‘이야기’를 간직한 체험과학 창작실험, SI 훌라 게임 22 (SI Hula Games 22)

‘아꼽다 못해 요망진 아해’(제주어로‘사랑스럽다 못해 똑똑한 아이)를 위한 ‘이야기’를 간직한 체험과학 창작실험 시리즈 05는, “국제단위계 접두어 16개를 특별 창작 도안으로 제작한 카드로 익히는 게임”[SI 훌라 게임 22]이다.

‘이야기’를 간직한 체험과학 창작실험 시리즈 01 [빛 튐 아트 24], 시리즈 02 [빛 튐 아트 25], 시리즈 03 [빛 튐 아트 23], 시리즈 04 [내 해시계 15]에서와 같이 끝의 숫자는 창작하여 일반화한 때(2024년, 2025년, 2023년, 2015년, 2022년)이다.

“2023년 기준 통계청 자료를 기반으로 한국인 평균 키는 남자 175.3cm, 여자 162.4cm, 평균 몸무게는 남자 72.5kg, 여자 55.2kg이다. 내가 사용하는 노트북은 설정(톱니바퀴처럼 생긴 아이콘)에서 확인해보니 32.0GB(31.9GB 사용 가능), C : 237GB 중 92.4GB 사용 144GB 사용 가능, D : 931GB 중 785GB 사용 146GB 사용 가능이다.”

위에서 cm와 kg이 어느 정도인지 대충 안다. 노트북의 C : 와 D : 는 주로 작업하는 드라이브, 데이터 드라이브이다. 32.0GB는 램으로 노트북이 한 번에 처리할 수 있는 데이터양이고, 931GB는 노트북에 저장할 수 있는 데이터의 양이다. 물론 더 많은 저장 공간과 램은 노트북이 더 많은 데이터를 저장하고 동시에 처리할 수 있다.

그런데, 등장하는 숫자와 문자들을 꼼꼼하게 살펴보면 반드시 “숫자 + SI 접두어 + 단위”라는 규칙에 맞게 사용되고 있음을 알 수 있다.

SI는 국제도량형총회(International System of Units, 프랑스어 Conférence générale des poids et mesures, 약어 CGPM)로 1875년 미터조약 체결에 따라 SI 단위계(국제단위계)를 유지하기 위해 만들어진 3개 기구 중의 하나이다. 4년 또는 6년마다 파리에서 개최된다.

SI는 시간[초 (s)], 길이[미터 (m)], 질량[킬로그램 (kg)], 온도[켈빈 (K)](0°C는 273.15K에 해당), 전류[암페어 (A)], 빛의 세기[칸델라 (cd)], 물질의 양[몰 (mol)] 등 7개가 기본 단위이며, 다른 단위는 이 기본 단위를 조합하여 만들어진다.

SI 단위는 세계적으로 가장 널리 사용되는 단위계로 과학, 기술, 의학 등 다양한 분야에서 사용되며, 측정의 일관성과 정확성을 보장하고, 정확한 측정과 표준화를 통해 효율적인 소통과 연구를 가능케 한다.

‘SI 접두어’는 SI(국제단위계)의 앞에 붙어 SI의 배량과 분량을 나타내는 데 사용되는 접두어이며, [국제단위계(SI) 및 국제단위계 지침서](편저자 강주상 교수 / 고려대학교 물리학과, 1982년 발행)에 수록된 SI 접두어는 16개(E P T G M k h da d c m μ n p f a)로 제15차 국제도량형총회(1975, 결의사항 제10항)에서 인준된 것이다.

[SI 훌라 게임 22]는 글쓴이의 석사학위 지도교수이신 강주상 교수님(고려대학교 물리학과)께서 1982년에 편저자로 발행하신 [국제단위계(SI) 및 국제단위계 지침서]에 수록된 SI 접두어 16개를, 특별히 창작하여 도안 제작한 카드로 게임을 통하여 익히는 실험이다.

exa (E) = 10^18

peta (P) = 10^15

tera (T) = 10^12

giga (G) = 10^9

mega (M) = 10^6

kilo (k) = 10^3

hecto (h) = 10^2

deka (da) = 10^1

deci (d) = 10^-1

centi (c) = 10^-2

milli (m) = 10^-3

micro (μ) = 10^-6

nano (n) = 10^-9

pico (p) = 10^-12

femto (f) = 10^-15

atto (a) = 10^-18

제19차 CGPM(1991)에서는 10의 21승 (10^21) zetta (Z), 10의 24승 (10^24) yotta (Y), 10의 -21승 (10^-21) zepto (z), 10의 -24승 (10^-24) yocto (y)에 대한 접두어가 추가되었다.

2022년 11월 18일 프랑스 파리에서 열린 제27차 국제도량형총회(CGPM)에서 새로운 도량형 국제단위계(SI) 접두어 4개를 추가하기로 의결했다. 이에 따르면 10의 30승 (10^30) quetta (Q), 10의 27승 (10^27) ronna (R), 10의 -30승 (10^-30) quecto (q), 10의 -27승 (10^27) ronto (r) 이다.

