인간의 오감 중 시각과 청각이 가장 많이 사용되는 것 같다. 방송매체도 이 둘에 의존하고 있다. 라디오 신호에 처음 음악이 실렸던 것이 1906년이고 1929년 영국 BBC에서 최초의 TV방송 송출을 한 뒤 청각과 시각매체가 우리의 삶 깊이 들어와 있다. 반면 후각, 미각을 전달해 주는 매체는 아직 없다. 후각을 전달하려면 일단 인공 코가 만들어져야 하고 이를 신호로 바꾼 후 다시 우리 코로 전달해야 하는데 라디오나 TV처럼 쉽게 될 것 같지는 않다.

인간은 390여개의 후각 수용체를 갖고 있어 다양한 냄새를 구분한다. 인간의 눈에 세 종류의 시각 수용체가 있는 것에 비해 훨씬 다양한 냄새를 구분할 수 있다는 것을 의미한다. 개는 800여개의 수용체 유전자를 가지고 있고 쥐나 소는 1100여개를 가지고 있다고 한다.

그럼 우리는 과연 어떻게 냄새를 구분할까.첫 번째는 특정 분자가 후각 수용체에 결합하면 수용체가 분자 구조를 읽어내 냄새를 구분한다는 것이다. 자물쇠가 맞는 열쇠에 의해서 열리는 것처럼 수용체에 잘 끼워지는 분자들을 선별한다는 이론이다. 그런데 그런 방식만으로는 후각의 실체를 완전히 설명하기가 어렵다. 청산가리라는 독약은 구수한 아몬드 향이 나는 것으로 알려져 있다. 그런데 아몬드 향을 내는 분자와 청산가리의 화학적 구조는 완전히 다르기 때문에 구조를 통해 냄새를 구분한다는 이론은 한계가 있다. 화학 구조를 읽어내는 또 다른 방법은 분자가 갖고 있는 고유진동수를 읽어내는 방식이다. 분자는 특정 주파수의 빛은 잘 흡수하고 화학자들은 그 주파수들을 분석함으로써 분자의 구조를 읽어낸다. 그러나 콧속에서 특정 주파수의 빛이 나오지도 않고 어두운 곳에서도 냄새를 맡을 수 있으니 이 방법도 아닌 것 같다.

그럼 어떤 방식이 또 있을까. 여기에 양자역학이 등장한다. 우리가 평소에 경험하는 세계에서는 장벽이 있으면 물체가 그 장벽을 통과할 수 없는데 분자, 원자 등 미시의 양자역학 세계에서는 물체가 장벽을 넘어갈 확률이 있다는 것이다. 테니스 공으로 벽치기 훈련을 하는데 갑자기 공이 벽을 뚫고 지나가는 것과 같은 현상이 일어난다는 것이다. 이런 현상을 양자터널 현상이라고 한다.

양자역학은 후각과 어떻게 연관이 될까. 후각 수용체에 냄새 분자가 들어올 때 수용체에서의 전자가 양자터널 현상을 일으키게 되는 것을 이용해 냄새 진동수를 구분하고 이를 통해 냄새를 구분한다는 학설이 최근 제시되고 이를 검증하는 실험들이 이뤄졌다. 어쩌면 우리는 위의 두 방식을 모두 이용하고 있는지 모르겠다. 열쇠와 같은 방식과 좀더 신비스러운 양자터널 현상을 같이 이용해서 세상의 온갖 냄새를 구분하는 것인지도 모르겠다.

시각을 이용한 미술이 있고 청각을 이용한 음악이 있다. 이런 예술들은 매우 객관적으로 전달할 방법이 있다. 그런데 후각을 객관화하기는 아직 어렵고 이를 누구에게나 명확하게 표현하는 것 또한 어렵다. 그렇지만 후각에 대해 정확히 이해하게 되면 후각도 정량화할 수 있을 것이고 미술학과, 음악학과처럼 후각학과가 21세기 후반에는 만들어질 수도 있을 것이다. 물론 이 학과에서는 양자역학과 화학구조식을 기본으로 가르쳐야 할 것이다.

양자역학 하면 ‘슈뢰딩거의 고양이’를 많이 떠올린다. 앞으로는 양자역학에 더 적합한 동물은 쥐, 소, 개가 돼야 할지도 모르겠다. ‘우리는 아직도 많은 것을 모르고 있구나’란 생각이 드는 여름날이다.