과학인물사 - 역사를 바꾼 사람들

[반야심(칠4)]

최초의 자연철학자  탈레스
 Thales (전625경~전546경)

소아시아연안의 밀레토스에서 활약한 고대 그리스의 최초의 자연철학자. 상업민족 페니키아인의 후예인 올리브유의 무역상인 이기도 하였다. 선진국인 이집트나 바빌로니아 등에 여행하여 많은 과학적 지식을 익혔는데 기원전 585년 5월 28일의 일식을 예언하기도 하고 피라미드의 높이라든가 해안에서 해상의 배까지의 거리를 계산하였다. 또 변화가 많고 생명에게 있어서 없어서는 안되는 물을 형성하고 있는 시원물질이라 생각하고 자연의 변전이나 다양성을 신화나 종교와 같은 초자연적, 신비적인 원리에서가 아니라 자연 그 자체를 가지고 합리적·통일적으로 설명한 최초의 사람이다.
 

피타고라스 정리의 발견   피타고라스
 기원전 550년 경

피타고라스

고대 그리스 수학의 발전은 피타고라스 학파로부터 시작되었다. 피타고라스는 피타고라스 정리로 유명하긴 하지만 이 정리를 그가 처음으로 발견한 것은 아니다. 이집트와 메소포타미아에서는 삼각형이 세 변의 길이의 비가 3 : 4 : 5나 12 : 13 : 5이면 그 삼각형은 직각 삼각형이라는 사실이 이미 오래전부터 알려져 오고 있었다. 그럼에도 불구하고 직각 삼각형의 정리를 피타고라스의 정리라고 부르는 이유는 그가 이 정리를 처음으로 증명하였(다고 알려져 있)기 때문이다. 더구나 피타고라스의 정리는 사상 최초의 증명이었다. 즉 피타고라스는 논리적 증명이라는 개념을 처음으로 도입하여 기술에 가까웠던 산술이나 측량술을 수학의 차원으로 끌어올린 사람이고 그래서 그를 수학의 아버지라고 부르는 것이다. 피타고라스 자신이나 그의 제자들은 오늘날의 수학자들과 사뭇 달랐다. 그들은 강한 종교적 공동체를 형성하여 살아가고 있었다. 이 때문에 피타고라스 학파의 수학은 종교적 믿음과 섞여 있었다. 피타고라스 학파의 학문은 종교와 수학이 뒤섞여 있는 것이었지만 자연의 만물에는 자연수로 나타낼 수 있는 조화 또는 비율이 있다는 그들의 신앙은 자연을 수학적으로 이해할 수 있다는 신념을 남겼다. 이것이 피타고라스 학파의 제일 큰 공헌이었다.

고대 원자론 

데모크리토스
 기원전 450년 경

데모크리토스

고대 그리스에서는 근본적 원소의 존재 여부에 대한 토론이 매우 활발하게 진행되었다. 이러한 전통은 레우키포스와 데모크리토스가 주창했던 고대의 원자론에서 정점을 이루었다. 그들의 주장에 의하면, 온 세계는 아주 작은 무한히 많은 원자들로 이루어져 있고 이 원자들은 진공 속에서 계속해서 움직인다. 또한 이 원자들은 창조된 것이 아니라 여러 크기, 모양으로 무한히 오래 전부터 존재했던 것이다. 또한 물질은 구성 원자들이 배열된 모양과 구조, 위치에 따라 각기 다른 성질을 나타낸다고 보았다. 이들이 주장한 원자란 파르메니데스의 존재를 무수히 나눈 것이기 때문에 원자론은 존재론적으로 파르메니데스의 견해에 가깝다고 할 수 있다. 그리고 무한히 많은 원자들의 행동을 예측하는 것이 불가능하다는 이유로 고대 원자론자들은 비결정론적이고 무신론적인 견해를 표방했다. 고대 원자론은 본질적으로 정량적, 실험적 연구나 수학적인 추리의 산물이 아니라 사색과 직관에 의한 것이기 때문에 현대적 의미의 과학적 이론이라고 말하기는 어렵다. 그러나 목적론적인 입장과 신을 배제하고 우연을 인정치 않으며 모든 운동을 필연적인 상태로 보는 기계적인 세계관을 채용한 것은 근대 물리학의 방향과 일치한다.

자연철학자 플라톤  

플 라 톤
플라톤 (Platon, BC 428?-348?)

