Gary Greenberg: The beautiful nano details of our world

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

번역: Han Jungran 검토: Mayyul Cho

So I want to talk a little bit about seeing the world

전 완전히 색다르게 세상을 바라보는 관점에 대해서

from a totally unique point of view,

조금 말해 보고자 합니다.

and this world I'm going to talk about is the micro world.

그런데 제가 말하려는 세상은 미세한 세계입니다.

I've found, after doing this for many, many years,

전 수년을 연구한 끝에

that there's a magical world behind reality.

현실 뒤엔 마법같은 세상이 존재한다는 걸 발견했죠.

And that can be seen directly through a microscope,

이런 건 현미경으로 바로 볼 수 있는 것이고요.

and I'm going to show you some of this today.

오늘 이 미소한 세계의 얼마정도를 여러분께 보여드리고자 합니다.

So let's start off looking at something rather not-so-small,

그럼 일단 아주 그렇게 작지 않은 것부터 시작할까요?

something that we can see with our naked eye,

그건 우리가 육안으로도 볼 수 있는 것들인데

and that's a bee. So when you look at this bee,

자, 벌이죠? 여러분이 보시다시피

it's about this size here, it's about a centimeter.

이 벌은 이 정도 크기죠. 1cm 정도입니다.

But to really see the details of the bee, and really

하지만 벌을 자세히 보자면, 여러분들이 진짜

appreciate what it is, you have to look a little bit closer.

이게 무엇인지 더 잘 알고 싶다면, 좀 더 면밀하게 볼 필요가 있습니다.

So that's just the eye of the bee with a microscope,

이 사진은 현미경으로 바라본 벌의 눈입니다.

and now all of a sudden you can see that the bee has

그럼 이때부터 여러분들은 벌이

thousands of individual eyes called ommatidia,

수천개의 낱눈을 가지고 있다는 걸 알 수 있죠.

and they actually have sensory hairs in their eyes

그리고 눈 주변에 감각모들이 나있는 거 보이시죠?

so they know when they're right up close to something,

벌들은 이걸 통해 어디 가까이 가닿는 것을 압니다.

because they can't see in stereo.

눈 하나로는 그걸 다 못 보니까요.

As we go smaller, here is a human hair.

그럼 좀 더 작은 걸로 볼까요? 이건 인간의 털입니다.

A human hair is about the smallest thing that the eye can see.

인모는 우리의 눈으로 볼 수 있는 것 중 가장 작죠.

It's about a tenth of a millimeter.

1mm를 십등분한 정도의 크기입니다.

And as we go smaller again,

그럼 이거보다 더 작은 걸 봅시다.

about ten times smaller than that, is a cell.

이것보다 한 열배는 작은 것이요. 세포입니다.

So you could fit 10 human cells

그러니까 인모 하나의 직경은

across the diameter of a human hair.

열개의 인간 세포를 나열한 정도죠.

So when we would look at cells, this is how I really got

정말 세포야말로,

involved in biology and science is by looking

현미경을 통해 본 살아있는 세포를 보는 것이

at living cells in the microscope.

제 연구분야인 생물학과 과학의 전부라고 할 수 있죠.

When I first saw living cells in a microscope, I was

제가 처음 현미경으로 세포를 봤을 때,

absolutely enthralled and amazed at what they looked like.

그것들의 생김새들이 아주 경이로와 사로잡혔죠.

So if you look at the cell like that from the immune system,

그럼 만약 여러분들이 면역체계의 이런 세포를 보게 된다면,

they're actually moving all over the place.

아마 그것들은 여기저기를 쏘다니며 움직이고 있을 겁니다.

This cell is looking for foreign objects,

이 세포는 외부에서 온 물체들을 찾아다니죠.

bacteria, things that it can find.

박테리아 같은 것들을 찾는 겁니다.

And it's looking around, and when it finds something,

그것들이 돌아다니다가 무언가를 발견하고

and recognizes it being foreign,

그것이 외부로부터 온 것임을 자각할 때

it will actually engulf it and eat it.

그자리에서 완전히 그걸 에워싸서 먹어버릴 겁니다.

So if you look right there, it finds that little bacterium,

제 말은 그게 하나의 작은 박테리아라도

and it engulfs it and eats it.

