뉴턴 이전의 과학은 어땠을까?(과학 혁명)

뉴턴 이전의 과학은 어땠을까?(과학 혁명)

뉴턴 이전의 과학은 어땠을까?(과학 혁명)

뉴턴 이전에는 소위 말하는 과학 혁명이라고 하는 것이 있었습니다. 코페르니쿠스에 의해서 시작된 이 과학 혁명은 뉴턴에 이르러서 완성이 됩니다. 그리고 그 이전은 중세시대였고 그 이전은 물론 고대시대였겠죠. 그래서 과학 혁명기 이전에 사람들이 우리 우주에 대해서, 우리 자연에 대해서 어떻게 생각했는지를 잠깐 알아볼까 합니다.

고대 자연철학자

아주 오랜 옛날 문명이 발달하기 이전에 원시인들도 '우리 우주가 어떻게 생겼을까?'에 대해서 궁금해했었습니다. 그러므로 맨 처음 과학에 대해서 거론한다면, 아마 원시인부터 거론해야 되지 않을까 생각합니다. 그러나 원시시대에 어땠는지는 지금 남아 있는 것이 없죠. 우리가 현재 알고 있는 그런 고대라고 한다면, 아마 고대 그리스가 대표적이지 않을까 합니다. 고대 그리스 시대에는 여러분이 아마 다른 데서 들어보셨겠지만, 소위 말하는 자연철학자들이 있었습니다. 그 자연철학자들 중에서 최초의 자연철학자라고 하는 사람들이 탈레스 같은 사람이죠. 자연철학자는 어떤 사람들이냐 하면, 초자연적인 요소를 배제하고 경험에서 얻은 직관을 토대로 그리고 추리와 논리에 의해서 인간의 이성으로 자연현상을 설명하는 사람들, 이런 사람들이 자연철학자들이었습니다. 옛날 사람들은 인간의 이성으로 우리 우주를 이해할 수 있다는 생각 자체가 사실 굉장히 하기 힘든 것이었습니다. 이 세상은 신에 의해서 만들어졌고 신의 섭리에 의해서 일이 일어나는 그런 세상이었습니다. 그러므로 이 미천한 인간이 혹은 생각이 그렇게 짧은, 지적으로 충분히 발달하지 못한 인간이 신의 섭리를 이해한다는 것은 그건 사실 생각하는 거조차도 감히 하기 힘든 그런 일이었다고 할 수 있죠. 그런데 고대 그리스 시대에는 인간의 이성으로 합리적으로 우리 자연을 이해해 보고자 하는 그런 사람들이 출현했다고 말씀드릴 수 있습니다. 바로 이런 사람들이 자연철학자인 것이고요. 그 최초의 사람이 탈레스라고 하는 사람입니다.

탈레스

탈레스는 만물의 근원이 물이라고 생각했습니다. 그런데 모든 자연철학자들이 만물의 근원이 물이라고 했던 거는 아니고요. 그 당시에는 수많은 자연철학자들이 출현했는데, 각각 다른 주장들을 했습니다. 그중에 대표적으로 몇 명만 말씀드릴까 합니다. 여러분이 아마 중학교 수학 시간에 이름을 들어봤을 피타고라스도 이러한 자연철학자 중에 한 사람이었는데요. 피타고라스는 수학자이기 때문에 만물의 근원이 수(數)라고 주장했습니다. 그래서 자연현상을 수의 비례관계로 설명을 하고자 했고요. 그리고 사실 피타고라스는 지구가 둥글다고 하는 것도 알고 있었습니다. 그리고 자연철학자들 중에서 특별히 여기서 말씀드리고 싶은 사람이 데모 크리 토스입니다. 아마 여러분이 데모크리토스의 원자론 얘기를 들어본 적이 있을 텐데요. 데모크리토스는 세상 모든 것이 원자로 돼 있다고 생각했습니다. 그래서 그 원자가 어떻게 배열돼 있고 어떻게 운동을 하는가에 따라서 각각 다른 모습의 물질이 형성된다고 생각을 했고 심지어는 신, 악마조차도 원자로 돼 있을 것이라고 주장했다고 합니다. 오늘날 과학의 관점에서 보면, 이 데모크리토스의 원자론은 상당히 놀라운 점이 있습니다. 현재 우리가 알고 있는 과학 이론에 가장 근접한 주장인 것이죠. 물론 그렇다고 해서 우리가 데모크리토스의 원자론에 아주 특별한 대우를 해줄 필요는 없습니다. 여기서 주장하는 수많은 여러 주장들은 사실 과학적인 근거가 있어서 주장하는 것이 아니라 단지 여러 가지 이론들 중에 하나였을 뿐인 것이죠. 물론 그렇다고 해도 데모크리토스의 통찰력은 놀라운 점이 있다고 할 수 있을 것입니다. 그리고 그다음 아마 현대 서양 철학을 대표하는 그런 철학자라고 하는 사람이 플라톤입니다.