고대 그리스의 위대한 자연철학자 플라톤. 천동설의 입장에서 펼친 우주론과 피타고라스로부터 전수받은 수학 지식을 집대성해 당대와 후대의 과학자들에게 막강한 영향을 미친 인물이다. 그런데 사실 플라톤이 처음 가슴에 품은 야망은 최고의 레슬링 선수였다고 한다. 플라톤의 본명은 할아버지의 이름을 딴 아리스토클레스다. 플라톤은 레슬링 경기장에서 불린 이름인데 그리스말로 넓다 또는 평평하다는 뜻이다. 아마도 플라톤의 어깨나 이마가 넓어서 붙여진 듯하다. 그러나 플라톤은 올림피아에서 4년마다 열리는 올림픽 경기에서 몇년 동안 한번도 수상하지 못했다. 그러자 꿈을 바꿔 이번에는 위대한 비극 시인이 되려고 노력했다. 하지만 결과는 마찬가지로 실패였다. 플라톤이 마지막으로 택한 분야가 바로 철학이었다. 소크라테스의 강의가 유명하다는 말을 듣고 그를 찾아가 수업을 받은 후 단번에 반해버려 소크라테스의 제자가 되기로 결심했다. 이처럼 플라톤이 아무 조건에 구애받지 않고 하고 싶은 일을 마음대로 행했던 것은 그의 유복한 가정 환경 때문에 가능했다. 플라톤은 그리스 아테네의 막강한 권력 가문에서 태어났다. 아버지 아리스톤은 아테네 마지막 왕의 자손이었고 어머니는 당시 위대한 입법자 솔론 집안 출신이었다. 이런 분위기에서 플라톤은 어린 시절부터 자신은 남과 다르다는 생각으로 가득했다. 일례로 플라 톤은 동시대 누구와 비교해도 모든 면에서 2배가 된다고 생각한 나머지 같은 날 도리스와 아리스 토마케라는 두 여인과 동시에 결혼한다. 결혼 첫날 밤 두명과 동시에 잠자리를 든 후 홀수 날에는 도리스, 짝수 날에는 아리스토마케와 밤을 보냈다는 일화가 전해진다. 하지만 플라톤은 경제적으로 풍족했으나 부모의 따뜻한 정을 받으며 자란 것 같지는 않다. 플라톤 의 대표 저작인 국가론에는 철인(哲人)이 정치하는 이상국가가 등장하는데 철인 후보인 아이들은 태어나자 마자 곧바로 생모와 격리돼 엄격한 교육을 받는다. 이들이 20살에 이르면 10년 동안 산수, 기하학, 천문학을 공부하고 5년간의 철학수업과 15년간의 통치실습을 거친 후 50세에 통치 적임자로 선정된다. 어떤 역사가는 플라톤이 안정된 어린 시절을 못보냈기 때문에 국가론에서 삭막한 교육 과정을 묘사했다고 해석했다. 플라톤의 아버지는 어머니에게 열렬히 사랑을 호소했지만 어머니는 이를 받아 들이지 않았다고 알려진다. 어머니가 아버지와 헤어지고 두번째 남편을 맞아들였다는 주장도 있다. 이런 상황이라면 플라톤이 부모가 아닌 여러 친척들 손에서 양육됐으리라는 추측이 가능하다.

히포크라테스
기원전 400년 경

 히포크라테스의 의술  

히포크라테스

고대인의 의학은 기본적으로 몸과 마음을 하나로 보아 죄에 대한 벌로 질병을 보는 도덕적 질병관을 가지고 있었다. 이에 비해 히포크라테스(Hippocrates, 기원전 약 460∼375년경)는 질병을 자연적인 원인에 의해 발생하는 것으로 보았다. 그리스 코스 섬 출신 의사인 히포크라테스의 주장과 그를 따른 학자들의 주장은 이른바 <히포크라테스 전집>에 남아 있으며 이 전집은 오랫동안 의학의 최고 경전으로 칭송받았다. 오늘날에도 의료 행위에 대한 히포크라테스의 숭고한 직업정신이 본보기로 통하고 있어 의사의 길을 가는 이들은 꼭 한번은 히포크라테스의 선서를 하게 된다. 히포크라테스는 인간의 질병을 혈액, 점액, 황담즙, 흑담즙, 사체액 사이의 균형이 깨졌을 때 발생하는 것으로 보았다. 그리고 이 사체액을 각각 사계절과, 공기, 물, 불, 흙 사원소와 습하고 건조하며 뜨겁고 찬 네 가지 성질에 연결시켜 설명하였다. 당시 의사는 이곳저곳을 돌아다니며 의료행위를 하였기 때문에 다양한 풍토에 대한 이해가 중요하였다. 히포크라테스가 인간의 사체액을 자연의 원소와 성질에 연결한 것도 그 이유에서였다. 히포크라테스가 활동하던 시기의 의사들은 자신의 능력을 자랑하기 위해 능수능란한 언변을 중요하게 여겼으며 질병을 신들과 연결시켜 대중의 무지와 두려움을 이용하였다. 지금도 히포크라테스의 선서를 하는 것은 히포크라테스가 바로 그러한 의사들의 행동을 비판하면서 신분을 초월하여 환자에 대해 최선을 다할 것과 경험적이고 체계적인 의학 연구를 강조하였기 때문이다

아리스토텔레스
 Aristoteles (전384~322)

