스마트폰 발명 과정을 알아보는 포스팅을 하겠습니다. 스마트폰은 현대인의 필수품입니다. 스마트폰 없는 생활은 가능은 하겠지만, 쉽지 않은 삶일 것입니다. 스마트폰은 통신기기로 보는 게 맞습니다. 많은 사람과 손쉽게 무선으로 통신을 할 수 있는 게 스마트폰의 본질입니다. 여기서는 스마트폰이 발명되기까지 통신기술이 어떻게 발전해왔는지 살펴보겠습니다.
스마트폰 발명 과정 1. 횃불
위의 판은 폴리비오스라는 분이 개발한 폴리비오스의 판이라 불리는 글자판인데요. 횃불 개수에 따라 원하는 글자를 먼 거리의 우리 편에게 알리는 방식입니다. 폴리비오스는 기원전 203년 ~ 기원전 120년 추정에 사신 분입니다.
사용방법은 위의 폴리비오스 판을 신호를 보내는 사람과 받는 사람이 모두 가진 상태에서요. ‘ATTACK’이라고 보내고 싶으면 왼쪽에 횃불 1개 오른쪽에 횃불 1개 올린 후, 다시 왼쪽에 횃불 4개 오른쪽에 횃불 4개, 다시 왼쪽에 횃불 4개 오른쪽에 횃불 4개, 다시 왼쪽에 횃불 1개 오른쪽에 횃불 1개, 다시 왼쪽에 횃불 1개 오른쪽에 횃불 3개, 다시 왼쪽 횃불 2개 오른쪽 5개를 올리는 방식으로 먼 거리의 아군에게 메시지를 보내는 방식입니다.
스마트폰 발명 과정 2. 모스 신호
화가 새뮤얼 모스가 개발한 모스 신호가 다음 과정입니다. 새뮤얼 모스는 1791년~1872년입니다. 최초로 전기를 이용해 먼 거리의 사람에게 메시지를 보내는 것입니다. 화가 새뮤얼 모스는 결혼하고 아내가 임신한 상태에서 먼 거리로 출장을 갑니다. 거기서 그림을 그리는데요. 아내가 출산한 다음 산후합병증으로 사망을 합니다. 그 소식을 3일 만에 듣고 아내에게 가기까지도 3일 정도 걸리는데요. 원래 집에 도착했을 때는 아내 장례식이 이미 끝났을 때입니다. 아내 이름은 루크레이시아 모스입니다.
이 일이 있고 난 뒤 모스는 장거리 통신방법을 고민합니다. 1832년 모스는 귀국하는 배에서 미국인 과학자 잭슨을 우연히 만납니다. 모스는 잭슨으로부터 쇠막대에 전선을 감고 전기를 통하게 하면 자석이 되고, 통하지 않게 하면 다시 그냥 쇠로 된다는 이야기를 듣습니다. 전자석 현상을 이야기 한 것인데요. 모스는 이 전자석 현상을 이용해 전기를 스위치로 사용할 생각을 합니다.
위의 장치가 모스가 처음으로 만든 전신기 모습입니다. 저 장치를 안 누르고, 짧게 누르고, 길게 누르는 방식으로 메시지를 보내는 것입니다.
위의 사진이 모스 신호를 출력하는 모습입니다. 저렇게 메시지를 변환할 수 있는 모스 신호도 새뮤얼 모스가 개발합니다. 저런 장치와 전선이 전 세계에 깔려 전 세계가 거의 실시간으로 메시지를 주고받게 됩니다.
스마트폰 발명 과정 3. 유선 전화
모스 신호 다음 통신기술의 발전 단계는 유선 전화입니다. 불과 몇 년 전까지만 해도 많이 사용하던 기술입니다. 지금도 사용하고 있습니다. 전화를 발명한 사람은 알렉산더 그레이엄 벨입니다. 1847년~1922년입니다. 그레이엄 벨은 스코틀랜드 출신으로 그의 집안은 대대로 청각 장애인을 돕는 일에 종사했습니다. 그래서 보통 사람들보다 사람의 음성에 관심이 많았습니다.
