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SF가 제시하는 현실의 과학, 상상력 속에 미래가 있다!

과학자의 눈으로 마블의 각종 설정을 바라보며 리얼한 현실 과학을 풀어내는 『마블이 설계한 사소하고 위대한 과학』. 픽션은 어느 정도의 현실을 반영하고 있다. SF장르의 영화나 만화, 소설도 마찬가지이다. 우리가 사랑하는 마블 시리즈 역시 이야기가 진행되는 배경은 현실과 닮아있지만 실제로는 존재하지 않는 가상의 과학을 활용한다. 하지만 마블 속 과학은 단순한 공상이 아니다. 사실 이들은 우리 삶 속의 크고 작은 과학과 연관되어 있다.

저자는 이 책에서 첨단 슈트를 입고 하늘을 날며 에너지 펄스를 쏘는 억만장자, 거미줄을 발사하며 고층 건물을 기어오르는 천재 소년, 수십 광년 떨어진 우주에서 웜홀을 열고 지구를 침공하는 외계인 등 창의적인 사고와 실재하는 과학을 통해 창조된 마블 히어로들의 힘과 그들을 실제로 재현해낼 방법을 소개하며 히어로에게 생명력을 불어넣는다. 마블을 진정 사랑한다면 그들을 만들어낸 과학 역시 사랑하게 될 것이다.

아이언맨의 나노슈트, 비브라늄, 양자 영역과 멀티버스
절대 불가능하다고 생각했던 영화 속 과학 기술이 진짜라면?

인피니티 스톤에서 아이언맨의 슈트까지,
마블 시네마틱 유니버스에 숨어 있는 과학 상식을 파헤친다

우리가 사랑한 마블 속 과학은 단순한 공상이 아니다. 첨단 슈트를 입고 하늘을 날며 에너지 펄스를 쏘는 억만장자, 거미줄을 발사하며 고층 건물을 기어오르는 천재 소년, 수십 광년 떨어진 우주에서 웜홀을 열고 지구를 침공하는 외계인 등. 이 모든 것들이 터무니없는 이야기처럼 들릴 수도 있겠지만 사실 이들은 우리 삶 속의 크고 작은 과학과 연관되어 있다. 이 책은 창의적인 사고와 실재하는 과학을 통해 창조된 마블 히어로들의 힘과, 그들을 실제로 재현해낼 방법을 소개하며 히어로에게 생명력을 불어넣는다. 당신이 마블을 진정 사랑한다면 그들을 만들어낸 과학 역시 사랑하게 될 것이다.

43개의 에피소드로 만나는
조금 더 진짜같은 슈퍼 히어로 이야기

픽션은 어느 정도의 현실을 반영하고 있다. 우리가 접하는 SF장르의 영화나 만화, 소설도 마찬가지이다. 우리가 사랑하는 마블 시리즈 역시 이야기가 진행되는 배경은 현실과 닮아있지만 실제로는 존재하지 않는 가상의 과학을 활용한다. 예를 들어 인공 지능을 탑재한 첨단 슈트나 양자 터널을 활용한 시간 여행 같은 것 말이다. 그런데 이 가상의 과학을 구현할 수 있다면 어떨까? 우리가 아이언맨의 슈트를 만들 수 있다면 그가 슈트를 제작하고 기능을 강화하는 장면이 더욱 입체감 있게 느껴질 것이다. 과학을 잘 알수록 영화가 더 흥미롭고 재미있게 느껴진다.

