소리의 과학적 실험사례 및 활용사례
가.소리의 과학적 실험사례
캘리포니아 대학에서 초음파를 이용해 계란을 삶았다는 실험 논문을 비롯하여 얼마 전엔 미국의 대학생들이 소리를 이용해 불을 끄는 실험을 직접 사람들 앞에서 보여주는 동영상이 화제가 된 적이 있다. 이 외에도 현재 곳곳의 대학이나 연구소에서는 소리 과학을 활용해 인체치유에 접목을 하거나 실생활용품으로 활용하고자하는 연구들이 진행되고 있다.
1)Hans Jenny 박사의 실험
독일의 의사이자 물리학자이며 음악가인 Hans Jenny 박사(1967)는 플라스틱, 가루, 우유, 고체, 여러 종류의 무기물질들이 소리 진동에 따라 형태를 변화시킨다는 사실을 발견했다. 파동 에너지의 형태들은 여러 종류의 패턴을 이루었는데, 기하학적이고 추상적이며 살아있는 생명체들의 형상을 띄우기도 했다.
아래의 사진은 물의 이미지이다. 주파수가 높아질수록 패턴은 더욱 복잡해진다.
아래의 사진은 만다라 스리 얀트라 그림이다. (이미지 1)은 인도와 극동 사원에서 찾을 수 있는 가장 유명한 만다라 중 하나로 'OM'(옴)이 나타내는 패턴이다. 더 정확히 말하면, 'OM'에 관해 명상할 때 고대의 현자들(Rishis)이 상상하는 이미지이다.
Dr. Jenny는 Tonoscope라는 기계를 발명해 인간의 목소리로 직접 판을 진동시키는 실험을 했다. 그는 마이크에 대고 음성으로 'OM'을 노래했다. 그 결과가 (만다라 이미지 2)이다. 신기하게도 만다라 그림과 'OM' 소리 진동의 패턴이 유사함을 발견했다.
이러한 연구들의 가치는 음파 진동의 과학적 연구를 통해 우리에게 소리를 눈으로 보여줌으로써, 우리가 보는 물질의 형태들과 소리에 내재되어있는 형태들 사이의 유사함을 보여줬다는 점이다.
2)소음을 이용한 스마트폰 충전기술 개발
런던 퀸 메리 대학의 조 브리스코 박사와 스티브 던 박사는 노키아 연구진들과 공동연구를 통해 주위 소음을 이용해 스마트폰 배터리를 충전하는 기술을 개발했다. 당시 알려진 기술은 물질을 나노 수준까지 분해하면 특성이 변화해 주변의 움직임이나 진동을 통해 에너지를 모으기 쉬워지는 성질을 이용한 것이었다. 연구진이 이용한 물질은 산화아연으로 역학적 에너지나 진동 등을 전기적 에너지로 변환하는 특성을 가지고 있다. 연구진은 실험에서 빠른 템포의 팝과 락 음악 연주가 어떻게 나노 물질을 활발하게 자극시키는지와 전기에너지로 변환 기능이 증진되는지에 대해 연구했으며, 이 방식을 통해 충전이 되는 모바일 기기를 만들었다.
브리스코 박사는 "주변 소리를 이용해 스마트폰을 충전하는 것은 미래에 스마트폰 충전의 한 방식이 될 것이라고 확신한다"며 "그러나 아직까지는 소리로 스마트폰을 충전하는 방식이 지금 사용하고 있는 충전 방식의 필요성을 완전히 없애지는 못할 것"이라고 말하며 연구가 더 필요하다는 뜻을 밝혔다.
앞으로 소리가 대체 에너지로 사용될 수 있다는 발표도 나온 상태여서 소리를 생활에 활용한 사례들은 지속적으로 연구 발표될 것이라 사료 된다.
나.소리의 과학적 활용 사례
1)초음파
소리 파장이 짧을수록 자세한 식별이 가능하므로 초음파는 병원에서 많이 사용이 된다. 몸 안에 들어가 딱딱한 부분에 닿으면 반사파를 만드는 원리를 이용해 뱃속의 태아를 살피거나 심장을 진단하는데 필수적으로 사용된다. 또한 신장이나 쓸개의 돌을 진동시켜 잘게 파쇄하여 적출하는 등 의학적 치료방법으로 사용이 되며 초음파는 X선 같은 방사선을 사용하지 않으므로 인체에 해를 주지 않는다.
또한 초음파는 일정한 방향으로 직진하는 성질이 뛰어나 강한 진동을 일으키는 원리를 활용하여 실생활에도 많이 쓰이는데, 식기세척기나 가습기, 전동칫솔에 활용되고 있으며 모기를 쫒아내는 해충 퇴치기, 전자렌지, 그 외에 해저 지형탐사 시에도 활용하여 석유나 천연가스 등 자원을 개발하는데 이용되고 있다.
2)음성 인식 시스템
사람의 말 속에 들어있는 음소들을 컴퓨터가 하나하나 인식해 특징을 분석하는 음성 인식 시스템은 현재 핸드폰이나 내비게이션에서 숫자를 입력하지 않아도 말로 인식시키고 명령하여 작동하게 하는 시스템이다.
이외에 보청기에도 활용이 되며, '뇌파동조이론'을 적용해 '베타파'로 전두엽을 자극하여 뇌를 각성시켜 잠을 깨우는 '알람'과 고성능 마이크로 미세하게 전달되는 음파를 증폭해 소리를 감지하는 도청기, 휴대가 더 간편해지면서 새로운 메모기로 각광을 받고 있는 보이스 레코더 또한 소리를 이용해 생활에 활용되고 있는 사례들이다. 앞으로 소리를 이용해 실생활에 적용될 수 있는 사례들은 무궁무진하다.
<소리가 인체에 미치는 영향에 대한 고찰/ 정정윤 부산교육대학교 교육대학원 인문교육 전공 석사학위논문>