일본도에 베이면 인체는 어떻게 되는가――절삭력의 전설과 재료의 한계

일본도라고 하면 많은 사람이 떠올리는 것은 도신이 휘어진 우치가타나나 다치일 것이다. 다만 영상에 따르면 형태와 크기, 만들어진 시대에 따라 종류는 다양하며, 와키자시, 검, 나기나타도 일본도에 포함된다. 영상은 일본도를 "일본에 예로부터 존재해 온 단조법으로 만든 도검"이라고 정의하고, 일본도의 본질은 그 단조법에 있다고 말한다.

자연계의 철은 산소 등의 원소와 결합해 있어 그대로는 금속의 성질을 보이지 않는다. 금속 상태의 철을 뽑아내는 기술이 제철이며, 일본에서는 다타라 제철이 잘 알려져 있다. 많은 일본도는 다타라 제철로 얻는 다마하가네라는 강철로 만들어진다. 강철은 철과 탄소의 합금을 통틀어 이르는 말이다. 도공은 다마하가네의 미세한 탄소량 차이를 감각으로 가려내 칼의 형태가 되도록 배치한다. 거기서부터 접쇠 등 여러 공정을 거쳐 일본도가 완성된다.

칼의 목적은 사람이나 물건을 베는 것이므로, 물체에 닿는 날 끝은 단단해야 한다. 도공은 탄소량 조절과 불순물 제거에 더해, 고온에서 급랭시키는 담금질을 통해 표면에 강철 중에서도 특히 단단한 조직을 만들어 낸다.

영상의 설명은 이렇다. 달군 도신을 물에 넣으면 표면이 급격히 식어 강철 속 탄소가 모일 시간이 없다. 철 조직에 남겨진 탄소가 쐐기처럼 작용해 조직끼리 미끄러지지 않게 되므로 매우 단단한 구조가 생긴다. 이것이 마텐자이트이며, 영상은 이를 현재의 철강에서도 쓰이는 가장 단단한 강철 조직 구조라고 소개한다. 강철의 미시 조직을 조사할 수단이 없던 시대에 일본의 도공은 경험과 단련으로 이 해답에 도달했다는 것이 영상의 평가다.

다만 단단하기만 한 도검은 취약해서 금방 부러지고 만다. 일본도의 내부는 바깥쪽보다 천천히 식기 때문에 탄소가 철 조직에서 빠져나와 모일 시간이 있다. 그 결과 철이 많은 조직과 탄소가 많은 조직이 층을 이룬 펄라이트가 생긴다. 펄라이트는 마텐자이트보다 부드럽지만 유연하고 인성이 있다. 속이 이 조직으로 이루어져 있기 때문에 일본도는 비교적 잘 부러지지 않는다.

영상은 이 발상 자체가 일본 특유의 것은 아니며, 다른 나라의 도공들도 비슷한 도검을 만든 적이 있다고 밝힌다. 일본도의 특징은 그것을 이처럼 대규모로 생산했다는 점에 있다고 한다. 또한 단단한 마텐자이트와 부드러운 펄라이트의 경계에는 일본도의 특징인 아름다운 하몬이 나타난다. 수백 년에 걸친 도공들의 궁리가 실용성과 예술성을 모두 높여 왔다고 영상은 말한다.

마사무네와 무라마사는 많은 명도를 남겼다고 전해지는 도공이다. 영상에 따르면 마사무네의 경우 확실히 본인의 작품이라고 단정할 수 있는 칼은 현존하지 않는다. 반면 무라마사의 칼은 여러 자루가 현존하며, 그중에는 현대 과학으로 도신을 분석한 것도 있다. 후반부 검증에서는 이 무라마사 분석 결과가 쓰인다.

맨몸으로 칼을 받을 때 인체에서 거의 유일한 방어가 되는 것이 피부다. 영상에 따르면 피부는 인체의 연한 조직 가운데 기계적인 힘에 가장 강하다. 부위에 따라 차이는 있지만, 피부는 일정한 방향으로 당겨진 듯한 상태에 있다. 장력의 방향을 나타내는 랑거선이 무수히 지나가고 있어서, 이를 따라 자르기는 쉽지만 가로지르는 방향으로 찢기는 단번에 어려워진다.

영상이 소개하는 연구에서는 가슴 피부를 관통하는 데 최대 261N의 힘이 필요하다고 한다. 이는 27kg의 무게를 한 점에 눌러 가하는 힘에 해당한다. 영상은 이 정도라면 일본도는 가볍게 뚫을 것이라고 본다.

일본도는 대부분 도신이 휘어 있어 곧지 않다. 영상은 이를 날을 눌러 대기만 하는 것보다 앞뒤로 밀거나 당기는 움직임을 더하는 편이 적은 힘으로 벨 수 있기 때문이라고 설명한다. 휘어진 도신에서는 피부에 닿은 지점을 기점으로 눌러 대는 힘에 더해 밀고 당기는 방향의 힘도 자연스럽게 가해진다. 피부만으로는 이를 막아 내지 못할 것이라고 영상은 말한다.