알렉산더 대왕의 스승으로도 유명한 아리스토텔레스

논리학자, 시인, 과학자, 철학자 등 아리스토텔레스를 수식하는 말은 대단히 많다. 이것은 그가 그만큼 많은 분야를 섭렵한 데서 비롯된다. 오늘날의 기준으로 보면, 아리스토텔레스는 생물학자에 가까웠다. 그는 특히 해양생물의 분류에 깊은 관심을 보였는데 120종의 어류와 60종의 곤충을 포함해서 500종이 넘는 동물을 분류하고 관찰하였다. 그의 동물 분류는 18세기에 이르러 린네가 분류학을 체계화할 때까지 근 2000년 동안 그대로 쓰였다. 알렉산더 대왕의 스승으로도 유명한 아리스토텔레스는 기원전 384년 그리스 북부 지방의 작은 도시 스타게이라에서 의사의 아들로 태어났다. 기원전 367년 18세의 아리스토텔레스는 아테네로 옮겨 플라톤의 아카데미에서 공부하였다. 아리스토텔레스는 플라톤의 영향으로 자연은 어떤 목적을 향해 움직인다는 세계관을 가지고 있었다. 하지만 사물의 본질이 구체적인 사물과는 별도로 존재한다는 스승의 이데아론을 거부하면서 입장의 차이를 보였다. 즉 책상의 본질과 책상이라는 구체적 물질은 분리할 수 없다고 본 것이다. 무엇보다도 아리스토텔레스가 후세 과학자들에게 남긴 가장 큰 선물은 우주론과 운동론 그리고 물질관이다. 그는 모든 물질은 물, 불, 흙, 공기의 네 가지 원소로 이루어졌으며 이들의 비율에 따라 물질의 성질이 달라진다고 생각했다. 운동은 이들 원소가 제자리를 찾아가려는 성질에서 비롯되는 것이며 우주도 이들 네 원소와 에테르라는 제 5의 원소로 이루어져 있다는 것이 그의 생각이었다. 지구가 우주의 중심이라는 천동설도 그로부터 비롯된 것이다. 이러한 그의 생각은 16-7세기에 과학혁명이 일어날 때까지 약 2000년 동안 서양의 세계관을 지배했다.

유클리드
 기원전 259년

유클리드의 기하학 원론 발표

유클리드

역사상 가장 유명하고 중요한 수학책은 단연 유클리드(Euclid, B.C. 259년경 활동)의 <기하학원론>이다. 유클리드가 지은 <기하학 원론>은 천 년 이상 기하학의 고전이었다. 오늘날 우리는 뉴턴의 만유인력의 법칙을 기술하는 수학으로 그와 라이프니츠가 만든 미적분법을 사용하지만 정작 뉴턴 자신은 유클리드의 기하학을 사용하여 자신의 법칙을 증명하였다. 열세 권으로 이루어진 <기하학 원론>은 이전의 여러 사람들, 특히 피타고라스와 에우독소스의 정리를 설명하여 편찬한 고대 기하학의 종합판이다. 기하학을 잘 하기 위한 방법이 무엇이냐는 왕의 질문에 "기하학에는 왕도가 없습니다"라고 대답했다는 유클리드의 삶은 거의 알려져 있지 않고 다만 그가 헬레니즘 시대를 살았고 아르키메데스와 같은 시대를 살았다는 것과 알렉산드리아에서 수학을 가르쳤다는 것 정도만 알려져 있다. 유클리드는 <기하학 원론> 이외에 몇 가지 다른 저술을 남겼다. <자료론>과 <분할에 관하여>는 오늘날까지 전해지며 기하학의 오류를 담은 <오류론>, 아폴로니우스가 내용을 덧붙인 <원추곡선론> 등은 후세의 주석에 의해서만 전해지고 있다. <기하학 원론>이 특히 중요한 이유는 이 책이 단순히 도형들에서 발견되는 여러 법칙을 서술한 것에서 벗어나 기본적인 공준과 공리에서 정(리)의를 이끌어 내고 이를 증명하기까지 했다는 점에 있다. 이러한 방법은 이후 수학적 논증의 기본적인 모델이 되었다.

아르키메데스
 Archimedes (전287~전212)

아르키메데스의 원리 발견

왕관이 순금으로 제작되었는지를 생각하다가 부력을 발견한 기쁨에 벌거벗은 채로 뛰쳐나와 "유레카(그리스어로 발견했다)"라고 외쳤다는 일화는 아르키메데스의 왕성한 과학적 호기심을 오늘날까지 잘 대변하고 있다. 그는 고대 그리스의 식민지였던 시칠리아의 시라쿠스에서 천문학자인 페이디아스의 아들로 태어났다. 당시 학문의 중심지였던 이집트의 알렉산드리아에 있는 왕립학교에서 공부한 그는 특히 이론과 실험 모두에 능했다고 한다. 아르키메데스의 원리, 즉 부력의 법칙은 한마디로 배가 뜰 수 있는 원리이다. 액체에 빠진 물체는 물체가 밀어낸 액체의 무게와 똑같은 힘을 수직 방향으로 받는다. 조그만 돌멩이가 밀어내는 물의 부피는 작으므로 밀려난 물보다 무거워서 가라앉는다. 이에 반해 커다란 배는 밀려난 물의 양이 매우 크기 때문에 쇠로 만들어도 뜰 수 있는 것이다. 이 부력의 법칙은 오늘날 유체역학의 기본 원리이다. 아르키메데스는 기원전 212년 로마가 시라쿠사를 침입했을 때 살해된 것으로 알려지고 있다. 로마의 역사가들이 남긴 기록에 의하면 이 때 아르키메데스는 여러 기계장치를 고안하여 로마군을 괴롭혔다고 한다. 충분히 긴 지렛대와 서 있을 자리를 주면 지구를 들어올릴 수도 있다는 호언장담으로 전해지듯이 지렛대의 원리를 밝혀낸 것도 바로 아르키메데스였다. 아르키메데스는 기하학의 증명, 특히 원과 구에 대한 문제를 좋아했다고 하며 그의 비석에는 구와 원기둥 모양이 새겨져 있다.

