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과학사신론
나는 어렸을때 무언가 만들는걸 좋아했고, 발명가가 되기를 꿈꿔왔다. 현재 나는 세계에서 알아주고 인정받는 연구원이 되는 것을 목표로 원대 전기전자 공학부에 입학하여 다니고 있다. 여러 전공 수업을 들으면서 새로운 지식을, 배워 나가고 있으며, 또한 하루가 다르게 급속도로 발전하고 있는 과학과 공학 분야에 대해 놀라움과 경이감을 느끼며 생활을 하고 있다. 하지만 현재 내가 공부하고 있는 분야, 즉 과학기술분야의 역사에 대해서는 얼마나 잘 알고 있을까? 솔직히 그 동안 선배 과학자들이 만들어 놓은 법칙이나 공식을 외우고, 적용해보기만 해왔지 그런 것들이 어떤 배경에 의해, 어떤 시대에 만들어졌는지에 대해서는 간과해왔던 것이 사실이다. 기껏해야 아는 것이라고는 아르키메데스의 목욕탕 사건, 갈릴레이의 피사의 사탑 실험, 뉴턴의 사과나무 사건 등 초등학생도 알고 있을 정도의 지식밖에는 없는 상태였다. 하지만…(생략)

발전하기 시작했는데, 이런 발전배경에는 우선 당시 유럽사회에 달력을 개혁할 필요성이 강하게 대두되면서 부터이다. 그 동안 사용해 오던 율리우스력은 고대서부터 사용해 오던 것이었고 시간이 경과하면서 오차가 누적되어 가서 점점 문제를 일으키게 되었다. 더구나 15세기경부터는 빈번한 항해활동과 사회의 정치적, 경제적, 행정적인 발전으로 인해 과거의 부정확한 달력을 더 이상 그대로 사용할 수 없게 됐고, 따라서 달력의 개혁에 사용될 정확한 천문관측의 필요성이 심각해졌던 것이다. 이와 같은 관측천문학의 발전과 아울러 천문학적 계산에도 많은 노력이 기울여졌다. 때마침 12세기경에 그 동안 잊혀져 있던 프톨레마이오스의 알마게스트가 발굴, 번역이 되었고, 이것이 점점 공부되고 이해되어 가서 15세기에 이르러서는 완전히 소화되고 이를 개선하려는 생각도 가능해지게 되었다. 따라서 코페르니쿠스가 천문학에 종사하기 시작할 무렵에는 꽤 많은 관측 데이터와 천문학적 지식이 쌓여 있었다. 코페르니쿠스에 의해 야기된 천문학 혁명은 곧바로 역학의 혁명으로 이어졌다. 과학혁명기에 역학의 혁명은 갈릴레오에 의해 본격적으로 시작되었다. 갈릴레오는 1564년 피사에서 음악가인 빈센초 갈릴레이의 아딜로 태어나 자신의 출생지인 피사의 대학에서 강의를 했는데 이 시기에 그가 가졌던 역학에 대한 생각을 알 수 있는 운동에 대해서라는 습작 노트를 저술했다.
1592년 그는 당시 실험적 방법과 새로운 과학의 근거지였으며 해부학, 생리학 등이 크게 발전되어 있던 파도바대학으로 옮겨갔다. 이곳에서 1610년까지 수학 및 천문학 교수로서 이 과목들을 강의하면서, 그는 한편으로 대학의 외부에서 실제 일에 종사하는 사람들을 대상으로 건축, 기계, 역학등의 강의도 하게 되었다. 이 과정에서 역학의 혁명의 결정판인 두 가지 새로운 과학에 관한 논의와 수학적 논증의 기초내용이 되는 역학적 업적을 얻어내었다. 파도바 시기의 말에 갈릴레오는 망원경으로 하늘을 관측하게 되었고, 이 때부터 그의 관심은 거의 전적으로 코페르니쿠스 우주구조의 옹호에 쏠렸다. 그러다가 1632년에 교황청 당국으로부터 유죄판결을 받은 뒤에는 다시 역학의 연구에만 몰두해 그간의 업적을 정리해서 1638년에는 두 가지 새로운 과학에 관한 논의와 수학적 논증을 발표했던 것이다. 또 하비와 생리학의 변혁을 들수 있는데 고대 이래 통용되어 오던 갈레노스의 인체구조 및 작용에 관한 이론체계를 피의 순환이론을 바탕으로 한 인체이론으로 변화시킨 사람은 윌리엄 하비였다. 하비가 중심이 되었던 이 생리학의 변혁은 천문학이나 역학의 혁명에 비해서 그 내용이나 영향면에서 훨씬 소규모적인 것이었다.