벨은 1872년 전기에 관심을 두게 되었고 사람의 음성과 전기를 접목하는 실험을 합니다. 핵심은 사람의 음성을 전기신호로 바꿔 전선을 통과한 뒤 반대편에서 다시 사람의 음성이 들리도록 하는 것입니다.
벨은 해부용 시체의 귀를 가지고 실험했는데요. 음성마다 고막의 다른 부분이 진동하는 것을 관찰하고 아이디어를 얻습니다. 전기고막과 비슷한 기계를 발명하면 멀리 떨어져 있어도 음성을 전달할 수 있겠다는 생각을 합니다. 발명품의 이름은 ‘전기적 대화 기계’인데요. 지금의 전화기입니다.
시제품을 만들기 전인 1876년 2월 14일 설계도와 설명서를 가지고 워싱턴 DC의 미국 특허청에 특허를 신청합니다. 특허는 통과되었습니다.
그런데 전화기의 발명은 누가 봐도 돈이 되는 발명이었습니다. 그래서 비슷하게 전화기를 발명했다고 주장하는 사람들도 많고, 벨은 많은 소송도 하고 그러는데요. 결국, 미국 대법원에서 벨의 전화기를 최종적으로 인정해줘서 현재 전화기를 발명한 사람은 벨로 공인된 상황입니다.
위의 사진이 유선 전화기를 발명한 알렉산더 그레이엄 벨의 사진입니다.
위의 아이가 굴리엘모 마르코니입니다.
스마트폰 발명 과정 4. 무선 통신
굴리엘모 마르코니는 1874년~1937년입니다. 마르코니는 이탈리아 귀족 가문 출신으로 특별히 학업에 두각을 나타내지 않았지만, 발명에는 지나칠 정도로 몰두했습니다.
마르코니는 전선이 없어도 전신을 보낼 방법을 찾았습니다. 즉 무선 전신을 연구한 것입니다.
위의 사진이 마르코니가 무선 통신을 연구할 때 사용한 기기입니다. 처음에는 방안에서 무선 통신이 가능하게 연구를 했고요. 성공하자 야외 1km 밖에서 무선 통신이 가능한지 실험을 했습니다. 실험은 대성공이었습니다. 모스 신호로 신호를 보내고 받았는데 무선입니다.
그래서 바다를 다니는 배에 이런 무선통신기기를 모두 달았습니다. 타이타닉이 침몰했을 때 선원들이 무선으로 SOS 신호를 계속 날려 승객 700여 명이 생존할 수 있었습니다.
위의 사진은 전화하는 미국 대통령 루스벨트 모습입니다.
스마트폰 발명 과정 5. 암호화, 디지털화
1941년 12월 2차 세계대전이 일어나는 시기인데요. 당시 미국 대통령이던 루스벨트와 영국 총리 처칠 대화를 히틀러가 모두 알고 있었습니다. 워싱턴과 런던이 주고받는 통신의 보안이 시급한 문제로 떠올랐고 암호화된 시스템 개발에 박차를 가합니다. 작전명은 식살리(SIGSALLA) 였습니다.
첫 단계는 음성을 분석해 암호처럼 쪼개는 것이었습니다. 식살리는 최초로 암호화한 전화기였습니다. 1943년 7월부터 미국의 루스벨트와 영국의 처칠이 사용했습니다. 두 나라의 정상이 직접 그리고 비밀리에 통신한 덕분에 독일을 이길 수 있었습니다. 식살리는 1번도 도청당하지 않았습니다.
식살리는 최초의 보안전화일 뿐 아니라 데이터를 비트로 전송했기 때문에 최초의 디지털 통신장비이기도 했습니다. 디지털 혁명은 복잡한 것을 단순하게 숫자화한 것에 의미가 있습니다.
스마트폰 발명 과정 6. 많은 사람이 한꺼번에 통신할 수 있게 만든 것(대역 확산)
식살리는 디지털로 암호화하여 통신한 방식인데요. 1대1로 통신하는 방식입니다. 하지만 현대의 스마트폰은 많은 사람이 한꺼번에 통신합니다. 그렇게 다중화할 수 있게 한 사람이 있습니다.
위의 여배우는 헤디 라마입니다. 저 여배우는 배우기도 하지만, 발명가이기도 했습니다. 저 여배우가 많은 사람이 한꺼번에 통신할 수 있도록 기술인 CDMA를 개발한 분입니다. 헤디 라마는 1914년~2000년입니다.
1940년 초 헤디 라마는 센세이션을 일으켰습니다. 세계에서 가장 아름다운 여성으로 뽑히기도 했습니다. 헤디 라마는 물을 탄산으로 만드는 알약도 발명했고, 유선형의 비행기 날개를 만들기도 했습니다.
헤디 라마는 비엔나의 부유한 유대인 가정에서 태어났고, 일찍부터 발명에 관심이 많았습니다.
1933년 불과 19살이던 헤디 라마는 오스트리아의 무기상이자 나치와도 관계있는 프리드히리 만들과 결혼합니다. 남편의 사업 때문에 극비 군사기술을 접할 기회가 많았습니다. 그런데 남편은 아름다운 아내에 대한 집착이 심했습니다. 이를 견딜 수 없는 헤디 라마는 나치가 오스트리아를 점령하기 1년 전에 런던으로 도망쳤고, 다시 미국 할리우드로 건너가 영화배우가 됩니다.
2차 세계대전이 일어나고 헤디 라마는 연합군에 도움 될만한 기술을 개발하는데요. 어뢰가 적의 전파 교란에 방해받지 않고, 연합군 통제대로 조종하며 움직일 수 하게 하는 기술을 개발합니다.
당시 독일의 잠수함이 대서양을 장악하고 있었고, 연합군의 어뢰는 명중률이 별로 안 좋아서 도움 되는 기술이었습니다.
단일주파수대로 전파를 보내는 대신 여러 주파수대로 보내는 것입니다. 그럼 전파방해가 불가능합니다. 한가지 주파수에 맞춰서 신호를 기다리던 적은 잠깐 사이에 신호가 사라져 교란은 생각할 수조차 없습니다. 하지만 아군의 모함과 어뢰는 신호를 맞춤으로써 주파수를 계속 바꿔도 교신할 수 있습니다. 이런 아이디어가 있었는데요.
그때 할리우드의 작곡가와 자동피아노를 만납니다. 작곡가 조지 앤타일은 자동피아노로 실험적인 음악을 한 것으로 유명합니다. 자동피아노는 종이 원통에 구멍을 뚫어 이 원통을 돌리면 건반을 두드리면서 자동으로 연주되는 피아노입니다.
위의 원통이 자동피아노를 움직이게 하는 구멍을 뚫은 원통입니다. 저게 회전하는 것입니다.
헤디 라마는 조지 앤타일과 함께 저 자동피아노를 동작하는 방식을 이용하여 CDMA 기술을 구체적으로 개발합니다. 대역 확산이라는 이름을 붙였습니다.
헤디 라마는 대역 확산 기술을 미국 해군에 제안하지만 비웃음만 사고 거절당합니다. 그 후 1962년 쿠바 미사일 위기 때 사용됩니다. 하지만 미군 당국은 그때까지만 해도 그녀의 공로를 인정하지 않았습니다.
1980년대 초 미국 정부가 기술을 공개하면서 스마트폰 탄생에 핵심적인 역할을 합니다. 헤디 라마의 대역 확산은 셀 네트워크 개발에 기여합니다.
스마트폰 발명 과정 7. 집적회로
1958년 7월 텍사스 인스트루먼트의 직원들은 대부분 휴가를 떠났지만, 전기 공학자 잭킬비는 연구실에 출근했습니다. 잭킬비는 신입이라 휴가를 갈 수 없어 출근한 것입니다.