SF가 제시하는 현실의 과학,
상상력 속에 미래가 있다

과학은 상상력에서 출발한다. 어릴 적 줄곧 그리던 미래 도시를 떠올려 보자. 하늘을 날아다니는 기차, 거리를 돌아다니는 로봇, 영상 통화를 하는 사람들. 우리가 상상한 과학은 그 모습 그대로는 아니지만 어느 정도 닮은 형태로 우리의 생활 속에 자리 잡았다. 모든 이가 현실에 안주하여 공상하기를 관두었다면 이러한 발전 역시 일어나지 않았을 것이다. 누군가 인류의 안전을 위해 직접 합금 슈트를 입고 하늘을 날며 외계인과 일이 당최 가당키나 한가? 하지만 이 일을 상상한 것으로부터 가능성은 이미 시작되었다.
이 책은 마블 유니버스에서 설정하고 있는 가상의 과학을 분석하고 현실에서 진행된 그와 닮은 연구를 소개한다. 가령, 최근 마블 시리즈 내의 가장 큰 세계관 변화는 양자 역학을 응용한 ‘시간 여행’이었다. 〈앤트맨과 와스프〉에서 처음 등장한 양자 영역에 대한 설정은 〈어벤져스: 엔드 게임〉에서 중심 서사의 배경으로 작용했다. 몸의 크기를 원자만큼, 그보다 더 작은 양자만큼 줄이면 세상이 어떻게 보일까? 고스트와 행크 핌 박사의 수많은 그림자는 어떤 과학적 현상을 묘사하고 있는 걸까? 우리가 살고 있는 이 우주가 사실 또 다른 우주의 일부라면, 그러니까 다중 우주론이 실제라면 이를 이용해 무엇을 이룰 수 있을까? 이 질문들은 꽤 진짜 같아서 영화적 상상력을 떠나 현실에서도 이룰 수 있을 것만 같다.
이 책의 저자 세바스찬 알바라도는 과학자의 눈으로 마블의 각종 설정을 바라보며 리얼한 현실 과학을 풀어놓는다. 앤트맨의 양자 영역에 프랙털 우주론과 양자 중첩 상태를 연결하듯 말이다. 그의 눈을 통해 우리는 현존하는 과학과 상상력의 유사도를 비교하며 오랫동안 꿈꾸던 미래가 이뤄지고 있음을 실감한다. 과학을 알면 우리에게 오고 있는 어떤 미래를 충분히 이해하고 만끽할 수 있다. 히어로가 된 블랙 팬서와 빌런이 된 킬몽거에게서 유전학을, 캡틴 아메리카와 윈터 솔져에게서 냉동 인간 기술을, 타노스의 리얼리티 스톤에서 광학을 찾을 수 있다. 마블의 영화를 ‘3,000만큼’사랑했다면 그들의 마법 같은 기술을 담은 과학 역시 그만큼 사랑하게 될 것이다.

들어가는 글 10

1장 복잡한 두뇌
호크아이의 궁술 15
맨티스의 공감 능력 22
버키 혹은 윈터 솔져, 기억 말소 27
정신 지배 34

2장 신비한 생물들
셀레스티얼의 동화 45
거대 개미 53
I‘m Groot! 60
로켓 라쿤 67

3장 예민한 신경과학
인간 거짓말 탐지기 77
킬몽거와 블랙 팬서, 본성이냐 양육이냐 84
피터 찌리릿! 스파이디 센스 92
헐크의 변신 98

4장 기이한 생리학
슈퍼 솔저 혈청 107
냉동 인간 116
하트 허브의 약리학 124
익스트리미스와 조직 재생 131
불사의 몸 138

5장 놀라운 기계 공학
강화 외골격 149
나노 장비 156
스파이더맨의 웹 슈터 162
팔콘의 레드윙 169
제트팩 176

6장 가차 없는 맹공
헐크의 충격파 187
토르의 번개 192
블랙 위도우의 위도우 바이트 198
가모라의 검, 갓슬레이어 205
스타로드의 중력 지뢰 212

