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그래도 지구는 돈다!
왜곡된 진리를 바로 잡아
“아리스토텔레스의 ‘떨어지는 물체의 속도는 그 무게에 비례한다.’라는 말은 과학의 질을 떨어뜨리는 우매하고 어리석은 논리이다.”
젊은 청년이 주장한 이 발표는 당시 아리스토텔레스의 철학과 지성을 따르던 수많은 추종자들에게 큰 충격이었다.
더군다나, 일개 학생의 신분으로 위대한 철학자를 비판한다는 것은 있을 수도, 있어서도 안 될 일이라는 것이 그 무렵 학계의 주장이었다.
“자네 들었나? 피사대학에 다니는 어떤 멍청이가 글쎄, 아리스토텔레스를 심하게 욕했다더군.”
“들었어. 혹시 정신병자 아닐까? 그렇지 않고서야 어떻게 그런 일을 벌일 수 있지. 그것도 학생이면서...”
“안 그래도 그 학교에서는 미쳤다고 상대도하지 않는다더군.”
“그래?”
“응. 글쎄, 그 좋은 의학부를 그만두고 수학과, 물리학 공부를 다시 시작했다더군.”
“어쩐지...”
‘인간은 사회적 동물이다.’ 라는 유명한 말을 남긴 철학자였던 아리스토텔레스를 비판했던, 조금은 어리하고 현실성이 없었지만, 왜곡된 진리를 바로 잡고자 노력했던 이 청년
이 바로 지구의 자전을 확증했던 갈릴레오 갈릴레이였다.
갈릴레이의 주장은 곧 많은 시민과 학생, 학자들로부터 끊임없는 비판을 받게 되었다.
오랜 시간을 지나면서 자리 잡힌 고정 관념을 깨버린다는 것은 계란으로 바위를 치는 것처럼 어려운 일이었다.
그 당시 아리스토텔레스가 주장했던 ‘물체의 속도와 무게와의 관계’에서의 주장은, 물체의 무게가 무거우면 빨리 떨어지고 가벼우면 늦게 떨어진다는 논리였다.
사람들은 이 논리를 그대로 믿고 있었고, 어떠한 의문도 갖지 않았다.
하지만, 젊은 청년 갈릴레이에 의해 잘못된 의견임이 밝혀졌고, 곧 갈릴레이의 실험으로 증명되어진다.
피사의 사탑에서의 실험
“자, 보십시오. 이 노란공은 이 파란 공 무게의 10배나 무거운 것입니다.”
이탈리아의 피사의 사탑에서의 일이다. 지금도 피사의 사탑이라면 훌륭한 관광지로, 불가사의한 명소로 많은 사람들의 관심의 대상이다.
또, 갈릴레이의 실험으로도 유명한 곳이기도 하다.
무섭도록 내리쬐는 뜨거운 햇볕의 빛으로 대지는 뜨거운 열이 아지랑이처럼 솟아올랐고, 공기는 사람들의 피부를 거침없이 스쳐 지나갔다.
사람들은 뜨거운 모래바람 속에서 청년 갈릴레이의 외침에 주목했다.
“제가 저 피사의 탑 꼭대기에서 이 무게가 다른 두공을 떨어뜨려 볼 테니, 어느 것이 먼저 떨어지는지 눈여겨보십시오. 분명 노란공과 파란공은 동시에 떨어질 겁니다.”
“집어 치우시오. 당신을 어떻게 믿어? 위에 올라가서 무슨 술수를 부릴지 누가 아냐고!”
“그러시다면 몇 분이 저와 함께 같이 올라가시면 되지요.”
“좋소. 내가 가겠소!”
“나도 가겠소!”
갈릴레이를 제외한 5명의 남자들이 갈릴레이를 쫓아 올라갔다.
잠시 후, 피사의 탑 꼭대기에서 준비 신호를 보낸 동시에 얼마 있어 2개의 공이 바닥에 내리 꽂혔다.
“쿵!”
사람들은 방금 자신들의 눈앞에서 벌어진 광경에 놀란 듯 두 눈을 둥그렇게 뜬 채 아무 말도 하지 않고 입을 다물지 못했다.