예컨대 앞으로 10의 30제곱미터는 ‘퀘타미터’(quettameter = Qm), 10의 마이너스27제곱초는 ‘론토초’(rontosecond = rs), 지구의 질량은 약 6000요타그램에서 6론나그램(Rg)이 된다. 목성은 2퀘타그램(Qg), 전자는 1론토그램(rg)이다.

제27차 국제도량형총회(CGPM)에서 새로운 도량형 국제단위계(SI) 접두어 4개 추가를 주도한 영국 국립 물리연구소(NPL)는 새로운 단위 접두어를 추가한 배경을 데이터 급증으로 설명했다.

이 연구소 계측학 책임자인 리처드 브라운 박사는 “현재 가장 높은 수의 접두어인 요타바이트로 데이터를 표현하는 것에도 거의 한계에 이르렀다”라고 말했다. 그는 퀙토와 론토를 추가한 것에 대해선 “높은 수의 반대편에 작은 수를 표현하는 단위를 대칭으로 추가하는 것이 합당하며, 이는 양자과학과 입자물리학에 유용하다”고 덧붙였다.

브라운 박사는 “언론에서 데이터 저장량을 표현할 때 브론토바이트, 헬라바이트 등 공인되지 않은 접두어를 쓰는 것을 보고 도량형 단위를 추가해야 한다고 생각하게 됐다”라고 말했다.

새 접두어를 도입하는 원칙을 국제학술지‘네이처’에서 확인한바.

첫째 다른 곳에서 사용하는 축약 기호가 돼선 안 된다. 비공인으로 쓰이고 있던 브론토와 헬라는 축약 기호인 B와 H가 이미 사용되고 있는 것이어서 제외됐다. 다른 단위에서 아직 접두어 기호로 사용되지 않은 유일한 알파벳은 ‘R’과 ‘q’였다.

둘째 큰 수는 ‘a’로, 작은 수는 ‘o’로 끝나야 한다.

셋째 그리스어나 라틴어에서 숫자를 표현하는 소리와 비슷해야 한다. 예컨대 론나와 퀘타는 그리스어의 9와 10을 뜻하는 엔네아(ennea)와 데카(deka)와 발음이 비슷하다.

넷째 오해 소지가 있는 건 피해야 한다. 접두어로 제안됐던 것 가운데 하나인 ‘퀘카’(quecca)는 포르투갈어의 욕설과 비슷하다는 것이 지적돼 기각됐다.

브라운 박사는 새로운 단위 접두어는 앞으로 20~25년간 큰 수에 대한 수요를 충족시켜 줄 것으로 기대했다. (출처 : 곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr) (https://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/1068031.html)

글쓴이는 일본의 창작실험 연구개발 일반화 전문가 축제 “青少年のための科学の祭典” 全国大会에 9회(2000년, 2001년, 2002년, 2003년, 2004년, 2005년, 2006년, 2009년, 2017년), TOYAMA大会에 2회(2006년, 2007년), OSAKA大会에 9회(2008년, 2009년, 2010년, 2011년, 2012년, 2013년, 2021년, 2022년, 2023년) 모두 20회 한국 대표로 초대받았다.

글쓴이는 2012년 경기도 교육청 NTTP 연구년에 뽑혀 제주대학에서 2학기 동안 연구한 보고서, “체험과학 창작실험 일반화 자료집” [STEAM 교육을 위한 융합과학 실험 Field Manual] 시리즈 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ으로 편집 출판하였는데, [SI 훌라 게임 22]의 처녀작품이 [STEAM 교육을 위한 융합과학 실험 Field Manual] 시리즈 Ⅰ에 소개되어 있다.

[SI 훌라 게임 22]는 일본의 창작실험 연구개발 일반화 전문가 축제 [青少年のための科学の祭典 大阪大会 2022]의 #47로 초대받았고, 코로나19 때문에 비대면(Web)으로 발표하였는바, 국제단위계 접두어 16개를 특별 창작 도안으로 제작한, 카드 게임으로 익히는 게임이다.

[SI 훌라 게임 22]의 재료(특별 창작 도안으로 제작한 카드 54장 = 8컷 라벨지 3종(색) 모두 6장 + 8컷 라벨지 3종(색) JOKER 1장 인쇄 후 일반 트럼프 카드에 붙임)와 도구(가위)는 인터넷 쇼핑몰(다이소, 쿠팡 등)에서 한 끼 식사비쯤으로 구할 수 있다.

만약 재료와 도구를 하나하나 구하기가 귀찮다면, 인터넷 쇼핑몰(바로몰, 참사이언스 등)에서 살짝 다듬어 둔 [SI 훌라 게임 22] 재료 꾸러미를 구매할 수도 있는데 5인용으로 되어 있는 것으로 안다.

다음의 시(詩)는 [SI 훌라 게임 22]를 8자 9행 72자로 요약하되, “국제단위계 접두어 16개를 특별 창작 도안으로 제작한 카드로 익히는 게임”임을 잘 이해할 수 있게 설명을 상징화했다.

