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by 연정민 Jan 02. 2024

"작동하는 기계, 인간(人間)"


 다양한 종을 파생시켜 여러동식물들을 세상에 꺼내놓았으며 동시에 천체의 거동과 같은 거시적인 대상에 생명체가 존재할 수 있게 되었는지와 같은 본질적으로 질문에 대한 답이 무엇인지 생각해보게끔 한다.

생명의 정의로 부터 출발하자면 생명은 자가 생식 및 복제 기능을 유지할 수 있는 시스템이며, 열역학적 엔트로피를 부분적으로 감소시킬 수 있는 시스템이다. 이런 시스템은 DNA와 물질대사를 기반으로 하여 자가 생식 및 복제를 스스로 유도하여 진화하고 현상을 유지할 수 있게끔 작동한다.


엔트로피는 열역학 2법칙 모든 엔트로피는 증가한다에 명시되어져 있다. 쉽게 엔트로피는 무작위성의 증대로 해석할 수 있는데 쉬운 예시로는 트럼프 카드로 설명할 수 있는 예시가 있다. 트럼프 카드 뭉치를 마구 섞었을 때 앞면과 뒷면 52장이 모두 같을 확률은 2/2^52에 불과한다. 자그마치 9천조 분의 일, 1경에 육박하는 천문학적인 수이다. 트럼프 카드 뭉치를 계속 섞다 보면 이런 천문학적인 확률로 모든 카드가 앞뒷면으로 통일되는 경우가 발생한다. 이런 상황처럼 시스템이 정렬된 상태를 우리는 엔트로피 최대 상태라고 한다.


엔트로피의 증가는 "우주의 전 공간에 모든 물질이 일정하고 균일하게 분포되어지게 된다"라는 엔트로피가 최대인 우주의 미래를 암시한다. 우주 초기의 무질서한 상태가 시간의 흐름에 따라 완전한 질서있는 상태를 향해 나아간다는 뜻이다.

 그러면 엔트로피의 감소는 무엇을 의미할까? 무질서가 증가하는 상태라는 뜻이다. 같은말로는 계의 비자발성의 증대라고 한다. 우주는 결국 질서있는 엔트로피의 최대로 향해가지만 생명체의 안에서는 엔트로피의 증가가 지연될 수 도 있다. 참으로 신기한 일이다. 생명이 엔트로피를 국소적으로 지연시킨다는 사실을 어떻게 받아들여야 할까? 생명체는 흡열, 발열 반응을 통해 생명체 내부의 엔탈피(H)와 엔트로피(S), 자유에너지(G)를 조절한다. 고분자에서 저분자(흡열, 비자발적), 저분자에서 고분자(발열, 자발적)로의 변환으로 엔트로피X절대온도(무질서도)의 증가•감소를 만들어낸다. 우리는 주변온도가 증가하면 발열을 하고 낮아지면 칼로리 있는 음식을 소모하여 흡열을 한다. 복제 및 생성 단백질을 정상적으로 합성할 수 있는 적합온도를 유지하기 위해 생명은 부단히 움직인다는 것이다. DNA를 보호하고 유지하고 시간이 지남에따라 더 많은 수의 개체수를 유지하여 DNA를 보존하고자 하는 필연적인 이유를 아직 알수는 없다. 그러나, 이에 관한 생각을 잠깐 해보자면, 생명은 기능으로써 DNA 복제를 계속하여 보존하게 된다면 몇 억년 후에는 어떤 종의 DNA의 염기서열이 지구에 우점종을 차지하여 지구상의 자원의 혜택을 누릴 것이다.


지구상의 환경 변화와 우연한 사건으로 인해 파충류에서 포유류로 지구상의 우점종이 바뀌었다. 인간종도 어떤 불행한 사건을 겪어 다른 종에게 우점종의 자리를 내어줄지는 모르겠으나 인간과 같이 도구를 활용하고 언어를 가진 지성을 갖춘 종만이 자원이 한정된 지구를 벗어나 태양계, 은하까지도 활동범위를 확장시켜 더 많은 자원을 확보할 수 있을 것이다. 인간은 더할나위 없이 허무하고 공허한 우주가 만든 반딧불이 같이 작고 희망적인 존재가 아닐까 생각이 든다.





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