벌거벗은 세계사 168회
'신의 시대를 무너트린 뉴턴의 숨겨진 비밀'
| 호기심 많은 천재 과학자의 어린 시절?
당시에는 자연적인 현상을 종교적으로 해석하는 일이 다반사였는데 이게 과학적으로 증명이 되면서 사람들은 혼란스러워했다. 종교와 과학의 갈등 속에서 1642년 한적한 시골에서 아이작 뉴턴이 태어난다.
Q. 아이작 뉴턴은 당시 사람들에게 매우 유용했던 물건을 만들어서 마을의 유명 인사가 되는데요. 과연 무엇을 만들었을까요? 해시계
어릴 때부터 자연현상을 관찰하는데 관심이 많았던 뉴턴은 태양 운동에 몰두한다. 기록한 그림자의 이동을 바탕으로 해시계를 발명했다.
12살에 학교에 간 뉴턴을 무시하던 남학생이 시비를 걸며 발을 걸어 넘어뜨렸다. 뉴턴은 자신을 괴롭히는 남학생에게 먼저 싸움을 신청했다. 뉴턴은 힘이 세지 않았음에도 남학생을 몰아붙여 싸움에서 이긴다.
공부에 흥미를 보이지 않던 뉴턴은 공부로 남학생을 이기면서 결국 1등을 한다. 하지만 어머니는 학교를 그만두라고 하는데 어머니는 당시 꽤 큰 농장을 운영하고 있었는데 뉴턴이 농장을 이어받기를 바랐다.
결국 뉴턴은 16살에 학업을 포기하고 집으로 들어오게 된다. 하지만 뉴턴은 농장일에는 관심이 없었고 사색만 즐기게 되었다. 이때 뉴턴의 비범한 기질을 알아본 사람이 있었는데 외삼촌이었다. 외삼촌의 권유로 뉴턴은 학교로 돌아갈 수 있었다.
| 최고 명문! 케임브리지 대학교에 가다!
뉴턴이 대학교에 가는 걸 못마땅하게 생각했던 어머니는 뉴턴에게 학비와 생활비를 감당하기에는 턱없이 부족한 돈을 보내주었다.
Q. 뉴턴은 케임브리지 대학에 다니기 위해선 스스로 돈을 벌어야 했습니다. 어떤 방법으로 돈을 벌었을까요?
귀족 학생들의 하인 역할을 한 것
당시 케임브리지 대학교에는 가난한 학생들이 귀족 학생이나 교수들의 시중을 들고 학비를 지원받는 제도가 있었다. 뉴턴은 점점 사람을 멀리하고 공부에만 몰두하게 되었다.
| 아웃사이더 뉴턴의 마음을 훔친 상대는?
독서에 빠져 있던 뉴턴의 관심을 끈 인물은 르네 데카르트*였다.
르네 데카르트(1596~1650)
프랑스의 철학자, 수학자, 과학자
해석기하학의 창시자
나는 생각한다. 고로, 나는 존재한다.
뉴턴이 데카르트에서 빠진 이유는 뉴턴이 관심을 가졌던 자연현상에 데카르트가 새로운 해석을 내놓았기 때문이다. 데카르트 이전까지 유럽에 뿌리내리고 있던 르네상스 자연주의 사상에서는 자연을 마치 살아있는 신비한 생명체로 여겼다.
데카르트는 자연 현상을 해석할 때 신비로움을 제거하고 자연에서 일어나는 모든 원리를 과학적인 원리로 설명하려 했다.
| 대역병 시대! 학교를 떠난 뉴턴의 운명은?
런던에 퍼졌던 흑사병*은 치사율이 높고 전염성도 강해 공포의 대상이었다. 아이작 뉴턴이 22살이던 해에 런던에 다시 유행하면서 1665~1666년 런던은 흑사병의 유행으로 인구의 약 25%가 사망한다.
흑사병
14세기에 유럽에서 유행하여 약 5,000만 명의 목숨을 앗아간 전염병으로 내출혈로 인해 피부에 검은 반점이 나타나며 괴사가 발생해 죽음에 이르는 병
런던의 공공기관들이 문을 닫았고 케임브리지 대학교도 학생들을 집으로 돌려보내야 했다.
| 종교와 과학의 최대 논쟁! 천동설 vs 지동설
천동설*은 기독교적 세계관이 더해져 확고해지게 된다. 중세 유럽까지는 절대 진리로 여겨져 누구도 반박할 수 없었다. 16세기 천동설의 금기를 깨는 인물이 나타나는데 바로 니콜라우스 코페르니쿠스*이다.