채륜
(105년)

 종이의 발명

종이는 흔히 나침반, 화약 등과 함께 중국의 4대 발명 중 하나로 간주되는 발명품이다. 중국 고사에 따르면 종이는 서기 105년에 후한(後漢) 대의 환관이었던 채륜(蔡倫)에 의해 발명되었다고 전해진다. 그러나 최근의 고고학 연구 결과로는 적어도 그보다 250년 이상 일찍 발명되어 기원전 140년경에 이미 사용되고 있었다고 한다. 종이는 처음에는 뭔가를 기록하기 위한 용도가 아니라 포장 재료나 의복, 개인 위생용으로 이용되었다. 기록 용도로 종이가 사용되기 시작한 증거는 서기 110년경이 되어야 비로소 찾아볼 수 있다. 중국에서 발명된 종이는 중동을 거쳐 서유럽으로 전파되었다. 기록에 따르면 제지술은 751년 경 중앙아시아의 슈마르칸트에 전파된 것을 시작으로 바그다드, 카이로, 모로코, 스페인을 차례로 거쳐 서유럽에 퍼졌으며 14세기에는 서유럽 각지에 종이 공장이 생겨났다. 종이가 널리 쓰이게 됨에 따라 중세 서유럽에서 기록매체로 사용되었던 양피지는 이후 점차로 자취를 감추게 되었고 종이는 15세기 이후 발전한 인쇄술과 함께 지식의 대중화 과정을 주도하여 종교개혁에 깊은 영향을 주었다

 갈레노스
 Galenos (129~199)

로마시대의 대표적인 의사·해부학자

 고대 로마시대의 대표적인 의사·해부학자. 그리스 의학의 성과를 집대성하여, 해부학·생리학·병리학에 걸치는 방대한 의학체계를 만들어 냈다. 이것은 이후 천 수백년 동안 유럽의 의학을 지배하였으며 커다란 영향을 주었다. 스스로도 많은 해부를 했는데, 살아 있는 동물의 신경을 절단해 보는 등, 생체해부를 통한 실험으로 뛰어난 성과를 올렸다. 그러나 그의 시대에는 인체 해부가 허용되지 않아, 원숭이·돼지·소 등의 동물로 얻어진 지식을 이론으로 보완하여 인체에 적용했으므로 혈액의 흐름이나 뇌의 구조 등에 대한 기본적인 잘못으로 후세의 비판을 받았다. ⇒ 허베이

프톨레마이오스
)150년경<알마케스트> 발표

알렉산드리아 토박이였던 고대의 천문학자 프톨레마이오스는 뮤제온에서 천문학, 점성술, 광학, 지리학 등을 연구하였다. 그의 대표작은 <알마게스트>라는 천문학 책인데 이는 가장 위대한 것이란 뜻으로 훗날에 아랍인들이 프톨레마이오스의 천문학서가 너무나 훌륭하다고 해서 원제목 대신 붙인 이름이다. <알마게스트>에서 프톨레마이오스는 천동설에 바탕을 두고 행성의 움직임을 원운동으로 설명하려고 노력하였으며 이를 위해 주전원, 이심원 등과 같은 복잡한 수학적 도구들을 도입하였다. 이러한 도구들은 행성들이 실제로는 타원 궤도를 따라 운행한다는 사실을 모르고 있던 헬레니즘 시대의 과학자들이 행성의 움직임을 규칙적인 원운동으로 설명하기 위해 고안한 것들이다. 오늘날의 눈으로 보면 프톨레마이오스가 틀렸다고 간단히 말하기 쉽지만 프톨레마이오스의 천문학은 지동설과 타원궤도를 몰랐던 헬레니즘 천문학의 기준에 따라 평가하여야 한다. 그렇게 본다면 <알마게스트>는 원운동을 이용하여 행성의 움직임을 정확하게 수학적으로 예측하는 매우 훌륭한 책이었다. 실제로도 이 책에 따라 행성의 운동을 계산한 결과는 매우 정확하였고 이 때문에 그 후 1,500년 동안 프톨레마이오스는 최고의 천문학자로 존경받았다.

 콜럼버스(Columbus, 1451∼1506)

1492년 새로운 세계로 항해

콜럼부스

황금의 나라 인도를 향한 스페인 왕실 소유의 탐사대는 드디어 1492년 10월 12일 벌거벗은 야만인들이 사는 한 해변에 도착하였다. 탐사대의 대장인 콜럼버스(Columbus, 1451∼1506)는 이 땅을 구원의 성자란 이름의 산 살바도르라고 불렀다. 신대륙에 유럽인의 발자국이 처음으로 찍힌 것이다. 그러나 콜럼버스는 죽을 때까지 이 땅을 진짜 인도 대륙이라고 믿었다. 1497년 브라질을 탐험한 아메리고 베스풋치의 항해기로 신대륙이 널리 알려진 뒤 그 이름은 비로소 아메리카가 되었다. 이탈리아 제노바 출신의 콜럼버스는 어릴 때부터 항해에 관심을 가져 10대 후반부터 아버지를 도와 지중해와 아이슬란드까지 가는 항해를 하였다. 제노바의 상선대 선장이 된 이후로는 마르코 폴로와 프톨레마이오스 등의 책을 탐독하면서 지구가 둥글다는 믿음을 갖게 되어 대서양 서쪽으로 항해하면 반드시 인도에 닿을 수 있을 것이라는 생각을 하게 되었다. 1483년 이 꿈을 포르투갈 왕에게 청원하였으나 거부되었으며 몇 년 뒤 마침내 스페인의 이사벨 여왕의 원조를 얻어 1492년 8월 3일 산타마리아, 니냐, 핀타 세 척의 배는 인도로 향한 항해를 시작하였다. 그러나 콜럼버스가 도착한 곳은 지금의 바하마 제도의 한 섬이었으며 죽을 때까지 이어진 네 번의 항해도 아메리카 대륙을 벗어나지 못하였다. 콜럼버스는 이사벨 여왕에게 약속한 엄청난 황금도 찾지 못하고 항해 내내 반란과 문책에 시달렸지만 황금만큼 전세계 시장을 휩쓴 담배를 처음으로 유럽에 소개하였다. 그리고 콜럼버스가 발견한 서인도 항로는 이후 아메리카 대륙을 유럽인들의 활동 무대로 만드는 길을 열었다.