찾아내서 먹어치운다는 겁니다.

If you take some heart cells from an animal,

그럼 여러분들이 어떤 동물의 심장세포를 접시 위에 놓고

and put it in a dish, they'll just sit there and beat.

본다고 합시다. 그럼 그 세포들은 그 자리에서 그냥 뜁니다.

That's their job. Every cell has a mission in life,

그게 걔네들의 일이거든요. 모든 세포는 각자의 역할이 있습니다.

and these cells, the mission is

그래서 이런 세포들의 역할은

to move blood around our body.

피를 우리 몸 여기저기에 옮기는 겁니다.

These next cells are nerve cells, and right now,

그럼 다음 세포를 볼까요? 이건 신경계세포들입니다.

as we see and understand what we're looking at,

우리가 지금 이걸 보고 있다는 걸 아는 순간에도

our brains and our nerve cells are actually doing this

우리의 뇌와 신경세포들은 그들의 역할을 하는 거죠.

right now. They're not just static. They're moving around

잠시도 가만히 있지를 않습니다. 이것들은 움직이면서

making new connections, and that's what happens when we learn.

새로운 연결고리를 찾아내죠. 그게 우리가 학습할 때 나타나는 현상입니다.

As you go farther down this scale here,

여기서 더 작은 단계로 넘어가보죠.

that's a micron, or a micrometer, and we go

이건 마이크론입니다. 마이크로미터라고도 불리고요.

all the way down to here to a nanometer

이거보다 더 작은 게 나노미터입니다.

and an angstrom. Now, an angstrom is the size

그 다음은 엉스트롬이고요. 자, 엉스트롬의 크기는

of the diameter of a hydrogen atom.

수소 원자의 직경 정도입니다.

That's how small that is.

그만큼 작다는 얘기죠.

And microscopes that we have today can actually see

그리고 우리가 오늘 가지고 온 현미경은 사실상

individual atoms. So these are some pictures

개체의 원자를 보는 겁니다. 자, 그럼 여기

of individual atoms. Each bump here is an individual atom.

원자의 개체를 찍은 사진 몇 장이 있습니다. 저 울퉁불퉁한 것들이 하나의 원자 개체죠.

This is a ring of cobalt atoms.

이건 코발트 원자의 고리입니다.

So this whole world, the nano world, this area in here

그러니까 이 모든 세계, 즉 우리가 살고 있는 이 미소한 세계를

is called the nano world, and the nano world,

나노 세계라고 부르는 겁니다.

the whole micro world that we see,

나노 세계는 우리가 볼 수 있는 것들

there's a nano world that is wrapped up within that, and

그 자체로 이루어져 있으며

the whole -- and that is the world of molecules and atoms.

그 전체는 분자와 원자의 세계로 이루어져 있죠.

But I want to talk about this larger world,

하지만 전 좀 더 넓은 세계를 말해보고자 합니다.

the world of the micro world.

마이크로 세계에 대해서 말이죠.

So if you were a little tiny bug living in a flower,

만약 여러분들이 꽃 속에 사는 작은 벌레라고 할 때,

what would that flower look like, if the flower was this big?

그 꽃은 과연 어떻게 생겼을까요? 꽃이 이렇게 엄청 크다면요.

It wouldn't look or feel like anything that we see

그 꽃은 우리가봤을때 확인하는 꽃하고는 아주 다를 것입니다

when we look at a flower. So if you look at this flower here,

자, 여기 이 꽃을 봐주십시오.

and you're a little bug, if you're on that surface

여러분들은 작은 벌레입니다. 만약 여러분들이 저 꽃의

of that flower, that's what the terrain would look like.

한 단면에 있다면 말이죠, 이렇게 보일 겁니다.

The petal of that flower looks like that, so the ant

꽃잎이 저렇게 보일 거죠. 그러니까 개미는

is kind of crawling over these objects, and if you look

이 물체 위를 기어다니는 종입니다. 만약 여러분들이

a little bit closer at this stigma and the stamen here,

이 암술머리랑 수술을 더 자세히 본다면요

this is the style of that flower, and you notice

이게 저 꽃의 정체성입니다. 그리고 여러분들

that it's got these little -- these are like little jelly-like things

저 작은 것들, 젤리처럼 작은 것들이

that are what are called spurs. These are nectar spurs.

