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[입자생물학 Essay] 14. 단위물질계에서 에너지활성과 에너지평형

물질의 초전도현상과 생명현상의 발현은 긴밀한 상관적 관계

[편집자주] 미디어워치는 입자생물학자이자 생명과학 철학서 ‘라이프사이언스’(해조음 출판사)의 저자인 이돈화 씨(블로그주소 http://blog.naver.com/gi1982)의 생명과학 철학 에세이들을 특별 연재합니다. 많은 성원 부탁드립니다. 



현대물리학 이론에 따르면, 물질이 초전도현상(超傳導現象, superconductivity phenomenon)을 일으키는 임계온도(臨界溫度, critical temperature)는 각 물질마다 물질을 구성하는 입자들의 수와 입자들의 상호결합방식에 따라 발생하는 에너지단위에 의해 각자 다르게 형성된다.


쿨롱의 법칙에 의하여 서로 척력(斥力, repulsion, repulsive force)을 가진 두 개의 전자(電子, electron)가 양이온격자(positive ion lattice)를 매개로 하여 반발력을 극복하고 쌍을 이룬 것을 쿠퍼쌍(cooper pair)이라 하는데, 물질 내에서 두 개의 전자가 쌍을 이루어 하나의 입자처럼 행동하는 쿠퍼쌍들은 하나의 덩어리처럼 행동하며, 둘이 하나가 되어 일어나는 활성 때문에 원래 없었던 방향성을 가지게 되고, 둘이 하나가 되어 일어나는 원심균형유지력(遠心均衡維持力) 때문에 전기저항이 사라져 초전도현상이 일어난다.


이와 같이 전자기음양학적으로 같은 성질의 두 개의 에너지가 반대성질의 격자를 매개로 합쳐지면 방향성과 활성을 띠는 동적 에너지를 얻게 되고, 서로 다른 성질의 두 개의 에너지가 화합하면 안정성을 가진 정적 에너지를 얻게 되며, 이 두 가지 현상이 생명체의 생명현상을 발현하는 에너지적인 현상의 근간(根幹)이다.


자기장의 실체라 할 수 있는 광자(光子, photon)는 게이지대칭성(gauge symmetry)을 가지고 있기 때문에 원래는 질량이 없으나, 초전도체 안에서 쿠퍼쌍과 상호작용을 일으켜, 시공간적 존재성과 더불어 시공간적인 위치에너지와 질량이 생겨나고, 외부의 단위에너지장과 반발하는 척력을 나타내는 마이스너효과(Meissner effect)를 생성한다. 즉, 전자의 쿠퍼쌍과 광자의 게이지대칭과의 상호작용은 새로운 에너지장을 생성하고, 이 새로운 에너지장은 다른 단위에너지장에 대한 척력을 나타낸다.


쿠퍼쌍을 이룬 모든 단위물질계는 에너지평형을 이룬 게이지대칭성의 표현형은 상실하여 깊이 내재(內在)하지만, 방향성을 부여받은 강한 활성에너지를 가지며, 이들과 상호작용하는 게이지대칭성을 가진 단위에너지장들의 에너지수준에 따라 천차만별의 단위에너지장이 탄생하며, 이러한 작용이 유체나 유기체에서 일어나면 생명성을 가진 강한 활성에너지를 생성하는 것으로 예상되며, 유기체들의 완벽한 전자기음양학적 평형상태에서 나타나는 중력상실현상(중력상실에 의한 부신현상: 질량과 중력은 우주에서 음양학적인 우주에너지장의 평형이 깨어짐으로 인해 소립자에서부터 은하에 이르는 우주 내의 모든 단위물질계들이 받는 에너지 쏠림현상으로 예상된다.)과, 유기체에서 초전도현상이 유도하는 강한 생체활성과 부신현상(浮身現象, 유기체의 초전도현상에 의한 마이스너효과로 지구자기장에 반발하는 부신현상)은 물질의 초전도현상과 생명현상의 발현이 매우 긴밀한 상관성을 가지는 것으로 예상케 한다.


빅뱅과 함께 시공간이 형성되고, 빅뱅의 에너지는 시공간을 요동(搖動)하여, 시공간의 요동이 수반하는 공간의 확산과 시간의 흐름은 단위물질계를 형성하게 되어, 단위물질계의 형성은 위치에너지를 가진 시공간을 동반하게 되고, 위치에너지를 동반하는 시공간상의 단위물질계는 시공간의 확산과 흐름에 따라 에너지적 극성을 가지게 되어, 단위물질계의 에너지적 극성은 그 단위물질계의 에너지장을 의지하는 단위물질계의 구성원으로서의 하부 단위물질계인 생명체들의 극성생성에 영향을 주어, 생명체의 기본생식체계인 자웅동체번식의 단순유전에서 자웅이체번식에 의한 유전적 변이와 다양성을 초래하여, 이에 따른 환경적응적인 유전체계를 가진 생명체로서의 유전적 다양성(genestic diversity)을 유도하였다.


따라서 지구에너지장을 의지하여 생성되어 그 구성원으로서의 단위물질계인 지구생명체들도 원래는 지구에너지장을 의지하여 자웅동체적인 생명성을 가지고 있었으나, 각각의 종적 특성에 따라 지구에너지장을 능가하거나 지구에너지장의 극성변화에 적응할 수 있는 종적인 에너지극성을 가지게 됨으로써 자웅이체종으로 진화를 시작하게 되었으며, 이들 가운데 인류는 미토콘드리아 DNA(mitochondrial DNA) 추적에 따라, 모계유전자가 급격히 확산되었다고 여겨지는 약 5억년 전까지는 지구에너장의 극성을 극복할 수 있는 에너지극성을 형성하지 못하여 자웅동체종으로서의 생명체였으나, 이후 지구에너지장의 극성 영향을 극복할 수 있는 종적 에너지극성을 가지게 됨으로써 자웅이체종의 지위를 갖게 되어, 유전적 다양성을 획득함과 동시에 진정한 영장류로서의 지위에 걸맞는 진화적 위치를 확보하게 된 것으로 보인다.


결국 특정한 단위에너장을 의지하는 특정에너지계의 구성원으로서의 하위 단위물질계는 의지하는 상위 단위물질계 에너지장의 에너지극성을 극복하거나, 에너지극성 변화에 적응할 수 있는 능력을 갖추어야만, 활성을 가진 독립된 단위물질계로서의 지위를 확보할 수 있으며, 그 하위 단위물질계가 유기체인 경우에는 자웅이체적인 생명성을 획득할 수 있는 것으로 판단된다.



※ 본 칼럼은 입자생물학자인 필자(이돈화)의 拙著 ‘라이프사이언스’(해조음 출판사) p.126-127의 내용을 수정ㆍ보완한 것입니다.






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