기술하고 있었다. 공기-물 경계면 때문에, 물총고기는 굴절률을 고려하여, 정확한 각도를 산출할 수 있어야만 한다. 또한 그 물고기는 물 아래에서 벌레까지의 거리를 정확하게 계산해야만 한다. 그리고 이제, 바이로이트 대학(University of Bayreuth)의 과학자들은 그 물고기가 첫 번째 발사를 강화시키는 일련의 뒤따르는 발사들, 즉 “여분의 펀치(extra punch)”를 날리고 있음을 알게 되었다. 이러한 발사는 너무도 빨라서 고속카메라의 촬영에 의해서 알게 되었다.

BBC 기사는, 깜짝 놀라며 이것은 “미친 생각(crazy idea)”이라고 말했던 한 과학자의 말을 인용하고 있었다. 그는 “동력학적 분사 제어”를 하고 있는 이 물고기가 인지 기능의 진화(cognitive evolution)에 대한 흔적을 보여주고 있는지 궁금해 하고 있었다 :

슈스터(Schuster) 교수는 그 물고기의 물총 발사의 정확성은 일부 이론가들이 인간의 인지 능력의 확장을 촉발했다고 주장되는 인간의 던지기(throwing, 투척) 방법과 유사한 방법으로 진화될 수 있었을 것이라고 믿고 있다...

“두 배의 범위로 더 멀리 던지는 것은 신경세포의 수에서 대략 8배의 증가가 필요하다고 사람들은 계산했다”고 슈스터 교수는 말했다.

그러면 이들 물고기는 물속에서 사는 가장 똑똑한 동물로 진화했다는 것인가?

“나는 그들이 인간으로 발전할 것이라고는 생각하지 않는다. 그러나 물총고기는 물고기에서 예상되지 않는 다수의 매우 이상한 능력들을 가지고 있다.”

“아마도 그 뇌를 좀 더 자세히 살펴본다면, 던지기(throwing)가 인간의 진화에서 한 역할을 수행했던 것처럼, 사격이 그들의 능력을 발전시키는 데에 유사하게 중요한 역할을 했음을 보여줄지도 모른다.”

“그건 그냥 나의 미친 생각이다.”

Nature 지에서 위와 같은 간단한 언급 외에, 다른 기사들에서는 진화를 언급하지 않고 있었다. “이 능력은 사람의 던지기와 유사하다. 그래서 물고기 인식 기술의 진화에 기여했을 것이라고 저자들은 말한다.”

그러나 지금까지, 물총고기 철학 협회는 관찰되지 않았다.

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우리는 ‘놀라운’, ‘경이로운’, ‘믿을 수 없는’ 등과 같은 단어들로 수식된 많은 기사들을 볼 수 있다. 그러나 이러한 물총고기가 보여주는 경이로운 광학과 물리학이 방향도 없고, 목적도 없고, 지능도 없는, 무작위적인 복제 실수로, 우연히, 어쩌다가 생겨났다는 진화론적 설명 외에 다른 설명은 검토될 수 없다. 슬프게도 오늘날의 과학자들은 찰스 다윈의 망령에서 벗어나지 못하고 있다.

*참조 : [동영상] 물총고기(Archerfish)

http://tvpot.daum.net/clip/ClipView.do?clipid=13344177