우리가 돌출부라고 부른 것들 입니다. 화밀 돌출부죠.

So this little ant that's crawling here, it's like

그럼 이 작은 개미가 이 위를 기어다닌다면

it's in a little Willy Wonka land.

윌리 웡카의 초콜릿 공장을 견학하는 기분이겠죠.

It's like a little Disneyland for them. It's not like what we see.

그들에겐 작은 디즈니랜드와 같습니다. 우리가 그냥 보는 거랑은 다르게요.

These are little bits of individual grain of pollen

이것들은 꽃가루의 알갱이들인데요.

there and there, and here is a --

여러분들이 보시다시피

what you see as one little yellow dot of pollen,

노란색 점들 같은 거 있잖아요.

when you look in a microscope, it's actually made

현미경으로 볼 때, 사실상 이건

of thousands of little grains of pollen.

수천개의 꽃가루로 이루어져 있습니다.

So this, for example, when you see bees flying around

그러니까, 예를 들어서, 벌이 이 작은 식물 주변을

these little plants, and they're collecting pollen,

날아다닐 때, 그들은 꽃가루를 모으죠.

those pollen grains that they're collecting, they pack

이 꽃가루 알갱이들을 모은 다음에

into their legs and they take it back to the hive,

다리로 싸서 벌집으로 데려갑니다.

and that's what makes the beehive,

이게 바로 벌집과 그 안에 있는

the wax in the beehive. And they're also collecting nectar,

밀랍을 형성하는 것입니다. 또 꽃즙도 있죠.

and that's what makes the honey that we eat.

그게 바로 우리가 먹는 꿀입니다.

Here's a close-up picture, or this is actually a regular picture

여기 클로즈업된 사진이 있습니다. 아니면 여기 실제로

of a water hyacinth, and if you had really, really good vision,

보통 부레옥잠의 사진이 있습니다. 여러분들이 정말 시력이 좋다면

with your naked eye, you'd see it about that well.

육안으로도 부레옥잠의 모든 걸 다 볼 수 있을 겁니다.

There's the stamen and the pistil. But look what the stamen

수술과 암술이 저기 있죠? 근데 수술과 암술을

and the pistil look like in a microscope. That's the stamen.

현미경으로 본 사진을 봅시다. 저게 수술인데요.

So that's thousands of little grains of pollen there,

역시 저기에도 수천개의 꽃가루 낱알들이 밀집돼 있습니다.

and there's the pistil there, and these are the little things

암술을 볼까요? 이 작은 것들을

called trichomes. And that's what makes the flower give

분비모라고 부릅니다. 저기서 바로

a fragrance, and plants actually communicate

꽃향기를 만들고 그 향기로 다른 식물들과

with one another through their fragrances.

의사소통을 하게 하죠.

I want to talk about something really ordinary,

정말 일반적인 얘기로 넘어가봅시다.

just ordinary sand.

그냥 모래죠.

I became interested in sand about 10 years ago,

전 약 10년간 모래에 흥미를 느껴왔습니다.

when I first saw sand from Maui,

마우이에서 처음 모래를 봤을 때,

and in fact, this is a little bit of sand from Maui.

여기 마우이에서 찍은 모래 사진이 있는데요,

So sand is about a tenth of a millimeter in size.

그러니까 모래는 1mm를 열등분한 크기죠.

Each sand grain is about a tenth of a millimeter in size.

모래 하나 하나의 낱알이 1mm를 열등분한 크기입니다.

But when you look closer at this, look at what's there.

그런데 좀 더 면밀하게 보자면, 모래는 이렇게 생겼습니다.

It's really quite amazing. You have microshells there.

놀랍죠? 엄청 작은 조개껍질이 거기있어요.

You have things like coral.

산호같은 것도 있고요.

You have fragments of other shells. You have olivine.

다른 껍질들의 파편도 있습니다. 감람석도 보이네요.

You have bits of a volcano. There's a little bit

화성암도 있군요. 저기 작은 파편이

of a volcano there. You have tube worms.

있습니다. 새날개 갯지렁이도 있고요.

An amazing array of incredible things exist in sand.