일구팔이 고려대학

물리학과 강주상님

편저하신 에스아이

일상에서 두루쓰는

접두어로 열여섯개

익힘실험 홀라게임

같은색에 연속석장

색만다른 같은두장

등록하고 붙여빈손

[SI 훌라 게임 22]의 규칙은 일반적으로 널리 알려진 트럼프 카드 게임 “훌라(HOOLA)”에 준용한 것이므로, [SI 훌라 게임 22]의 궁극적인 목표 “SI 접두어 16개 정확하게 외우기” 달성에 도움이 된다면 어떻게든 창의적인 변형이 가능하다.

라벨지에 3종(8컷씩, Red 2장, Yellow 2장, Blue 2장) 6장과 JOKER(6컷, 설명 QR 코드 2컷) 1장을 잘라서 트럼프 카드 54장에 붙인다. 인쇄한 라벨지를 붙이는 면은 기존 트럼프 카드에 숫자와 무늬 등이 인쇄된 면이어야 한다. 그래야 게임을 할 때 뒤집힌 면을 알 수 없게 된다.

7장씩 받고, ‘등록’ 안 한 상태의 카드는 늘 7장이다. 반시계 방향으로 돌면서 차례대로 판의 가운데에 뒤집힌 한 뭉텅이에서 1장을 가지고 오고, 자신이 이미 가진 다른 카드들과 맞춰본 후 가장 쓸모없다 생각되는 카드 1장을 판의 가운데 쓰레기통에 펼친 채 버린다.

차례와 상관없이, 자신이 쥐고 있는 카드가 방금 앞사람이 버린 카드와 조합하여 등록(‘같은 색깔이면서 연속으로 이어지는 3장’)이 가능하다면 ‘땡큐’하면서 그 버려진 카드를 가져와 등록할 수 있다. 이때 버려진 카드를 포함하여 즉시 등록하여야만 한다.

‘같은 색깔이면서 연속으로 이어지는 3장’,‘다른 색깔의 같은 SI 접두어 2장’, 혹은 ‘특정한 카드(E, a) 1장’일 때 ‘등록’(판의 가운데에 가지런히 펼쳐 두는 것)할 수 있다. 한번 등록하면 자신이 등록한 곳은 물론 다른 사람이 등록한 곳에도 붙여서 버릴 수 있다.

손에 가진 카드를 등록하든지 다른 사람이 등록한 곳에 붙여서 버리든지 어떻게든 ‘다른 사람보다 먼저, 빈손이 되면’ 이 게임에서 이기는 것이다. 한 사람이 완전한 빈손이 되었을 때 남은 사람들은 계속해서 같은 규칙대로 진행한다.

등록되어 펼쳐진 카드에 붙여나가는 규칙은 같은 색깔로 이어지되, SI 접두어 순서(E P T G M k h da d c m μ n p f a E P T G M k h da d c m μ n p f a E P T G M k h da d c m μ n p f a E P T G M k h da d c m μ n p f a...)대로 연속되도록 한다.

등록이 될 수 있는 카드들이지만, 의도적으로 등록 안 하고 있다가 한꺼번에 몽땅 등록하고 붙여 버림으로써 한꺼번에 카드 모두를 바닥에 버릴 수 있는 ‘HOOLA’를 노릴 수도 있지만, 다른 사람도 같은 생각을 하고 있을 수 있으므로 위험부담은 존재한다.

특별히, 카드를 다 버리지 못했으나 지수가 (+)든 (-)든 절댓값으로 합해서 21 이하이면 스톱함으로써 게임을 종료할 수 있다. 이때, 지수가 (+)든 (-)든 절댓값의 합이 스톱한 사람보다 더 낮은 사람이 존재할 경우, 더 낮은 사람이 승리자이고 스톱한 사람은 맨 꼴찌로 벌금 2배다.

맨 꼴찌로 벌금 2배로 꼴지가 되는 1순위는 마지막에 손에 쥔 카드를 다 펼쳤을 때, 특정한 카드(E, a)가 있는 경우 등 등록이 가능하지만 등록하지 않고 끝까지 버틴 경우, 2순위는 스톱한 사람보다 더 낮은 사람이 존재할 경우이다.

과학실험은 논리적이고 체계적인 사고를 바탕으로 하며, 예술은 직관적이고 감성적인 사고를 바탕으로 하지만, 과학실험과 예술은 모두 창의적인 사고와 상상력이 필요하므로 새로운 지식과 경험을 창출한다.

휴대전화기로 뻔하게 시간만 보내는 것보다, 누구나 쉽게 구할 수 있는 재료로 친구들과 가족들과 소통하면서 행복해질 수 있는 게임 형식의 [SI 훌라 게임 22]에 도전해 보시라.

‘이야기’를 간직한 체험과학 창작실험 시리즈는 에너지, 전기와 자기, 빛 등 다양한 분야에서 “더 깊은 흥미와 더 넓은 호기심을 키울 수 있도록” 계속될 것이다. 기대할 만할 것이다.

편집 : 김인수 객원편집위원