가르치는 학생의 추천으로 얼마전 마션을 봤습니다. 정말 재밌더군요.!
보면서 이 영화는 단순 SF 영화가 아니라, 수학과 과학의 매력을 알려주는 영화라는 생각이 들었습니다.
그래서 이 영화를 추천하며, 학교에서 배우는 수학과 과학 원리가 어떻게 적용되었는지를 함께 소개하는 포스팅을 해볼까 합니다. (아마 제 블로그에서 이 글을 보시는 여러분들은 그런 점이 궁금해서 오시지 않았을까..? 싶어서요.ㅎㅎ)
영화 소개
'마션'은 리들리 스콧 감독이 연출하고, 맷 데이먼이 주연을 맡은 영화로, 화성에 홀로 남겨진 우주 비행사 마크 와트니의 생존 이야기를 그립니다. 앤디 위어의 동명 소설을 원작으로 하고 있으며, 철저한 과학적 고증과 사실적 묘사로 많은 사람들에게 사랑받고 있죠.
한국에서의 관객수는 약 490만명이며, 영화는 144분으로 꽤나 긴 편이지만, 체감상 길게 느껴지지는 않았습니다. 그만큼 재밌게 잘 만들었단 얘기죠. :-)
제목인 마션에서 Mars는 화성, -ian은 사람을 뜻하는 접미어입니다. 직역하자면 화성인..?정도랄까요? 영어 그대로 마션이라고 개봉한 게 참 잘 한 것(?) 같단 생각이 듭니다.
아래는 제가 생각하는 이 영화의 추천 포인트들입니다.
추천 포인트1 : 과학적 사실성, 현실성을 다룬다.
'마션'은 꽤나 최근에 만들어진 SF 영화다 보니, 단순 상상이 아닌 과학적 사실에 기반한 내용들이 기초가 됩니다.
주인공 마크 와트니는 화성에서 생존하기 위해 여러 과학적 방법을 동원하죠.
와트니는 감자를 재배하기 위해 화성의 토양을 개량하고, 이를 통해 필요한 식량을 확보합니다. 이 과정에서 화학, 생물학 등 다양한 과학적 원리가 적용됩니다.
식물학 : 화성에서의 감자 재배 + 화학: 이산화탄소를 산소로 바꾸고 물 생성
화성의 극한 환경에서 생존하기 위해 와트니는 다음과 같은 방법들을 사용합니다.
1. 토양 개량
- 화성의 토양은 지구의 토양과 달리 유기물이 부족합니다. 와트니는 인간의 배설물(인분)을 이용해 화성의 토양을 개량합니다. 이는 유기물을 추가해 토양의 비옥도를 높이는 과정으로, 실제로도 농업에서 사용하는 방법입니다.
* 인분은 질소, 인, 칼륨 등의 필수 영양소를 제공해 식물이 성장할 수 있는 환경을 만들어줍니다.
2. 물 확보
- 화성에는 액체 상태의 물이 거의 없습니다. 와트니는 연료로 사용되는 하이드라진(Hydrazine, N2H4)을 분해하여 수소를 얻고, 이를 산소와 결합시켜 물(H2O)을 만듭니다. 화학적 반응을 이용해 물을 생성하는 과정이죠.
: 이렇게 생존에 필요한 물도 확보하고, 감자도 재배하죠. 한 번에 성공하는 것이 아니고 중간에 한 번 실패하고 재도전하는 장면이 있어서, 오히려 더 진짜로 있을 법한 일이라는 생각이 들었어요.
3. 광합성을 통한 산소 생성.
- 와트니는 감자가 광합성을 통해 산소를 생산하도록 하여 폐쇄된 환경 내에서의 산소 농도를 유지합니다. 감자는 광합성을 통해 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)을 사용하여 산소(O2)와 포도당(C6H12O6)을 생산합니다.
아, 찾아보니 실제 나사에서도 화성에서 감자 생산이 가능한지 실험을 했었다고 하네요. 이 부분은 관련 유튜브를 찾아 보셔도 재밌게 볼 수 있습니다.!
추천 포인트2 : 수학적 사고의 중요성
와트니는 화성에서 생존하기 위해 제한된 자원과 환경 속에서 끊임없이 계산하고 계획합니다. 그의 생존 전략 자체가 수학적 사고라고 볼 수 있죠.
계산과 예측(남은 자원으로 생존 가능 일수를 계산) + 최적화
1. 감자의 수확량/ 물의 소비량 계산.
- 화성에서 재배한 감자의 수확량을 계산하고, 자신이 매일 어느 정도의 칼로리를 소비하는지를 바탕으로 필요한 감자의 양을 산출합니다.
- 자신의 생존에 필요한 물의 양을 계산합니다. 매일 얼마나 많은 물을 마셔야 하는지, 식물에게 줄 물의 양은 얼마나 되는지를 계산하여 남은 물의 양을 최적화합니다.
