세계사 100장면 - 49. 사과는 떨어지는데 왜 달은 떨어지지 않을까? 뉴턴, 만유인력을 발견(1687년)

세계사 100장면 - 49. 사과는 떨어지는데 왜 달은 떨어지지 않을까?

-뉴턴, 만유인력을 발견(1687년)

  

*그때 우리 나라에서는

1683년/서인, 노론과 소론으로 분열

  

갈릴레오 갈릴레이가 사망한 해인 1642년, 영국의 링컨셔 주 올즈소프에서 한 사내아이가 태어났다. 그날은 마침 크리스마스였다. 

아이의 이름은 아이잭 뉴턴, 몸무게가 2kg도 채 안되는 미숙아였다. 그는 몹시 발육불량이어서 첫돌이 지나도록 고개를 제대로 가누지 못했다고 한다. 

국민학교에 들어가서는 친구들과 어울리지 못하고 늘 혼자 노는 아이였다. 혼자 그림을 그리거나 기계를 만지작거리면서 노는 그를 보고 급우들은 '시골뜨기'라고 비웃었다. 

중학생이 되어서야 그는 수학에 흥미를 갖기 시작했다. 그리고 케임브리지 대학에 진학했다. 성적은 여전히 좋지 않았지만 수학적 재능만은 이미 돋보이고 있었다.

1665년 말, 케임브리지에 페스트가 유행하기 시작했다. 학교는 문을 닫았고, 뉴턴은 고향 울즈소프로 내려갔다.  

'이 당시가 나의 발명을 위한 인생의 봄이었기 때문에 과거 어느 때보다도 수학과 철학에 몰두했다. '

그의 회상처럼 뉴턴은 학교가 다시 문을 열 때까지 약 1년 반 동안 고향 울즈소푸에서 연구에 전념했다. 유명한 '만유인력'의 법칙을 발견하게 된 것도 이곳에서의 일이다. 뉴턴은 사과나무에서 사과가 떨어지는 것을 보고 위대한 발견의 실마리를 잡았다고 한다.  

'사과는 나무에서 떨어지는데 왜 달은 궤도에서 떨어지지 않는걸까?'

이것이 그의 의문이었다. 1669년 케임브리지 대학의 수학교수가 된 그는 두문불출, 혼자 연구에만 몰두했다. 오랜 고립생 활 끝에 드디어 1687년 '자연철학의  수학적 원리(약칭 프린키피아)'를발표, 세상을  깜짝 놀라게 했다. 이 책은 뉴턴의 연구업적을 종합해놓은 것이었다. 

그는 '중력'이란 원리로 전우주를 하나의 통일된 체계로 일관되게 설명해냈다. 즉 우주의 모든 천체와 입자는 서로 '거리의 제곱에 반비례하고 질량에 비례하는 힘'으로 끌어당긴다는 것이다. 

이 힘이 바로 중력이다. 중력은 크기와는 아무 상관이 없다. '지구가 사과를 끌어당기듯이 사과도 지구를 끌어당기는 것'이다. 중력은 우주의 모든 물체가 공통적으로 지니고 있다. 그래서 '만유인력'이라 한다. 

그뿐 아니라 뉴턴은 만유인력을 연구하는 과정에서 미적분의 기초를 세웠고, 반사망원경을 만들어냈다. 1689년 뉴턴은 케임브리지 시의 하원의원으로 선출되었다. 

당시 영국은명예혁명의 와중에 있었다. 1696년 그는 조폐국장에 임명되고, 1703년에는 왕립협회  회장이 되었다. 2년 후 그는 기사 작위를 받았다. 과학자로서 기사 작위를 받은 사람은 그가 처음이었다. 

뉴턴의 또 하나의 위대한 업적은 빛에 대한 연구이다. 그는 무지개와 비누거품의 색깔 등 빛의 성질을 완벽하게 설명해냈다. 뿐만 아니라, 빛은 파동인 동시에 입자이며, 백색은 하나의 색깔이 아니라 스펙트럼 색채의 혼합물이라는 것을 증명했던 것이다.  

만유인력, 미적분의 원리, 빛의 입자설을 뉴턴의 3대 발견이라 한다. 

그의 업적은 당대는 물론 이후의  학문발달에 커다란 영향을 미쳤다. 과학자들은 모두 뉴턴의 제자라 해도 과언이 아니었으며, 그의 연구방법은 철학에도 깊은 영향을 주었다. 

관찰과 실험을 중시하는 그의 방법론은 영국 경험론을 낳게 했다. 경험론의 시조 존 로크는 뉴턴보다 열 살이나 위였지만 뉴턴을 스승으로 숭배했다고 한다. 

18세기의 계몽사상가들은 베이컨, 로크, 뉴턴을 위대한 정신의 삼위일체라 불렀다. 그 중에서도 뉴턴이 가장 위대한 인물로 꼽혔다. 뉴턴은 코페르니쿠스로부터 시작되어 케플러, 갈릴레오 갈릴레이에 이르기까지 꾸준히 진행되어온 17세기 과학혁명을 완성시킨 장본인이다.  

그가 주장한 '자연은 일정한 법칙에 따라 운동하는 복잡하고 거대한 기계'라고 하는 역학적 자연관은 18세기 계몽사상의 발전에 크나큰 영향을 주었다. 

1727년 3월 10일 뉴턴은 성대한 장례를 마친 후 웨스터민스터 사원에 안장되었다. 당대의 철학자 볼테르는 이 광경을 이렇게 표현했다. '신민에게 선정을 베푼 왕과 같이'라고.

  

뉴턴의 그의 중력이론과 빛의 입자설은 20세기의 천재 아인슈타인의 상대성 이론과 현대물리학인 양자역학에 의해 바뀔때까지 350년가량을 지배했다.