그리고, 조금 있다 갈릴레이와 같이 올라갔던 5명의 사내들이 뛰어 내려왔다.
“어떻게 되었습니까?”
탑에서 내려온 사람들은 실험의 결과가 궁금한 듯 사람들에게 물었다.
“아니, 그보다 먼저... 확실히 이 두공을 동시에 떨어뜨린 것이 맞습니까?”
“예, 저희들이 확실히 보았습니다.”
“우...”
“정말이래잖아.”
“어머... 세상에...”
5명의 사내들의 이야기가 끝나자, 사람들의 얼굴이 재 빛으로 바뀌며 술렁거리기 시작했다.
피사의 탑 아래는 금방 사람들의 웅성거림으로 가득해졌다.
“왜 그러세요?”
“분명 2개의 공이 동시에 떨어져 바닥에 닿았어요.”
“그래요. 저도 보고, 들었어요. 바닥에 떨어지는 소리는 정말 한번뿐 이었어요.”
“그렇다면...”
사람들은 일제히 피렌체 출신의 갈릴레이에게 시선을 집중시켰다.
아리스토텔레스의 이론이 이 젊은 청년에 의해 무참하게 깨진 것이었다.
의학도에서 과학도로
갈릴레이는 피사대학 의학부 출신의 장래성 있는 엘리트 학생이었다. 하지만 자신의 전공을 어떻게 수학, 물리학으로 바꾸게 되었을까?
이점에서 많은 일화들이 있지만, 한 가지를 소개하고자 한다.
그것은 갈릴레이가 우연히 듣게 된 기하학 강의로 굉장한 충격과 참신한 과학의 세계에 흥미를 갖게 된 것에서 이야기는 시작된다.
“이봐, 갈릴레이. 자네 나랑 기하학 강의 들으러 가지 않을 텐가?”
“기하학?”
“응. 마침 재미난 교수님의 시간이라... 구미가 당기면 날 따라오게.”
갈릴레이는 친한 친구의 제의를 마지못해 따랐다. 그리고 마침 갈릴레이의 수업은 다 끝난 후였다.
“굉장해... 기하학, 정말 멋있다. 정식으로 이 분야의 공부를 해보고 싶다.”
갈릴레이는 끓어오르는 욕망을 참지 못하고, 서둘러 아버지가 가게를 운영하는 피렌체로 돌아갔다.
그것은 아버지를 설득한 후, 본격적인 수학, 물리학 공부를 하려는 욕심이 크게 작용했기 때문이었다.
하지만, 아버지의 반대는 의외로 강력했다.
“뭐라고? 너 제정신이니?”
“아버지!”
“시끄럽다. 난 네가 왜 그런 미련스러운 생각을 하게 되었는지 이해할 수 없다. 아니! 이해하고 싶지도 않다. 돈을 많이 벌 수 있는 의학공부를 그만 두겠다니...”
“아버지, 전 의학에 흥미 없어요. 간이 어떻고... 이곳을 자르면 벌겋게 흐르는 피를 들여다보는 것도 이젠 신물이 난다고요. 전 정말 수학을 공부하고 싶어요. 이젠 죽은 시체만 쳐다보아도 현기증이 생겨요.”
갈릴레이와 그의 아버지와의 언쟁은 계속되었다. 더러는 아버지의 노한 언성이 불빛 사이로 새어나와 밤의 적막을 깨뜨리고 있었다.
그러나, 이 싸움의 최후의 승리자는 갈릴레이 자신이었다.
결국은 갈릴레이의 새로운 학문에 대한 집념이 아버지의 고집을 꺾은 것이었다.
그날 이후부터 갈릴레이의 새로운 생활이 시작되었다. 그는 더 이상 의학생이 아니었다.
모든 것이 새로웠다. 갈릴레이에게 있어서 모든 것이 다 흥미로웠다.
하지만, 갈릴레이의 생활은 순탄하지 못했다. 아리스토텔레스의 논리적 오류를 서슴없이 지적하고, 비판하는 갈릴레이의 모습은 다른 학생들의 눈에는 늘 가시 같은 존재였다.