7장 경이로운 역학
인공 지능 221
인공 신체 228
스파이더맨의 벽 타기 235
현실 조작 242

8장 위력적인 무기
감마선 253
타노스의 핑거 스냅 260
스톰 브레이커 단조 267
파워 스톤과 핵분열 273

9장 환상적인 물리학
웜홀과 순간이동 283
상전이 290
양자영역 297
웹 윙 304
아가모토의 눈 311

10장 눈길을 사로잡는 첨단 기술
아이언맨의 동력로 321
형태 변환 328
비브라늄 335

과학 용어 사전 342

히드라는 전기 경련 요법의 한계를 보완하기 위해 약물을 사용하기도 했다. 알코올이나 벤조다이아제핀 같은 약물을 여러 종류, 다량으로 투약하면 장기 기억 형성을 막을 수 있다. 이는 아마 윈터 솔져 이전 버키의 기억을 없애는 작업보다 최근 임무에서의 기억을 지우는 일에 더 효과적이었을 것이다.

[1장 복잡한 두뇌]
버키 혹은 윈터 솔져, 기억 말소 중에서

그루트는 아주 빠른 세포 분열과 성장 능력을 발휘하는데 필요한 에너지를 어디서 얻는 걸까? 인간은 체내의 당과 지방을 대사할 산소를 흡수하고 움직이는데 필요한 에너지를 공급하기 위해 끊임없이 호흡한다. 반면 식물은 잎을 이용해 이산화탄소를 당으로 광합성해 에너지를 충당한다. 그루트는 머리에만 잎이 조금 있기 때문에 손발에서 잔가지를 뻗어내더라도 자라나는 조직을 감당하지 못할 것이다. 그루트의 물질대사를 정확하게 이해하려면 지구의 나무가 낙엽을 떨어뜨릴 때 무슨 일이 일어나는지 짚고 넘어가야 한다.

[2장 신비한 생물들]
I'm Groot! 중에서

손의 뉴런이 뇌의 체성 감각 피질에 폭넓게 연결되어 있는 인간에게 촉각은 몹시 중요하다. 우리는 고통, 진동, 움직임, 열기 등 다양한 촉각 자극을 느낄 수 있다. 촉각은 어떤 경로로 전달될까? 감각을 예민하게 개발하면 주변 환경에서 일어나는 미세한 변화를 감지할 수 있을까? 다른 동물들은 감각 신호를 어떻게 전달할까? 실제로 스파이더맨의 스파이디 센스처럼 감각이 주변의 위험을 감지하여 우리에게 알려줄 수 있을까?

[3장 예민한 신경 과학]
피터 찌리릿! 스파이디 센스 중에서

트찰라의 신체 변화를 살펴보면 조합하여 비슷한 효과를 낼 수 있는 몇 가지 식물 후보를 추려낼 수 있다. 예를 들어 이차 대사 물질로 에페드린과 슈도에페드린을 생산하는 마황Ephedra equisetina을 섭취하면 교감 신경 활성도 변화를 유도할 수 있다. 에페드린은 에피네프린과 같은 수용체에 반응하기 때문에 효과적인 자극제로 사용된다. 마황 추출물은 운동선수의 신체 기능을 높이기 때문에 도핑 방지 위원회에서 금지된 바 있다. 중국 의학에서는 이를 몇 세기 전부터 기관지염과 천식을 다스리는 용도로 사용했다. 고통을 견디는 능력은 양귀비에서 추출한 오피오이드로 얻을 수 있으나, 중독과 약물 남용이라는 부작용 위험을 감수해야 한다.

[4장 기이한 생리학]
하트 허브의 약리학 중에서

레드윙이 가지고 있는 전술 능력은 모두 실현 가능성이 충분하다. 하지만 이 많은 기능을 비행 드론에 통합하는 것이 문제다. 가장 어려운 부분은 홀로그램을 만들어 디콘볼루션하면서 요원을 찾기 위해 콘볼루션 데이터베이스로 보내는, 이 모든 일을 3층 건물을 수색하며 원격으로 수행해야 한다는 점이다. 전자기 스펙트럼과 장파 주파수를 활용해 움직임을 감지한다는 개념은 사실 응급 구조 요원이 사용하는 휴대용 레이더에 이미 도입되었다.
[5장 놀라운 기계 공학]
팔콘의 레드윙 중에서