정말 놀라운 집합체가 아닐 수 없습니다.

And the reason that is, is because in a place like this island,

이런 종류의 섬같은 곳의 모래는

a lot of the sand is made of biological material

다양한 생물학적인 소재로 이루어져 있습니다.

because the reefs provide a place where all these

왜냐하면 암초가 이 미세한 생명체들이나

microscopic animals or macroscopic animals grow,

현미경으로 볼 수 있는 (육안으로 볼 수 없는) 생명체들이 자라고

and when they die, their shells and their teeth

죽을때, 그들의 껍질과 이빨과 뼈가

and their bones break up and they make grains of sand,

부서져서 모래의 낱알을 만들 수 있는 터전을 마련하기 때문입니다.

things like coral and so forth.

산호같은 것들도 말이죠.

So here's, for example, a picture of sand from Maui.

그러니까, 예를 들어, 마우이의 사진 보자면 말이죠.

This is from Lahaina,

라하이나에서 찍은 겁니다.

and when we're walking along a beach, we're actually

그리고 우리가 해변을 따라 걸을 때, 우리는

walking along millions of years of biological and geological history.

수백만년의 생물학적 지질학적 역사를 밟고 지나가는 셈이죠.

We don't realize it, but it's actually a record

우리는 아마 알아차리지 못하겠지만,

of that entire ecology.

사실 이는 모든 생태계의 기록이라고 할 수 있습니다.

So here we see, for example, a sponge spicule,

예를 들어, 여기서 보시다시피 해면의

two bits of coral here,

심상체가 여기 있고요, 산호 두 조각이 있죠?

that's a sea urchin spine. Really some amazing stuff.

저건 성게의 등뼈입니다. 정말 놀라운 거죠.

So when I first looked at this, I was -- I thought,

제가 이걸 처음 봤을 때, 전 이렇게 생각했습니다.

gee, this is like a little treasure trove here.

세상에, 보물이 따로 없네.

I couldn't believe it, and I'd go around dissecting

정말 믿을 수 없었죠. 저는 이걸 분해해서

the little bits out and making photographs of them.

사진을 찍었습니다.

Here's what most of the sand in our world looks like.

여기 흔한 모래의 사진이 있습니다.

These are quartz crystals and feldspar,

이것들은 수정 결정판과 장석입니다.

so most sand in the world on the mainland

대부분 본토에 있는 모래들은

is made of quartz crystal and feldspar. It's the erosion of granite rock.

수정 결정판과 장석으로 이루어져있죠. 이는 화강암의 침식때문입니다.

So mountains are built up, and they erode away by water

이렇게 산이 만들어지고 물, 빗물, 얼음 이런 것들이

and rain and ice and so forth,

산을 침식시키죠.

and they become grains of sand.

그럼 그것들은 모래 낱알이 됩니다.

There's some sand that's really much more colorful.

색이 휘황찬란한 모래들도 있습니다.

These are sand from near the Great Lakes,

오대호에서 가져온 모래입니다.

and you can see that it's filled with minerals

보시다시피 광물들이 많죠.

like pink garnet and green epidote, all kinds of amazing stuff,

이 분홍색 석류석이랑 초록색 녹렴석 같은 것들요. 대단하지 않습니까?

and if you look at different sands from different places,

그래서 여러분들이 다른 곳에서 다른 모래를 볼 때,

every single beach, every single place you look at sand,

어떤 해변이든 장소든 여러분들이 가서 모래를 볼 때

it's different. Here's from Big Sur, like they're little jewels.

모두 다르기 마련입니다. 이건 빅서 해변에서 가져온 건데요.

There are places in Africa where they do the mining

보석같죠? 아프리카엔 보석을 캐는 광산이 몇 개 있어서

of jewels, and you go to the sand where the rivers have

강에 있는 모래나 바다 밑에 가라앉은

the sand go down to the ocean, and it's like literally looking

모래들을 현미경으로 본다면

at tiny jewels through the microscope.

정말 이렇게들 생겼습니다.

So every grain of sand is unique. Every beach is different.

그러니까 어떤 모래의 낱알이든 모두 특별하죠. 해변들도 각기 다릅니다.

Every single grain is different. There are no two grains

모든 낱알들도 달라요. 지상 어느에도

of sand alike in the world.