: 영화 중간에 오늘 먹을 양은 이만큼이야~라며 보여주는 양이 굉장히 적어서.. 아 저게 진정한 강제 단식인가..하는 생각이 스쳐 지나갔습니다...
2. 식량 최적화
- 감자의 수확량을 최대화하기 위해 토양의 비옥도를 계산하고, 물과 비료를 적절히 배분합니다. 제한된 자원을 사용하여 최대한 많은 식량을 생산하는 방법을 찾아내죠.
- 이 과정은 자원 배분 문제로, 제한된 자원(물, 비료 등)을 사용하여 최대의 결과(감자 수확)를 얻는 최적화 문제로 설명할 수 있습니다. 고1에서 일차 부등식에서 종종 다루는 문제죠.
3. 생존 일수 계산
- 와트니는 남은 자원을 바탕으로 자신이 생존할 수 있는 일수를 계산합니다. 그는 매일 소비되는 자원의 양과 남은 자원의 양을 비교하여 생존 가능 일수를 추정합니다.
: 이건 지구에 남아있는 나사 직원들도 같이 하죠.
이러한 과정들은 와트니가 생존하기 위해 수학적 사고를 어떻게 활용했는지를 잘 보여줍니다. 수학적 계산과 예측, 최적화 문제는 실제 생활에서의 문제 해결에 필수적인데.. 이 부분이 현 교육과정에서는 많이 삭제돼서 조금 아쉽습니다. 부등식의 영역 같은 단원이 다시 들어가야 더 재밌는 문제를 많이 풀 수 있는데 말이죠.
추천 포인트3 : 문제 해결 능력과 창의적 사고
전 이 영화를 보면서 '와 저게 찐으로 창의적 문제 해결 방법이다'라는 걸 많이 느꼈어요.
위에서 언급한 감자 재배, 수분 공급 모두 이에 해당하죠.
그렇지만 사실 가장 큰 감동은 와트니의 도전 정신이었습니다.
1. 절망 속에서도 희망 찾기
와트니는 처음에 혼자 남겨졌을 때 절망했지만, 이내 상황을 받아들이고 생존 계획을 세웁니다. 그는 매일 일기를 작성하며 자신의 감정과 상황을 기록하죠.
2. 끊임없는 도전과 개선
와트니는 여러 번 실패를 경험하지만, 그때마다 원인을 분석하고 개선점을 찾아내어 재도전합니다. 처음에는 실패했던 물 생성 실험도 여러 차례의 시도 끝에 성공하게 되죠. 실패할지라도 계속 도전하는 자세가 중요하다는 거..!
3. 팀워크와 협력
와트니는 지구의 NASA 팀과 화성 탐사대 동료들의 도움을 받으며, 끊임없이 정보를 공유하고 협력합니다. 와트니가 혼자 어느 정도 생존한 건 대단한 점이 맞지만, 모든 걸 다 알지는 못하니까요. 지구와의 통신을 복구하고 팀과 협력하여 구조 계획을 세우는 과정도 재밌었어요.
이 영화를 보는 내내 저 정도 인재는 되어야 화성에 가는 구나-라는 생각이 들었습니다.
실제 가능성과 과학적 논의
제가 이 영화를 추천하며 꽤나 과학적인 영화라는 표현을 썼지만, 영화적 연출을 위해 과장된 부분도 꽤 있습니다.
쉬운 예로 화성 폭풍은 실제로는 영화에서 묘사된 것처럼 강력하지 않다던가, 화성 표면에서 작업할 때 비교적 가벼운 복장으로 다닌다거나, 포스터에 나온 것처럼 화성에서의 노을이 붉은색이라거나... 이런 것들은 잘못된 것들이긴 하죠.
위에서 언급한 감자 재배 환경이라거나, 하이드라진을 이용한 물 생성도 조금 더 엄밀히 실제 현실로 갖고 오면 영화처럼 간단하게 할 수 있는 것들은 아닙니다.
이런 과학적 고증을 해보는 걸 실제로 조사해보고 현실과의 차이를 비교 분석해보셔도 좋을 것 같네요.!
아무튼 전 이 영화에서 상당히 많은 걸 배울 수 있다고 생각합니다. 이미 나온지 좀 된 영화라 유튜브에서 찾아볼 것들이 많은 것도 즐겁더라고요.
그리고 제게 이 영화를 추천해준 제자는 영화보다 책이 훨씬 재밌다고 하더군요. 그래서 저는 영화부터 보고 책을 읽기로 했습니다. 영화는 봤으니 이제 조만간 책을 읽을 예정입니다. 다 보고 나면 언제가 될지는 모르지만(?) 독후감도 써보도록 할게요.
그럼 다음에도 유용한 포스팅을 갖고 오겠습니다.
안녕!
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