지난 11월호에 실렸던 기사, ‘맥주’에 대한 질문입니다. 사케(일본 술)는 포도주에 가깝다기보다 맥주로 분류되고 그 이유는 쌀이 곡식이기 때문이라고 설명했습니다. 하지만 보드카와 위스키의 원료가 되는 호밀이나 밀도 곡식입니다. 곡류가 어떻게　작용해서 액체 합성물을 맥주나 주정으로 만드는가요?
스콧 젠킨스
캐나다 브리티시 콜럼비아 주 빅토리아
사케(용기 안)는 곡물이 발효된 알코올성 음료로서 과일로 만든 대표적 술인 포도주보다는 맥주와 비슷합니다. 위스키는 맥주로 볼 수 없습니다. 왜냐하면 위스키는 증류과정을 한 단계 더 거쳐서 만들어지기 때문이지요. 이 점에 대해선 콜로라도 주 볼더의 양조연구소 이사인 폴 갯차(Paul Gatza)도 지적한 바 있습니다.
갯차 이사에 따르면 사케가 맥주와 다른 점은 발효과정 중 이스트뿐 아니라 코지라고 하는 효모를 필요로 한다는 데 있습니다. 사케는 양조과정을 거치지 않고 대신 쌀을 증기로 익혀 만듭니다. 새로 증기에 쐬인 쌀을 발효하는 혼합물 속에 섞어 만드는 것이지요.

과로하면 왜 잠들기 어려운가요?
톰 댄스 코네티컷주 햄덴
모든 개개인에게 다 들어맞는 일률적인 대답은 없습니다. 그러나 꽤 많은 사람들이 피로와 졸음을 구별하지 못하고 있습니다. 피로는 육체적으로 지친 상태인 반면 졸음이 오는 것은 깨어 있을 수 없는 상태이지요. 그래서 육체적으로 피곤을 느끼면서도 잠들 수 없는 경우가 생기는데, 그 이유는 몸은 탈진됐는데도 졸리지 않다고 느낄 수 있기 때문입니다. 피곤을 느낀다 할지라도 잠이 들려면 긴장을 풀 수 있는 시간이 넉넉해야 합니다. 그저 단순하게 스윗치를 틀 듯 간단한 문제가 아니지요. 메릴랜드 주 베데스다에 소재한 국립 수면장애연구소의 칼 헌트(Carl E. Hunt) 이사에 따르면 거의 모든 사람들이 충분한 시간을 두고 긴장을 풀려고 하지 않는다고 합니다.

수면장애는 문제를 더욱 복잡하게 합니다. 전문가들은 이렇게 말하지요. 우리 몸이 제대로 기능하려면 성인은 하룻밤에 적어도 7시간에서 8시간의 수면이 필요하다고요. 계속해서 정상수면시간보다 적게 잠을 자면 수면부채(sleep debt)가 생기기 시작한다고 합니다. 이 수면부채가 늘어나면서(기능은 떨어지고) 몸은 스트레스 반응을 나타내며 아드레날린을 분비하기 시작합니다. 이제 악순환이 형성된 거죠. 점점 더 피로를 느끼지만 몸은 더욱 자극을 받게 됩니다. 주말을 이용해서 몰아 자기로 해결하려는 방법은 일시적일 뿐입니다. 헌트 이사의 말을 빌려 볼까요. “규칙적인 숙면을 대체하는 것은 아무 것도 없다.”
하지만 우리들 대다수는 필요한 만큼 수면을 취하지 못하고 있는 실정입니다. 2002 국립 수면재단에 따르면 미국인들은 일주일 평균 매일 밤 6.9시간 잠자고, 성인의 58%는 일주일 여마다 사나흘은 불면증 증세를 겪는다고 합니다.



시맨틱 웹(Semantic Web)에 관한 기사를 줄곧 읽고 있습니다. 시맨틱 웹이 뭔가요?
디클런 데피에트로, 뉴욕 맨하셋
10년 전 월드 와이드 웹(WWW)을 발명했던 팀 버너스 리(Tim Berners-Lee)가 제안한 새로운 네트워크 체계입니다. 월드 와이드 웹(인터넷과 혼동하지 마시길)은 본질적으로 주소체계입니다. 다시 말해 그 기능은 인터넷을 구성하는 사이트에서 미로와 같이 얽힌 주소를 찾아 항해하는 것과 같다고 할까요. 지금 버너스 리가 바라는 것은, 웹이 더욱 똑똑해져서 단어가 함축한 뜻과 언어론적 의미를 알고, 나아가 인간보다 더 뛰어나게 의미를 처리해 주는 단계입니다.