갈릴레이
<Galilei, Galileo>
      (1564.2.15~1642.1.8)

이탈리아의 천문학자, 물리학자, 수학자. 피사 출생. 피렌체의 시민계급 출신이다. 성과 이름이 비슷한 이유는 장남에게는 성을 겹쳐 쓰는 토스카나 지방의 풍습 때문이다. 1579년 피렌체 교외의 바론브로사수도원 부속학교에서 초등교육을 마치고, 1581년 피사 대학 의학부에 입학하였는데, 이 무렵 우연히 성당에 걸려 있는 램프가 혼들리는 것을 보고 진자(振子)의 등시성(等時性)을 발견하였다고 한다. 1584년 피사 대학을 중퇴하고 피렌체에 있던 가족과 합류하였다. 이곳에서 아버지 친구이자 토스카나 궁정수학자인 오스틸리오 리치에게 수학과 과학을 배우면서 대단한 흥미를 느꼈다. 이때 습작(習作)으로 쓴 논문이 인정을 받아 1592년 피사 대학의 수학강사가 되었고, 같은 해 베네치아의 파도바 대학으로 옮겼다. 파도바대학에서는 유클리드 기하학과, 천동설(天動說)을 주장한 프톨레마이오스의 천문학을 가르치는 한편 가정교사 노릇을 하면서 리치에게 배운 응용수학을 연구하고 가르치기도 하였다. 《간단한 군사기술 입문》 《천구론(天球論) 또는 우주지(宇宙誌)》 《축성론(築城論)》《기계학》은 이 시기의 저서이다. 베네치아의 여성과 결혼하여 1남 2녀를 두었으며, 파오로 사르피 같은 당대의 뛰어난 학자, 귀족 등과 친교를 맺었다. 1604년의 《가속도운동에 관해서》에서 발표한 근대적인 관성법칙(慣性法則)의 개념도 이미 그 전에 사르피에게 보낸 서한에 나타나 있다. 1609년 네덜란드에서 망원경이 발명되었다는 소식을 듣고 손수 망원경을 만들어 여러 천체에 대하여 획기적인 관측을 하였다. 예를 들면, 당시에는 완전한 구(球)로 믿었던 달에 산과 계곡이 있다는 것, 모든 천체는 지구를 중심으로 회전한다고 생각하였는데, 목성(木星)도 그것을 중심으로 회전하는 위성을 가지고 있다는 것 등이었다. 1610년에 이러한 관측결과를 《별세계의 보고》로 발표하여 커다한 성공을 거두었다. 이 해에 교직생활을 그만두고 고향 피렌체로 돌아가서 토스카나대공(大公)인 메디치가(家)의 전속학자가 되었다. 그 후로도 천문관측을 계속하여 1612∼1613년에 태양흑점 발견자의 명예와 그 실체의 구명(究明)을 둘러싸고 예수회 수도사인 크리스토퍼 샤이너와 논쟁을 벌여 그 내용을 《태양흑점에 관한 서한》에서 발표하였다. 이 무렵부터 갈릴레이는 자신의 천문관측 결과에 의거하여 코페르니쿠스의 지동설(地動說)에 대한 믿음을 굳히는데 이것이 로마교황청의 반발을 사기 시작하였다. 성서와 지동설과의 모순성에 관하여 제자들에게 그리고 자신이 섬기는 대공(大公)의 어머니에게 편지형식으로 자기의 생각를 써 보냈는데, 이로 말미암아 로마의 이단심문소로부터 직접 소환되지는 않았지만 재판이 열려, 앞으로 지동설은 일체 말하지 말라는 경고를 받았다(제1차 재판). 1618년에 3개의 혜성이 나타나자 그 본성(本性)을 둘러싸고 벌어진 심한 논쟁에 휘말리는데, 그 경과를 《황금계량자(黃金計量者)》라는 책으로 1623년에 발표하였다. 여기서 직접적으로 지동설과 천동설의 문제를 언급하지는 않았지만 천동설을 주장하는 측의 방법적인 오류를 예리하게 지적하였으며 우주는 수학문자(數學文字)로 쓰인 책이라는 유명한 말을 함으로써 자기의 수량적(數量的)인 자연과학관을 대담하게 내세웠다. 그 후 숙원이었던 《프톨레마이오스와 코페르니쿠스의 2대 세계체계에 관한 대화：Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, tolemaico e copernicaon》의 집필에 힘써, 제1차 재판의 경고에 저촉되지 않는 형식으로 지동설을 확립하려고 하였다. 이 책은 1632년 2월에 발간되었지만, 7월에 교황청에 의해 금서목록(禁書目錄)에 올랐으며 갈릴레이는 로마의 이단심문소의 명령으로 1633년 l월에 로마로 소환되었다. 4월부터 심문관으로부터 몇 차례의 신문을 받고, 몇 가지 위법행위가 있었음을 자인하였다. 그러나 갈릴레이가 자신의 죄를 인정하는 과정에서 심문소 당국이 증거로 제시한 서류 중 몇 가지는 그 진실성이 의심스러운 것이었다. 6월에 판결이 내려졌고 그는 그것을 받아들여 앞으로는 절대로 이단행위를 않겠다고 서약하였다(제2차 재판). 그 뒤 갈릴레이는 피렌체 교외의 알체토리에 있는 옛집으로 돌아왔는데 사랑하는 장녀와 시력마저 잃었지만 마지막 대작인 《두 개의 신과학(新科學)에 관한 수학적 논증과 증명：Discorsi dimonstrazioni mathematiche intorno a due nuove scienze attenenti alla meccanica》의 저술에 힘썼으며 일단 정리되자 신교국(新敎國)인 네덜란드에서 출판하였다. 이어 속편 집필에 착수하였지만 완성하지 못하고 세상을 떠났다. 죽은 후에는 공적(公的)으로 장례를 치를 수 없었으므로 묘소를 마련하는 일조차 허용되지 않았다. 만년에는 스승의 전기를 쓴 V.비비아니와, 기압계(氣壓計)에 그 이름을 남긴 물리학자 토리첼리의 두 제자가 그의 신변에 있었다. 갈릴레이의 생애는 르네상스기와 근대와의 과도기에 해당되며 구시대적인 것과 새로운 것이 그의 생활이나 과학 속에도 공존하고 있었다. 천문학에서는 지동설을 취하면서도 케플러의 업적은 전혀 이해하지 않았고 물리학에서의 관성법칙을 발견했지만 이것의 정식화(定式化)는 데카르트에게 넘겨주었다. 또한 일상생활에서도 자유가 주어지는 파도바 대학을 떠나 봉건제후(封建諸侯)의 전속학자가 되었다. 그러나 그의 인간다운 면은 많은 사람들의 흥미를 끌어 뛰어난 문학작품의 소재가 되기도 하였다.  

