형태학 3부작/필립 볼 지음/ 조민웅·김지선·김명남 옮김/사이언스북스

심장이 발작을 일으킬 때 내부에서 규칙적으로 이동하던 과녁형 파장은 나선형으로 변환한다. 심장의 나선형 패턴을 조작함으로써 심장이 멈추기 전에 일으키는 경고에 대응할 수 있다는 가설을 제기할 수 있다.

이슬람권 최대 연중행사인 성지순례 ‘하지’ 때면 수백만명의 이슬람교도가 사우디아라비아 성지 메카로 몰린다. 워낙 많은 순례자가 한 번에 밀려들다 보니 사람들이 인파에 밟혀 죽는 사고가 종종 일어났다. 과학자들이 군중의 움직임을 동영상으로 찍어 군중의 밀도 변화와 개인 움직임의 속도 등을 면밀히 분석했다. 인파의 흐름이 걷잡을 수 없게 되는 지점을 포착해 그곳에 통행료를 설치하고, 그 시간에 순례자의 이동도 통제했다. 이후 사고는 크게 줄었다. 연구자들이 주목한 부분은 ‘흐름’이었다. 자연 세계에서 미세한 형태들이 반복해 분할하면서 거대한 형태로 성장하듯 인간 사회의 다양한 관계망이 형성된다. 도시의 형성 방식도 자세히 들여다보면 이와 유사하다. 수없이 가지치기를 한 인간관계와 인터넷망은 무한증식할 것 같지만 적절한 지점 몇 군데만 무너지면 순식간에 괴멸된다. 누군가 설계한 것이 아니라 스스로 성장한 형태이기 때문이다.

저명한 과학저술가 필립 볼은 자연과 사회에서 접하는 수많은 형태들의 탄생, 발전, 확산의 과정을 분석해 ‘모양’(Shapes) ‘흐름’(Flow) ‘가지’(Branches)의 형태학 3부작으로 엮었다. 모든 형태의 기원과 성장을 다루는 형태학의 잣대로 자연과 사회의 관계를 흥미롭게 살펴본 과학 시리즈다. 볼은 옥스퍼드대 화학과를 수석으로 졸업하고 과학 잡지 ‘네이처’에서 20여년간 물리·화학 분야의 편집자와 편집 고문으로 일했다.

‘모양’에서는 개미집, 얼룩말의 줄무늬, 나비 날개 무늬 등 자연 곳곳에서 스스로 발생한 사례와 원리를 살펴본다. 저자에 따르면 식물의 잎차례, 형태는 생명체가 환경에 적응하는 과정에서 획득한 결과이다. ‘흐름’에서는 생물학, 물리학, 기상학, 유체역학, 천문학, 경제학을 넘나들며 일관성 없는 각각의 현상으로 간주했던 다양한 흐름의 이면에 자리한 근본적 원리를 보여준다. ‘가지’는 다양한 형태들이 서로 연결되는 방식을 토대로 자연 세계와 인간 사회의 사례를 설명하고 있다.

함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr