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왜 스마트폰 액정은 늘 바닥 쪽으로 떨어질까?…머피의 법칙으로 알아보는 '확률' 이야기

-어떤 사건이 우연히 일어날 가능성, 흥미로운 ‘확률’ 이야기 


오늘도 즐거운 하루를 보내고 있는 김톡톡 친구. 그때, 저 멀리 복도에서 한 친구가 반갑다고 달려옵니다! 그런데 장난기 가득한 친구의 눈빛이 심상치가 않아요. 톡톡 친구는 본능적으로 피해야 한다는 걸 느끼고 재빨리 반으로 들어가 문을 닫았어요. 

그런데 아차! 손에 든 스마트폰이 없어졌어요. 설마 제발 아니길 하는 마음에 바닥을 바라봤지만, 이미 바닥에 엎어진 스마트폰 액정은 운명하고 말았죠. ㅠ 

그런데 친구의 말을 들어보니 친구도 스마트폰을 떨어뜨릴 때마다 항상 액정이 바닥 쪽으로 떨어졌다는 거예요. 이게 무슨 일일까요? 우연치고는 너무 신기한 ‘확률’ 아닌가요? 


-이 기사는 <톡톡> 7월호 22p에 4p분량으로 실린 내용의 일부입니다. 
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놀기만 좋아하는 우리 아이, '책'과 놀게 할 수는 없을까? 재밌는 잡지를 읽었더니 두꺼운 책도 술술 읽혀요! 독서능력이 쑥쑥! 다양한 분야에 걸친 흥미로운 기사로 아이의 시선을 사로잡습니다. 톡톡으로 내 안에 숨은 잠재력을 깨워보세요. 


어떤 사건이 우연히 일어날 가능성 ‘확률’ 


확률이란? 어떤 사건이 ‘우연히’ 일어날 가능성을 따지는 것입니다. 여기서 우연하다는 말은 사건이 자주 일어나지 않도록 조작하지 않고 자연 그대로 둔다는 말인데요. 

예를 들면 보드게임에서 주사위를 던질 때, 자신이 원하는 숫자를 나오게 하려고 바닥으로 낮게 굴리는 등의 행동을 하지 않는 것이죠. 어떤 일이 일어날 가능성에 대한 확률은 다음과 같이 구해요. 여기서 P는 확률을 뜻하는 영단어 probability를 줄인 것이에요. 



P(어떤 사건) =그 사건이 발생하는 경우의 수/가능한 모든 경우의 수 

날씨, 승률, 복권 등 우리 생활과 밀접한 확률 


확률은 우리 일상생활과 아주 밀접한 관련이 있어요. 비가 올 확률, 우박이 떨어질 확률, 축구나 야구에서 이길 확률, 좋은 게임 아이템이 나올 확률, 복권에 당첨될 확률 등 실제로 우연인 것처럼 보이는 신비한 현상도 그 뒤엔 반드시 확률이라는 것이 숨어 있답니다.



우연인 듯 우연 아닌 ‘머피의 법칙’ 


그런데 우리가 들고 있던 스마트폰 액정이 항상 바닥 쪽을 향해 떨어지는 건 단지 운이 없어서 그랬던 걸까요? 이런 생각을 했던 건 비단 우리만이 아니에요. 많은 사람들은 우연히 일어나는 일인데도 자기한테만 안 좋은 일이 일어나는 것 같은 느낌을 받고 있답니다. 이를 ‘머피의 법칙’이라고 해요. 

항상 식빵에 잼 바른 면이 바닥으로 떨어지고, 내가 서서 기다리는 줄은 제일 나중에 줄어들고, 내가 기다리는 버스는 맨 나중에 오고 이런 것들 말이에요. 이런 상황을 두고 수학자들은 고민하기 시작했어요. 정말 이게 우연일까? 하고 말이에요. 그리고 계산을 해 보았습니다. 그런데 의외의 결과가 나왔어요. 머피의 법칙은 우연이 아니었던 것입니다. 


잼 바른 식빵을 떨어뜨린다면? 


식탁에 잼을 바른 식빵이 하나 놓여 있다고 가정해 봅시다. 그런데 갑자기 식빵이 바닥으로 떨어졌어요. 이때 식빵의 어느 면이 바닥으로 떨어질까요? 

경우의 수는 두 가지입니다. 1)잼 발린 면이 바닥으로 떨어진다. 2)잼이 안 발린 면이 바닥으로 떨어진다. 50%, 절반의 확률로 잼이 발린 면이 바닥으로 떨어지거나 그렇지 않게 되겠죠. 

그런데 여기에서 우리가 놓친 것이 하나 있어요. 바로, ‘한 쪽 면에는 잼을 발랐고 다른 쪽에는 잼을 바르지 않았다’라는 ‘차이’입니다. 이것 말고도 잼의 무게, 잼 바른 면을 위쪽으로 둔 것, 빵의 크기, 식탁의 평균 높이, 빵이 떨어지는 각도 등 이런 사소한 조건들이 하나하나 모여 확률을 변화시킬 수 있답니다. 

여러 가지 조건을 고려한 후 고도의 물리학 공식을 적용해 보면 식빵은 식탁에서 대략 반 바퀴를 회전하고 바닥에 ‘철푸덕’ 떨어진다는 결론이 나와요. 


잼 바른쪽이 바닥에 닿을 확률 62.1% 


이러한 상황을 증명하기 위해 직접 실험을 해 본 사람이 있어요. 영국의 수학자이자 과학자인 로버트 매튜는 무려 9,821번이나 잼 바른 식빵을 식탁 위에서 떨어뜨려 보았습니다. 

그 결과는? 신기하게도 6,101번이나 잼 바른 쪽이 바닥에 닿도록 떨어졌습니다. 즉, 잼 바른 쪽이 바닥으로 떨어질 확률이 62.1%로, 우연에 의한 확률인 50%보다 높게 나온 것입니다. 


수학이 인정해! 액정 쪽으로 떨어질 확률이 더 높다! 


스마트폰도 마찬가지입니다. 떨어져도 꼭 액정 쪽으로 떨어져서 속상하게 만들어요. 그런데 이런 상황 또한 우연이 아니라는 분석이 있습니다. 한 휴대폰 기업은 이런 상황에 대한 과학적 분석을 시도했습니다. 

분석에 따르면, 사람들은 일반적으로 한 손에 스마트폰을 느슨하게 쥐고 있는데, 이때 사용자의 손가락은 스마트폰의 무게 중심보다 아래쪽에 있는 경우가 많아요. 이런 상태에서 스마트폰을 놓칠 경우, 손가락으로 받쳐졌던 기기의 지점을 중심으로 회전하면서 떨어집니다. 그래서 액정이 바닥과 부딪칠 확률이 더 높은 거죠. 

스마트폰을 바닥으로 떨어뜨려서 액정이 깨졌다고 슬퍼하지 마세요. 원래 스마트폰을 떨어뜨리면 액정이 깨질 확률이 높다는 걸 알았으니, 이제부터라도 더 신경 써서 손에 꼭 쥐고 다니면 되겠죠? 


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* 에듀진 기사 원문: http://www.edujin.co.kr/news/articleView.html?idxno=31552

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