유레카, 유레카! - 아르키메데스(3)

[김동석]

유레카, 유레카! - 아르키메데스(3)

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현대인들은 누구나 그리스 어 한 마디는 알고 있다. 바로 아르키메데스가 외쳤다는 'Eureka" 이다. 유레카라는 말을 들으면 무슨 생각이 떠오르는가? 아마도 벌거벗고 길거리를 달리는 아르키메데스일 것이다. 이 사건은 웃어 넘기기에는 너무나 귀중한 것을 알려준다. 그러면 그는 왜 길거리를 벌거벗고 달렸을까? 진정으로 관심을 가져야할 부분은 바로 이것이다.

당시 아르키메데스를 아끼고 후원하던 히에론 왕은 금세공인에게 금으로 왕관을 만들게 하였다. 금세공인이 왕관을 만들어 왔을 때 왕은 그가 금을 빼돌리고 다른 물질을 섞어 왕관을 만들지 않았는지 의심이 들었다.(의심은 과학의 출발점이다.) 왕이 아르키메데스에게 이 문제를 상의하자 아르키메데스는 왕관이 순금으로 만들어졌는지 다른 물질이 섞였는지 알아낼 방법에 대하여 고민하기 시작하였다. 온갖 생각을 다해도 도저히 방법을 찾을 수 없던 아르키메데스는 목욕탕에 가서도 오로지 그 생각 뿐이었다. 그가 공중 목욕탕에서 몸을 물에 담그자 물이 넘쳤다. 그 순간 '부력의 원리'(정수역학의 제1법칙이 된다.)가 섬광처럼 번뜩였고, 그는 너무 기뻐 '가장 빠른 방법으로' 왕관이 있는 자신의 집으로 돌아온 것 뿐이다.

아르키메데스는 어떤 물체가 액체에 잠기면 그 물체의 무게는 그것이 밀어낸 액체의 무게와 똑같은 힘으로 떠오른다는 것을 깨달은 것이다. 그는 저울의 한 쪽 접시 위에는 왕관을 놓고 또 다른 접시 위에는 똑같은 무게의 금을 얹어놓은 다음 이것을 그대로 물 속으로 집어 넣었다. 그러자 왕관을 담은 접시가 위로 떠올랐고 그래서 왕관 속에 금보다 밀도가 작은 다른 물질이 들어있다는 것을 알게 되었다고 한다.

그는 이 실험을 하기 위하여 집에 빨리 돌아왔을 뿐이다. 이 이야기에서 짐작할 수 있듯이 그는 옷에 대해서는 무관심했으며 수학에 몰두하고 있을 때에는 식사하는 것도 잊을 정도였다고 한다. 우리가 관심을 가져야 할 부분은 바로 이곳이다. 그는 어떤 원리나 정리, 기계를 우연히 발견하게 된 것이 아니다. 그 외의 다른 것에는 관심을 두지 않지만 그가 해결하고자 하는 것에 대해서는 엄청나게 집중을 한다는 점이다. 그가 그리스 뿐만이 아니라 역사상 가장 위대한 수학자로, 과학자로 꼽히는 이유는 학문에 대한 열정과 집중력을 가지고 있었기 때문일 것이다.