과학혁명기 동안에 천문학과 역학에 있어서는 그 분야의 내용 및 근본이 되는 개념들과 문제들까지를 포함한 모든 면에서 아리스토텔레스의 체계로부터 완전히 탈피한 데 반해서 생리학에 있어서는 그렇지 못했다. 즉 생리학분야에서는 피가 순환한다는 것과 인체의 구조에 있어서 몇 가지 사실적인 내용들만 아리스토텔레스 및 그의 결부된 갈레노스의 이론으로부터 벗어났을 뿐 전체적으로는 하비의 새로운 이론도 아리스토텔레스의 체계 안에 남아 있었다. 더구나 생물학분야 전체에 대해서 볼 때는 생리학의 변혁이 크게 영향을 미치지는 못했고, 이 점은 천문학과 역학에서의 혁명이 물리과학 전체의 커다란 변혁을 일으킨 것과 크게 대조가 된다. 과학혁명기를 통해서 활발해진 해부학과 분류학의 활동들에 의해 많은 생물학적 지식이 쌓이고 정리되었으며, 이런 일은 1624년 현며경의 발견이 있은 후로는 더욱 더해 갔다. 그러나 이와 같은 많은 지식의 축적과 정리는 여전히 아리스토텔레스의 테두리 속에서 수행되었다. 생물학이 아리스토텔레스 체계로부터 탈피하는 일은 19세기와 20세기에 들어서서 진화론과 유전학이 확립되면서야 가능해졌다.
15,16세기를 통해서 경제활동과 부의 증대, 그리고 그에 따른 도시의 발달과 중앙집권적 왕정의 확립등의 영향으로 실제로 무슨 일을 해낼 줄 알던 사람들, 즉 외과의사, 건축가, 항해사, 기술자, 장인의 필요성이 증가하면서 그들으 l사회적 지위가 높아지기 시작했다. 그리고 이와 같은 자신들의 지위의 상승을 자각하면서 이들은 자신들의 지식이 비천하고 하잘 것 없는 것이 아니라 지식으로서 훌륭한 자격을 갖추었음을 내세워서 그들의 지적 지위의 향상을 꾀하게 되고, 그렇게 하는 과정에서 자신들의 분야갸 이론적 바탕과 오랜 전통을 가지고 있음도 보이려고 했다. 이와 같은 생각은 실제 일에 종사하던 사람들만이 주장했던 것이 아니라 대학과 샹류사회의 학자들에게도 받아들여지게 되었다. 특히 실제 일에 종사하는 사람들이 저술한 책들에 이런 생각이 나타나게 되자, 과학자나 철학자들 중에서도 이들의생각에 동조하는 사람들이 나나타나기 시작했고, 실험적 방법을 중요시한 사람들일수록 동조하는 정도가 깊었다. 사실 이런 생각은 르네상스 동안에 점차로 생기기 시작한 사상적인 요구와도 부합되는 것이었다.
즉, 이 시기에 와서는 대학내에서도 논리적 방법이나 수사학, 선험적 논의 등이 별로 실제 문제해결의 힘이 없고 그 대신 계속해서 학문을 세분화시키고 비생산적으로 만들어서 쇠퇴로 이끌 따름이라는 인식이 있게 되었고, 이에 대신해서 실제 현상의 관찰, 실제 과정과 조작의 이해, 경험적인 연구 등이 중요하다는 생각이 나타나게 되었는데, 이것은 실제적 일에 종사하는 사람들의 앞서 본 태도와 아주 잘 부합되는 것이었다. 실제적, 기술적 지식으로부터의 영향을 가장 뚜렷하게 보이고 그것을 가장 체계적으로 발전시킨 사람은 프랜시스 베이컨이었다. 프랜시스 베이컨은 교육제도의 개혁에 관심을 가졌던 정치가였고 학문과 과학의 새로운 방법에 관한 그의 견해는 이러한 관심으로부터 나왔다. 특히 정치적인 어려움 때문에 자신의 뜻을 실현시키기 힘들게 되자 일반 지식대중을 대상으로 학문적인 호응을 얻기 위해 기울인 노력이 그의 많은 저서들을 낳게 했다.