천동설(지구 중심설)
지구는 움직이지 않고 태양과 태양계 행성들이 지구의 주위를 돌고 있다는 이론
니콜라우스 코페르니쿠스
천동설을 반박하고 지동설을 주장해 후대에 천문학과 물리학 발전의 토대를 마련한 폴란드의 천문학자
천체를 관측하던 코페르니쿠스는 지구가 아닌 태양이 우주의 중심이 되는 지동설을 떠올리게 된다. 당시 지동설을 주장했던 학자들은 종교로부터 탄압과 박해를 받았고 종교 재판을 받기도 했다.
당시 지동설이나 천동설이나 달이 지구를 돌고 있다는 설은 동일했는데 과학자들은 왜 달이 지구에서 떨어지지 않고 계속 돌 수 있는지 의문스러웠다. 아이작 뉴턴 역시 그 고민을 하고 있었는데 떨어지는 사과를 보고 이유를 알게 되었다.
사과를 지구로 떨어지게 하는 힘이 달도 날아가지 않고 지구 주위를 계속 돌 수 있게 끔 붙들고 있는 거구나!
관성의 법칙
외부에서 힘이 작용하지 않으면 운동하는 물체는 그 직선 방향으로 계속 운동하려 하고 정지한 물체는 계속 정지해 있으려는 성질
달은 관성 운동과 중력으로 인해 지구 주위를 돌게 되는 것이다. 뉴턴의 생각은 여기서 멈추지 않고 지구가 태양 주위를 도는 원리까지 생각을 확장한다. 아이작 뉴턴은 모든 천체에 끌어당기는 힘(인력)이 있다고 주장하게 된다.
# 세계사를 바꾼 뉴턴의 위대한 발견
① 만유인력의 법칙
아이작 뉴턴은 만유인력*이 천체뿐만 아니라 질량을 가진 모든 물체에 작용한다고 주장했다. 이로 인해 지구와 우주에 똑같은 과학적 법칙을 적용할 수 있게 된 것이다.
만유인력의 법칙
만유인력 = 수만 개의 물체에 있는 인력
질량을 가진 모든 물체 사이에는 서로 끌어당기는 힘이 작용한다.
만유인력 법칙은 기독교에서도 받아들일 수 있었는데 이유는 당시 기독교에서는 뉴턴이 말한 전능한 존재를 신이라고 주장하고 만유인력은 신이 이 세계에 관여해서 발생한 결과라고 주장했다. 이로써 종교 갈등 없이 천체의 움직임을 과학적으로 설명하는 데 성공한다.
만유인력 법칙은 달처럼 지구 둘레를 도는 인공위성을 개발하는데 큰 공헌을 했다.
Q. 케임브리지에서 연구를 이어가던 뉴턴은 새로운 일에 도전하게 됩니다. 무슨 일을 하게 됐을까요?
교수
26세 뉴턴은 케임브리지 대학 교수가 된다. 뉴턴이 교수가 될 수 있었던 이유는 전임교수 아이작 배로가 뉴턴의 천재성을 알아본 덕분이었다. 아이작 배로는 교수직을 사임하면서 후임자로 아이작 뉴턴을 추천했다. 하지만 강의의 난이도가 높아 학생들은 알아듣지도 못하는 강의라며 아무도 강의 수강을 하지 않았다. 아이작 뉴턴은 수업은 뒷전으로 하고 연구에 더 몰두했다.
뉴턴이 과학계를 뒤흔들며 명성을 얻게 된 사건이 발생하는데 당시 유럽 과학자들에게 치명적인 불편함 이어던 망원경의 단점을 아이작 뉴턴이 보완한다.
당시 렌즈를 사용했던 망원경은 경계선의 색상이 번지거나 색이 왜곡되는 단점이 있었다. 이러한 단점은 천체를 관측할 때 심각한 방해 요소로 작용했다.