코페르니쿠스Nicolaus Copernicus (1473~1543)

1543년 코페르니쿠스의 지동설 등장

흔히 대담하고 획기적인 생각을 코페르니쿠스적 발상이라고 부른다. 그만큼 코페르니쿠스의 이론은 당시 사람들에게 큰 충격을 주었다. 태양과 별이 지구를 중심으로 움직이고 있는 겉보기 운동과는 달리 사실은 지구가 돌고 있다는 코페르니쿠스의 우주 체계는 가히 혁명적인 것이었고 인류 역사상 가장 큰 변혁으로 불리는 과학혁명의 시작을 알리는 것이기도 했다. 폴란드의 토룬 지방에서 부유한 상인의 아들로 태어난 코페르니쿠스는 당시 학문의 중심지이던 이탈리아의 볼로냐 대학과 파두아 대학에서 의학과 신학, 법학, 수학, 천문학 등을 공부하고 1506년 폴란드로 돌아와 성직자로서 일생을 보냈다. 사후에 출간된 <천구의 회전에 관하여>에서 그는 지구와 태양의 위치를 바꿈으로써 지구가 더 이상 우주의 중심이 아님을 천명했는데 이것은 당시 누구도 의심하지 않던 프톨레마이오스의 우주 체계에 정면으로 도전한 것이었다. 그리고 이 도전은 지구가 우주의 중심이고 인간은 그 위에 사는 존엄한 존재이며 달 위의 천상계는 영원한 신의 영역이라고 생각했던 중세의 우주관을 붕괴시키는 결과를 가져왔다.코페르니쿠스의 체계는 관측 결과와 완전히 부합한 것은 아니어서 이후 많은 과학자들 특히 케플러, 갈릴레오, 뉴턴 등에 의해 수정되고 보완되어 오늘에 이르고 있다. 이제 문명세계에 사는 우리들 중 지구가 돌지 않는다고 생각하는 사람은 아무도 없다.

헬몬트
 Johann Baptist van Helmont(1577~1644)

화학의 연구를 의학에 결부

 플랑드르의 의학자. 브뤼셀에서 귀족의 아들로 태어났다. 신비철학, 미술 그리고 신학을 공부했는데 다시 의학을 공부하여 파라켈수스의 저작의 영향받음. 화학의 연구를 의학과 결부시키려고 했던 당시의 의화학파의 대표적인 학자이다. 공기와는 다른 성질을 가진 기체가 있다는 것을 발견하고, 그 기체를 인공적으로 만들어낼 수 있음을 보여 주었다. 또 이 기체는 냉각시켜도 액체의 상태가 되지 않는다는 점에서 증기와는 다른 것임을 보여 주었다. 이와 같은 기체로서 예컨대 현재의 이산화탄소를 들었는데 그것은 포도주나 맥주를 만드는 발효 때 숯을 태울 때 등에 발생하는 것이며 또 똑같은 것을 실험실에서도 만들어낼 수 있다는 것을 석회암에 식초를 부음으로써 또 주석(타르타르)과 황산을 작용시킴으로써 보여줌. 