피부를 넘어서면 내부 조직은 거의 저항 없이 베인다고 한다. 피하지방은 거의 무저항이며, 근육도 날카로운 칼날 앞에서는 쉽게 절단된다. 생명의 위험은 이 단계에서 생긴다. 인체에는 피부 바로 아래로 중요한 혈관이 지나는 곳이 있다. 뇌로 혈액을 보내는 목의 총경동맥이나 허벅지 안쪽 근육 아래를 지나는 대퇴동맥이 그 예다. 이것들이 잘리면 출혈성 쇼크에 빠져 아무것도 하지 못한 채 죽음에 이를 것이라고 영상은 설명한다. 맞은 부위가 나쁘면 피부를 뚫은 칼날은 쉽게 목숨을 앗아 갈 수 있다는 것이다.

그렇다면 창작물에 흔히 나오는 "칼날로 뼈를 끊는" 장면은 가능할까. 영상의 판단으로는 전설급 일본도라도 뼈를 절단하기는 어렵다.

근거 중 하나가 앞서 언급한 무라마사 분석 연구다. 도신의 바깥쪽이 마텐자이트, 즉 강철 중 가장 단단한 조직이라는 점은 확인되었다. 하지만 마텐자이트는 취약하다. 영상에 따르면 뼈를 파괴하는 데 필요한 힘은 최소 900~1200N으로, 92~122kg의 무게를 한 점에 가하는 힘, 어른 한 사람의 체중을 한 점에 집중시키는 정도에 해당한다. 내리친 일본도의 에너지가 이 수준에 도달해도 이상하지 않다고 영상은 인정한다.

문제는 도신 쪽에 있다. 단단한 뼈에 갑자기 부딪힌 충격으로 날이 이가 빠지고, 최악의 경우 도신에 균열이 생길 가능성도 있다고 영상은 지적한다. 전설로 불리는 칼이라도 조직 구조는 다른 일본도와 같은 마텐자이트이므로, 절삭력이 뛰어나더라도 재료 특성의 제약이 먼저 작용할 것이라는 게 영상의 생각이다.

영상은 실제 증례 보고도 소개한다. 술에 취해 싸운 끝에 한 남성이 일본도로 습격당해 사망한 사건이다. 머리와 목에 적어도 23군데의 상처가 있었고, 두개골은 일부 결손되어 있었다. 승모근, 두판상근, 두반극근 등 많은 근육이 완전히 절단될 만큼 처참한 상태였다. 그럼에도 여러 차례 칼을 내리쳤는데도 경추는 무사했다고 보고되어 있다. 영상은 이를 일본도로 뼈까지 절단하기가 극히 어렵다는 것의 방증으로 다룬다.

이상을 바탕으로 영상은 일본도가 쉽게 인명을 앗아 갈 수 있는 위험한 병기이지만 물리학의 한계를 넘어설 수는 없다고 결론짓는다. 취약한 마텐자이트로 도신이 이루어져 있는 이상, 창작물처럼 잇달아 사람을 베어 넘길 수는 없다. 영상은 나아가 옛 전장에서도 일본도가 주역이었던 적은 없으며, 적에게 접근했을 때의 공격 수단이었을 뿐 여러 명을 베는 것은 상정되지 않았다고 말한다.

그렇다면 일본도는 과장된 전설만 홀로 퍼져 나간 골동품에 불과한가. 영상의 대답은 "아니다"이다. 근대적인 설비도 분석 기기도 없는 상황에서 수백 년에 걸쳐 쌓아 온 경험과 지혜가 마텐자이트와 펄라이트의 조합에 도달했다. 이 점이 특기할 만하다고 영상은 평가한다.

영상은 현대 기술을 사용한 현대도가 조직 구조의 활용, 철저한 불순물 제거, 담금질과 냉각의 타이밍 등 모든 면에서 당시의 일본도를 능가하더라도 이상하지 않다고 인정한다. 다만 그것은 현대 재료공학의 지식을 총동원한 결과다. 사람의 손으로 실행할 수 있는 범위에서 현대 공업 제품과 그다지 차이가 없다는 점이 오히려 더 놀랍다고 영상은 말한다.

일본도가 다른 도검과 어떻게 다른가라는 물음에 대해 영상은 "성능 그 자체가 아니라 제약 아래에서의 성능"이라고 답한다. 분석 기기도 재료공학 지식도 없던 시대에 사람의 감각만으로 현대 과학과 같은 최적해에 이르렀다. 영상은 바로 그 사실이 일본도를 단순한 병기가 아니라 인류 지혜의 결정체, 나아가 예술품으로 끌어올리고 있는 것이 아닐까 하는 물음으로 마무리한다.