② 광학의 발전
당시 과학자들은 태양빛이 백색광이라고 생각했고 다양한 색은 백색광에 그림자가 섞여 나타난다고 생각했다. 뉴턴은 이를 확인하기 위해 거울에 반사된 태양빛을 뚫어져라 쳐다봤다. 뉴턴은 시력이 손상될 위험에도 불구하고 여러 번 실험해 눈을 혹사했다.
Q. 아이작 뉴턴은 사람의 눈이 빛에 어떻게 반응하는지 알아보기 위해 황당한 실험을 하는데요. 어떻게 했을까요?
뜨개바늘을 이용해 눈꺼풀과 안구 사이 틈을 찔러본 것
아이작 뉴턴은 여러 색이 혼합되어 백색광이 되는 것을 발견한다. 그리고 그 결과를 바탕으로 새로운 망원경을 만들게 된다. 기존 망원경들이 약 1.8m까지 길게 만들었던 반면 뉴턴의 망원경은 렌즈 대신 거울을 사용해 길이는 짧았지만 기존의 망원경 40배 이상 확대해서 볼 수 있었다.
1672년 뉴턴은 망원경을 만든 공로를 인정받아 교수된 지 4년 만에 영국왕립학회 정회원으로 승급한다.
# 천재 과학자 뉴턴의 숨겨진 비밀
1. 표절 논란
아이작 뉴턴과 표절 시비가 일어난 인물은 독일의 수학자 라이프니츠였다. 두 사람이 발명한 인류 역사상 가장 위대한 개념의 정체는 미적분이다.
라이프니츠
독일의 수학자이자 과학자
이진법의 계산법을 개발
컴퓨터 시대의 초석을 마련하였다.
당시 미적분을 먼저 생각한 사람은 뉴턴으로 추정되는데 뉴턴이 쓴 논문에 미적분을 설명한 내용이 담겨있기 때문이다. 뉴턴은 이 논문을 발표하지 않고 주변 지인들과 공유만 했는데 뉴턴의 논문이 10년 동안 잠들던 도중 독일의 라이프니츠도 미적분을 생각해 냈던 것이다.
라이프니츠는 미적분을 떠올리고 1년 후 1676년 런던을 방문하는데 뉴턴이 친구들에게 보여준 논문을 라이프니츠도 보게 된 것이다. 이후 미적분에 대해 의견을 나눠보고 싶다고 뉴턴에게 편지를 보내게 된다.
뉴턴은 답장을 보내는데 미적분의 개념을 완전히 알아볼 수는 없게 수수께끼 같은 암호를 써서 보냈다. 편지를 받은 라이프니츠는 이해하지 못했고 뉴턴은 그와 의논하는 것을 꺼렸던 것으로 보인다.
1684년에 라이프니츠가 뉴턴보다 먼저 논문을 발표했다. 이를 알게 된 아이작 뉴턴은 뒤늦게 논문을 발표한다. 아이작 뉴턴의 논문을 본 라이프니츠는 분노하게 되는데 아이작 뉴턴의 미적분에는 기호가 없었는데 발표한 논문에는 기호가 등재되어 있었다. 이를 본 라이프니츠는 자신의 논문을 표절했다고 강하게 어필했다.
이 사건은 영국과 독일 간의 국가적 분쟁으로 확대되어 연구 교류 단절까지 하게 되었다. 이 논쟁은 10년간 지속되었고 라이프니츠는 결국 영국 왕립협회에 결판을 내달라고 요청한다. 당시 가장 큰 변수는 왕립학회 학회장이 뉴턴이었다는 것이다.
왕립학회는 아이작 뉴턴의 손을 들어주었다.
2. 연금술
연금술
흔한 금속을 금이나 은으로 바꾸는 것을 목표로 함
당시 연금술 연구는 화학의 발전에 중요한 공헌을 했다. 중세 이후 연금술은 허무맹랑한 학문이자 종교적으로 이단 취급을 받았다.
아이작 뉴턴은 '연금술은 우주를 창조한 신의 위대한 자연법칙을 해독할 수 있는 열쇠다'라며 연금술이 금기시되던 시기에 지하 연구실에서 비밀리에 연금술을 연구했다.