케플러Johannes kepler (1571~1630)

행성 운동의 법칙을 밝혀내고, 천체역학을 탄생

지구를 우주의 중심에서 밀어내기는 했지만 수십 년 동안 적극적인 동조자를 얻지 못하고 있던 코페르니쿠스의 지동설이 세상에 받아들여지는 데 가장 큰 공헌을 한 사람이 바로 케플러였다. 그는 행성 운동의 법칙을 밝혀내고 천체역학을 탄생시켰다. 독일의 작은 도시 바일에서 태어난 케플러는 수도원 학교를 거쳐 1587년 튀빙겐 대학에 입학하였다. 여기서 코페르니쿠스의 <천구의 회전에 대하여>를 접한 그는 신학자가 되려던 소망을 접고 수학 교사가 되었다. 점성술, 수학, 천문학에 관심이 많았던 이 과학자는 우주에는 신비로운 조화가 존재하며 개인과 우주 사이에는 강력한 힘이 통하고 있다고 믿었는데 이러한 생각은 그가 이후 자신의 법칙을 정립하는 데 바탕이 되었다. 잘 알려져 있는 바와 같이 케플러가 세 가지 법칙을 도출하는 데 결정적으로 기여했던 정밀한 천문 관측 데이터는 스승 티코 브라헤(Tycho Brahe, 1546-1601)의 것이었다. 티코의 조수로 천문 관측을 본격적으로 시작한 케플러는 1601년 티코가 죽자 그의 지위를 계승하게 되었고 티코가 남긴 방대한 자료를 바탕으로 코페르니쿠스의 이론을 정교하게 다듬었다. 케플러도 처음에는 지구가 원형으로 태양의 주위를 돌고 있다는 생각에서 쉽게 벗어나지 못했다. 이후 티코가 남긴 정밀한 관측 데이터를 수년간 꾸준히 조사하면서 행성이 타원궤도를 돌고 있다는 사실을 깨닫게 된 그는 과감하게 타원궤도를 받아들였다. 하지만 왜 타원으로 도는가에 대한 정확한 해답은 제시하지 못했는데 그 문제의 해결은 인류 최대의 과학자 뉴턴의 몫이었다.

길버트
(William Gilbert, 1544-1603)

근대 자기학과 전기학을 태동

16세기 말 런던의 유명한 의사이며 후에 궁정의가 되기도 했던 길버트(William Gilbert, 1544-1603)가 1600년에 출판한 책 <자석에 대하여>는 근대 자기학과 전기학을 태동시킨 저작으로 일반적으로 평가되고 있다. <자석에 대하여>는 자기 현상에 관한 기본 자료들을 광범위하게 모아 놓은 체계적인 논의였고 이 주제에 관한 이처럼 방대한 저술은 이 책이 처음이었다. 물론 이 책에 담긴 자료들 중에는 이전부터 알려져 있던 것들도 다수 포함되어 있었지만, 이 책에서는 그것들 가운데서 사실을 가려내서 실었고, 또 실험을 통해 수집하고 확인한 사실들을 싣는 등 경험적이고 실험적인 태도를 취하고 있다는 점에서 이전의 논의들과 달랐다. 그러나 이 책은 또한 당시 여전히 널리 퍼져 있던 르네상스 자연주의의 영향을 강하게 받은 책이기도 했다. 길버트에게 자기 현상은 단순한 물리적 현상들 중의 하나가 아니었다. 그것은 신비하고 초자연적인 힘들로 가득찬 우주의 가장 중요한 활동적 원리였으며 그런 우주를 이해하기 위한 핵심적인 열쇠였다. 한편 이 책은 전기 현상에 관한 상당량의 탐구 결과를 담고 있는 최초의 책이기도 했다. 이 책에서 길버트는 그동안 흔히 혼동되어 오던 자기 현상과 정전기 현상을 분명히 구분했고 정전기를 일으킬 수 있는 몇몇 도체들에 관해 기술하기도 했다.

데카르트 
(Rene Descartes 1596-1650)

