인간은 외부 환경으로부터 끊임없이 신호를 받는다. 인간이 받는 신호는 감각이라는 형태로 뇌에 전달된다. 뇌는 이 신호를 잡음과 구분하고 해석하는 역할을 한다. 영화 ‘매트릭스’를 전후해 뇌에 신호를 주어 감각의 착각을 일으키고, 가상의 세계를 인식하게 만드는 기술이 가까운 미래에 다가올 것이라는 사실은 상식이 됐다.

물리학을 배움으로써 부수적으로 얻은 이익 중에는 세상을 보다 근본적인 수준에서 이해할 수 있게 됐다는 것이 있다. 예를 들어 탄생 직후 극초기 우주에는 입자와 전자기파만 존재했다. 여기서 입자란 원자를 구성하는 소립자들을 말하며, 전자기파는 파장에 따라 연속적으로 라디오파, 빛, X선 등의 이름이 붙는 그것이다. 중요한 것은 오늘날에도 여전히 우주에 존재하는 것은 오직 입자와 전자기파뿐이라는 점이다.

따라서 무언가를 분류할 때 입자와 전자기파로 나누는 것은 가장 기본적인 출발점이 될 것이다. 인간의 감각도 이를 바탕으로 이해할 수 있다. 인간의 감각은 전자기파를 감지하는 시각과 입자를 감지하는 나머지 감각들로 나눌 수 있다.

생명체의 감각은 생명체가 주위 환경을 인식하고 생존과 번식에 유리한 환경을 찾는 데 도움이 되도록 진화했다. 인간의 감각 또한 마찬가지이며, 각 감각이 감지하는 대상의 특성은 그 감각의 기능과 밀접한 관계를 가진다. 전자기파와 입자가 가진 각각의 특성을 통해 인간이 가진 감각의 특성을 설명할 수 있다는 뜻이다.먼저 시각을 보자. 시각은 전자기파 중 가시광선이라는 특정 영역대를 감지한다. 거의 모든 생명체는 전체 전자기파 중 상대적으로 매우 협소한 가시광선 영역만을 감지한다. 이는 가시광선 영역만이 물을 투과하기 때문이다. 시각은 물속에 살던 생명체의 조상으로부터 기원했다고 추측할 수 있다. 가시광선은 직진성을 가지고 있어 원거리의 대상을 구별할 수 있으며, 인간은 시각을 통해 원거리의 먹이를 찾고 위험을 피할 수 있었다.

인간의 나머지 감각들은 입자의 특성을 감지하는 것이다. 청각은 입자, 곧 기체 분자의 집단적 움직임을 파동의 형태로 파악하며 후각과 미각은 입자들이 결합한 분자의 화학적 성질을, 촉각은 더 큰 대상의 물리적 특성을 감지한다.

청각이 감지하는 음파는 빛에 비해 전달 거리는 짧지만 장애물을 돌아가는 회절성에 의해 보이지 않는 근거리의 상대를 파악할 수 있으며, 특히 빛이 존재하지 않는 밤에도 유용해 포식자들이 주로 활동하는 야간의 생존에 도움을 주었다. 후각과 미각은 대상을 직접 판별하는 것으로 화학반응에 기반하며 섭취 가능하거나 필요한 대상을 ‘선호’라는 방식으로 결정할 수 있게 만들었다. 쉽게 말해 좋은 냄새와 맛있는 대상은 생존에 유리한 성분과 높은 에너지를 의미하며, 악취는 위험을 의미한다.

정보 전달의 측면에서 감각을 바라볼 수도 있다. 청각의 대상인 음파의 경우, 성대라는 천연의 출력 도구가 인간에게 주어지면서 문명의 기반이 된 언어가 탄생했다. 반면 시각의 가시광선은 출력이 까다로웠지만 직진성과 함께 높은 공간해상도를 가졌고 문자와 종이, 인쇄술 그리고 모니터에 이르기까지 더 많은 정보가 더 많은 이들에게 전달되는 방향으로의 기술 발전이 이루어지면서 문명의 폭발적 발전을 이끌었다. 이 칼럼 또한 바로 그 방식으로 전달되고 있다.