구멍 난 카드 묶음은 어떻게 복잡한 천의 무늬를 되풀이했을까?

복잡한 그림도 씨실 한 줄마다 내리는 선택으로 바꿀 수 있다

직물에는 길이 방향의 날실과 그 사이를 가로지르는 씨실이 있습니다. 씨실 한 줄을 통과시키기 전에 날실 가운데 일부를 올리고 나머지를 내리면 두 무리가 갈라진 틈이 생깁니다. 어떤 날실을 올렸는지가 그 행에서 겉으로 드러나는 조직과 무늬에 영향을 줍니다.[1][2]

디자이너는 완성 무늬를 격자 종이에 옮기고 카드 제작자는 그 격자를 행별로 읽었습니다. 과학산업박물관의 특정 장치 설명에서는 칠하지 않은 칸에 구멍을 내고 칠한 칸에는 구멍을 내지 않습니다. 따라서 카드의 구멍은 완성 그림의 색을 직접 복사한 점이 아니라 기계가 실행할 날실 선택을 담은 신호입니다.[1]

구멍은 핀을 통과시키고, 핀은 고리를 거쳐 날실 선택을 바꾼다

카드가 핀 배열 쪽으로 밀리면 핀은 구멍이 있는 자리에서는 카드를 통과하고, 구멍이 없는 자리에서는 카드에 막힙니다. 과학산업박물관과 과학박물관그룹이 소개한 직기에서는 이 차이가 고리의 작동 여부를 바꾸어 해당 날실 묶음을 들어 올리거나 그대로 두게 합니다.[1][2]

카드 한 장의 모든 구멍은 동시에 한 행의 선택을 만듭니다. 씨실을 한 번 통과시킨 뒤 다음 카드로 넘기면 다음 행의 선택이 시작됩니다. 구멍 뚫는 도구 자체도 남아 있습니다. 과학박물관그룹 소장 수동 천공기는 카드에 직조 지시를 넣는 별도 제작 과정이 있었음을 보여 줍니다.[2][3]

같은 카드라도 순서를 바꾸면 다른 무늬가 된다

카드 A가 1·3·5번 날실을, 카드 B가 2·4·6번 날실을, 카드 C가 가운데 두 날실을 선택한다고 하겠습니다. A-B-C를 반복하면 세 행짜리 단위가 되풀이됩니다. A-C-B로 순서를 바꾸면 카드에 난 구멍은 그대로지만 위아래 행의 관계가 달라져 다른 무늬가 됩니다.[2][4]

연결한 카드를 고리처럼 순환시키면 같은 단위를 계속 짤 수 있습니다. 과학박물관그룹의 1910년 무렵 교육용 수직기는 천공 카드가 연속 고리를 이루고, 씨실이 한 번 지나갈 때마다 다음 카드로 이동한다고 설명합니다. 반복되는 것은 카드의 물질이 아니라 카드 순서가 만든 선택의 주기입니다.[2]

카드 한 장, 카드 순서, 반복 횟수를 따로 바꾸어 보자

첫 실험에서는 순서를 A-B-C로 고정하고 B 카드의 구멍 하나만 막습니다. 바뀌는 곳은 B가 읽히는 행마다 같은 열입니다. 둘째 실험에서는 카드의 구멍을 고정하고 B와 C의 순서만 바꿉니다. 각 행의 내부 배열은 같지만 행의 위아래 관계가 바뀝니다.[1]

셋째 실험에서는 A-B-C 단위는 그대로 두고 반복 횟수만 두 번에서 세 번으로 늘립니다. 무늬의 기본 단위는 같고 직물의 길이만 한 주기만큼 늘어납니다. 이 세 실험은 카드 내용, 카드 순서, 반복 횟수가 서로 다른 변수임을 보여 줍니다.[2]

1801년과 1804~1805년은 같은 문장을 가리키지 않는다

스코틀랜드국립박물관은 조제프 마리 자카르가 1801년에 장치를 처음 시연했다고 설명합니다. 과학박물관그룹은 자카르 기계가 프랑스에서 1804~1805년에 개발되었다고 적습니다. 시연, 개량, 제도적 승인 같은 서로 다른 사건을 한 날짜로 압축하면 자료 사이에 불필요한 모순이 생깁니다.[5][2]

따라서 이 글은 ‘1801년 시연’과 ‘1804~1805년 무렵의 개발’을 나란히 둡니다. 자카르가 모든 요소를 한 번에 처음 만들었다거나 오늘날의 자카르 직기가 1801년에 완성된 형태로 나타났다고 단정하지 않습니다. 박물관 소장 직기 자체도 19세기와 20세기의 후대 물건이므로 초기 장치와 동일한 유물은 아닙니다.[5][2]

배비지는 카드라는 매체를 빌렸지만 직기의 일을 그대로 복사하지 않았다

과학산업박물관은 찰스 배비지가 직물 직기의 천공 카드 아이디어를 빌려 해석기관을 프로그램하도록 설계했다고 설명합니다. 과학박물관그룹 소장품에는 1870년 무렵 만든 해석기관용 카드가 남아 있으며, 작은 연산 카드는 수행할 연산을, 큰 변수 카드는 값을 저장할 위치를 정하도록 설계되었습니다.[7][6]

두 기계는 ‘구멍 배열을 순서대로 읽어 물리 장치를 제어한다’는 점에서 닮았습니다. 그러나 자카르 직기의 출력은 선택된 날실과 씨실이 만든 직물이고, 해석기관의 목표는 수치 연산과 저장이었습니다. 직기 카드가 계산 결과에 따라 스스로 다른 카드 묶음을 고르는 일반 계산기였다는 근거도 이 자료들에는 없습니다.[2][6]

그러므로 ‘현대 컴퓨팅에 영향을 준 선행 기술’은 자료가 지지하는 표현이지만 ‘자카르 직기가 최초의 컴퓨터였다’는 문장은 기능 차이를 지웁니다. 영향 관계를 말할 때에는 공유한 원리와 새로 추가된 기능을 함께 적어야 합니다.[5][7]

카드가 기록한 것과 후대가 빌린 것을 구분해 보자

답을 가리고 카드의 내용, 카드의 순서, 기계가 수행하는 일을 각각 표시해 보세요. 같은 물질 매체를 썼다는 사실만으로 두 기계의 기능까지 같아지는 것은 아닙니다.

기록 질문: 여섯 열짜리 무늬 세 행을 직접 그리고, 각 행을 구멍과 막힌 자리로 옮긴 카드 A·B·C를 만드세요. A-B-C와 A-C-B를 각각 두 번 반복한 결과를 그린 뒤, ‘카드 내용’, ‘카드 순서’, ‘반복 횟수’ 가운데 무엇을 바꿨는지 한 문장으로 설명하세요.