인간이 자연과 더불어 살아가던 시대에는 인간은 한없이 연약한 존재였다. 하지만 지혜를 가진 인간은 자연의 두려움을 극복하고 이제는 자연에 두려움을 주는 존재로 살아가게 되었다. 특히 서구의 자연과학의 발전은 일방적으로 특정한 성서적 전통, 즉 너희는 땅을 지배하라는 전통을 계승한 것이다. 게다가 기독교의 종말론 사상은 선형적 진보사관과 밀접하게 관련된다. 또 유일신 사상은 신화적, 마술적인 세계로부터의 해방을 의미하며 이로부터 이미 역사는 세속화의 과정을 내딛기 시작하였다.
그렇지만, 과학기술로 대변되는 인간의 문명이 과연 위대한 것일까? 인간이 현재까지 개발한 첨단 문명의 이기와 자연 속에서 발견되는 동식물을 비교해보면 그렇지 않다는 것을 곧 알 수 있다.
인간은 아직 후각기를 대체할 수 있는 기계를 만들어내지 못하고 있으나, 백상아리는 400m 바깥에서 헤엄치고 있는 먹이를 냄새로 찾아낼 수 있으며, 기상예보와 관련해서 돌고래는 인간이 기상예보를 할 수 있기 전부터 폭풍우를 대비하여 섬 그늘에 피신하고, 꿀벌은 밀리미터 단위에서 2%의 한계오차 내에서 집을 지을 수 있고, 강한 내수성·내열성 및 강도와 탄성을 가지는 밀랍을 만들기도 한다.
나일론보다 질기고 가볍고 좋은 성질을 가진 섬유가 자연계에 존재하며, 고무보다 질기고 내산성이 좋은 물질이 바퀴벌레 등껍질에 있는 등 인간의 상상 속에서나 가능한 이야기들이 자연 속에서 일어나고 있는 것이다.
[학생 답안1]
창조는 모방에서부터 시작된다. 그림을 그리려는 사람이 처음에 다른 사람의 그림을 흉내내어 그리는 연습을 하고, 시인이 되려는 사람이 모방시를 쓰는 것처럼, 훌륭하고 획기적인 과학기술도 자연을 모방하는 것에서부터 시작된 것이 많다.
자연의 동물과 식물들이 가지고 있는 특성이 인간의 생활에 아주 유용하게 쓰일 때가 있다. 그래서 과학자들은 그러한 특성들을 연구하여 그 기술을 상용화하려고 노력하고 있다. 그리고 그러한 연구가 꽤 의미있을 것이라고 전망한다. 최근에는 ‘바이오마이메틱스(biomimetics)’ 라고 불리는 ’생물 모방 공학‘이 각광을 받고 있다.
인간이 자연을 모방하여 만든 발명품 중에 연잎의 배수 원리를 모방한 스프레이가 있다. 비가 오거나 물을 뿌려도 연잎에 떨어진 물방울들은 연잎에 붙어있지 않고 쪼르륵 굴러 떨어진다. 이때 물방울이 굴러 떨어지면서 연잎에 묻어있던 오염물질까지 쓸어간다. 그래서 연잎은 항상 깨끗하다.
이러한 현상은 연잎 표면이 초소수성을 띠고 있기 때문에 나타난다. 연잎의 표면은 나노 크기의 미세한 돌기들로 덮여 있어서 소수성을 띠는 것이다. 이 돌기보다 100만 배 이상 큰 물방울은 표면적을 최소화하기 위해 공 모양으로 뭉쳐져 굴러 떨어지게 된다. 이런 ‘연꽃잎 효과’를 모방한 스프레이도 소수성의 원리를 이용하여 발명된 것이다.
그런데 아무리 자연을 모방한 제품이라 해도, 자연물과 완전히 같을 수는 없다. 인간의 발명품과 자연물은 차이가 있는데 그 중 하나는 성능의 차이이다. 인간의 발명품이 아무리 자연물을 충실히 모방했다 하더라도 성능에 있어서는 본래 자연물의 성질에 미치지 못한다. 위에 언급한 연꽃잎 효과를 나타내는 스프레이도 연잎만한 효과를 내지 못한다.
자연물과 인공물의 또 다른 차이점은 폐기물의 생성 여부이다. 자연에 존재하는 것들은 시간이 지남에 따라 스스로 완전히 분해된다. 그런데 인간이 인위적으로 만들어 낸 물질들은 그렇지 못하다. 스스로 분해되기는커녕 오히려 환경에 악영향을 주는 폐기물들을 생성해 내기도 한다. 인간의 기술이 자연의 성능은 어느 정도 모방할 수 있으나 아직 순환의 원리까지는 흉내내지 못하고 있는 것이다.
우리는 아직도 자연에서 배울 것이 더 많다. 우리가 필요로 하는 것 중 자연물이나 자연의 원리를 모방함으로써 얻어질 수 있는 경우가 많다. 하지만 자연의 한 특성만을 부각시킨 제품은 자연을 해칠 수도 있다. 이런 환경 파괴를 피하려면 자연의 성능뿐만 아니라 자연의 순환 원리도 함께 배워야 한다.