현재 웹을 검색하는 방법은 이렇습니다. 기세 좋게 검색엔진이 작동됩니다. 그러나 검색엔진은 수 많은 페이지에 실려 있는 글자 뭉치를 찾아갈 뿐, 그 글자들이 실제 무엇을 의미하는지 서로 어떤 관련이 있는지에 대해서는 아무 것도 모릅니다.
그러다 보니 ‘차(Car)’　라는 글자를 치면 차와 관련된 페이지를 찾는 게 아니라 글자 차와 연관된 것들을 찾는 데 그치고 맙니다. 검색엔진은 차를 의미하는 용어로 자동차나 SUV 또는 화차 등 여러 종류의 차가 있다는 사실도 모릅니다. 그래서 웹이 찾아주는 정보는 너무 부족한 게 되어 버리죠.

또 어떤 경우엔 쓸데없이 너무 많은 정보를 던져 주기도 합니다. 검색엔진에　‘가시(Sting)’를 집어넣으면 웹 페이지는 음악가나 폴 뉴먼이 나온 영화 또는 땅벌의 꼬리 침 등을 펼쳐놓을 것입니다.

월드 와이드 웹 컨소시엄(W3C)은 시맨틱 웹을 구축하기 위해 MIT에 설립한 조직입니다. 그곳의 버너스 리 연구진은 지금 필요정보를 이해하고 찾아주는 웹을 설계하고 있습니다. 앞으로 웹 페이지를 보려는 사람들은 검색엔진에 단순히 키워드를 나열하는 데 그치지 않고 요구하는 자료가 무엇인가에 대한 정보와 더불어 필요자료를 덧붙이게 될지 모릅니다.

이는 현재의 HTML(HyperText Markup Language)보다 진보한 개념인 XML(Extensible Markup Language)이라는 프로그래밍 언어에 힘입어 부분적으론 실현이 가능해졌습니다.
W3C(www.w3.org)사이트에는 시맨틱 웹 기능과 관련한 사례들이 마련돼 있습니다. 이 초기 버전의 개발에 참여한 사람을 검색하면 개인 사진과 연락처, 저술 및 개인 웹사이트 정보까지 한 번에 얻을 수 있습니다. 이 프로그램은 여러분이 지금 찾고 있는 사람에 관해 일체의 정보를 원하고 있다는 것을 알기 때문입니다. 똑똑한 소프트웨어 프로그램, 또는 부호로 엮인 지능형 에이전트가 시맨틱 웹에 바로 이와 같은 능력을 부여해 줄 것입니다.

W3C활동의 지도자 에릭 밀러는 시맨틱 웹이 실현되는 시점을 상정할 수는 없다고 합니다. 말하자면 어느 특정 시점에 월드 와이드 웹을 완전히 폐쇄하고 새로운 버전을 사용한다는 식의 문제가 아니라는 겁니다. 오히려 선도적 사용자(early adopter)들의 지지와 기능향상에 힘입어 시맨틱 웹이 점차 그 저변을 확대해 나갈 것으로 보고 있습니다. 사실 이러한 과정은 이미 시작된 것이나 다름없습니다. 밀러의 견해에 따르면, 온라인 커뮤니티들은 W3C가 개발해 놓은 초기작업의 성과를 입수하여 이미 그것들을 적용시키고 있는 단계라고 합니다.


위성이 정지궤도에 오르면 지구의 한 지점에 초점을 맞추는 것이 가능합니다. 또한 다양한 목적에 응용이 가능하도록 이상적으로 설정할 수도 있습니다. 그렇다면 모든 위성들이 정지궤도를 이용하면 안되나요?
루시 서버, 미시간 주 앤 아버
인생에서 가장 훌륭한 것들이 대부분 그렇듯이 정지궤도를 유지하는 데에는 매우 막대한 비용이 듭니다. 지구와 관계를 유지하며 위성의 위치를 고정시키는 것은 교신과 정찰, 그리고 기타 주요 기능들을 수행하는 데 큰 도움이 됩니다. 그러나 이것은 주차공간을 찾아 눌러앉는 것보다 훨씬 더 복잡한 작업입니다.

