The science of symmetry - Colm Kelleher

번역: Baechan Kim 검토: Jeong-Lan Kinser

When you hear the word symmetry,

여러분이 "대칭"이란 단어를 들을 때

maybe you picture a simple geometric shape

여러분은 아마 간단한 도형그림을 상상할 것입니다,

like a square or a triangle,

사각형이나 삼각형,

or the complex pattern on a butterfly's wings.

또는, 나비의 날개위의 복잡한 무늬처럼요.

If you are artistically inclined,

만약 여러분이 예술적인 경향이 있다면,

you might think of the subtle modulations of a Mozart concerto,

여러분은 아마도 모차르트의 협주곡의 미묘한 변화,

or the effortless poise of a prima ballerina.

또는 훌륭한 발레리나의 자세를 생각할지도 모릅니다.

When used in every day life,

일상생활에서 쓰일때,

the word symmetry represents vague notions of

"대칭"은 아름다움, 조화, 균형의

beauty, harmony and balance.

모호한 개념의 표본이죠.

In math and science, symmetry has a different,

수학적이고 과학적인 관점에서, 대칭성은 다르고

and very specific, meaning.

매우 특정한, 의미를 가집니다.

In this technical sense,

기술적 감각으로는,

a symmetry is the property of an object.

대칭성은 물체의 고유한 능력을 의미합니다.

Pretty much any type of object can have symmetry,

어느 종류의 물체이든 상당히 많은 "대칭성"을 가집니다,

from tangible things like butterflies,

"나비" 같이 실존하는 것들에서부터

to abstract entities like geometric shapes.

기하학적 형태같은 추상적 독립체까지요.

So, what does it mean for an object to be symmetric?

그러면, 물체가 대칭성을 갖는다는것은 무엇을 의미하는 것일까요?

Here's the definition:

여기 그 정의가 있습니다:

a symmetry is a transformation that leaves that object unchanged.

"대칭성"은 물체가 바뀌지 않은 상태로 남아있는 변형입니다.

Okay, that sounds a bit abstract, so let's unpack it.

맞아요, 그것은 추상적으로 들리죠, 그래서 한번 분석해 보겠습니다.

It will help to look at a particular example,

특정한 예를 관찰하면 이해하기 쉬울 것입니다,

like this equilateral triangle.

이 정삼각형 같은걸로요.

If we rotate our triangle through 120 degrees,

만약 우리가

around an access through its center,

그 중심을 기준으로 삼각형을 120'로 회전시키면,

we end up with a triangle that's identical to the original.

우리는 결국 원형과 똑같은 삼각형에 도달하게 되죠.

In this case, the object is the triangle,

이런 경우에, 물체는 삼각형이 되고

and the transformation that leaves the object unchanged

물체가 바뀌지 않은 상태로 남아있는 변형은

is rotation through 120 degrees.

120' 회전 입니다.

So we can say an equilateral triangle is symmetric

그래서 우리는 정삼각형이 "대칭성"을 가진다고 말할 수 있죠,

with respect to rotations of 120 degrees around its center.

그 중심으로 120' 회전한 것에 대해서요.

If we rotated the triangle by, say, 90 degrees instead,

대신에, 만약 우리가 삼각형을 90'로 회전시킨다면,

the rotated triangle would look different to the original.

회전한 삼각형은 원형과는 다르게 보일겁니다.

In other words, an equilateral triangle is not symmetric

그래서, 그 중심으로 90' 회전한 것에 대하여

with respect to rotations of 90 degrees around its center.

정삼각형은 "대칭성"이 없는 겁니다.

But why do mathematicians and scientists care about symmetries?

하지만, 왜 수학자들과 과학자들은 "대칭성"에 관심을 가질까요?

Turns out, they're essential in many fields of math and science.

판명이 된것은, 수학과 과학의 많은 분야에서 그것들은 필수적입니다.

Let's take a close look at one example: symmetry in biology.

생물학적 "대칭성"의 한 예를 자세히 살펴봅시다.

You might have noticed that there's a very familiar kind of symmetry

당신은 아마 우리가 아직 언급하지 않았던

we haven't mentioned yet:

"대칭성"과 관계가 깊은 것이 있다는 것을 알아차렸을 겁니다:

the symmetry of the right and left sides of the human body.

인간 신체의 오른쪽과 왼쪽의 대칭이죠.

The transformation that gives this symmetry is reflection

이 대칭성을 주는 변형은

by an imaginary mirror that slices vertically through the body.

신체를 통해 수직적으로 조각내는 상상속의 거울에 의한 반사입니다.

Biologists call this bilateral symmetry.

생물학자들은 이를 "양방향의 대칭"이라 부릅니다.

As with all symmetries found in living things,

생물에서 찾은 모든 대칭이므로

it's only approximate,

그것은 단지 근사치일 뿐이지만,

but still a striking feature of the human body.

인간 신체의 여전히 인상깊은 특색이죠.

We humans aren't the only bilaterally symmetric organisms.

우리 인간만이 양쪽으로 대칭되는 유기체인것은 아닙니다.

Many other animals, foxes, sharks, beetles,

많은 동물들, 여우, 상어, 딱정벌레,

that butterfly we mentioned earlier,

우리가 앞서 언급했던 그 나비 들은

have this kind of symmetry,

이런 종류의 대칭성을 갖죠,

as do some plants like orchid flowers.

난초 꽃과 같은 식물이 갖는것처럼요.

Other organisms have different symmetries,

다른 유기체들은

ones that only become apparent

여러분이 중심점 주변에 그 생물체를 회전시킬때

when you rotate the organism around its center point.

분명하게 되는 것들의, 다른 대칭성을 가지고 있습니다,

It's a lot like the rotational symmetry of the triangle we watched earlier.