뉴턴은 철저하게 비밀에 부쳐 연금술을 연구했기 때문에 뉴턴이 죽은 뒤 약 200년 후 세상에 밝혀졌다.
Q. 뉴턴은 연금술 실험을 할 때 특히 이것을 많이 사용했는데요. 그 때문에 치명적인 위험에 처하기도 합니다. 이것은 무엇일까요? 수은
아이작 뉴턴은 은과 수은을 섞어 나뭇가지처럼 자라나는 실험을 진행했다고 알려져 있다. 아이작 뉴턴은 1690년대 초반 50대 때 우울증, 불면증, 과대망상 등 정신질환에 시달리게 된다. 이 증상은 수은 때문이라는 설이 있었다.
아이작 뉴턴이 사망하고 그의 머리카락에서는 수은이 정상 수치보다 40배가량 높게 검출되었다. 아이작 뉴턴은 금지된 학문도 주저하지 않고 건강도 안중에 없을 정도로 연구에 몰두했다.
3. 성경 해독
Q. 뉴턴은 성경의 내용을 바탕으로 미래에 다가올 일을 예언했는데요. 무엇을 예언했을까요?
지구 종말
다니엘서 12장 7절에 기록된 내용
한 때와 두 때와 반 때가 지나야 한다. 거룩한 백성이 받는 핍박이 끝날 때 이 모든 일이 다 이루어질 것이다.
뉴턴은 과학과 전혀 상관없는 분야에도 관심이 많았던 것을 알 수 있다.
1687년 아이작 뉴턴은 자신의 연구 결과를 집대성한 《프린키피아》책을 발표한다. 프린키피아에는 만유인력의 법칙, 뉴턴의 운동 법칙 등 물리학에 중요한 이론이 담겨있다.
프린키피아
[자연철학의 수학적 원리]라는 제목의 책으로 근대 과학혁명의 성과를 집대성한 책
얼마 전 미국 뉴욕에서 크리스티 경매에 나온 프린키피아 초판의 가격은 한화로 약 44억 원에 낙찰되었다.
뉴턴의 이론들은 훗날 과학 기술 발전의 밑바탕이 되었다. 1696년 아이작 뉴턴은 54세에 갑자기 케임브리지 대학교를 떠나 런던으로 간다. 그는 과학자에서 공무원으로 직업을 바꿨다.
당시 영국 재무부 장관이었던 찰스 몬태규는 친구인 아이작 뉴턴에게 조폐국 감사직을 추천한다. 꿀보직이었던 이 감사자리를 아이작 뉴턴은 받아들인다.
당시 영국은 심각한 화폐 문제 때문에 골머리를 앓고 있었다. 1600년대 말에는 위조 동전이 성행했던 시기였다. 아이작 뉴턴을 위장을 하고 화폐 위조범을 잡기도 했다.
이 일을 계기로 아이작 뉴턴은 조폐국 국장까지 승징하게 된다. 하지만 1720년 노년에 아이작 뉴턴은 주식에 실패해 큰 위기를 맞이한다. 영국에서 남해회사 거품 사태가 발생한다.
남해회사
당시 위기에 빠진 영국 재정을 살리고자 설립
남해 무역을 통해 이윤을 창출하고 채무를 정리하는 것이 목적
남해회사는 설립 당시 아프리카 노예들을 팔아서 이익을 취득했다. 훗날 금융회사로 탈바꿈되었다. 당시 남해회사는 남아메리카 무역 독점권을 확보하려 했다. 이 소식을 들은 뉴턴은 주식을 매입하는데 처음에는 이익을 보았다. 그런데 추후에 주가가 더 오르자 고점에서 주식을 왕창 매입한다.
그런데 이후 해상 사고가 발생하며 남해회사의 경영 상태가 부실해진다. 뉴턴이 팔기도 전에 주식이 폭락한다. 아이작 뉴턴은 이 사건으로 약 40억 원의 손실을 본다. 하지만 아이작 뉴턴은 부동산 투자로 약 3만 2천 파운드(현재 가치 약 65억 원)의 수익을 올렸다.
혼자 글을 쓰며 노년을 보내던 아이작 뉴턴은 건강이 나빠져서 1727년 85세에 사망한다. 아이작 뉴턴은 웨스트민스터 사원에 묻히게 된다.
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