전통적으로 상공 483km 정도를 저궤도라고 볼 수 있는데 이 궤도에 위성의 위치를 고정시키려면 끊임없이 로켓을 분사해야 합니다. 이 때 어떤 위성도 운반할 수 없을 만큼 막대한 연료를 필요로 하게 됩니다(작으면서도 비정기적으로 발사된 로켓은 궤도의 고도를 유지하는 데 도움을 줄 수 있습니다). 정지궤도 위성들은 기하학의 간단한 법칙을 활용해 지구와 동시에 연동(聯動)합니다. 위성들은 위성의 자연 궤도가 지구의 자전속도와 일치하는 높이인 약 3만8,400km 상공에서 운행을 합니다. 즉 이 높이는 위성이 지구를 한 바퀴 도는 데 24시간이 걸리는 위치입니다.

하지만 이와 같은 고공궤도는 몇 가지 단점이 있습니다. 우선 그곳까지 도달하려면 연료가 엄청나게 소모되고 카메라의 해상도가 감소되며, 통신시간이 4~5초 가량 더 걸립니다. 위성이 지구에서 멀어지면 신호가 왕복하는데 걸리는 시간이 늘어나기 때문이지요. 결론적으로 말해, 정지궤도는 주로 반구 전체를 관측하는 기상위성과 비 생방송용(non-live) 통신 위성들에 쓰이고 있습니다.

창피하고 부끄러움을 느낄 땐 왜 얼굴이 빨갛게 되나요?

얼굴이 붉어지는 것은 얼굴에 있는 혈관이 정상보다 많이 늘어나기 때문에 나타나는 것인데 혈관을 늘어나게 하는 원인은 무척 많이 있습니다.
사춘기에 있는 소녀들에게 흔히 나타나는 것은 감정변화가 심한 경우인데 다른 친구들은 아무렇지도 않을 별 것 아닌 사소한 자극에 의해서 쉽게 정서적으로 동요되는 경우가 있습니다. 이렇게 정서적으로 자극을 받으면 자율신경이 자극되어서 혈관이 늘어나고 결국 얼굴이 붉어지게 됩니다. 자율신경은 피부 혈관의 조절 뿐 아니라 피부 땀샘의 분비도 조절하므로, 자율신경 이상에 의해 얼굴이 붉어지는 경우 땀이 많이 나는 경우도 있습니다. 대부분의 경우 치료는 필요하지 않으며, 뜨거운 목욕이나 심한 운동을 피하고, 뜨거운 음식은 가급적 식혀 먹는 것이 좋습니다. 그리고 얼굴이 붉어지는 것에 대해 너무 예민해하고 스트레스 받지 않는 것이 좋습니다.
<자료제공 : 과학문화재단>

비누나 세제의 경우 거품은 왜 생기나요?
비누에서 거품이 생기는 까닭은 비누가 때를 씻을 수 있는 까닭과 큰 관련이 있습니다. 결코 바보같은 질문이 아닙니다. 비누는 물분자가 서로 끌어당기는 힘을 약하게 하는 성질이 있습니다. 이렇게 물분자가 서로 끌어당기는 힘을‘표면장력’이라고 합니다. 즉 비누는 표면장력을 줄이는 성질이 있다는 것입니다.

비누 거품이 생길 수 있는 것은 바로 표면장력이 줄기 때문입니다. 보통의 물방울은 표면장력 때문에 거품 모양을 유지하지 못합니다. 그런데 비누가 물에 녹으면 표면장력이 줄어들면서, 속이 빈 거품 모양이 유지될 수 있는 것입니다. 그리고 표면장력을 줄이는 이와 같은 성질이 바로 비누의 세척력의 원인입니다. 물에 기름이 녹지 않는 까닭은, 물과 기름이 서로 다른 종류의 화합물이기 때문입니다. 그리고 물의 표면장력이 크기 때문에 다른 종류의 화합물은 더욱 물에 녹기 힘들게 됩니다. 그런데 비누가 물에 녹으면 물분자의 표면장력을 줄이기 때문에, 물이 다른 화합물을 튕겨내는 힘이 줄어들게 되어 기름이 녹을 수 있는 여지가 더 많아지게 됩니다.

