과학도서 - 새 물리학의 태동을 읽고 새 물리학의 태동을 읽고…

새 물리학의 태동을 읽고…
저자 : 코헨 버나드
출판사 : 한승
뉴턴, 그리고 그의 과학..
현대 사회에서 우리의 입에 자주 오르내리는 단어가 `과학`이다. 우리는 이미 많은 과학적 지식들을 알게 되었고, 또 그것을 사용할 줄 알게 되었다. 그리고 그 중에서도 흔히 우리가 자주 사용하는 법칙 중에 하나는 힘에 관련된 것이다. 바로 ma=F 라는 식이다. 즉 물체의 가속도는 가해준 힘에 비례하고 질량에 반비례한다는 것이다. 이 식은 힘과 질량, 그리고 가속도의 관계를 잘 설명해 준다. 바로 이 식을 만든 사람이 아직까지도 가장 위대한 과학자로 불려지는 뉴턴이다.
어쩌면 과학을 하는 이들에게 뉴턴의 업적은 신화와 같은 것이다. 그의 놀라운 업적은 몇 백년이 지난 지금까지도 이어지고 있으며 계속 그러할 것이라고 믿는다. 나도 예전에는 많은 시간을 그의 위인전을 읽으면서 보냈었다. 그리고 그의 삶을 본받으…(생략)

한 과학적 발견으로 일컬어지는 양자역학과 상대성이론, 둘 다 뉴턴의 법칙이 없었더라면 이 세상에 존재 할 수 없었을 것이다. 그리고 그의 만유인력에 대한 법칙이 없었더라면 우리 인류는 오늘과 같은 우주시대를 이루지 못했을 것이며 아직까지도 우리들은 아리스토텔레스의 생각을 가지고 살아오고 있을 지도 모른다.
이러한 많은 그리고 훌륭한 그의 업적을 보면서, 그가 과학에 가져온 큰 발전을 보면서 `우리에게도 이러한 과학자가 한 명만 이라도 나온다면 얼마나 좋을까`라는 생각을 하게 되었다. 아울러 나를 비롯한 많은 친구들과 학생들이 좀 더 노력해서 그와 같은 과학자가 되도록 해야겠다고 생각했다.
물론 그가 남긴 놀라운 과학적 업적은 과학사에 큰 의의로 기억될 것이다. 그러나 그보다 더 중요한 의의라고 생각되는 것은 그의 과학적 태도가 보여준 다른 면모이다.
사실 뉴턴의 생각은 훨씬 이전의 사람들도 가지고 있었다고 한다. 정말로 그의 업적의 대단히 중요한 부분은 관측 사실들과 과학의 문제들을 보는 새로운 방법의 제시를 말하며, 또한 낡은 사고방식과 전통으로부터 근대적인 과학적 방법으로의 전환이라고 생각한다.
가령 아리스토텔레스 시대의 사고를 가진 사람들이 빛을 대할 때에는, 그것이 물질인가 혹은 다른 어떤 것인가를 묻고 있는 것이다. 그러므로 여기서 물질이란 무엇인가, 그리고 다른 어떤 가능성이 존재하는가를 정확히 토의해 둘 필요가 있게 된다. 이러한 일은 능숙한 토론을 위한 많은 여지를 주기는 하지만 과학적으로 흥미가 있는 어떤 결론에 도달할 가능은 거의 없게 한다. 바로 뉴턴은 그것들에 대해 토의하기를 거절하였다. 그는 빛이 어떻게 움직이고 어떻게 나타나는가를 알려고 했다.
즉, 그는 실험이나 관찰로써 확인될 수 없는 원인에 대해서 논의하기를 거부했다. 예를 들면 그는 그의 첫 책에 `나는 여기서 힘의 물리적 원인이나 위치에 대해서 고려하지 않고 그 힘에 대한 수학적인 개념을 제시할 획이다` 라고 썼다. 즉, 그는 문제가 되고 있는 힘에 대한 이유나 궁극적인 의미에 대해서는 논의하려 하지 않으려 했고 그 대신 관찰될 수 있는 사건과 잘 일치하는 결과를 얻는 방법, 그리고 앞으로 일어날 일을 예측할 수 있게 하는 수학적인 것을 보여주려 했다는 것이다.
우리에게 이러한 뉴턴의 태도는 이해하기 쉬울지도 모른다. 우리는 과학시간에 또는 과학 책에서 그 현상이 일어나는 원인과 그것을 명료하게 표현할 수 있는 수식, 그 현상의 관찰 방법들을 배우지만 그것이 주는 궁극적인 의미를 찾지는 않는다. 이처럼 그의 이런 생각들은 현대과학이 추구하는 방향과 많이 유사하기 때문이다.
그러나 그 당시로서는 이러한 태도는 새로운 것이었고, 낡은 철학으로 훈련된 사람들이 이해하기는 힘이 들었던 일의 하나였을 것이다. 역사적으로 볼 때 새로운 사고방식을 도입한다는 것은 상당히 어려운 일이다. 지구가 둥글다는 것을 지각했을 때에도, 하늘이 움직이는 것이 아니라 지구가 돌고 있다고 많은 과학자들이 말했을 때도 그들은 많은 역경을 이겨내고 그것이 옳다는 것을 밝혔다.
뉴턴도 그러한 변화를 주도했다. 과학을 함에 있어서 새로운 사고방식을 가져야 한다는 것. 어쩌면 이와 같은 생각이 없었더라면 과학이라는 분야는 이렇게 뛰어난 발전을 이룩하지 못했을 것이다. 따라서 뉴턴의 등장은 새로운 과학의 시작이라는 것과 과학의 발전에서 가장 중요한 사고방식을 제시했다는 면에서 과학사에서 큰 의의를 지니고 있다고 할 수 있을 것이다.
물론 현대의 세계에서 우리는 뉴턴이 성취한 것을 훨씬 넘어 더욱더 많은 것을 발전시켰다. 그러나 그는 그의 이후에 새로워진 모든 일에 대한 초석을 제공하였으며 그 방법을 발견하였다. 그는 물질세계에 대한 우리의 관찰에서 질서를 찾아내는 인간의 능력에 대한 최고의 예로서 영원히 남을 것이다.