인체—탁월한 공학의 경이

사람의 손에 의한 공학적 경이의 발전이 있기 오래 전에 인간의 모든 공학보다 탁월한 구조물이 존재하였다. 이 구조물이 인체이다.

약 육백개로 된 우리 몸의 근육은 연료를 태우며 자동차 ‘엔진’의 역할과 같이 이 연료를 사용할 수 있는 ‘에너지’로 변화시키고 있다. 그러나 인체는 가공되지 않은 원료를 자체의 연료로 만들며 스스로 청소와 정비를 하며 매일 수백만의 노쇠한 세포를 대치시키는 작용을 하는 점에 있어서 자동차보다 훨씬 탁월하다. 만일 자동차가 그와 대등한 작용을 할 수 있다면 차주에게 놀랄만한 일이 아니겠는가?

구조상의 걸작품

고대 ‘로마’의 기사들이 ‘판데온’(萬神殿) 꼭대기의 ‘돔’을 건축하기 오래 전에 사람의 두개골인 ‘돔’은 이미 사람의 머리를 지붕처럼 덮고 있었다. 그리고 ‘로마’의 기사들이 수도교(水道橋)를 받치기 위하여 ‘아치’를 건축하기 수 천년 전에 ‘아치’형으로 된 발은 몸의 무게를 받치는 탄력성을 마련하였으며 그리고 ‘아치’형인 늑골은 가슴 안에 있는 기관들을 보호하는 고도로 효과적인 신축성있는 상자로 만들어졌다. 또한 희랍인과 ‘이집트’인의 거대한 원주가 상상되기 오래 전에 인간은 자신의 원주인 두다리로 똑바로 서 있었다.

힘의 결합과 신축성을 위한 우리의 뼈는 인간이 고안해 낸 건축자재보다 훨씬 탁월하다. 경골은 그것에 의지하고 있는 우리 몸무게의 약 삼십배를 지탱할 수 있다. 철도 그만큼 강하지 않다. 철은 너무 탄탄하여 몸 운동의 압박을 조정할 수 없으며 실용적 목적에 있어서는 너무 무겁다.

몸을 싸고있는 골반 구조는 나무나 ‘시멘트’, 벽토 그리고 ‘페인트’ 등과 같은 인조 건축자재와는 달리 쪼개지거나 깨지지 않으며 풍화하지도 않는다. 당신의 눈은 보호하는 그늘인 속눈섭과 눈등에 걸려있는 눈섭과 자동적으로 닫는 ‘셔터’를 가지고 있다. 당신 몸의 내부 기관은 충격을 없애는 기구 역할을 하는 유동체로 둘러싸여 있다. 실로 생(生)기관학 분야에 종사하는 기사로서 인체 연구를 계속하므로 그것에 나타나 있는 탁월한 공학에 경탄하지 않는 사람은 없다.

‘펌프’, 배설, 순환작용

인간 기사가 지금껏 아무도 복제(複製) 할수 없었던 양수기—심장을 고려하여 보라. 이 조그만 양수기는 평균 일분에 칠십회, 일년에 사천만회 맥박을 뛰게 하며 하루 약 6,600여 ‘리터’의 액체를 통과시키며 평균 수명 동안 거의 200,000‘톤’을 통과시킨다.

공업상의 어떤 전문적인 제작자도 신장과 같은 고압 배설기관을 만들어 제공해 줄 수 없다. 신장은 여과지와 여과기 및 재흡수기를 갖춘 약 2백만개의 여과 ‘유니트’로 이루어져 있다. 신장은 단 한 쌍으로 되어 있으며 한 개가 손바닥만큼밖에 하지 않지만 매일 190‘리터’의 액체를 배설할 수 있다.

또한 몸의 순환조직을 고려해 보라. 그것은 매일 필요한 양식과 생활 필수품을 보급하는 도시의 도로나 철도 그리고 항만조직에 비유될 수 있다. 또한 도시는 하수도와 위생 그리고 폐물 처리조직을 가지고 있다. 마찬가지로 인체는 필요한 것을 골고루 분배하고 노폐물을 제거하는 일을 혈액 순환이 하고 있다.

예를 들어 미국은 약 2억의 주민들에게 식량을 공급하기 위하여 대단히 긴 도로망을 확보하고 있다. 그러나 인체 하나만도 약 16만 ‘킬로미터’의 “도로”와 “파이프선”—동맥, 정맥, 모세관을 가지고 있으며 이들은 약 30,000,000,000,000의 세포에 생명을 지속시키는 영양분을 운반하고 있다! 그리고 몸 안에 있는 약 5‘리터’의 혈액을 이 거대한 조직에 완전히 순환시키는데 얼마나 걸리는가? 놀랍게 들릴지 모르지만 약 1분밖에 걸리지 않는다!

몸의 “도로”에 있어서 교통문제는 정묘하게 완전히 통제된다. 예를 들어 혈액은 다만 한 방향으로만 나아갈 수 있다. 이 일방 이동은 공학술어로 “저지 발프”라고 알려진 우리의 정맥에 장치된 이상적으로 설계된 ‘발브’에 의하여 이루어지고 있다. 피는 동맥을 통하여 모세관에 고압이 가해짐으로 심장에 의하여 양수된다. 그 다음 최저압 아래 하체에서 피가 심장으로 되돌아 올 때는 복부근육과 다리근육의 힘에 의하여 정맥을 통하여 윗쪽으로 힘이 가해진다. 이 근육들의 신축성은 정맥에 피가 흐르도록 만든다. 심장을 향하여 흐르게 하는 것은 이 근육 작용에 부가하여 “저지 발브”에 의하여 지속된다.

