과학도서 - 뉴턴을 읽고 나서 8뉴턴

뉴턴 역학의 과학사적 의의
사람들에게 아는 과학자의 이름을 있는대로 말해 보라고 하였을 때 빠지지 않고 등장하는 이가 아마 아이작 뉴턴일 것이다. 뉴턴이 이토록 유명한 것은 그만큼 그가 과학사에서 차지하는 비중이 크기 때문으로 해석할 수 있다. 그렇다면 뉴턴이 발견한 세 가지 운동법칙 곧 관성의 법칙, 가속도의 법칙, 작용과 반작용의 법칙을 토대로 체계화된 뉴턴 역학의 과학사적 의의는 무엇일까? 뉴턴의 업적을 구체적으로 알아보기 위해 `뉴턴`(마이클 화이트-교육중앙교육연구원)을 읽고, 전반적인 과학사의 이해를 돕기 위해 `21세기 과학, 어떻게 오는가`(아서 S.그레고르-우리문학사)와 `과학사의 뒷이야기Ⅱ 물리학`(셧클리프-전파과학사)를 읽어보았다.
뉴턴은 과학 혁명이 일어난 17세기의 물리학자 겸 수학자이다. 그가 태어나던 시기에 과학은 겨우 태동기 상태였다. 마법과 마술을 믿는 지식인들이 많았고 여러 가지…(생략)

상계의 법칙과 지상의 법칙을 같은 직선 상에 놓음으로써 천체는 간단한 자연 법칙에 의해 움직이는 기계장치로 대치되어 역학은 과학이론체계로서의 형태를 갖추게 되었다. 나중에 비록 뉴턴역학이 J.L.랑그랑주, P.S.라플라스 등에 의해 해석역학으로의 발전을 거두었다고는 하나 역학자체에 대한 해석의 가능성을 확장시켰다는 점만을 빼고는 그 근본 입장은 뉴턴의 입장과 조금도 다를 바가 없다.
이러한 뉴턴의 운동법칙은 갈릴레이의 물체 운동론과 케플러의 행성 운동법칙의 맥락을 이어 학문적으로 체계화된 것으로 J.C.맥스웰의 전자기학과 함께 고전물리학의 근간이 되어 이후 3백 여년간 수학과 물리의 기초를 형성했다.
물론 뉴턴 역학에도 한계성은 있다. 뉴턴의 운동법칙은 공간과 시간을 절대화해서 관측과는 독립하여 객관적으로 존재하는 범주로 보고 그 전제아래 모든 물리현상을 거시적으로 다루는 것인데 관측자에 대한 시간과 공간의 상대화를 주장한 상대성 이론이 나타남으로써 그 전제가 무너지게 된 것이다. 또 뉴턴역학의 인과율에 입각한 결정론적 견해는 운동은 확률론적으로만 정해진다는 양자역학에 의해 부정되어졌다. 그러나 원자차원의 미시세계나 광속과 비교될 만큼 빠른 속도가 문제될 사상을 제시하고 일상적으로 일어나는 물리현상에 대해서는 아직도 충분한 타탕성을 지닌다.
"내가 다른 사람들보다 더 많은 것을 보아왔다면 그것은 내가 거인들의 어깨 위에 서 있었기 때문이다."라고 뉴턴은 말한바 있다. 사실 뉴턴이 세상에 다시없는 천재라 하더라도 그 모든 것을 뉴턴 혼자서 일구어 낼 수는 없다. 뉴턴 이전에 갈릴레이와 같은 수많은 과학도들의 연구와 노력이 있었기에 뉴턴은 이를 바탕으로 그런 중대한 발견을 할 수 있었던 것이다. 그렇다고 그의 공적이나 뉴턴 역학이 지니는 과학사적 의의를 무시할 수는 없다. 비록 과학의 범위가 넓어지면서 그 범위가 거시적인 부분에 한정되었다고는 하나 과학이 수학으로 표현되는 학문체계로서의 형태를 갖추게 되는 계기가 되었을 뿐 아니라 상대성 이론이나 양자역학의 바탕도 결국은 뉴턴역학을 기본으로 하는 고전 물리학이기 때문이다. 뉴턴 역학은 20세기까지 약 300년 동안이나 여러 기술을 창조하는데 아주 중요한 역할을 해 온 것이다.
우리 나라에서도 뉴턴과 같은 위인이 나타나 앞으로의 과학역사를 주도하기를 바라며 이 책을 덮는다.