세상에 이럴 수가
피사의 사탑 사건이후, 사람들이 갈릴레이를 바라보는 시선은 많이 달라졌다. 그렇다고 해서 갈릴레이가 많은 친구들을 사귀게 된 것은 아니었다.
갈릴레이의 ‘물체에 무게와 속도’의 이론이 맞았다고는 했지만, 그는 여전히 모든 생활 속에서 외톨이로 지내야 했다.
자, 우린 여기서 갈릴레이의 생 가운데 거의 모든 부분을 할애했던 천체관측에 관한 이야기를 하기 전에 그의 과거를 잠시 거슬러 올라갈 필요가 있다.
이제 타임머신을 타고, 과거로의 여행을 떠나보자.
‘엉...’
공중을 올려다보던 갈릴레이는 자신의 머리위에서 흔들거리는 샹들리에를 보고 무언가 이상하다는 듯 고개를 갸웃거렸다.
갈릴레이의 아버지는 신실한 신앙인 이었고, 매주의 안식일은 철저히 지키는 믿음의 소유자였다.
그리고, 마침 방학이라 고향에 내려와 있던 갈릴레이도 아버지와 가족들을 따라 피사의 대성당에 미사 참석을 하게 된 것이었다.
미사를 올리다 무심코 올려다 본 샹들리에는 황홀한 빛을 내뿜으며, 그 누구도 흉내 낼 수 없는 웅장함을 자랑하듯 찰랑거리며 흔들렸다.
한참을 샹들리에를 바라보던 갈릴레이는 자신의 오른쪽 엄지손가락을 왼쪽 손의 맥박부위에 올려놓은 후, 다시 샹들리에를 쳐다보았다.
‘세상에... 이럴 수가!’
맥박이 뛰는 것과 같이 샹들리에가 흔들거렸지만, 샹들리에의 흔들리는 폭에 관계없이 맥박의 수는 항상 일정했다.
이것이 바로 진자의 주기성을 밝혀내게 된 계기가 되었다.
이때, 갈릴레이의 나이 19세. 아직은 모든 것이 어린아이처럼 보였지만, 수학자로써. 그리고 천문학자로써의 그의 꿈은 이미 그 무렵부터 조금씩 움트고 있었던 것이었다.
그 후, 전공을 바꿔 수학과 물리학에 깊은 관심을 가지면서 갈릴레이가 주로 연구했던 분야는 떨어지는 물체의 가속도와 투사 체 운동에 관한 것이었다.
그중 투사 체 운동에 관한 실험은 매우 흥미로운 것이었다.
이 실험에서 갈릴레이는 포물선의 형태를 발견하게 되었고, 이것은 대포의 탄도 문제를 말끔히 해결해 주었다.
이 포물선의 발견으로 포탄은 원하는 장소에 정확히 떨어질 수 있게 된 것이었다.
망원경의 발명
“이보게, 이곳에서의 생활은 참으로 모험, 그래, 모험의 연속이네. 피사에 있을 때와 마찬가지로 동료 교수들의 시선은 가시처럼 따갑지만 그래도 재미는 있네. 거기다 최근 알게 된 천문학은 내 생활의 에너지처럼 느껴진다네. 조만간 하늘을 관찰하게 될 거야. 그러나 천문학에 빠지면 빠질수록 혼란스러워 진다네. 내가 지금까지 연구한 결과는 내 의견 역시, 코페르니쿠스의 ‘지구의 자전 론’에 동의하게 된다는 것이지. 아무래도 ‘지구가 자전 한다’는 코페르니쿠스의 이론은 사실인 것 같아. 좀더 많은 연구가 필요하겠지만...”
갈릴레이가 피사 대학에서의 외롭고 힘들던 연구 활동을 청산하고, 파도바 대학으로 그의 거처를 옮겼을 때, 그의 동료이자 친구였던 케플레에게 보낸 편지의 일부이다.
편지에서도 볼 수 있듯이 이 무렵 갈릴레이는 천문학에 깊은 관심을 가지고 있었던 것을 볼 수 있다.