플라톤의 이데아론

플라톤의 그 유명한 이데아론이 있습니다. 그래서 플라톤은 참된 실재인 이데아를 추구하기 위해서는 불완전한 경험보다는 철저한 수학적 추리와 논리가 있어야 한다고 생각했죠. 그래서 인간은 불완전하기 때문에 참된 실재를 보지 못하고 마치 동굴 속에 비치는 그림자를 본다고 생각을 했었습니다. 그리고 플라톤의 제자라고 할 수 있는 아리스토텔레스가 있죠. 아리스토텔레스는 플라톤과는 약간 다른 주장을 합니다. 아리스토텔레스는 경험과 관찰을 중시했습니다. 그래서 오늘날의 관점에서 보면, 체계적인 과학적 방법을 시작한 사람으로 알려져 있기도 합니다. 그리고 아리스토텔레스는 현재 우리가 알고 있는 과학자들의 시조라고도 할 수 있는 그런 사람이죠. 그런데 아리스토텔레스의 이론은 오늘날 관점에서 보면, 상당히 틀린 그런 이론들이 많이 있습니다. 그렇지만 아리스토텔레스가 워낙 다방면에 걸쳐서 모든 것을 체계적으로 분류했기 때문에 중세시대까지 거의 2,000년간에 걸쳐서 인간의 사고를 지배하게 됩니다. 그리고 또 여기서 말씀드릴 사람은 시대가 약간 다르기는 하지만, 프톨레마이오스를 들 수 있겠습니다. 프톨레마이오스는 바로 뒤에 말씀드릴 천동설을 집대성한 사람인데요. 그럼으로써 이것이 중세시대의 그 기독교관과 결합돼서 중세 마지막까지, 코페르니쿠스 이전까지 아마 1,400년 정도에 걸쳐서 우주관을 지배하게 됩니다. 그래서 중세시대까지의 세계관이라고 한다면, 아리스토텔레스와 프톨레마이오스가 만들어놓은 그런 틀 안에서 인간이 우주를 이해하고 있었다고 말씀드릴 수 있겠습니다.

코페르니쿠스적 전환

그러다가 1400년대에 이르러 그 유명한 코페르니쿠스적 전환이 다가오게 되죠. 코페르니쿠스는 그 유명한 지동설, 즉 '지구가 중심이 아니라 태양이 중심이고 지구가 태양을 도는 것이다. '라는 주장을 합니다. 여러분이 화면에서 보시는 이 그림은 1872년에 마테이코라고 하는 화가가 그린 그림인데요. 제목이 <신과의 대화>로 되어 있습니다. 그리고 그 그림 한 곳에 보면, 코페르니쿠스의 지동설을 나타내는 그런 천체의 움직임, 태양계의 그림이 그려져 있죠. 그럼으로써 드디어 과학 혁명기가 시작됩니다. 코페르니쿠스의 지동설은 모든 사람에게 곧바로 받아들여지지 못했죠. 그리고 물론 종교적인 압력이 있었기 때문에 공공연하게 그렇게 주장되기도 힘들었습니다. 그렇지만 시간이 지나면서 점차적으로 과학자들은 이 지동설을 받아들이기 시작합니다.

