성경에는 창조주가 천지를 창조할 때 가장 먼저 창조한 것이 빛이라고 기록되어 있습니다 현대는 과학이 발전하여 빛의 본질에 대하여 많이 밝혀져서 빛은 우리 눈에 보이는 빛뿐 아니라 보이지 않는 빛까지 온 우주를 가득 채우고 있다는 것을 알고 있습니다 우주의 항성이 초기에 태어나는 과정은 중력의 힘을 중심으로 전하를 띤 먼지와 티끌과 같은 입자들이 계속 뭉치고 뭉쳐서 하나의 항성이 된다고 합니다 우리의 탄생 차체가 빛에 의해서이며 또한 우리는 빛으로 인하여 살아가고 있습니다 빛에 대한 많은 것들이 밝혀진 지금도 빛은 호기심과 탐구의 대상이며 알아갈수록 더 많은 호기심을 불러일으키고 있습니다 이 땅에서 과거에 살았던 사람들도 똑같은 마음으로 빛을 바라보았을 것입니다 빛에 대하여 과거에서 현대에까지의 인식의 변화와 발전과정에 대해서 알아보겠습니다
가시광선(빛)에 대한 시대적인 인식의 변화
현대는 빛이 이루어놓은 문명이라고해도 과언이 아닐 정도입니다 빛을 이용하여 지구 반대 편에서 일어나는 일들을 속속들이 보고 있으며 심지어 아주 깊은 심해, 또 눈에 보이지 않는 원자의 세계까지도 파헤치며 살고 있습니다 이러한 획기적인 발전은 빛이라는 전달 도구를 이용하면서부터 비약적으로 발전하였습니다
이 세상을 이루고있는 빛이라는 존재를 알아차리면서부터 세상의 발전속도는 놀라울 정도로 빨리 변화하고 있습니다 그러나 아주 오래 전 그리스 사람들은 빛이 태양으로부터 오는 것이 아니라 우리의 눈에서 시각광선이 나와서 사물에 닿을 때 물체가 보인다고 생각했다고 합니다
지금 현대과학의 상식으로서는 이해가 안 되는 생각이지만 이러한 인식은 1500년 동안이나 계속되었다고 합니다 그 당시의 사람들은 사람이 어떤 물체를 바라보고 있을 때 눈은 보고 있지만 그 물체를 자각하지 못하는 경우를 그 물체에 시각광선이 닿지 않아서라고 생각했다고 합니다
그러나 그러한 인식에 대해서 일부 생각이 다른 사람들도 있었는데 그들은 주장하기를 '만약 눈에서 시각광선이 나와서 사물이 보인다면 어두운 곳에서 물체를 바라보았을 때에도 우리의 시선이 그 물체에 닿으면 그 물체가 보여야 된다'라며 반문을 제기하는 사람들도 있었다고 합니다 아리스토텔레스도 그렇게 생각한 사람 중의 하나이었는데 아리스토텔레스는(BC322~384)는 빛이란 어떤 투명한 것의 '흐르는(wave) 활동'이라고 정의하였습니다 아리스토텔레스는 어두운 방에서 일식현상을 관찰하기도 하였는데 그 당시 인류는 어두운 방에 조그마한 구멍이 뚫려있으면 그 구멍을 통해서 들어온 빛이 외부의 풍경을 보여주는 현상을 알고 있었고(카메라 옵스큐라) 아리스토텔레스 (BC4세기)는 이러한 현상을 이용하였다고 합니다
이렇게 눈에서 시각광선이 나와서 사물이 보인다는 인식은 오랫동안 지속되었지만 AD1000년 경 이러한 생각에 큰 전환점을 준 주장이 나왔는데 '광학의 서'를 저술하였으며 유럽에서 광학의 아버지라 불리는 아라비아의 학자 이븐 알하이삼(965~1040)은 "태양을 바라볼 때에 눈이 아픈 것은 빛이 태양으로부터 나와서 우리의 눈을 자극하기 때문이지 우리의 눈에서 빛이 나오는 것이 아니다"라고 주장했다고 합니다
그리고 그로부터 수백 년 후 레오나르도 다빈치(1452~1519)는 카메라 옵스큐라를 이용해서 그림을 그리기도 했는데 이 카메라 옵스큐라가 사람의 눈의 구조와 흡사하다는 사실을 알게 되었습니다