1630년 경 데카르트와 베이컨의 과학방법론 정립

데카르트

철학자이자 자연과학자였던 프란시스 베이컨(1561-1626)은 교육제도의 개혁에 관심이 많았던 정치가이기도 했다. 그가 지은 저술 가운데 <학문의 진보>와 <과학의 신기관(Novum organum)>에는 17세기 초의 유럽 학문을 혁신해야 한다는 사명감과 자신감에 충만한 그의 기독교적 학문 혁신론이 잘 드러나 있다. 그는 소크라테스 이전의 철학자들은 올바른 방향으로 자연을 탐구하고 있었지만 플라톤과 아리스토텔레스 이후 자연 외적인, 즉 인간의 목적이나 관심이 과학에 들어오자 인간위주가 된 과학은 잘못된 방향으로 흐르기 시작했다고 역설했다. 중세로 접어들어 여기에 종교까지 섞여 들어서 과학적 지식과 경쟁을 하게 과학은 베이컨 자신의 시기에 이르기까지 계속 타락해 왔다는 것이 그의 결론이었다. 근대과학이 창조되는 과정에서 베이컨의 학문 혁신론이 어떤 역할을 수행했는가는 비교적 잘 알려져 있다. 그러나 그러한 그의 학문 혁신론이 탄생하기 위해서 기독교가 어떤 역할을 수행했는가에 대해서는 그는 거의 깨닫지를 못했었다. 베이컨 이후 17세기 전체에 걸쳐 과학 사상은 데카르트(Rene Descartes 1596-1650)의 업적에 지배되고 있다고 까지는 할 수 없더라도 크게 영향을 받았다. 데카르트는 그의 체계적 의심의 방법(method of systemaitc doubt)을 통해 인간의 지식을 한 가지 한 가지씩 부정해 나갔다. 그는 우선 감각에 의한 인간의 경험은 정확하다고 말할 수 없으므로 의심할 수 있다고 말하고, 따라서 부정하였다. 더 나아가 그는 자신이 아는 어떤 외부의 존재도 의심하고 부정했으며 심지어는 자신이 사는 세계가 존재한다는 것도 부정했다. 이를 바탕으로 그는 신의 존재와 그 완전성을 증명했고, 그에 바탕해서 다시 외부세계의 존재 및 여러 현상들에 관한 지식을 증명해 나가고 결국은 인간을 포함한 우주 전체에 대한 체계를 세웠던 것이다. 우주에 대한 이러한 지식체계에 바탕을 둔 것이 바로 기계적 철학(mechanical philosophy)이다. 이같은 데카르트의 지식체계는 아주 널리 받아졌고 특히 프랑스에서는 17세기가 끝날 때까지 영향을 미쳤다.

하비(William Harvey,1578-1657)

1619년 하비의 혈액순환 이론

하비

고대이래 서양에서는 로마 황제의 시의이자 의학자였던 갈레노스의 인체구조 및 작용에 관한 이론이 정설로 통용되어왔다. 갈레노스는 인체의 세 가지 중요기능-소화, 호흡, 신경-을 체계적으로 설명하려 했는데 여기에는 사람이 섭취한 음식물은 위와 장을 거쳐 간에 이르러 자연의 영(natural spirit) 즉 피로 바뀌어서 정맥을 통해 온몸으로 전달되고 영양분으로 소모된다는 설명이 소화에 대한 이론으로 자리잡고 있었다. 그러나 르네상스 시대부터 활발하게 행해진 인체 해부를 통해 갈레노스가 주장한 해부학적 지식이 잘못되었음이 드러나게 되었다. 이러한 상황에서 영국의 의학자 하비(William Harvey, 1578-1657)는 갈레노스 이론을 부정하고 피가 온몸을 순환한다는 새로운 이론을 발표하였다. 하비는 맥박이 뛸 때마다 방출되는 피의 양과 맥박의 횟수로부터 적어도 하루에 300Kg 이상의 피가 방출된다고 계산해 내고, 사람의 체중의 몇 배가 되는 이 많은 양의 피가 매일 생성되고 소모되는 것은 불가능하다는 결론을 내렸다. 여러 실험적인 증거를 통해 그는 피가 심장에서 나와 동맥을 지나 온몸을 돌고 정맥을 타고 다시 심장으로 돌아온다는 주장을 펼쳤다. 비록 하비는 갈레노스처럼 인체에 대한 전반적인 이론체계를 세우지 못했지만 혈액 순환이론이 등장하면서 인체에 대한 생리학 연구는 새로운 전기를 맞게 되었다.

파스칼
(Blaise Pascal, 1623-1662) 

1650년 파스칼의 원리 정립

파스칼

유체정력학의 확립에 초석이 되었다고 평가되는 파스칼의 원리는 1652년 무렵에 프랑스의 수학자·물리학자이자 종교가인 파스칼(Blaise Pascal, 1623-1662)에 의해 처음으로 분명하게 정립되었다. 그것을 쉽게 풀어 기술하면 다음과 같다. 밀폐된 용기 속에 있는 유체의 어느 한 부분에 가해진 압력은 그 유체의 모든 부분과 용기의 안쪽 벽에 똑같은 크기로 전달된다. 이 원리가 가지는 과학사상의 의의를 제대로 파악하기 위해서는 당시에 이것과 긴밀히 연관되어 있던 진공의 문제를 함께 생각해야 한다. 17세기 유럽의 과학계에서는 기존의 아리스토텔레스주의 자연철학에 대해 기계적 철학이 강력하게 도전하고 있었으며 그 가장 첨예한 대립 지점 중의 하나가 바로 진공에 관한 문제였다. 사이펀이나 펌프가 일정한 높이 이상에서는 제대로 작동하지 않는다는 사실이 기계적 철학을 지지하는 과학자들의 주목을 끌고 있었고 토리첼리의 수은기압계 실험 등이 자연은 진공을 싫어한다는 원리를 고수하려는 기존의 자연철학의 궁색한 설명들의 타당성을 크게 위협하고 있었다. 바로 이때 파스칼의 일련의 기발한 실험들, 즉 물과 포도주의 비교실험, 머리부분의 모양이 서로 다른 유리기둥들을 사용한 비교 실험, 퓌 드 돔 실험, 진공 속의 진공 실험 등이 제시되면서 유체의 압력(당시에는 아직 무게라고만 생각했지만) 전달 현상에 관한 기계론적인 설명이 부인할 수 없는 이론으로 자리잡게 되었던 것이다.

[수도경(117)]

위대하신 분들이십니다. 존경합니다. 관세음보살...

[자성각(칠16무공저합창단)]

관세음보살()()()

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