그것은 우리가 이전에 봤던 삼각형의 회전대칭과 많이 비슷합니다.

But when it occurs in animals,

그러나 그것이 동물들에게 일어날때,

this kind of symmetry is known as radial symmetry.

이런 종류의 대칭은 방사성 대칭으로 알려졌습니다.

For instance, some sea urchins and starfish

예를 들어, 몇몇의 성게와 불가사리는

have pentaradial or five-fold symmetry,

5방 사상, 또는 5겹 대칭을 갖습니다.

that is, symmetry with respect to rotations of 72 degrees around their center.

그것은 그 중심주변에 72'정도 회전시키는 대칭입니다.

This symmetry also appears in plants,

이 대칭은 식물에서도 나타납니다,

as you can see for yourself by slicing through an apple horizontally.

여러분이 사과를 수평으로 써는것으로 여러분 스스로 볼수 있는 것처럼요.

Some jellyfish are symmetric with respect to rotations of 90 degrees,

일부 해파리들은 90' 회전시키는 것과 관련된 대칭적니다.

while sea anemones are symmetric when you rotate them at any angle.

반면에, 아네모네들은 어떤 각도로 회전시켜도 대칭이죠.

Some corals, on the other hand, have no symmetry at all.

다른 한편으로, 일부 산호들은 전혀 대칭이 없습니다.

They are completely asymmetric.

그것들은 완벽히 비대칭적이죠.

But why do organisms exhibit these different symmetries?

그러나 왜 유기체들은 이리 다른 대칭을 보여줄까요?

Does body symmetry tell us anything about an animal's lifestyle?

신체의 대칭이 우리에게 동물의 삶에 대해 뭔가 말해줄까요?

Let's look at one particular group:

하나의 특정 집단을 살펴봅시다:

bilaterally symmetric animals.

양방향 대칭성 동물들을요.

In this camp, we have foxes, beetles, sharks, butterflies,

이 그룹에는, 여우, 딱정벌레, 상어, 나비

and, of course, humans.

그리고 물론 사람이 있습니다.

The thing that unites bilaterally symmetric animals

양방향 대칭성 동물들을 합치는 것은

is that their bodies are designed around movement.

그들의 몸신체가 움직임의 주위로 디자인 되어있다는 것입니다.

If you want to pick one direction and move that way,

한방향을 선택하고 그쪽으로 움직이려 한다면,

it helps to have a front end

그것이 선취부분을 선택하는데 도움을 주죠,

where you can group your sensory organs--

여러분이 감각기관을 무리지을 수 있어요--

your eyes, ears and nose.

여러분의 눈, 귀 , 코로요.

It helps to have your mouth there too

여러분의 입이 거기있는것도 도움이 됩니다,

since you're more likely to run into food

여러분이 이 입끝으로 음식이나

or enemies from this end.

적에게 달려갈 가능성이 더 많기 때문이죠.

You're probably familiar with a name for a group of organs,

여러분은 아마도 신체기관 그룹에 대한 이름에 친숙할겁니다,,

plus a mouth, mounted on the front of an animal's body.

동물 신체의 앞에 놓여진, 입에 대한 이름에 친숙할겁니다,

It's called a head.

그것은 '머리'라 불립니다.

Having a head leads naturally to the development of bilateral symmetry.

머리를 갖는것은 자연스럽게 양방향 대칭을 발전으로 이끌죠.

And it also helps you build streamlined fins if you're a fish,

그리고 만약 여러분이 어류라면 유선형 비늘을 만드는데,

aerodynamic wings if you're a bird,

조류라면, 공기역학적 날개를 만드는데,

or well coordinated legs for running if you're a fox.

또는, 여우라면, 달리기위해 잘 작용하는 다리를 만드는데 도움을 줍니다.

But, what does this all have to do with evolution?

그러나, 무엇이 이렇게 진화하게 만들었을까요?

Turns out, biologists can use these various body symmetries

판명된 것은, 생물학자들은 이러한 다양한 신체 대칭을 이용할 수 있다는 거죠,

to figure out which animals are related to which.

어떤 동물들이 어것과 연관이 있는지 알아내기 위해서 말이죠.

For instance, we saw that starfish and sea urchins have five-fold symmetry.

예를들어, 저희는 불가사리와 성게가 5겹 대칭이라는 것을 보았습니다.

But really what we should have said was

그러나, 정말로 저희가 말해 드려야 했던 것은

adult starfish and sea urchins.

성체인 불가사리와 성게입니다.

In their larval stage, they're bilateral, just like us humans.

그들의 유충 단계에서는, 인간이 그런것처럼 그들은 양방향 대칭입니다.

For biologists, this is strong evidence

생물학자들에게, 이것은 강력한 증거이죠,

that we're more closely related to starfish

저희가 불가사리와 더 많이 깊게 연결되었다는 겁니다,

than we are, to say, corals,

우리가 산호나, 또는 그들의 성장에서 어떤 단계에서도

or other animals that don't exhibit bilateral symmetry

at any stage in their development.

다른동물들과 더 깊게 연결되었다고 말하는 것보다는요.

One of the most fascinating and important problems in biology

생물학에서 가장 매혹적이고 중요한 문제는

is reconstructing the tree of life,

삶의 계통도를 재건축하는 것이죠,

discovering when and how the different branches diverged.

언제 그리고 어떻게 다른 계통들이 갈라졌는지 발견하면서요.

Thinking about something as simple as body symmetry

신체의 대칭처럼 간단한 어떤것을 생각하는 것은

can help us dig far into our evolutionary past

우리의 진화의 과거를 깊게 파헤치는 것과

and understand where we, as a species, have come from.

우리가, 하나의 종으로서, 어디서 온것인지 이해하는 것을 도울수 있습니다.