블랙 위도우의 무기는 상대방이 닫힌 회로의 일부가 되어 전자가 흐를 수 있는 한 계속해서 전기 충격을 가할 수 있다. 주먹을 날리면서 팔찌의 두 전극이 상대의 몸에 접촉하면 고압 전류가 흐르는 회로가 완성된다. 무기의 위력은 세 가지 요인, 전류, 전압, 저항에 따라 달라진다. 전류는 전극 사이를 이동하는 전자의 흐름이며 전압은 전극을 이동하는 전자 간의 전위 차이다. 회로의 저항은 전극을 통과할 수 있는 전류의 양을 결정하며 R=V/C라는 옴의 법칙으로 표현할 수 있다.
[6장 가차 없는 맹공]
블랙 위도우의 위도우 바이트 중에서

로키는 빛을 이용해 가지고 있는 물건을 숨기기도 하지만 반대로 빛을 실재하는 물체로 바꿀 때도 있다. 이런 경우, 질량 에너지 등가의 법칙, E=mc2을 역으로 활용해 빛을 물질로 바꾸는 과정을 거칠지도 모른다. 고에너지 광자를 서로 충돌시키는 방식을 사용할 수도 있지만 이는 많은 에너지를 필요로 한다. 게다가 만약 로키에게 이런 힘이 있다면 그는 물체를 만드는 대신 사람들을 제압하는 용도로 사용했을 것이다.

[7장 경이로운 역학]
현실 조작 중에서

가설을 세워보자. 인간의 개체가 지나치게 많아지면 인구 밀도가 높은 도시 지역에서 공기 전염병이 퍼지며 남아있는 담수 공급 시설이 오염된다. 지구 자원의 과잉 개발은 땅을 무너뜨리고 사막화를 유발하며, 생물 다양성을 파괴한다. 자원이 거의 고갈되고 나면 인간은 추악한 본성이 모습을 드러내 남은 자원을 차지하기 위한 전쟁을 일으킬 것이다. 이러한 결과를 생각해 봤을 때 타노스가 할 수 있는 최선은 인피니티 스톤으로 인구를 줄이는 것뿐이었다.
[8장 위력적인 무기]
타노스의 핑거 스냅 중에서

마블 시네마틱 유니버스에서 웜홀을 만드는 능력은 아주 강력한 힘에 속한다. 아홉 왕국을 감시하는 헤임달은 이 능력을 비프로스트를 수호하고 아스가르드를 지키는데 사용했다. 로키와 타노스가 사용한 스페이스 스톤 역시 우주선 없이도 우주를 마음대로 돌아다닐 수 있는 포탈을만드는 능력이 있었다. 쉴드의 콜슨 요원과 브루스 배너는 순간이동 능력을 아인슈타인-로젠 다리에 비유해 설명했다. 그렇다면 악마의 항문, 비프로스트, 스페이스 스톤이 만든 포탈에서는 어떤 일이 벌어지는 걸까

[9장 환상적인 물리학]
웜홀과 순간이동 중에서

그렇다면 기계 부하나 열부하에 파괴되지 않는 캡틴 아메리카의 방패는 어떤 형태일까? 비브라늄과 음전하를 띤 다른 원소로 합성 결정 격자를 형성할 수 있다면 탄소처럼 복잡한 나노 튜브 형태를 구성하는 것도 가능하다. 비브라늄 역시 원자 간 공유 결합을 통해 육각형 구조를 이룰 수 있으므로 원기둥 모양으로 말면 평범한 비브라늄 원자의 금속 결합보다 훨씬 강력해질 수 있다. 천 개의 아이스크림 막대로 모형을 만든다고 생각해보자. 같은 재질, 같은 수의 막대를 써서 만들어도 트러스 구조와 단순히 일자로 쌓아 올린 탑은 외부의 힘에 저항하는 정도가 다르다.
[10장 눈길을 사로잡는 첨단 기술]
비브라늄 중에서