우연의 산물인가?

물총새의 부리

● 시속 약 300킬로미터의 속도로 운행되는 일본의 초고속 열차는 세계에서 가장 빠른 열차 중 하나입니다. 그 열차가 성공적으로 운행될 수 있었던 것은 물총새라는 작은 새 덕분이기도 합니다. 어떻게 그러합니까?

생각해 보십시오: 물총새는 맛있는 먹잇감을 잡기 위해 물속에 뛰어들어도 물이 거의 튀지 않습니다. 초고속 열차의 시험 운행 책임자였던 에이지 나카쓰라는 공학자는 그러한 사실에 흥미를 느꼈습니다. 물총새가 저항이 작은 공기 중에 있다가 저항이 큰 물속에 어떻게 그처럼 빨리 적응하는지 궁금했던 것입니다. 그 이유를 알아낸 것은 초고속 열차가 안고 있는 독특한 문제를 해결하는 데 결정적인 계기가 되었습니다. 나카쓰는 이렇게 설명합니다. “열차가 좁은 터널에 빠른 속도로 진입하면 기압파가 생기는데, 이 기압파는 점점 커져 해일과 같은 파장이 됩니다. 이 파장이 음속으로 터널 출구에 이르면 저주파 파장이 생성되어 커다란 굉음과 함께 공기 역학적인 강한 진동이 발생합니다. 그 때문에 터널에서 400미터 떨어진 곳에 사는 주민들이 민원을 제기하기도 했습니다.”

그리하여 초고속 열차의 맨 앞부분을 물총새의 부리 모양으로 만들기로 결정이 내려졌습니다. 결과는 어떠했습니까? 현재 초고속 열차의 속도는 10퍼센트 증가했고 에너지 소비량은 15퍼센트 감소했습니다. 그뿐만 아니라 열차로 인해 발생하는 공기압이 30퍼센트 줄어들었습니다. 그에 따라 열차가 터널을 통과할 때 나던 커다란 굉음이 사라졌습니다.

어떻게 생각하십니까? 물총새의 부리는 우연히 생겨난 것입니까, 아니면 설계된 것입니까?

[29면 사진 자료 제공]

물속에 뛰어드는 물총새: Woodfall/Photoshot; bullet train: AP Photo/Kyodo