길이-면적-부피 관계

2026. 01. 17.
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Jan 17, 2026
길이-부피-면적 대단한 공식은 아니다. 길이의 제곱은 면적, 세제곱은 부피이다. 그러나 생각해보면 은근히 재밌는 구석이 많다. 키큰사람과 키작은 사람을 비율로 비교하자면, 예를 들어 160cm인 사람과 180cm인 사람은 비례로 따져봤을때는 큰 차이가 아니다. 하지만 체중은 꽤나 차이난다. 길이-부피 관계를 생각하면 이상한 일은 아니다. 사람마다 차이점은 있지만, 부피당 질량, 즉 밀도는 큰 차이는 없다. (만약 그랬다면 누구는 물에 뜨고 누구는 안뜨고 그러지 않을까?) 그리고 부피는 길이의 세제곱이므로, 길이가 선형적으로 변해도 부피는 큰 폭으로 증가한다. 따라서 자연스레 키가 조금 커져도 체중은 꽤나 차이나는 것이다.
 
 
이번엔 면적을 살펴보자. 우리는 지표면 위에서 산다. 공중에서 떠다니는 것도 아니고, 부피를 전부 쓰면서 사는 것도 아니다. 우리가 돌아다니며 실제로 체감하는 세상은 거의 면적에 가깝다. 만약 우리보다 가로세로높이가 전부 절반인 사람이 있다면 어떨까. 그 사람이 바닥에서 차지하는 면적은 제곱으로 줄어든다. 대략 1/4 정도다. 같은 방 안에 있어도, 그 사람 기준에서는 네 배쯤 넓어진 세상을 쓰고 있는 셈이다. 땅이 커진 것도 아니지만, 느낌은 꽤 다를 것이다. 쥐를 생각하면 이 감각은 더 극단적이다. 쥐의 가로세로높이가 사람의 대략 1/10 라고 가정하자. 쥐가 차지하는 면적으로 보면 1/100이다.
 
만약 인간들의 키가 비율을 유지한 채 절반으로 줄어든다면, 지구는 4배정도 면적으로 느낄 것이다. 질량은 1/8 으로 줄을 것이고, 우리가 필요로하는 에너지양도 두배가 아닌, 더욱 작게 줄어들 것이다. 이런 점을 생각하면 영화 다운사이징이 생각난다. 더 적은 자원으로도 더 큰 체감 경제규모를 낼 수 있을수도 있다. (물론 인류의 고질적인 불평등 문제를 제외하고서 말이다. 영화 다운사이징에서도 이 문제를 지적하기도 했다.) 물론 이 가정은, 인구가 같다는 전제 하에서 있는 것이다.
 
만약 인류 대신 지구 문명을 이루는 지적생명체들이 우리보다 키가 훨씬 작은 이들이라면, 더욱 유리할까? 내 생각은 이렇다. → 1인당 자원은 훨씬 적겠지만, 인구는 그만큼 더 늘어날 가능성이 있다. 또 중요한건 “상대” 적 체중인데, 만약 지금 지구 생태계와 자연환경 그대로 두고 우리보다 작은 체구라면, 생각보다 발전은 더딜 수 있다. 자원을 채집하고 가공하는게 우리보다 훨씬 많은 인력이 필요할 것이고, 우리보다 인구는 더 많다고 하더라도 자연산물을 단위 가공하는데 드는 기초 노동력이 더욱 클 것이다. (예를 들어 나무 하나를 벨 때 마다 수십명이 달려든다고 생각하자. 그런 인력을 동원할 수 있을 정도로 인구가 많다고 쳐도, 시스템적 비효울은 어쩔 수 없다.) 또 하나의 문제는, 인구가 이 효율을 해결할만큼 늘어나지 않을 것이라는 것이다. 바로 표면적 문제때문인데, 체중대비 표면적은 더욱 늘어날 것이고, 체온유지와 열효율 문제로, 같은 천톤어치 사람에 비해 천톤어치 작은 지적생명체가 요구하는 식량이더욱 많아질 것이다(즉 단순히 열기관으로 치환했을 때 비효울적이다. 초기 문명은 기계적인 노동이 필요하기에 열효율은 중요하다.) 또 하나 문제는 문명 발전 단계에서 지역간 교류와 원거리 경제도 중요한데, 열대,온대, 사막, 등등 다양한 공간의 문명들이 만나 교류하기 더 힘들어진다.
 
그러나 한번 문명이 산업화-정보화시대에 이르면, 우리보다는 유리한 조건일 수 있다. 1인당 에너지자원도 적다는 것이 이때는 비로서 좋아진다. 물론 여전히 표면적 문제에 시달리지만, 열효율과 상관없는 문제, 즉 정보화와 서비스 고부가가치산업에 대해서는 확실히 같은 수의 식량으로 더 많은 사람들이 붙을 수 있으니 유리하다. 거기에 더해 우주로 진출하기도 용이하다.(로켓 페이로드 중량도 적을 것이다. 반대로 만약 우리가 체중이 더 무거웠다면 지구의 중력감옥은 상대적으로 더 훨씬 크게 느꺼질 것이다.)
제목: 길이-면적-부피 관계작성일: 2026. 01. 17.