그러나 피의 균일공급이 몸의 순환 조직의 수천 ‘킬로미터’ 구석까지 어떻게 마련되는가? 특별한 목적으로 액체를 순환시키는 모든 배관시설에 있어서, 예를 들어 건물 전체의 난방기를 데우기 위하여 온수를 보내는데 있어서 각 난방기에 흘러 들어가는 물의 양을 조절하는 것을 고려하지 않으면 않된다. 시설전체의 균등한 물보급을 확인하기 위하여 속도를 내리고 균형을 잡는 ‘발브’ 장치를 하지 않으면 않된다.

역시 마찬 가지로 인체 전부에 있어서 균등한 피의 흐름은 인체조직과 기관내의 소동맥 안에 있는 판막에 의하여 이루어진다. 이 판막들은 심장에서 거리가 멀던 가깝던 피의 흐름과 용량을 조절한다. 이들은 각 기관에 대한 피의 유출량을 조절함에 더하여 만일 임시적인 상황이 요구한다면 판막을 열어 정상보다 피의 양을 증가시킨다. 실로 인체 내에서 우리는 가장 훌륭한 형태의 수력학적 통행적 공학의 경이를 쉽게 볼 수 있다.

열과 환경 조절

현대 기사들은 외부가 극히 덥던 춥던 외부적 기후 상태에 상관없이 일년내 편안함을 유지할 수 있는 건물을 건축한다. 그러나 당신의 몸은 최고의 정교한 환경 조절 설비보다 훨씬 우수하다. 인체는 열 평형 조절의 정묘한 작용으로 온도를 조절한다. 주위의 공기 온도에 상관 없이 몸의 열평형 조절은 몸 조직을 섭씨로 약 36°-37°에 머물게 한다.

추운 겨울 우리는 연료를 태워서 열을 얻고 있음을 안다. 연료가 탐으로써 산화 과정이 일어나며 열은 산화를 통하여 방출된다. 그러나 당신의 몸은 어떠한가? 당신 몸 안에서 “불”이 타지 않는데 어떻게 몸 안에 열이 생기는가?

사실상 몸은 산화 과정을 이용하고 있으며 열은 산화에서 얻어진다. 포도당이 체내에서 제조되며 포도당의 분자가 체내에서 부서지며 그 결과로 ‘에너지’가 열로서 방출된다. 이러한 몸의 열 생산을 대사작용이라고 한다.

또한 몸은 찬데 노출시키면 근육이 굳어 팽팽해짐을 느낄 것이다. 이것 또한 근육을 사용함으로써 열을 생산하는 체내의 방법 중의 하나이다. 만일 당신이 대단히 추워졌다면 떨리기 시작한다. 근육의 응력과 떨림의 결과를 논평하면서 유명한 생리학자인 ‘아더 시. 가이턴’ 교수는 「의학적 생리학 교과서」에서 이렇게 말한다.

“근육의 대사작용의 결과는 열 생산의 비율을 증가시킨다. 때로 떨리기 전보다 50%나 더 많이 총 몸 열 생산량을 증가시킨다. 떨리기 시작될 때 몸의 열 생산량은 정상보다 200%-400%나 높이 올라 갈 수 있다.”

몸의 열 산출 조직만큼이나 놀라운 것은 몸의 냉각조직이다. 기후가 더울 때 우리는 땀을 흘린다. 이것은 증발로서 열을 없애는 인체의 방법이다. 근본적으로 말하여 증발은 현대 냉동의 중요한 원칙 가운데 하나이다. 물의 증발은 물이 수증기로 변화함으로 냉각 작용이 일어난다. 그러나 당신의 경이로운 몸은 인간 기사들이 그 방법을 사용하기 오래 전에 이 기술을 사용하고 있었다.

진보된 광학

사람 눈의 ‘렌즈’는 역시 또 하나의 경이이다. 이 ‘렌즈’를 통하여 온갖 형태를 인식한다. 즉 그 형태들은 망막에 촛점이 맞춰진다. 눈의 촛점은 ‘카메라’의 광학장치와 흡사하다. ‘렌즈’는 거리 조정을 함으로 모양을 변화시킨다. ‘카메라’는 손으로 조절되지만 눈의 ‘렌즈’는 자동적으로 여러 가지 거리에 대한 초점을 마추기 위하여 두께와 굴곡도를 변화시킨다.

사람의 시각과 관련하여 또 하나의 흥미있는 현상이 있다. 이것은 우리 눈에 무엇이 비칠 때 볼록 ‘렌즈’를 통하여 어떤 물체가 전해질 때 전달된 영상이 반대로나 꺼꾸로 전해진다는 사실이다. 이것은 영상이 망막과 결국에는 두뇌에 전달되는 방법이다. 그러나 우리의 두뇌는 세계가 꺼꾸로가 아니라 바로 보이도록 자동적으로 영상을 조절한다. 그것은 단순히 몸의 기묘한 작용 중의 또 하나의 실례이다.

이와 같은 인체의 공학적 경이의 간단한 고찰은 인체의 위대하신 창조주의 지혜에 대한 감명을 깊게 해 준다. 정직한 마음을 가진 지성있는 사람은 오래 전의 성서 「시편」 필자처럼 “내가 주께 감사하옴은 나를 지으심이 신묘막측하심이라”고 하나님께 말할 것이다.—시 139:14.