뉴턴의 시계 - 과학혁명과 근대의 탄생

괜찮다고 말하지만 괜찮지 않은 너와 나, 우리가 안고 사는 우울. 그리고 그 감정이 가져온 마음의 병 우울증. 화제의 채널



“우주는 시계처럼 정교하고 복잡한 법칙을 따라 작동한다.”

이 생각은 어떻게 시작되었을까? 기계처럼 작동하는 세상과 근대 세계는 어떻게 탄생했을까?

신앙과 지성 사이에서, 모순과 호기심 사이에서 투쟁하던 왕립학회 천재들의 위대한 탐구!



과학혁명은 어떻게 시작되고 전개되었는가

탁월한 이야기꾼이 들려주는 17세기 과학혁명 이야기

1600년, 지구가 무수히 많은 행성들 가운데 하나일 뿐이라고 주장했다는 죄로 조르다노 브루노가 화형을 당했다. 이로부터 한 세기가 지난 1705년에 영국 여왕은 아이작 뉴턴에게 만인의 존경을 받는 기사 작위를 수여했다. 뉴턴의 업적은 조르다노 브루노의 생명을 앗아간 그 가르침을 온 세상 사람에게 설득시킨 것이었다. 브루노가 화형당한 암흑의 시대와 뉴턴이 이끌었던 ‘기적의 시기’ 어디쯤에서 세계는 근대를 맞이했고, 이후 과학기술은 급속도로 발전하기 시작했다.

뉴턴이 출현하기 전까지만 해도 사과의 낙하는 달을 포함한 천체의 운동과 아무런 관련이 없던 현상이었다. 사과는 그저 떨어졌고 달과 별은 거기에서 운행하고 있을 뿐이었다. 그리고 세계는 ‘과학혁명’이라고 이름 붙인 시기를 맞이한다. 사변적이고 형이상학적인 자연철학에 머물렀던 과학이 근대 과학의 성향을 뚜렷이 지닌 방법론과 목표를 도입한 것이다. 왕립학회가 실험을 강조한 것은 매우 놀랍고도 혁신적인 일이었다. 뉴턴 이전과 이후는 어떻게 그토록 달라질 수 있었을까? 뉴턴뿐 아니라 과학혁명을 이끌었던 시대의 사람들, 즉 ‘왕립학회의 고뇌하는 천재들’이 세계를 이해하는 방식을 획기적으로 바꾼 순간은 어떻게 펼쳐졌을까?

《뉴욕타임스》 선정 베스트셀러 작가이자 에드거상 수상자인 저자 에드워드 돌닉은 흥미로운 주제와 살아 있는 문장으로 평단과 독자들의 호평을 받아왔다. 과학혁명의 태동과 그 후폭풍이 세상을 뒤흔들던 시대를 소설처럼 영화처럼 풀어내는 동시에 과학혁명의 주요 사상을 그림 자료와 함께 쉽고 상세하게 풀어내 《뉴턴의 시계》는, 빌 브라이슨의 《거의 모든 것의 역사》처럼 자유롭고 재미있는 과학이야기를, 리처드 홈스의 《경이의 시대》처럼 과학이 진화해온 역사에 대한 깊이 있는 탐구를 한 권에 담아내고 있다. 과학을 좋아하는 독자는 과학혁명에 대한 색다른 이야기로, 과학을 잘 모르거나 심지어 과학에 두려움이 있는 독자는 한 편의 소설처럼 이 책을 읽어나갈 수 있을 것이다.



알려진 지식은 거의 없고 모든 것이 새로웠던 시대,

신의 마음을 읽어내려고 했던 한 무리 과학자들의 이야기

혹자는 17세기를 ‘천재의 시대’라고 부르지만 이 시기의 유럽, 특히 런던에는 재앙이 가득했다. 거리에는 도둑과 살인자, 불한당이 넘쳐났고 죽음은 도처에 있었다. 평균 수명 30세, 파리 목숨처럼 스러지는 어린 생명들은 의사를 세상에서 가장 불행한 사람으로 만들었다. 그리고 1665년의 전염병과 다음해의 대화재…….

동시에 완전한 질서에 따라 작동하는 세계를 꿈꾸기 시작한 때 역시 1600년대 후반이다. 바로 이때 잘 차려입은 신사들이 런던의 한 저택에 모여 비밀스러운 회합을 갖기 시작했다. 극장도 도박장도 고급 사창가도 아닌 이곳에 사내들이 왜 모인 것일까? 질병이 신의 처벌로 간주되고 천문학과 점성술이 뒤엉켜 있던 이때, 총명하고 야심차며 호기심 많은 이 과학자들은 천사와 악마, 연금술을 믿으면서도 우주가 정확한 수학 법칙을 따른다고 확신했다. 그리고 이 수학 법칙은 시계장치의 고유한 법칙처럼 복잡하면서도 완벽하게 제어되고 있다고 믿었다.