똑같이 생긴 모래란 없습니다.

Every grain of sand is coming somewhere and going somewhere.

모래의 모든 낱알들은 어디서 오고 또 어디로 가죠.

They're like a snapshot in time.

시간의 스냅사진과도 같은 겁니다.

Now sand is not only on Earth, but sand is

모래는 지구에만 있는 게 아니죠. 하지만 모래는

ubiquitous throughout the universe. In fact, outer space

이 우주 어디든지 있어요. 사실, 우주 밖은

is filled with sand, and that sand comes together

모래로 이루어져 있습니다. 그 모래들이 같이 뭉쳐서

to make our planets and the Moon.

우리의 행성들과 달을 만든 것이죠.

And you can see those in micrometeorites.

유성진에서도 모래를 볼 수 있어요.

This is some micrometeorites that the Army gave me,

이것이 군에서 제가 받은 유성진입니다.

and they get these out of the drinking wells in the South Pole.

남극의 우물에서 발견했다고 하더라고요.

And they're quite amazing-looking, and these are the

정말 놀랍게 생겼죠. 그리고 이것들은

tiny constituents that make up the world that we live in --

행성들과 달과 같이 우리가 사는 세상을 만드는

the planets and the Moon.

아주 작은 성분입니다.

So NASA wanted me to take some pictures of Moon sand,

나사가 예전에 저한테 달의 모래를 찍길 부탁했습니다.

so they sent me sand from all the different landings

40년 전에 아폴로 달 착륙을 할 때 가져온

of the Apollo missions that happened 40 years ago.

모래를 저한테 보내줬습니다.

And I started taking pictures with my three-dimensional microscopes.

그래서 제 삼차원 현미경으로 사진을 찍기 시작했죠.

This was the first picture I took. It was kind of amazing.

이게 제가 처음 찍은 사진입니다. 대단했죠.

I thought it looked kind of a little bit like the Moon, which is sort of interesting.

흥미롭게도 전 이게 약간 달과 비슷하다고 생각했습니다.

Now, the way my microscopes work is, normally

자, 제가 현미경으로 사진을 찍은 것들은 보통

in a microscope you can see very little at one time,

여러분들이 현미경을 통해 한번에 조금 밖에 볼 수 없는 것들입니다.

so what you have to do is you have to refocus the microscope,

그러니까 여러분들은 현미경의 렌즈 초점을 재조절하고

keep taking pictures, and then I have a computer program

사진을 찍어야 하죠. 그런 다음 제가 모든 사진들을

that puts all those pictures together

하나의 사진으로 합치는 프로그램으로

into one picture so you can see actually what it looks like,

여러분들이 물체가 어떻게 생겼는지를 볼 수 있게 하는 겁니다.

and I do that in 3D. So there, you can see,

지금은 3D로 하고 있죠. 자, 여러분들

is a left-eye view. There's a right-eye view.

이게 왼쪽에서 찍은 겁니다. 이건 오른쪽이고요.

So sort of left-eye view, right-eye view.

왼쪽에서 찍은 각도, 오른쪽에서 찍은 각도.

Now something's interesting here. This looks very different

여기 흥미로운 게 있습니다. 이건 제가 지구에서 본

than any sand on Earth that I've ever seen, and I've

여타 모래들과 다르게 생겼습니다. 저는

seen a lot of sand on Earth, believe me. (Laughter)

정말로 지구의 많은 모래들을 봐와서 알아요. 믿어주세요 (웃음)

Look at this hole in the middle. That hole was caused

여기 중앙에 구멍 좀 보세요. 이 구멍은

by a micrometeorite hitting the Moon.

달에 충돌한 유성진 때문에 생긴 겁니다.

Now, the Moon has no atmosphere, so micrometeorites

달에는 대기가 없죠? 그래서 유성진은

come in continuously, and the whole surface of the Moon

그대로 내려온 겁니다. 그래서 달의 표면은 지금

is covered with powder now, because for four billion years

온통 가루로 뒤덮여있죠. 왜냐하면 40억년 동안

it's been bombarded by micrometeorites,

유성진이 달로 떨어졌기 때문입니다.

and when micrometeorites come in at about

그래서 유성진이 한 시간에 20 마일에서 6만 마일사이 속력으로 떨어지면

20 to 60,000 miles an hour, they vaporize on contact.