또한, 비누 분자는 한쪽은 물에 잘 녹고 한쪽은 기름에 잘 녹는 성질을 가지고 있기 때문에, 물과 기름 양쪽과 잘 섞여서 기름때가 녹는 것을 도와줍니다. 비누 분자가 우선 기름 분자와 섞인 후 이것이 물에 녹을 수 있게 되는 것입니다. 그래서, 거품이 때를 씻어주는 것은 아니지만, 거품이 많이 난다는 것은 비누가 물에 그만큼 많이 녹아 있다는 뜻이므로 거품이 많으면 때가 잘 녹는다고 생각해도 됩니다. 물론, 합성 세제의 경우에는 거품이 너무 많으면 분해되지 않아 환경오염의 원인이 되기도 합니다. 따라서 합성세제는“거품이 적다”는 것을 장점으로 광고하기도 합니다만, 비누와는 좀 다릅니다.
<자료제공 : 과학문화재단>

도로상의 무인카메라는 어떤 방법으로 다가오는 차를 인지하고, 또 그 빠른 속도의 차를 잡아낼 수 있을까요?
무인카메라는 적외선 장치를 이용하고 있습니다. 이것은 박쥐가 초음파를 이용하여 거리를 계산하고 먹이를 잡는 것과 같은 원리라고 할 수 있습니다.

무인카메라에는 적외선을 방출하고 물체에 반사되어 돌아오는 적외선을 다시 측정하는 장치가 되어 있습니다. 이 장치를 통해 물체가 다가오는 것을 알 수 있을 뿐만 아니라 그 속도까지 알 수 있는데, 이것은 고등학교에서 배우는‘도플러효과’를 이용한 것입니다. 도플러효과란 가까워지는 물체에 반사되어 오는 빛은 파장이 짧아지고 멀어지는 물체에 반사되어 오는 빛은 파장이 길어지는 현상을 말합니다.

카메라에서는 다가오는 자동차의 속도를 측정하여 카메라 내부의 컴퓨터에 지정된 속도값보다 큰 속도값을 갖는(과속이란 얘기죠?)차의 경우에는 정확한 속도를 측정함과 아울러 카메라에 신호를 보내 번호판을 식별할 수 있는 거리에 들어왔을 때 사진을 찍도록 합니다. 이렇게 해서 과속차량을 효과적으로 적발할 수 있는 것이지요.
<자료제공 : 과학문화재단>

기침은 왜하는 것인가요?
기침은 목에서 폐에 이르는 기도 내의 분비물이나 이물질을 몸밖으로 내보내기 위한 생리적인 반사 작용입니다. 기침의 원인은 다양한데 연기, 먼지, 증기와 같은 것이 자꾸 기도에 들어가면 기침을 하게 됩니다.

그 중에서 담배연기는 오랫동안 기침을 하는 가장 흔한 원인 중의 하나입니다. 담배를 하루 한 갑 이상 20년 정도 피운 사람은 만성기관지염이 생겨 기침을 하고 아침이면 가래가 나오는 일이 많습니다. 축농증이나 비염이 있는 사람은 콧물이 코의 뒤쪽으로 넘어가는 경우가 있는데 이것이 목 뒤를 자극해 기침을 하게 됩니다.

이런 사람은 축농증이나 비염을 치료해야 기침이 좋아집니다. 호흡기가 예민해지면 사소한 자극에도 기침을 하게 됩니다. 감기에 걸리면 호흡기의 점막이 예민해지는데 예민해진 점막이 빨리 정상이 되지 않아 사소한 자극에도 기침을 하는 사람이 있습니다. 호흡기에 생긴 이상이 아니라 주변에 생긴 이상으로 기침을 하기도 합니다. 기도의 뒤쪽에는 식도가 있는데 정상적인 경우에는 식도에서 위로 음식이 내려가고 위에 들어있는 것이 식도로 넘어오는 일은 없지만 어떤 이유로 위에서 식도로 산이 거꾸로 올라오면 그것이 자극이 되어 기침을 계속하기도 합니다. 이런 경우에는 잠자리에서 머리 쪽을 높게 하고 과식을 피하며 지방이 많은 음식, 커피, 초콜릿, 술, 담배를 피하면서 적절한 치료를 받으면 기침이 좋아집니다.

그 외에 폐에 기관지확장증, 폐렴, 폐농양, 기관지천식, 만성기관지염, 폐암, 폐결핵, 이물질과 같은 병이 있어 오랫동안 기침을 하는 사람도 있습니다. 그리고 약의 부작용으로 오랫동안 기침을 하기도 하고 드물기는 하지만 심부전, 식도암, 귀의 이물질이나 귀지와 같이 호흡기 주변의 병이 오랫동안 기침을 하는 원인이 되기도 합니다.
<자료제공 : 과학문화재단>