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선구적인 발명가 아르키메데스
아르키메데스는 그리스의 도시국가인 시라쿠사 사람이다. 시라쿠사는 오늘날의 이탈리아 시칠리아 섬에 위치했으며 지정학적 요충지라서 주변 강대국들의 각축장이 되곤 했다. 아르키메데스는 절친한 친구이자(친척이었다는 설도 있다)시라쿠사의 왕이었던 히에론을 도와 일했다. 그의 유명한 일화는 거의 모두 히에론을 도와 시라쿠사에서 일하면서 생긴 일들이다.
시라쿠사에서 일하면서 히에론 왕에게 ‘내게 충분히 긴 지렛대와 지렛점을 주면 지구를 들어 보이겠다’고 말했으며 히에론 왕의 의뢰로 그의 왕관이 순금인지 아닌지를 ‘아르키메데스의 원리’라 알려진 부력의 원리를 통해 밝혀내기도 했다.
‘지구를 들어 올릴 수 있다’는 그의 말은 지렛대의 원리를 통해 이론상 가능하다. 그러나 그러는 데 필요한 ‘충분히 긴 지렛대’의 길이가 상상을 초월하게 길다. 지레는 받침점과 힘점 간의 길이에 의해서 들어 올리는 힘이 결정되는데, 지구 정도의 무게를 들어 올리려면 지구를 받친 지렛점으로부터 약 10만 광년 정도 길이로 지렛대가 뻗어 있어야하기 때문이다. 지렛대를 설치한다 해도 설치된 지렛대 끝까지 아르키메데스가 이동하려면 광속으로 달린다 해도 10만 년이 걸린다. 또한 지구의 질량을 감당할 만한 받침점이 지구 바깥에서 지렛대를 받치고 있어야 한다.
그의 말과 일화는 과학적 이론과 기술적 성취를 연결해서 논의했다는 데에 진정한 의의가 있다. 단순히 지렛대로 큰 힘을 내는 게 아니라 얼마만큼 길이의 지렛대가 어느 정도의 무게를 들 수 있는지 어떻게 가능한지에 대해 정확한 이론적 설명과 계산을 해냈다는 점이 중요하다. 또한 그런 이론과 계산을 통해 정확히 필요한 기술을 실현할 수 있었다는 것이 아르키메데스의 위대함이다.
시라쿠사는 제 2차 포에니 전쟁 때 로마와 카르타고의 세력 다툼에 말려든다. 시라쿠사는 카르타고의 편을 들었기 때문에 로마군의 공격을 받았는데, 이때 아르키메데스의 발명품들이 큰 활약을 했다. 기록에 따르면 아르키메데스는 지렛대의 원리를 이용한 투석기로 커다란 돌들을 날려 보냈으며 해전에서는 도르래의 원리를 이용한 기중기로 로마 군함을 뒤집어 버리기도 했다. 광학 원리를 이용해 거대한 렌즈를 만들어 햇빛을 모아 멀리 있는 로마 군함을 불태웠다고도 전해진다.
그러나 그 활약으로 인해 아르키메데스는 시라쿠사가 함락되던 날 분노한 로마 병사들에 의해 목숨을 잃는다. 기록에 따르면 로마 군대가 시라쿠사로 쳐들어왔을 때도 아르키메데스는 모랫바닥 위에 원을 그리며 연구에 몰두해있었다고 한다. 로마군이 들어오자 아르키메데스는 바닥에 그려놓은 금을 밟지 말라고 했다. 그러나 금을 밟은 병사는 칼을 들어 아르키메데스를 죽였다. 평생을 이론 연구와 기술 개발에 힘쓴 과학자로서 어쩌면 너무나 그다운 죽음이었다.
그는 지렛대의 원리를 수학적으로 증명했고, 평면 도형의 중심점을 찾는 공식을 만들었으며 원주율을 수학적으로 증명했다. 코페르니쿠스보다 1800년 앞서 지구가 둥글며 태양 주위를 돈다고 생각하기도 했다. 그는 또한 지렛대, 도르래, 나사, 펌프 등의 발명가로 이름을 남겼다.
아르키메데스가 진정 위대한 이유는 그가 획기적인 이론가인 동시에 천재적인 기술자이자 발명가였다는 점이다. 그는 발명품이 작동하는 원리를 수학적으로 설명했고, 자신의 과학 이론을 실험 도구와 발명품들을 통해 증명해냈다. 그는 기술을 체계화했으며 이론을 발명품으로써 실현했다. 또한 이를 국가의 방어라는 목적에 부합되게끔 실용화 했다. 이러한 점에서 아르키메데스는 오늘날 모든 발명가들의 선구자이자 스승이라고 할 수 있다.
(출처 : 인벤션 시티 어드벤처, 한국발명진흥회, 왕연중 감수)
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왕연중의 발명사전
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