요하네스 케플러, 르네 데카르트, 갈릴레오 갈릴레이, 로버트 보일, 크리스토퍼 렌 등 이미 학문 분야에서 걸출한 업적을 남기고 있던 이들이 모여 자연과학 지식을 연구하고 향상시키기 위해 왕립학회를 설립했다. 왕립학회 회원들은 인간에게 벌을 내리는 신을 추앙하는 동시에 직접 보고 만질 수 있는 것들로만 세계를 구성했고, 현실에서 알아낼 수 있는 것들과 수학적 법칙에 따라 우주를 파악했다. 스스로 ‘자연철학자’라고 부른 이 집단의 모토는 ‘누구의 말도 곧이곧대로 여기지 말라(Nullius in verba)’였다. 다른 이의 권위에 의존하기보다는 스스로 이해하는 것이 중요했던 것이다.

그들이 보기에 이 세계는 수학이라는 관점에서 바라보았을 때에야 진정으로 흥미롭고 논리적으로 돌아갔다. 뉴턴뿐 아니라 갈릴레이, 라이프니츠 모두 ‘위대한 수학자인 신이 창조한 세계는 합리적이고 질서정연하며, 자연이라는 책은 수학의 언어로 쓰여 있다’고 여겼고, 역설적이게도 이들의 신에 대한 믿음은 자연에 규칙이 있다는 확신으로 이어져 수많은 발견을 이끌어낸다.



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“이제 나는 우주의 구조를 펼쳐 보일 것이다.”

아이작 뉴턴은 인류 역사상 위대한 천재 가운데 한 명이었고 아울러 매우 특이한 사람 중 하나였다. 동시대에 살았던 한 동료의 말에 따르면 “내가 아는 사람 중에서 가장 두려움이 많고 조심스러우며 언제나 의심하는 성격”일뿐 아니라 편집증에 가까울 정도로 예민했다고 한다. 모든 면에서 뉴턴은 다른 세상 사람 같았지만 초상화를 그리기 위해 열일곱 번이나 자세를 고쳐 잡을 정도의 허영심이 있었다.

크리스마스 날에 태어난 뉴턴은 자신이 하느님의 암호를 풀라는 소명을 부여받은 선택된 사람이라고 진심으로 믿었다. 그리고 1687년, 뉴턴이 중력 이론을 밝혀낸 이후 세계는 영원히 달라졌다. 뉴턴의 업적은 특출했고 전례가 없던 것이었지만 스스로 “내가 다른 이들보다 더 멀리 보았다면 거인들의 어깨에 올라섰기 때문이다.”라고 말했듯 그의 놀라운 업적은 코페르니쿠스와 케플러, 갈릴레오 등 선배 과학자들의 연구를 바탕으로 이루어졌다고 말할 수 있다.



“나는 과학에서 드높은 명성을 얻고 이 세계를 속속들이 이해하려는 갈망에 휩싸여 있다.”

뉴턴의 최대 맞수였던 고트프리트 라이프니츠 역시 엄청난 천재로, 도서관을 통째로 집어삼킬 정도의 박식가이자 당시에는 이름조차 없었던 새로운 분야에서 개념과 발명을 쏟아낸 독창적인 사상가였다. 강아지처럼 활기찼던 라이프니츠의 성격은 근엄한 뉴턴과 정반대였다. 그는 땅에 박힌 말뚝처럼 한 자리에 가만히 머물러 있는 것을 고통스러워했고, 말하는 개나 물 위에서 걸을 수 있는 발명가를 만나기 위해 하던 연구를 중단하고 달려 나가기도 했다. 라이프니츠와 뉴턴의 ‘진흙탕 싸움’, 즉 미적분 논쟁은 영국뿐 아니라 온 유럽의 과학자와 귀족 들에게 즐거움을 주었지만 두 사람이 실제로 만난 적은 없다고 한다.



“내 목표는 우주라는 기계가 하느님이 창조하신 생명체가 아닌 시계와 비슷함을 밝히는 것이다.”

천문학자이자 점성술사 그리고 수학 천재였던 요하네스 케플러는 튀코 브라헤가 모은 천문학 데이터를 수십 년에 걸쳐 연구했다. 케플러의 관심은 태양, 별 그리고 행성 같은 밤하늘의 천체들보다는 그들 사이의 관계에 있었는데, 암호문 속에 비밀 메시지가 숨어 있듯이 하느님이 우주의 패턴을 숨겨놓았으리라 확신한 것이다. 케플러는 아주 복잡한 계산 작업들을 수도 없이 시도하고 실패한 끝에 마침내 패턴을 찾아낼 수 있었고, 신의 청사진을 엿본 이 순간을 죽을 때까지 잊지 못했다.



“나는 이전의 그 어떤 천문학자도 알거나 관찰하지 못했던 네 개의 행성을 발견했다.”

갈릴레오 갈릴레이는 총명하고 호전적이었다. 수학자이자 천문학자였던 그는 이탈리아 귀족들에게 망원경을 통해 천체를 바라보게 하여 충격을 안겨주었고, 새로운 발명품이었던 망원경의 성능 개량에 큰 역할을 했다. 천체에 대한 우리의 시각은 갈릴레이가 망원경으로 하늘을 바라봄으로써 혁신적으로 바뀌었다. 무엇보다도 갈릴레이는 달이 완전한 구형이 아니라 거칠고 울퉁불퉁하다는 사실을 알아냈다. 또한 갈릴레이가 피사의 사탑에서 실제로 돌을 떨어뜨렸는지는 알 수 없지만, 아리스토텔레스를 마침내 밀어낸 사람을 단 한 명 꼽으라면 단연코 갈릴레이라고 해야 할 것이다.