바로 지구 자전의 이론을 확립하는 그 기초의 토대가 이곳 파도바에서 시작되었다고 말해도 과언은 아닐 것이다.
그래도 갈릴레이의 생활은 여전히 외로운 싸움이었다.
동료들의 변함없는 냉랭한 눈빛은 갈릴레이에게 심한 중압감으로 다가왔다.
하지만, 학생들은 갈릴레이를 잘 따랐고, 이부분에서 그의 생활은 조금은 나은 것이었다.
거기다 이곳의 월급은 피사대학의 월급보다 3배나 많았기 때문에 갈릴레이의 경제생활은 여유가 있었다.
이런 이유로 갈릴레이는 더욱 연구에 전념할 수 있었고, 학생들 사이에서도 끊임없이 연구하는 청년교수로 인정받게 되었다.
시간은 그렇게 흘렀다. 올리브로 유명한 이탈리아에서 올리브 농사가 풍작을 이루며 많은 열매를 맺던 8월의 여름. 그해의 여름은 그 누구도 잊지 못할 정도의 햇볕의 뜨거운 열기가 대지위로 내리 쏟아지고 있었다.
그 와중에도 갈릴레이는 여느 때처럼 연구에 몰두해 있었다.
“선생님, 갈릴레이 선생님.”
다급한 목소리가 자신을 찾았고, 그 목소리의 주인공은 자신의 천문학 수업을 듣는 학생들 가운데 하나였다.
학생은 벌겋게 달아오른 피부로 거칠게 숨을 몰아쉬며 헉헉대고 있었다.
분명 이 더위 속을 뛰어 왔음에 틀림이 없었다.
“제군, 무슨 일인가?”
“선생님, 소식 들으셨어요?”
“소식?”
“예. 망원경이라는 물건이 발명되었데요.”
“망원경?”
이 소식은 하늘을 관찰하는 천문학 연구에 매달려 있던 갈릴레이에게 낭보가운데도 으뜸인 기쁜 소식이었다.
1609년. 네덜란드에서 발명된 망원경으로 인해 갈릴레이의 천체관측은 활기를 띠게 되었다.
하지만, 당시 발명된 망원경은 군사적 목적에 이용하려고 제작되어진 탓에 하늘을 관찰하기에는 장난감 같았다.
“전혀 보이지 않는군. 확대의 힘이 너무 작아. 이래선 제대로 관찰할 수 없지...”
망원경으로 하늘을 바라보던 갈릴레이는 망원경을 탁자위에 올려놓고, 한참을 생각에 잠기었다.
해변 가에서 반짝이는 작은 모래 알갱이들처럼 저 하늘도 반짝였지만, 도대체 그 크기나 종류가 어느 정도인지 감을 잡을 수 없었다.
‘이래선 안 되겠다. 다른 수를 쓰던지 해야지.’
갈릴레이는 망원경을 분해한 후, 이리저리 살피며 다시 조립했다 풀고, 여러 차례 같은 행동을 되풀이했다.
‘그래, 바로 그거다!’
갈릴레이는 망원경 대통에 2개의 렌즈를 갈아 끼운 후, 하늘을 올려다보았다.
“와아... 대단하군. 너무 아름답다. 황홀해. 이것이 우주의 실체인가?”
갈릴레이가 자신이 만든 망원경으로 바라본 우주의 모습은 신비, 그 자체였다
. 갈릴레이가 직접 제작한 망원경은 종전의 망원경보다 그 성능이 훨씬 우수했다. 그 배율이 30배였으니, 하늘을 보는 것이 가능한 것이었다.
최초의 지구 자전 주장
‘엉? 저것이 달인가?’
매미와 부엉이의 울음소리가 가득했던 밤에 하늘을 관찰하던 갈릴레이는 흉한 모습의 행성을 보고는 이상한 듯 고개를 갸웃거렸다.
많은 학자들의 이론과 논리, 그리고 갈릴레이 자신이 알고 있는 지식에 의하면 갈릴레이가 지금 보고 있는 저별은 분명 달이어야 했다. 그런데, 자신이 알고 있던 달의 모습이 아니었다.