[학생 답안2]
자연의 생명체가 보여 주는 행동이나 구조, 그들이 만들어내는 물질 등을 연구해 모방함으로써 인간 생활에 적용하려는 기술이 생체 모방이다. 이미 원시시대에서부터 인간들은 여러 자연물에서부터 아이디어를 얻어 많은 도구를 만들었고, 레오나르도 다빈치는 새의 날개를 모방하여 비행기의 도면을 설계하였다. 그러나 생체 모방 기술이 급격하게 발전된 것은 나노기술과 유전공학기술의 등장에 의해서 가능해진 것이다.
거센 파도에도 불구하고 홍합은 바위에서 결코 열어지는 법이 없다. 이것은 홍합의 ‘교원질 섬유 조직’ 에 의해서 가능해진 것이다. 많은 과학자들은 이러한 구조에 주목하여 당시에 있던 접착제보다 훨씬 훌륭한 것을 만들어 낼 수 있었다. 또한 이 조직은 매우 질기고 인체에 사용하더라도 면역 거부 반응이 없다. 이 점을 이용하여 화상을 입은 부위에 자신의 살을 떼어내어 이식하는 대신에 인공피부를 이용하여 이식하더라도 거부 반응이 나타나지 않는 것이 가능해 졌다.
생체 모방 기술을 이용한 또 다른 예로 ‘거미 불가사리’를 들 수 있다. 거미 불가사리의 몸통과 팔 사이엔 탄산칼슘으로 이루어진 방해석들이 무수히 많이 박혀있다. 이러한 구조에 의해서 거미 불가사리들은 어두운 곳에서도 약한 빛을 감지해 적의 접근이나 은신처를 쉽게 찾을 수 있다. 이것은 방해석이 렌즈와 같은 역학을 하여 가능해진 것인데 현재 인간들이 개발한 렌즈보다 훨씬 성능이 뛰어나다. 많은 과학자들이 거미 불가사리의 방해석 결정을 계속적으로 연구한다면 현재 사용되고 있는 렌즈의 사용범위를 크게 웃도는 초 성능렌즈를 개발 할 수 있을 것이며 광통신 발전에도 크게 기여할 수 있을 것이다.
이뿐만 아니라 생체를 모방한 기술들은 우리 생활 주변에서 흔히 발견할 수 있다. 비록 인간이 생체를 모방하여 만든 많은 발명품들이 아직 자연물 그 자체의 기능에 못 미치지만 우리들이 더 많은 노력을 한다면 그 차이를 점차 줄여나갈 수 있을 것이다. 또한 인간이 자연의 지배자라는 생각에서 벗어나 자연은 인간의 스승, 즉 우리들은 자연으로부터 많은 것을 배울 수 있다라는 점을 기억해야한다.
[총 평]
논제의 요구사항은 크게 두 가지이다. 첫 번째는 ‘자연에서 아이디어를 얻어 온 인간의 발명품을 예를 들어 설명해 보라’는 것이고, 두 번째는 ‘인간의 발명품과 자연물의 차이점에 대해 논하라’는 것이다. 답안 분량이 1,200자 정도이므로 서론, 본론, 결론을 갖춰 서술하되, 논제의 요구사항을 최대한 보여줄 수 있도록 본론에 중심을 두어 서술하는 것이 좋다. <학생 답안 1>은 생체모방공학의 개념을 도입 부분에 넣었는데, 이어지는 생체모방공학 적용 사례와 자연스럽게 연결되도록 서술하였다. 각 단락이 형식 및 내용상 균형있게 서술되었다. 논제의 두 가지 요구사항도 적절하게 서술했다. 인간의 발명품과 자연물의 차이를 성능과 폐기물 생성 여부를 들어 각각 한 단락을 할애했는데, 차이를 단순히 나열하는 것보다 이처럼 답안의 분량에 맞게 한 두 가지 차이를 구체적으로 서술하는 것이 생각의 깊이를 드러내는 데 효과적이다.
결론 부분도 자연스럽게 마무리되었다.
<학생 답안 2>는 생체모방공학을 역사적 차원에서 접근하여 서두를 열었다. 그런데 본론 첫단락과의 연결에 있어 다소 부자연스러워 서론과 본론을 자연스럽게 연결시켜줄 수 있는 문장이 삽입될 필요가 있다.
본론에 제시한 ‘홍합의 교원질 조직’의 특성을 모방한 접착제 사례는 학생의 독창성이 돋보인다. 그런데 두 번째 사례인 ‘거미 불가사리’는 배경지식을 활용한 점은 좋으나 미래의 활용 가능성을 보여줌으로서 논제에서 요구하는 ‘인간 발명품의 예’에서는 약간 어긋나고 있다.
논제의 두 번째 요구사항인 ‘인간 발명품과 자연물의 차이’에 대해서는 결론 부분에서 약하게 언급되어 있는데 이 부분에 대한 충분한 논의가 필요하다.
