1-5. 인류에게 남긴 위대한 유산,'프린키피아'

J.YONG.WON 作,아이슬란드 야경

1687년에 출판된 뉴턴의 저서 『프린키피아』는

오늘날에도 물리학 교육의 근본이 되고 있는 책이다.

프린키피아는 ‘원리’이라는 뜻으로

원제는 <자연 철학의 수학적 원리>다.

당시는 과학의 개념 자체가 모호했기 때문에

뉴턴이 자연현상에 대한 의문을 품고 답을 찾는 것이

자연철학이고, 수학을 이용해서 풀었다는 것이

이 책의 제목이다.

오늘날 『프린키피아』가 지닌 가치는 이루 말할 수

없으나, 뉴턴 역학이 집대성되어 있으며,

물리학의 결정적인 전환점이 된 책이자,

과학사에서 가장 귀중한 고전이라고 할 수 있다.

『프린키피아』는 라틴어로 집필되었으며,

총 3권으로 구성되어 있다.

제1권은 관성계에서 일어날 수 있는 다양한 운동,

예를 들면 관성의 법칙, 운동과 힘의 법칙,

작용과 반작용의 법칙이 서술되어 있다.

제2권은 저항이 있는 공간에서 움직이는

물체의 운동을 기술하며, 액체와 기체에 대한 설명,

데카르트 이론과 뉴턴의 반박 등이 담겨있다.

제3권은 행성과 위성의 움직임을 관찰하고

해석한다. 특히, 만유인력의 법칙으로 태양과 달과

지구의 인력을 설명하고 밀물과 썰물의 원리를

기록했는데, 태양계의 구조 설명에 실제로

사용하는 내용이 수록되어 있다.

결국 뉴턴의 과학적 사실 증명의 도구는

기하학과 수학이었다. 『프린키피아』를 살펴보면

뉴턴이 물리학자이자 수학자임을 확실히 알 수 있다.

사실 『프린키피아』는 뉴턴이 왕립협회에 제출한

짧은 원고를 발전시킨 결과물이다.

운동법칙과 중력법칙 등 고전역학의 토대가 되는

법칙을 비롯해 케플러의 행성 운동법칙, 천문 관찰을

통한 중력의 역제곱 법칙 등을 수학적으로 증명한

것이 본문 대부분의 내용이다.

그래서 『프린키피아』는 자칫 수학 공식만

가득한 책으로 느껴질 수 있다.

그러나 뉴턴은 자연 현상을 직접 수학으로 풀어

증명함으로써 기존에 명쾌하게 풀리지 않던 물음으로부터 과학을 독립시켜 새로운 물리학을 탄생시켰다.

고대 이래, 힘과 운동에 관한 연구를 집대성하고

역학의 수학적 이론을 완성시킨 책이 바로

『프린키피아』라고 할 수 있다.

사실 뉴턴이 이 책을 출판하기까지는

약 20년의 시간이 걸렸다. 이미 책의 기본적인

골격과 내용은 20년 전에 완성했으나,

다른 과학자들과의 논쟁에서 상처받은 그는

『프린키피아』의 발표를 계속 미루고 있었다.

그러던 어느 날 에드먼드 핼리가 뉴턴을 찾아와

오랜 숙제였던 "만유인력이 거리의 제곱에

반비례하면 행성궤도가 어떻게 될까요?"라고

물어보자 뉴턴은 "타원이네. 그건 내가 20년 전에

계산해 뒀다네."라고 대답했고,

이에 깜짝 놀란 핼리가 지금이라도

『프린키피아』를 발표할 것을 권유하자 비로소

뉴턴은 자신의 연구 결과를 정리하여 출판했다.

『프린키피아』는 17세기 새로운 과학의 토대가

되었다. 상업 자본과 제조업이 발전하던 중세 말기의

영국은 뉴턴 역학의 영향으로 전자기학과 광학을 크게 발전시킨다. 뉴턴의 현실적이고 동적인 사고의 영향을 받은 영국은 과학 기술을 비약적으로 발전시켜 대영제국을 건설하였고 200년 이상 부귀영화와 전성기를

누리게 된다.

『프린키피아』는 과학계 최고의 걸작이자,

근대 과학의 발전에 압도적인 공헌을 한 책이다.

고전역학의 바탕을 만들고 과학적 탐구 방법을

제시하며 현대 문명의 주춧돌을 세운 『프린키피아』

는 말 그대로 인류의 역사를 바꾼 책이라고

할 수 있다.

이 책이 인류에게 남긴 유산은 자연과학을

올바르게 연구하는 방법, 연구와 실험의 중요성,

그리고 진리를 탐구하는 올바른 자세를

알려주었다는 것이다.

"세상 사람들이 나를 어떻게 보는지 나는 모른다.

나 자신에 비친 나는 바닷가에서 노니는 소년일

뿐이다. 거대한 진리의 바다는 아무것도 가르쳐

않으며 내 앞에 펼쳐져 있을 뿐이다."

바닷가에서 노닐다 가끔씩 자그마한 조개를

주었을 뿐인데, 그 조개가 인류의 지성사를

비약적으로 넓힌 프린키피아였던 것이다.

이런 찬사에 뉴턴은

"나는 그저 거인의 어깨 위에 올라탔을 뿐이다."

라며 겸손해했으나,뉴턴의 겸손으로 인류는

이제 지상계와 천상계가 하나의 운동 법칙으로

움직인다는 사실을 알게 되었다.

"오 신이시여 ~~^

인간의 끈기와 영민함으로 신의 비밀을

까발린 것에 부디 노여워 마시고 어여삐 여기소서. "

Plato Won