히읗

빨대의 구멍 개수는 몇개가 맞을까

뇌를 채워줄 은덩어리 지식들 은근한 잡다한 지식입니다

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인터넷에서 빨대의 구멍은 몇 개인가 하는 글을 본 적이 있을 것입니다

여기에는 세 가지 주장이 있는데
빨대에는 음료가 들어가는 구멍과 나오는 구멍이 있으니
총 두 개다라는 주장과

그냥 하나의 긴 구멍일 뿐이라는 주장과

애초에 직사각형을 돌돌 만 것이니
구멍이 있는 것이 아니라는 주장이죠

이것은 모두 맞는 말인 것 같으면서도
아닌 것 같기도 하고
뭔가 하나의 답으로 정리될 수 있을 것 같은 생각이 들기도 합니다 

빨대의 구멍 개수는 도대체 몇 개가 맞는 것일까요

https://youtu.be/D74xbJLgWXA

사실 빨대 구멍은 구멍이라는 것을 어떻게 정의하느냐에 따라 다르기 때문에
모두가 정답이 될 수 있습니다

하지만 우리는 수학적 관점으로 조금 더 논리적으로 접근해봅시다

물체의 모양이 바뀌어도 바뀌지 않는 기하학적 성질을 연구하는 분야를
위상수학이라고 합니다

위상수학에 대해 간단하게 설명해보도록 하겠습니다

한 점에서 시작해 그 점으로 끝나는 곡선을 폐곡선이라고 합니다
반대로 같은 점으로 끝나지 않는 곡선을 개곡선이라고 하죠

어떤 물체를 끊어지지 않게 자를 수 있는 폐곡선의 최대 개수를
종수라고 합니다

쉽게 예를 들어보겠습니다

지금 눈앞에 보이는 이것은 구입니다

폐곡선을 이용해 구를 자르면
어떤 방향으로 자르든 구는 두개로 나누어지게 됩니다

즉 구는 끊어지지 않게 자를 수 없으니
종수는 0이라고 할 수 있습니다

지금 눈 앞에 보이는 이것은 도넛 모양의 물체입니다

폐곡선을 이용해 도넛을 한 번 자르면
어떤 방향으로 잘라도 도넛은 계속 형태가 유지됩니다

그리고 한 번 더 자르면 도넛은 두개로 나누어지게 됩니다

도넛은 끊어지지 않게 한 번 자를 수 있으니
종수는 1이라고 할 수 있죠

도넛 모양의 물체가 두개 붙어있는 이것은 어떨까요
폐곡선을 이용해 이 물체를 한번 잘라도 형태는 유지되고
두번 잘라도 형태는 유지됩니다

그리고 세번 잘랐을 때 두개로 나누어지게 되죠

그렇기 때문에 이런 물체의 종수는 2라고 할 수 있습니다

이것을 바꿔 말하면
종수는 물체의 구멍 개수에 따라 결정된다고 할 수 있습니다

그럼 이제 빨대를 폐곡선으로 잘라봅시다
폐곡선으로 빨대를 한 번 잘라도 빨대의 형태는 유지됩니다

그리고 두 번 자르면 빨대는 두조각으로 나누어지겠죠
그렇기 때문에 빨대는 종수가 1
즉 구멍이 하나라고 말할 수 있습니다

위상수학에서는 찢거나 구멍을 뚫지 않고 모양을 바꿀 수 있다면
그것은 같은 성질을 가지고 있다고 봅니다

물체를 찰흙이라고 생각하면 편한데
육면체인 찰흙을 잘 조물조물하면 구로 만들 수 있습니다

또한 구를 평평하게 누르면 접시로 만들 수 있죠

이것을 위상동형이라 말하는데
그렇기 때문에 육면체와 구, 접시는 모두 같은 성질
종수가 0, 다시 말해 구멍이 없다고 말할 수 있습니다

종수가 1인 도넛을 잘 조물조물해서 위쪽으로 쭉 올리면
빨대 모양으로 만들 수 있습니다

즉 도넛과 빨대는 위상동형이라 할 수 있죠

도넛의 종수는 1이었습니다
그렇기 때문에 빨대의 종수도 1
구멍은 하나라는 결론이 나옵니다

상자를 개봉하면 진짜 교환이나 환불이 불가능할까

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인터넷 쇼핑이 발전하면서
오프라인 매장에서 물건을 구매하는 것보다
온라인 쇼핑몰에서 물건을 구매하는 빈도가 늘어나고 있습니다