접촉하면서 기화됩니다.

And you can see here that that is --

여러분들이 여기서 볼 수 있듯이

that's sort of vaporized, and that material is holding this

기화된 걸 알 수 있고 그물체가 모래 낱알들의

little clump of little sand grains together.

작은 덩어리를 붙여놓고있어요.

This is a very small grain of sand, this whole thing.

이 자체가 모래의 아주 작은 낱알이에요.

And that's called a ring agglutinate.

이걸 소위 링 교착이라고 하죠.

And many of the grains of sand on the Moon look like that,

그래서 달 표면에 있는 모래들의 낱알은 다 저렇게 생겼습니다.

and you'd never find that on Earth.

지구에서는 절대로 찾아볼 수 없는 거죠.

Most of the sand on the Moon,

대부분 달에 있는 모래들이

especially -- and you know when you look at the Moon,

특히 여러분들이 달을 보시면 알겠지만,

there's the dark areas and the light areas. The dark areas

어두운 부분이 있고 밝은 부분이 있죠. 어두운 부분은

are lava flows. They're basaltic lava flows,

용암류입니다. 현무암의 용암류이죠.

and that's what this sand looks like, very similar

이 모래는 할레아칼라 산에서 볼 수 있는

to the sand that you would see in Haleakala.

모래와 아주 유사하게 생겼습니다.

Other sands, when these micrometeorites come in,

이 유성진이 다가올 때, 다른 모래들은

they vaporize and they make these fountains,

기화되어서 이런 샘을 만들죠.

these microscopic fountains that go up into the --

이 미세한 분수가 공기 위로 올라가서 (라고 말할려고 했는데)

I was going to say "up into the air," but there is no air --

아, 공기 위가 아니죠. 공기가 없으니까요.

goes sort of up, and these microscopic glass beads

여하튼 올라가서, 이런 미세한 유리 구슬들이

are formed instantly, and they harden, and by the time

아주 잠깐 만들어집니다. 그리고 시간이 지날수록 딱딱해지죠.

they fall down back to the surface of the Moon,

그것들은 달 표면 위로 다시 떨어집니다.

they have these beautiful colored glass spherules.

이런 아름다운 색깔을 띤 유리 소구체를 갖게 되죠.

And these are actually microscopic;

이것들은 사실상 미세합니다.

you need a microscope to see these.

보려면 현미경이 필요해요.

Now here's a grain of sand that is from the Moon,

자, 여기 달의 모래에 나온 한 낱알입니다.

and you can see that the entire

보시다시피 모든 결정구조가

crystal structure is still there.

그대로 있죠.

This grain of sand is probably about

이 모래 낱알은 아마도

three and a half or four billion years old,

35억이나 40억년 정도 오래됐을 겁니다.

and it's never eroded away like the way we have sand

물이나 물리적인 낙하, 공기 때문에 침식되는

on Earth erodes away because of water and tumbling,

지구의 모래와 달리 전혀 침식이 된 적이 없죠.

air, and so forth. All you can see is a little bit of erosion

겨우 태양 폭풍이나 태양의 자외선 때문에

down here by the Sun, has these solar storms,

살짝 침식이 된 흔적 빼고는

and that's erosion by solar radiation.

찾아볼 수 없습니다.

So what I've been trying to tell you today is

그러니까 오늘 제가 여러분들께 하고 싶은 말은

things even as ordinary as a grain of sand

모래 낱알처럼 평범하기 짝이 없는 것들도

can be truly extraordinary if you look closely

면밀하게 본다면, 관점을 바꿔서 본다면

and if you look from a different and a new point of view.

아주 비상하다는 겁니다.

I think that this was best put by William Blake when he said,

윌리엄 블레이크가 이렇게 얘기했었죠.

"To see a world in a grain of sand

"세상을 모래의 낱알에서,

and a heaven in a wild flower,

천국을 한송이 야생화에서 찾아본다면,

hold infinity in the palm of your hand,

무한이 당신의 손 바닥에있고

and eternity in an hour."

영원이 한시간 안에 들어있다."

Thank you. (Applause)

감사합니다.(박수)