‘위치는 분명 달인데... 달이 저렇게 울퉁불퉁하고 표면에 홈이 패여 있었다니... 놀랍군.’
이렇게 하나하나 하늘의 새로운 점을 발견하면서 갈릴레이의 지구자전의 이론은 더욱 확고해져 갔다.
더불어, 갈릴레이가 코페르니쿠스의 지구 자전 론을 더욱 확실히 믿게 된 것은 달의 표면과 태양의 흑점을 발견한지 수개월이 지난 뒤의 일이었다.
그 무렵 갈릴레이는 천체를 관측하다 목성의 위성들을 발견하는 개가를 올리게 되었고, 이것은 지구 자전을 밝히는 지울 수 없는 명백한 증거였다.
곧, 갈릴레이는 지구의 자전을 밝히는 주장을 하게 되었고, 이것은 전 세계의 사람들을 깜짝 놀라게 만드는 커다란 사건이었다.
급기야 종교계의 탄압 시작
우리가 아는 것처럼 지구의 자전 설을 주장한 갈릴레이에 대한 종교계의 탄압은 처음부터 자행되어진 것은 아니었다.
초기의 갈릴레이의 주장은 종교 및 학계에 대대적인 환영과 찬탄을 불러 일으켰다.
그러나, 시간이 지나면서 종교인들이 자신의 영역이 침범당하고 있다는 불안감을 나타내면서 갈릴레이에 대한 학대와 탄압이 시작되었다.
당시의 종교계는 지구가 우주의 중심이고, 태양 및 그 밖의 행성들은 지구의 주위를 도는 부속물이라는 지구 중심설이 인정되어지고 있었다.
그런 의미에서 본다면 우주의 중심은 태양이고, 그 주위를 지구가 돈다는 갈릴레이의 이론은 분명 신의 창조설과 대립하는 이단적 성격을 띠고 있기에 충분했다.
지금이야 급속도로 성장한 과학으로 -로켓이 우주를 날고, 인공위성이 떠있고, 인간을 태운 유인 우주선이 비행하는- 갈릴레이는 시대를 앞서 달린 천재적인 과학자요, 천문학자로 칭송되고 있긴 하지만, 그 당시는 갈릴레이의 이론을 밑받침해줄 이론이나 학자가 없었으므로 갈릴레이는 외로운 투쟁의 길을 홀로 걸어야만 했다.
거기다, 수천 년 쌓아온 자신들의 보금자리와 영역을 침범당하기 싫은 종교인들의 욕심은 급기야는 갈릴레이를 종교 재판소 제단의 도마 위에 올려놓기에 이른다.
그래도 지구는 돈다!
1633년. 이때 갈릴레이의 나이는 70살 이었다. 그 누가보아도 힘없고 죽음을 눈앞에 둔 노인이라는 것을 알 수 있었다.
하지만, 재판 대 위에 오른 갈릴레이는 노인이기에 앞서 종교를 모독한 중죄인 이었다.
그를 둘러싼 종교인들의 욕설과 지탄은 눈보라처럼 매서웠고, 죽음, 죽음이라는 공포 앞에서 갈릴레이는 그의 50평생을 쌓아오고 연구해서 얻은 ‘태양 중심설-지구의 자전 설-’을 부인하게 되었다.
가진 자들의 횡포로 과학 역사의 퇴보가 이루어진 것이었다.
그리고, 갈릴레이 자신에게도 생명의 연장을 볼모로 진리를 팔은 씻을 수 없는 오점을 남기게 되었다.
이유야 어찌 됐건 간에 분명, 갈릴레이의 연구는 인류에게 큰 영향을 준 것은 분명하다.
‘그래도 지구는 돈다!’
종교 법정을 나오며 갈릴레이가 외쳤다는 이 말은 신빙성은 없지만, 지금의 우리에겐 살아있는 진리다.
글 : 왕 연 중
(한국발명문화교육연구소 소장, 영동대학교 발명특허공무원학과 겸임교수)
(이메일 : wangyj39@dreamwiz.com 전화 : 011-890-8578 )
그림 : 김 민 재(만화가, http : //www.coolmorning.net )
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왕연중의 발명소설
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