인터넷으로 구매하는 경우
가격 비교도 쉽고 직원의 눈치를 볼 필요도 없어
자유롭게 쇼핑이 가능하다는 장점이 있긴 하지만

물건의 상태를 눈으로 직접 확인할 수 없다는 단점이 있습니다

게다가 구매한 물품이 도착해서 상태를 보려고 하면
상자에 개봉시 교환, 환불이 불가능하다는 스티커가 붙어 있어
교환, 환불도 자유롭지 못하다는 단점이 있죠

그런데 개봉하지 않으면 물건을 확인하지도 못하고
문제가 있는지 알 수도 없어
뭔가 불합리한 스티커라는 생각이 들기도 합니다

정말 개봉을 하면 교환, 환불이 불가능한 것일까요

사업자와 소비자가 인터넷으로 거래를 하는 경우
소비자는 전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한 법률에 의해
공정한 거래를 제공받고
사업자로부터 소비자의 권리를 보호받게 됩니다

이 법에서 우리가 제일 관심 있게 봐야 할 부분은

제17조 청약철회에 관한 법률입니다
여기서 청약철회가 바로 환불을 이야기하는 것입니다

제17조 1항을 보면 소비자는 물건을 구매한 뒤
일정 기간 이내에 해당 계약에 관한 청약철회를 할 수 있다고 나옵니다

여기서 일정 기간은 물건을 구매할 때 당사자끼리 정한 기간으로 정해지는데
만약 기간을 정하지 않았다면 통상적으로 7일로 결정됩니다

즉 물건을 구매할 때 특별한 이야기가 없었다면
7일 이내에 환불을 할 수 있다는 것이죠

이것은 물건에 하자가 있을 때는 물론이고
단순 변심에 의한 경우도 마찬가지로 적용됩니다

그렇다면 상자에 개봉시 환불이 불가능하다는 스티커가 붙어 있으면 어떨까요
이것은 당사자끼리의 약속으로 생각될 수 있지만

전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한 법률
제35조 소비자에게 불리한 계약의 금지를 보면
소비자에게 불리한 것은 효력이 없다고 나오기 때문에

스티커는 아무런 의미를 가지지 못하고
개봉을 했다고 하더라도
7일 이내에 교환이나 환불이 가능합니다

또한 물건이 내용과 다를 경우 공급받은 날로부터 3개월 이내
사실을 안 날로부터 30일 이내 환불을 받을 수 있다고 합니다(제17조 3항)

물론 7일 이내라고 해도 환불이 불가능한 법률이 존재하기도 합니다

소비자의 책임으로 물건이 훼손되거나 사용해서 가치가 떨어진 경우
시간이 많이 지나 다시 판매할 수 없는 물건
복제가 가능한 물건의 포장을 뜯었을 때는
환불이 불가능합니다

그런데 이렇게 법률이 정해져 있음에도
이런 스티커를 붙여놓는 이유는 무엇일까요

사업자 입장에선 소비자가 포장을 뜯은 물건을 환불하는 경우
얻게 되는 손실이 클 수밖에 없습니다

만약 이런 법률을 잘 모른다면
물건이 마음에 들지 않아도 스티커 때문에 환불을 망설이게 되니

스티커를 붙여 환불하려는 소비자를
최소한으로 줄이려는 것이죠

그리고 제품을 어느정도 사용한 뒤 환불을 요구하는 경우가 있기 때문에
이런 경고 스티커를 붙여 놓는 것이라고 합니다

스티커는 법적 효력이 없지만
스티커 부착을 막는 법률은 아직 만들어지지 않은 상태라고 합니다

산소가 없어도 살아남을 수 있는 동물

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인간은 음식 없이는 3주
물 없이는 3일
산소 없이는 3분밖에 살 수 없습니다