위의 사진이 잭킬비입니다. 1923년~2005년입니다.
잭킬비는 아무도 없는 연구실에서 개인 관심사를 연구합니다. 텍사스 인스트루먼트는 1954년 세계 최초의 트랜지스터라디오를 만들었습니다. 리젠시 TR -1이라는 라디오인데 크게 이슈가 되었습니다.
위의 사진이 리젠시 TR-1 라디오의 모습입니다. 당시 크게 이슈가 되었습니다. 그때만 해도 전자기기는 진공관을 넣는 방식으로 만들어서 부피가 매우 컸습니다. 그런데 트랜지스터를 이용해 라디오를 만드니까 소형화되고 휴대할 수 있어 인기가 있었습니다.
잭킬비는 트랜지스터라디오처럼 다른 제품도 소형화할 수 있다고 생각했습니다. 하지만 전기 회로가 일정 수준을 넘어가면 그 회로에 들어가는 부품 수가 늘어나고 또 이 부품들을 일일이 전선으로 연결해야 해서 생산가가 올라갔습니다.
잭킬비는 이 문제를 해결하기 위해 각각의 부품들을 하나로 압축하는데 몰두했습니다. 킬비는 이런 생각을 떠올렸습니다. “회로 전체를 동일한 반도체로 만들면 어떨까?” 이런 회로를 만들면 훨씬 작고 오류가 없을 것 같았습니다. 작고 오류가 없는 회로는 역사적인 혁신이었습니다. 이것 덕분에 아주 작으며 성능은 뛰어난 소형 전자제품이 나올 수 있었습니다.
최초의 집적회로는 위의 모습입니다.
게르마늄으로 만든 얇은 판에 모든 전기 회로를 올리고 이를 집적회로라고 이름 짓습니다. 집적회로는 빠른 속도로 발전했고, 현재는 마이크로 칩이 사용되고 있습니다.
위의 사진은 핸드폰을 이용해 최초 보낸 사진입니다.
스마트폰 발명 과정 8. 카메라가 달린 핸드폰
1997년 6월 11일 소프트웨어 엔지니어 팔립 칸은 처음으로 휴대폰을 이용해 디지털 사진을 전송합니다. 자신의 아이가 태어난 것을 기념해 2,000여 명에게 사진을 휴대폰으로 보냈습니다.
이 사진은 곧 뉴스가 됐습니다. 시사잡지 타임즈는 이 사진을 가장 영향력 있는 사진 중 하나로 꼽았습니다. 핸드폰으로 사진을 보내는 게 가능하다면 동영상도 가능하고, 문자도 가능하고, , 노래도 가능하고, 영상통화도 가능한 등 디지털 자료는 무엇이든 보낼 수 있다는 것을 보여주는 의미이기 때문입니다. 또 이런 데이터를 전송할 수 있는 것뿐만 아니라 인터넷도 가능할 수 있으리라는 것을 보여준 사건입니다.
스마트폰 발명 과정 9. 뇌의 명령을 바로 받아 움직이는 장치
현재는 스마트폰을 손가락으로 조작하는데요. 위에 보이시는 장치를 머리에 쓰고 뇌로 조작하는 스마트폰을 개발 중입니다. 실제로 현재도 저것을 쓰고 무선 연결된 공을 마음대로 움직일 수 있습니다.
이상 스마트폰 발명 과정을 알아보는 포스팅을 하였습니다. 스마트폰이 좋긴 한데 안 좋은 면도 많지요. 기술이 개발함에 따라 각종 범죄도 새롭게 나타난다는 것인데요. 그것은 기술의 문제가 아니라 사람의 문제이겠지요. 미래에 발전할 기술을 감당하기 위해 인류는 공학 쪽 기술뿐만 아니라 인문 사회 쪽 학문도 계속 발전시키고, 다른 사람과 공감하는 습관이 필요하다고 생각합니다. 인류가 계속 발전하는 기술에 노예가 되어 자멸하지 않고 잘 나아가면 좋겠습니다. 파이팅!!
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