이후 프랑스의 철학자이자 물리학자인 데카르트( 1596~1650)는 '본다'는 것에 대한 호기심으로 아주 황당한 실험까지 했는데 황소의 눈알의 뒷 면을 긁어서 투명하게 한 후 그 눈 알을 카메라옵스큐라의 구멍에 꽂고 그 눈알에 밖의 풍경이 어떻게 보일는지 실험한 결과 카메라 옵스큐라와 같이 사물이 거꾸로 투영되어 보인다는 것을 알게 되었고 사람의 눈의 구조도 이와 같을것이라는것을 알게되었습니다
여기서 잠시 눈과 카메라의 작동하는 원리에 대해서 알아보면 눈의 구조는 카메라의 구조와 너무나 흡사해서 카메라가 만들어진 과정을 보면 눈의 구조를 따라서 발전해왔다고 해도 과언이 아닙니다
어떤 물체에 부딪쳐 반사된 빛이 우리 눈의 동공이라는 작은 구멍을 통하여 들어오면 망막에 있는 시신경은 자극을 받습니다 그리고 그 자극을 전기 신호로 바꾸어 뇌로 전달합니다
아리스토텔레스가 만들었던 암실에서의 구멍은 동공의 역할과 너무나 흡사하고 빛이 안 들어오는 어두운 방은 안구의 맥락막입니다 맥락막은 멜라닌 색소로 짙게 착색된 공막을 둘러싸고 있는 막인데 외부에서 들어오는 빛이 산란되지 않도록 하는 역할을 한다고 합니다 망막은 이미지센서(또는 필름)에 해당하고 수정체는 렌즈, 홍채는 조리개 각막은 카메라 맨 앞의 렌즈를 보호하는 보호렌즈에 해당합니다
현대의 우리들은 몇십 세대를 거쳐 알아낸 지식을 토대로 모든 것을 볼 수 있는 혜택을 누리지만 아리스토텔레스나 데카르트 등 뛰어난 학자들도 그 시대에는 사물의 이치를 알기위해서 한 발 한 발 더듬어 나아갈 뿐이었습니다
이후 뉴턴(1643~1727)은 프리즘 실험을 통하여 추상적이었던 빛에 대한 인식을 사실적인 실험으로 증명하여 빛의 실체를 드러내놓게 되었습니다 무색의 빛나는 그 어떤 것이었던 빛은 무지개(빨주노초파남보)가 합쳐진 것이었으며 빨주노초파남보를 다시 합치는 빛나는 백색광이 되었습니다
후에 독일의 헤르츠에 의해서 이 세상의 모든 빛은 보이는 빛이나(가시광선) 보이지 않는 빛이나 이 모든 빛은 파장과 주파수를 가지고 있다는 사실을 알게 되었습니다
우리가 색을 느끼는 현상은 이 파장과 주파수가 우리 눈과 반응할 때 생겨나는 것이었습니다
우리 눈에 색을 느끼는 감각은 망막에 위치한 원추세포는 빨강, 파랑, 초록(RGB)에 반응하는 세포들로 되어있습니다 동공을 통하여 오는 빛의 파장이 750nm이면 빨간색에 민감한 세포가 반응을 하여 전기신호로 변환하여 뇌로 전달하고 550nm 파장대의 빛이 들어오면 초록색에 민감한 세포가 반응하여 뇌로 전달합니다 450nm의 파장이 오면 파란색의 세포가 반응하는데 노란색은 초록과 빨강의 세포가 동시에 반응하면 노란색으로 느껴지며 이 외의 모든 색들도 이러한 조합의 방식으로 색을 느낀다고 합니다
그러나 모든 생물이 이러한 방식으로 색을 느끼는 것은 아니고 다른 생물들은 우리와는 다른 종류의 감각을 가지고 살아가고 있다고 합니다 우리는 가시광선과 적외선에만 반응하는 감각기관을 가지고 살아가지만 새나 곤충류는 자외선을 볼수있으며 보아 뱀같은 종류는 적외선을 볼수있기때문에 열을 내는 곳을 찿아내어 먹이를 사냥한다고합니다 전기뱀장어 오리너구리등은 전기장을 감지하고 살아가며 꿀벌이나 비둘기등은 자기장을, 돌고래는 반사된 음파로 위치를 감각하며 살아가고있다고합니다 온갖 파장과 신호들이 가득한 이 땅에서 같은 빛을 보고 살아가고 있으나 다른 파장대의 삶을 살아가고 있는 것입니다
사람에게 주어진 감각기관과 또 빨주노초파남보의 세계,만약 우리 눈이 가시광선 이 외의 영역들까지 보였다면 어땠을까요 한 번 생각해 보았습니다