과학도서 - `새 물리학의 태동`을 읽고 새 물리학의 태동

`새 물리학의 태동`을 읽고
일반사람들에게 `물리`라고 했을 때 가장 먼저 떠오르는 부분, 물리에서 가장 중심이 되고 또 중요한 부분인 `역학`부분의 역사. 이 부분은 중요한 만큼 물리에 대한 거의 모든 책에는 다 나오는 부분이기도 하다. 특히 물리에 관한 역사를 다루는 책에서는 고전 물리자체가 거의 역학에 관한 것이니 만큼 책의 대부분을 차지하는 내용이기도 하다. 그 중에서도 지동설과 만유인력에 대한 부분은 어찌 보면 식상한 소재라 할 수도 있을 만큼 많이 나오는 편이다. 책의 부제 "코페르니쿠스에서 뉴턴까지"는 이 책 역시 이 부분을 다루고 있다는 것을 보여 준다. 하지만 그럼에도 불구하고, 이 부분은 또 다시 나의 관심을 끌었다.
가장 중요한 부분은 역시 가장 위대하다고도 할 수 있는 과학자들에 의해 발견되고, 발전 되었다. 우선 폐쇄적인 사회분위기에도 아랑곳하지 않고 지동설을 주장한 코페르니쿠스, 피…(생략)

1543년은 흔히 현대 과학의 태동의 해라 불린다. 이때 코페르니쿠스의 「천구의 회전운동에 관하여」와 약학분야에서 큰 영향을 끼친 베살리우스의 「인체의 조직에 관하여」라는 책이 출판되었기 때문이다. 교회에 의한 마녀 사냥적 분위기와 아리스토텔레스의 천동설만을 정설로 생각하는 당시의 사회 분위기 속에서 지동설에 대한 내용을 발표한 코페르니쿠스의 용기에 먼저 존경을 느낀다. 그는 아리스토텔레스나 아리스토텔레스의 생각을 개선한 프톨레미의 생각과는 달리 태양이 중심에 놓이고, 그 주변을 지구를 비롯한 여러 행성들이 도는 것으로 생각했다. 이런 코페르니쿠스의 생각을 계승하고, 또 증명해 낸 사람이 갈릴레오 갈릴레이이다. 그는 여러 가지 많은 중요한 실험을 했다. 이런 그에게 있어 특이 한 것은 바로 거의 모든 것을 실험이나 관찰에 의해 증명했다는 것이다. 이런 그의 태도는 현대 물리에 있어서도 이용되고 있는 듯 하다. 코페르니쿠스의 지동설 역시 관찰에 의해 증명하였다. 그러기 위해 그는 현대의 것보다는 못하지만 그래도 그 당시에는 아주 신기한 것이었음에 틀림없는 망원경을 만들어 천체를 관찰하였다. 결국 그는 목성과 그 위성들을 발견해고, 그들의 운동에 의해 지동설의 결정적 증거를 얻게된다.

이러한 지동설을 더 발전시켜 여러 행성들간의 운동을 밝혀낸 사람이 케플러다. 그는 스승인 티코 브라헤가 관찰해 놓은 방대한 자료들을 분석한 끝에 행성들의 타원궤도와 같은 운동을 알 수 있었다.

마지막으로 수식을 사용해 왜 지구가 도는지의 문제까지 밝혀낸 사람이 바로 뉴턴이다. 「프링키피아」라는 책에서 그는 우주의 체계, 힘과 운동의 원리, 서로 다른 계에서 움직이는 물체들의 관계에 대한 것들이 나온다. 여기서 당연히 가장 획기적인 것은 "만유인력"이다. 나무에서 사과가 떨어지는 것을 보고 아이디어가 떠올랐다는 힘. 물체와 물체사이의 서로 당기는 힘. 바로 이 힘이 지구와 태양 사이에 작용해 지구를 돌리고 있는 것이다. 그리고 그는 역학에서 빼 놓을 수 없는 세 가지 법칙 즉 운동의 제 1, 2, 3법칙을 정리해 놓았다.

이렇게 완성된 고전 물리학은 결국 나중에 또 다른 하나의 천재, 아인슈타인에 의해 완전하게 손보아 진다.
새 물리학의 태동.... 이 제목은 무엇을 나타내는 것일까..
천동설로서 설명할 수 없음 즉 한계를 느끼고, 천동설과는 아예 반대인 지동설로 바뀌어진 것. 또 그런 지동설에서도 틀린 점을 계속 고쳐나간 것. 누구나 다 완성되었다고 믿었던 고전물리학을 다시 고쳐 나가는 것. 이 모든 것이 새로운 물리학을 위한 무언가가 아닐까..
무엇이든지 변하지 없는 것은 없다. 특히 눈 깜짝할 사이에 급변하는 과학에서는 절대불변의 진리란 없다. 합리적이고, 타당한 근거만 있다면 얼마든지 새로운 이론이 나올 수 있다. 그때는 유연한 태도를 가지고... 새 물리의 태동을 막아서는 안된다.

물리는 아직 완성된 학문이 아니다. 밝혀진 사실보다 아직도 베일에 가려진 진실이 더 많은 곳, 넓은 우주를 향해 호기심을 가지고, 도전해보자