물론 시간은 다르겠지만 동물 역시
음식이나 물, 산소 없이는 살아갈 수 없습니다

이것은 인간을 포함한 모든 동물에게 정해진 법칙 같은 것이라
누구도 거스를 수 없을 것으로 생각되지만

놀랍게도 산소가 없으면 식물로 변해버리고
무려 18분 동안이나 생존이 가능한 동물이 있다고 합니다

동아프리카에 서식하고 있으며
땅굴 속에 살고 있는 이 설치류의 이름은
벌거숭이 두더지입니다(Heterocephalus glaber)

벌거숭이 두더지는 털이 없는 분홍색 피부에
길게 나와있는 뻐드렁니가 특징이며
다른 설치류에 비해 수명이 길고
암에도 잘 걸리지 않는 동물이라고 합니다

이들은 생식 능력이 있는 한 마리의 여왕과
생식 능력이 있는 여러 마리의 수컷
그리고 생식 능력이 없는 여러 마리의 암컷이 한곳에 모여 생활하는데

그 수가 많게는 300마리까지 된다고 합니다

여기서 한가지 특이한 점은
생식 능력이 없는 암컷은
처음 태어날 때부터 그렇게 태어난 것이 아니라
생식 능력이 있음에도 호르몬을 조절해
스스로 임신이 불가능한 몸으로 바꾼다고 합니다

이것은 여왕에 대한 복종에 의미로 사용되는데
만약 암컷 두더지가 호르몬을 조절하지 않는다면
무리의 여왕은 그 암컷에게 가혹한 처벌을 내린다고 합니다

벌거숭이 두더지는 포유류이지만
개미나 벌과 같은 생활 방식을 가지고 있는 것이죠

이들은 땅속에 살고 있기도 하고 무리 생활을 하기 때문에
언제나 산소가 부족할 수밖에 없습니다

게다가 굴이 무너져 갑작스럽게 산소 공급이 중단되는 상황도
발생할 가능성이 있습니다

그래서 벌거숭이 두더지는 산소가 부족한 환경에서도
살아남을 수 있는 기술을 가지고 있다고 합니다

동물(인간 포함)이 생존하기 위해선 에너지가 필요합니다

음식을 먹으면 음식에 있는 영양분(포도당)을 에너지로 전환하고
전환된 에너지는 ATP라고 불리는 아데노신 삼인산에 저장됩니다
그리고 ATP에 의해 에너지가 운반되죠

ATP 만들어지기 위해선 산소가 필요합니다

만약 산소가 없다면 ATP가 만들어지지 않고
ATP가 만들어지지 않으면 에너지가 전달되지 않으니
우리는 죽게 됩니다

그래서 산소가 없으면 죽는 것이죠

하지만 벌거숭이 두더지는 조금 달랐습니다

미국 일리노이 대학의 토마스 파크 교수는
벌거숭이 두더지와 쥐를 산소가 없는 환경에 방치했는데

쥐는 1분도 안 돼서 죽게 되었지만
벌거숭이 두더지는 비록 의식을 잃었지만
18분 동안이나 살아있었다고 합니다

그리고 18분이 지난 뒤 다시 산소를 공급하자
정상적으로 회복되었다고 합니다

벌거숭이 두더지를 분석해보니
산소가 부족해지자 과당의 혈중농도가 급격하게 상승했고

GLUT5라고 불리는 과당을 운반시켜주는 단백질의 분비가
늘어났다고 합니다

즉 벌거숭이 두더지는 산소가 부족해지면
포도당을 이용해 ATP를 만들어내는 것이 아니라

과당을 이용해 ATP를 만들어내
에너지를 유지했던 것이죠

이렇게 포도당 대신 과당을 이용해 에너지를 만들어내는 방식은
다른 동물에게는 보여지지 않는 방식이며
오로지 식물에게서만 보여지는 방식이라고 합니다

어쩌면 벌거숭이 두더지는 산소가 부족해지면
식물로 변해버리는 능력을 가지고 있는 것이 아닐까요?

연구팀은 벌거숭이 두더지의 이런 능력을 연구한다면
산소가 부족한 환경 그리고 뇌졸중이나 심장마비처럼
갑작스럽게 산소 공급이 차단된 순간에
더 오래 살아남을 수 있는 방법을 찾을 수 있을 것이라고 합니다