과학혁명기에 들어서자 유럽사회에서는 어떤 지식이 참된 지식임을 보장해 주는 근거가 없어지면서 지적인 권위가 없어지고 지식에 대한 보장이 흔들리게 되었다. 이런 위기가 가장 철저하게 나타났던 곳은 성경해석의 문제에서였다. 종교개혁 이전에는 가톨릭교 당국이 성경해석상의 여러 문제를 결정했고 이의 권위가 그대로 받아들여져 왔었다. 그러나 루터가 이를 거부하면서 그를 대체할 만한 새로운 근거를 제시하지 못했던 것이다. 종교에 대해 생각할 때 가장 먼저 머리에 떠오르는 일은 갈릴레오의 재판이다. 흔히 갈릴레오를 자유롭고 진보적인 생각을 가진 과학자의 표본처럼 생각한다. 그리고 그에 대한 재판에 대해서는, 과학적 방법에 의해 확인된 우주에 관한 참된 지식을 그가 계속 주장하는 것을 보수적인 교회 당국이 고집스럽게 받아들이지 않고 오히려 자신들의 권위에의 도전으로 생각해서 억압한 것으로 알고 있다. 물론 이러한 생각은 어느 정도는 근거를 가지고 있다. 그러나 이 사건을 자유롭고 진보적인 과학과 보수적이고 경직된 종교와의 적대적인 관계의 전형적인 예로까지 생각하는 것은 커다란 잘못이다. 많은 역사적 연구들은 이 사건이 그렇게 단순하지만은 않았음을 보여주고 있다. 근대 과학의 발전에서는 17세기 말 뉴턴은 만유인력이라는 힘과 몇 개의 운동법칙에 바탕을 두고, 수학적 방법을 사용해서 지구를 비롯한 여러 천체의 운동을 성공적으로 기술했다. 이 과정에서 뉴턴은 그 동안 분리되어 발전하고 있었던 천체 역학과 지상의 역학을 종합했으며, 중세 과학이 고집하고 있던 천상계와 지상계의 구분을 부수고 세상을 단일한 눈으로 볼 수 있게 해주었다. 또한 뉴턴의 과학은 경험과 이론의 종합에 의해 완성되었다고도 말하는데, 이런 모든 성과를 일컬어 흔히들 뉴턴의 종합이라고 부른다. 결국 고전역학은 갈릴레오, 데카르트, 호이겐스를 거쳐 뉴턴에 의해 완성되었다고 할수 있다.
뉴턴 과학은 과학만이 아닌 18세기 유럽사상 전반에 영향을 미쳐서 18세기의 많은 철학자, 사상가, 문인들에게서 그 영향을 찾아볼 수가 있다. 그리고 이 같은 경향은 주로 뉴턴과학이 가설이나 독단없이 수학적 합리적 경험적 실험적 방법만을 사용했다는 믿음을 통해서, 그리고 그렇게 함으로써 획기적인 성공을 거두었다는 믿음을 통해서 작용했다. 똑같은 성공을 위해서 사회의 다른 모든 분야들도 그와 같은 식으로 나아가야 할 것이라는 생각을 하게 되고, 이에 따라 자연히 철학적 공론적 돈단적 형이상학적인 면을 배격하고 합리적 경험적 실험적인 면 한마디로 과학적인 면을 존중하는 경향이 지배적이 된 것이다. 또한 이 같은 방식으로 여러 가지 문제들을 해결해 낼 수 있는 인간의 능력에 대한 믿음이 퍼지게 되고, 이것은 더 나아가서 이 같은 능력을 지닌 인간들로 구성된 사회도 억압이나 구속등의 제약이 없으면 제대로 발전해 나갈 것이라는 낙관론으로 나타나게 되었다.
