고양이는 물리학에 자주 등장한다. 조금 오래된 예이기는 하지만 만화 『이나카페대장』에 나오는 고양이 냥코 선생의 공중 3회전이 있다. 이 유도 기술은 1894년 영국의 과학 전문 잡지 《네이처》51호 80페이지에 사진과 함께 실렸다. 이 과학 논문에서는 고양이가 거꾸로 떨어져도 네 발로 착지하는 사실에 주목한다.
이 사실은 물리학에서도 유명하다. 이것은 피겨스케이트 선수가 회전할 때 벌리고 있던 팔을 몸에 붙이는 것과 같은 원리이다. 다시 말하면 물체는 회전반지름이 크면 회전하기 어렵고 회전반지름이 작으면 회전하기 쉬운 원리이다. 전문 용어로는 ‘관성모멘트(moment of inertia)가 크면 회전하기 어렵고 관성모멘트가 작으면 회전하기 쉽다’고 한다.
머리를 위쪽으로 향한 채로 낙하하는 고양이는 본능적으로 뒷다리를 뻗고 앞다리를 구부린 채 머리만 회전시킨다. 그 다음에 앞다리를 뻗고 뒷다리를 구부린 채 엉덩이 부분을 돌린다. 2단계에 걸쳐 회전한다. 즉 처음에는 머리 부분의 회전반지름을 작게 하고 엉덩이 부분의 회전반지름을 크게, 다음에는 그 반대로 한다. 어떤 의미에서 고양이는 ‘물리학의 대가’라고 할 수 있다.
출처: <친절한 양자론> (전나무숲 출판사)
● 지은이 _ 다케우치 가오루 竹內 薰
1960년 도쿄에서 태어났다. 도쿄대학교 이학부 물리학과를 졸업하고, 캐나다 맥길(McGill)대학교 대학원에서 고에너지물리학 박사과정을 수료했다. ‘과학을 쉽고 재미있게 소개하는 과학 저술가’로 알려진 그는 ‘유카와 가오루’라는 필명으로 추리소설을 쓸 정도로 유연한 사고방식과 문학적 상상력을 겸비하고 있다. 이러한 그의 장점은 어려운 과학 이론을 대중을 위해 저술할 때도 유감없이 발휘되어 과학의 역사를 일관되고 체계적으로 저술해나가는 탁월한 능력을 보여준다.
현재 과학 전문 저술가이자 과학 해설가로 활동하고 있으며, 니혼TV ‘뉴스제로(NEWS ZERO)’의 화요일 캐스 터를 맡기도 했다. 저서로 《과학은 if?》, 《판타스틱 두뇌 탐험》, 《밤의 물리학》, 《어바웃 아인슈타인》, 《싸우는 물리학자》, 《파이만 물리학을 읽는다》, 《루프양자 중력이론 입문》, 《한권으로 충분한 우주론》, 《한권으로 충분한 시간론》 등의 이해하기 쉬운 과학 서적이 다수 있으며, 그중 《99.9%는 가설》은 일본에서 30만 부가 넘는 베스트셀러로 기록되어 있다.
