[영국]#53_아이작 뉴턴과 과학혁명 첫번째 이야기

아이작 뉴턴과 과학혁명

 근대 과학의 기원을 따지자면 코페르니쿠스와 갈릴레오의 시대로 거슬러 올라갈 수 있다. 하지만 근대 과학의 대표적인 인물은 다름 아닌 아이작 뉴턴(1642~1727)이다. 뉴턴이 발표한 학설은 산업혁명보다 80년을 앞서 있다. 그 때문에 수많은 역사가는 뉴턴이 산업혁명에 기여한 공적을 결코 무시할 수 없다고 말한다.

 이 위대한 과학자의 사과나무 에피소드는 대다수의 사람에게 이미 친숙한 이야깃거리이다. 케임브리지 대학교 트리니티 칼리지 본관 근처에 있는 사과나무는 후대 사람들이 뉴턴을 기리기 위해 심은 나무이다. 하지만 실제로 뉴턴이 머리에 사과를 맞고 만유인력의 법칙을 발견하게 되었는지는 알 수 없다.

 뉴턴의 등장은 17세기 과학혁명을 끌어냈다. 뉴턴과 동시대에 살았던 한 작가는 뉴턴을 나일강에 비유했다. 근원을 알 수 없는 엄청난 에너지를 소유하고 있었기 때문이라고 했다.

 1642년, 천재 과학자 뉴턴은 영국 내전 중에 태어났다. 독특한 유년 시절로 인해 그는 내성적인 아이로 성장했고, 어른이 된 후에도 혼자 사색하기를 좋아한 과묵한 사람이었다. 학교에서도 그다지 큰 시선을 끌지 못하고 조용히 지냈다.

 케임브리지 대학 트리니티 칼리지에 입학한 뉴턴은 이곳에서 수학 교수인 아이작 배로의 눈에 띄게 된다. 뉴턴의 천재성을 처음으로 알아본 배로 교수는 뉴턴이 학위를 취득한 후 자신의 교수 자리를 물려주는 겸허함을 보이기도 했다.

 대학 졸업 후, 뉴턴은 고향인 울스토르프로 돌아가 18개월 동안 머물렀다. 후세 사람들은 그 시기를 '역사상 창조적 상상력이 가장 빛을 발했던 18개월'이라고 말한다. 뉴턴의 위대한 발견들은 거의 이 18개월 동안 싹을 틔웠다. 뉴턴은 일생을 통해 과학적 법칙을 연구하고 증명하는 데 몰두했다.

 그는 전형적인 일 중독자였다. 케임브리지 대학에서도 오락 활동 등에는 거의 참여하지 않고 매일 새벽 2, 3시까지 연구에만 전념했다. 심지어 밥 먹는 시간까지 잊고 연구하는 경우도 비일비재했다. 가끔 학교 식당에 밥을 먹으러 갈 때는 짝이 맞지 않는 양말을 신은 채 신발을 질질 끌고 다녔다. 게다가 겉옷은 삐죽 나와 있었고 머리도 빗지 않아 온통 헝클어져 있었다.

 뉴턴은 종종 텅 빈 강의실에서 수많은 청중이 있는 듯 열변을 토하며 강의하기도 했다고 전해진다. 바로 이런 괴짜가 과학 역사상 최고의 성과를 이루어낸 것이다.

 1684년, 천문학자 에드먼드 핼리가 뉴턴을 만나기 위해 케임브리지 대학을 방문했다. 그는 로버트 훅과 함께 연구하다가 도저히 풀리지 않는 문제가 생겨 뉴턴을 찾아왔다. "거리에 따라 인력의 크기가 달라진다고 가정하면 행성의 운행 곡선은 어떻게 되는 거죠?" 뉴턴은 간단하게 대답했다. 
"타원이지."
"왜죠?"
"내가 계산해 봤네."

 핼리 박사가 좀 더 자세한 설명을 부탁하자 뉴턴은 영국 왕립학회에 논문 한 편을 실어주었다. 이것이 바로 역사상 불멸의 거작인 '자연철학의 수학적 원리'이다. 핼리 박사의 케임브리지 방문 역시 과학 역사상 의미 있는 발자취로 기록되고 있다.

 1687년, 뉴턴은 근대 과학에서 가장 중요한 책으로 꼽히는 '자연철학의 수학적 원리'를 공식적으로 출간했다. 이 심오하고 난해한 책에서 뉴턴은 수학적 방법을 통해 우주의 가장 기본적인 원칙을 설명하고 있다. 바로 만유인력의 법칙과 3대 운동법칙인 관성의 법칙, 가속도의 법칙, 작용 반작용의 법칙이다. 이 네 가지 법칙은 하나의 통일된 체계 속에서 증명되었기 때문에 '인류 지성사에서 가장 위대한 업적'으로 꼽힌다. 이때부터 인류는 해석과 예측이라는 과학적 방법을 통해 간단한 시계추 운동에서 복잡한 행성운동까지 체계적으로 규명할 수 있게 되었다.

 뉴턴이 얼마나 위대한 인물인지는 당대 영국의 위대한 철학자 데이비드 흄을 통해서도 확인할 수 있다. 역시 영국 최고 지성인 중 한 사람으로 손꼽히는 흄은 뉴턴이 살았던 시대를 묘사하면서 당시 사람들이 얼마나 피동적으로 세계를 인식하고 있었는지 다음과 같이 지적했다.

 "우리는 극장 같은 세계에 놓여 있으며 모든 사건의 기원과 연유는 우리에게 알려지지 않도록 철저히 숨겨져 있다. 따라서 인류에게는 미래를 예견할 지혜도, 닥쳐오는 불행을 막아낼 힘도 없다. 그러니 영원한 의혹 속에서 살아갈 수밖에 없는 것이다."

아이작 뉴턴