뉴턴과학의 영향으로 볼 수 있는 이 같은 경향들은 18세기 유럽의 사조를 특징짓는 계몽사상의 중요한 요소들이 되었다. 이시기의 계몽철학자들이 과학을 중요시하게 된 이유가 바로 이것이었으며, 이런 면에서 서양 현대사조의 기원인 계몽사조의 큰 원천 한 가지가 과학혁명에 의한 근대과학의 형성이었다고 할 수가 있는 것이다. 계몽사조란 한마디로 18세기 유럽의 문화와 사고방식에서 드러나는 특성을 지칭한다. 계몽이라는 말 자체가 18세기의 지식인들이 그들 자신에 대하여 사용한 말이었다. 그들은 자신들이 계몽되었고, 자신들의 시대가 그 이전의 미신, 무지, 독단 등으로부터 깨어난 계몽된 시기라고 생각했던 것이다. 계몽사조의 주역은 계몽철학자들이었는데 그들의 구체적 견해들에는 서로 차이가 많았고, 따라서 그들 사이에 논쟁도 잦았지만, 그들은 자신들이 이성과 지식에 바탕해서 사고하고 행동하는 계몽된 지식인이라는 점에서 일체감을 가지고 있었다. 그들이 주로 관심을 가졌던 문제는 철학이나 형이상학보다는 윤리의 문제였다. 그리고 윤리 중에서도 개인의 윤리에 관해서보다는 사회 전체의 윤링 더 관심을 두었으며, 예를 들어 최대 다수의 행복과 같은 문제가 이들에게는 큰 관심의 대상이었다. 그들의 문학도 예술적 창조적이기보다는 비판적이었으며, 도덕적 윤리적인 면에 치중되었다. 또한 그들은 대체로 낙관적인 생각을 지니고 있었다. 만약 현재 비리가 행해지고 있다면, 그것은 사회나 제도의 잘못이지 인간의 본성 탓은 아니고 따라서 이성에 의해 제대로, 곧 계몽되어서 행동하면 고쳐질 수 있다고 믿었다. 그리고 이 같은 경향들에 의해 그들 인간의 이성이나 개인의 능력에 대해서는 긍정적인 태도를 지녔던 반면에, 집단이나 권위에 대해서는 강한 부정적인 태도를 보였다. 역사책을 읽다보면 고대인들의 과학기술에 대해 놀라게 되는 때가 있다. 지금까지 남아있는 건축물 등도 그러하지만 우리가 살고 있는 현재까지 그 실체가 전해지지 못하고 기록상으로만 남아있는 것 들 중에는 정말 놀라운 것이 많다. 대부분의 사람들은 증기기관이 산업혁명기에 제임스 와트에 의해 발명된 것으로 알고 있을 것이다. 하지만 인류 역사상 최초의 증기기관이라 할 수 있는 장치가 지금으로부터 약 2000년 전 알렉산드리아에 있었다. 그리고 아르키메데스의 갖가지 기계들, 즉 로마의 침입을 막기 위한 ‘시라큐스의 방벽’에 설치한 투석기, 지렛대의 원리를 이용한 배를 부수는 기계, 돋보기의 원리를 이용한 300미터 유효거리를 자랑하는 배를 태우는 거울 등은 몇 천년 전의 사람들도 무시하지 못할 과학기술을 가졌었구나 하는 생각을 하게 만든다.
정말 고대 중세 근대 현대 과학으로 넘어 올수록 더욱더 발전 되는 것에 놀랍고 경이로움 마저 든다. 앞으로 미래의 과학엔 어떤 모습일까? 나도 이처럼 여러 과학자들처럼 이 사회에 공헌을 하는 훌륭한 연구원이 되고 싶다. 조금이라도 내가 현대 과학에 보탬이 될수 있도록 열심히 공부해야 겠다는 생각이 든다. 그리고 이 책은 꿈과 희망을 더욱 크게 가질 수 있는 계기가 되었다.
앞으로 나의 꿈이 현실로 이루어질 그 때가 기다려진다.