케플러와 갈릴레이

대표적으로 케플러 같은 사람은 단순한 지동설을 넘어서서 행성이 구체적으로 태양을 어떻게 도는지에 대해서, 행성의 운동법칙에 대해서 발견하게 됩니다. 그리고 케플러와 거의 같은 시기에 갈릴레이가 출현하게 되죠. 갈릴레이의 업적은 너무나 많아서 나중에 다시 자세히 말씀드리겠지만, 보통 사람들은 갈릴레이를 '진정한 의미에서 최초의 과학자다. ' 이렇게 얘기를 합니다. 그런데 역사적 우연이 있는데요. 갈릴레이는 1564년에 태어났습니다. 1564년은 좀 특별한 해인 게, 그 유명한 화가인 미켈란젤로가 죽었던 해이기도 합니다. 그리고 같은 해에 영국의 유명한 소설가인 셰익스피어가 태어나죠. 갈릴레이가 죽은 해는 1642년인데요. 이때는 뉴턴이 태어납니다.

뉴턴

마치 갈릴레이의 넋이 뉴턴에게 이어졌다고 할 수 있는데요. 우리가 뉴턴을 과학 혁명의 완성자, 가장 위대한 과학자라고 한다면, 갈릴레이는 그 전 단계에서 모든 것을 정립해놓은 사람이라고 얘기할 수 있겠습니다. 만약에 우리가 이것을 기독교에 비유한다면, 이렇게도 비유할 수 있을지 모르겠습니다. 뉴턴은 우리가 예수에 비유하면, 갈릴레이는 바로 그전에 출현했던 사도 요한 정도로 생각할 수 있겠죠. 사실 갈릴레이도 대단히 위대한 과학자였습니다. 그리고 드디어 1642년에 뉴턴이 태어나게 됩니다. 뉴턴에 이르러서 현재 우리가 알고 있는 물리학의 모든 방법론이 정립되었고 그리고 바로 지금 오늘날에도 우리는 뉴턴이 만들어놓은 이론을 가지고 우리의 일상생활을 설명할 수 있습니다. 그런데 뉴턴 이전과 이후는 우리가 어떻게 구분할 수 있을까요? 우리가 과학의 관점에서 보자면, 이렇게 한마디로 요약할 수 있습니다. 뉴턴 이전에는 우리 우주가 두 개의 세계로 구분되어 있었습니다. 인간이 살고 있는 불완전한 지상계, 그리고 신이 살고 있는 완전한 천상계. 이 두 개의 세계가 구분되어 있었던 것이죠. 그리고 완전한 천상계의 법칙과 인간이 살고 있는 불완전한 지상계의 법칙이 다르다고 생각했습니다. 인간은 결코 완전한 천상계의 법칙을 이해할 수 없을 것이라고 생각을 한 거죠. 그래서 이러한 생각이 아리스토텔레스와 프톨레마이오스가 집대성한 그런 세계관이라고 할 수 있고요. 이 세계관이 중세까지 거의 2,000년 동안 서양을 지배하게 됩니다. 그런데 코페르니쿠스에 의해서 그러한 구분이 점차적으로 희미해져 가게 됩니다. 그래서 코페르니쿠스와 케플러와 갈릴레이를 거치면서 이 두 개의 세계가 점차적으로 하나로 통합되게 되는 거죠. 그러다가 드디어 뉴턴에 이르러서는, 바로 뒤에서 보시겠지만, 두 세계가 완벽하게 합쳐지게 되고 하나의 법칙으로 세상을 설명할 수 있게 됩니다.