[운동 안내서] 우리는 무엇인가? - 정지와 운동
우리는 불변하는가? 변화하는가?
인류 지성사 이래로 본질(Essence), 실체(True Nature), 실재(Existence)[1]와 같은 근원에 관한 물음은 가장 오래된 것이지만 여전히 명쾌한 답을 얻진 못했다. 그럼에도 만물의 움직임을 서술하기 위해 얻어낸 가장 탁월한 이론인 상대성이론과 양자론은 답을 찾으려는 노력에 훌륭한 통찰을 마련해 준다.
다소 딱딱하더라도 <[운동 안내서] 삶을 변화시키는 힘! 운동이란 무엇인가?>에서 얘기한 고갱이 던진 존재의 근원에 대한 질문 “우리는 무엇인가?”에 대한 답을 찾는 여정을 잠시 떠나보자.
앞서 존재 이전 절대적 무無의 상태와 그리고 우주를 포함해 존재하는 모든 것은 (그것이 요동이든, 춤이든, 진동이든, 이동이든) 움직인다고 했다. 동서양의 호모 사피엔스 후손들은 이 현상을 어떻게 바라봤을까?
서양은 보이는 현상과 전진적 관점으로, 동양은 보이지 않는 원리와 순환적 관점에서 이를 이해한 것 같다. 그런데 이 두 가지는 모순적이고 대립적인 것이 아니라 하나이다. 보이되 보이지 않는 것이 공존하는 것은 자연의 근본적인 질서인지도 모른다. 우선 서양으로 넘어가 보자.
본질은 정지인가? 운동인가?
운동이란 무엇인가? 무엇의 운동인가? 무엇을 통한 운동인가?
이 모두는 뉴턴이 만유인력의 법칙을 발견하기까지 답변이 제대로 이루어지지 않은 채 남아 있는 질문이었다. 고대 그리스 철학자들은 존재와 운동 사이의 간극을 메우기 위해 무진 애를 썼었다.
플라톤은 초월적 실재인 (절대적이고 완벽한 불변의 이상 세계인) 이데아(Idea)라는 개념을 통해 영원한 불변성에 가치를 두었고, 이는 유클리드(Euclid, 기원전 330-275)를 통해 변하지 않는 기하학적 도형이라는 학문으로 이어지면서 사상적 기초를 이루었다.
이를 바탕으로 물질이 입자로 구성된 것이 아니라고 생각한 아리스토텔레스(Aristotle, 기원전 384-322)는 "세상의 모든 물체는 정지(Rest)해 있는 것이 본질"이라고 했다. 그는 움직이는 물체가 스스로 움직이는 게 아니라 다른 무언가가(무언가에 의해) 움직인다고 생각한 것.
아리스토텔레스는 세상의 본질을 운동이 아닌 정지(REST)로 보았다. [이미지 출처: 구글]따라서 자신은 움직이지도 변하지도 않으면서, 만물을 움직이고 변하게 하는 '운동자(Prime Mover, 원동자)', 즉 움직임을 일으키는 근본인 '부동의 운동자(The Unmoved Mover, 부동의 원동자)'가 존재한다고 주장했다.
반면 이러한 '불변'의 사상과 대립적으로 '변화'를 주장하는 철학자도 있었다. 만물의 근본을 고정된 모양이 없고 다른 물질을 취함으로써 존재하는 ‘불’이라고 생각했던 헤라클레이토스(Heraclitus 기원전 535-475)는
어느 누구도 똑같은 강에 두 번 들어가지 않는다.
모든 것은 흐른다.
는 통찰을 통해 존재의 본질을 해명하려 했다. 모든 것은 움직이기 때문에 그 어떤 것도 안정되거나 머물러있지 않다고 생각한 것. 그리고 이 말에는 늘 변화하는 강물을 별개의 사물로 지각하는 것이 오로지 마음의 작용이라는 의미가 숨어 있다.[2] 그러나 이러한 사고는 불변을 주장하는 플라톤의 주류적 사고에서 밀려나 있었다.
운동, 모든 것의 원천
시간이 흘러 운동에 대한 화두가 14세기 르네상스의 거장이자 역사상 가장 위대한 상상력과 창의력의 소유자로 칭송받는 레오나르도 다빈치(Leonardo da Vinci, 1452-1519)에게도 던져졌다. 자연의 삶을 끝없는 생성의 지속적인 과정으로 인지했던 그에게 운동은 “최초의 원동력”으로서 “일체를 포괄하는 원리”이자 “모든 것의 원천”에 놓여 있었다.[3]
그는 마치 아리스토텔레스와 토론이라도 한 것처럼 ‘프리모 모토레Primo Motore, 운동자’를 최초의 움직이지 않는 운동자로 가정한다. 다빈치가 이 운동자를 태양으로 여긴 이유는 움직이지 않는 태양이 우리를 움직이게 한다고 생각했기 때문.
(과학적 사실과 부합하지 않지만) 그런데도 사물을 이미지화 과정(Imagery Processing)과 운동을 통해 이해하고자 했다. 그는 유클리드의 정적 기하학을 도형으로 이루어진 동적 과학으로 변형시킨다. 선은 점이, 평면은 선이, 입체는 평면이 움직인 것으로 파악했다.
운동에 대한 개념이 얼마나 많이 그의 사고를 지배했는지는 어떤 형상의 재현에서 나타난다. 바로 ‘회전하는 나선’으로 하늘에서 새의 움직임, 물속에서 기포의 움직임, 대동맥 판막에서 피의 움직임을 구성한다.[3] 공교롭게도 우리 은하와 DNA도 회전하는 나선의 모양을 띠고 있다(다빈치의 스케치를 통해 땅을 뚫는 나선형 드릴이 개발되고, 나선형 날개로 수직으로 이착륙하는 헬리콥터가 개발된다).
다빈치가 설계한 회전하는 나선형 날개를 가진 비행체. [이미지 출처: 구글]이처럼 다빈치는 공간과 시간 그리고 물체가 모두 단일한 원천의 운동으로부터 시작됐다고 생각했다. 마치 지금의 우주가 (팽창하는) 운동의 상태로 옮겨진 것이 초기 대폭발이라는 단 하나의 움직임 때문이라는 것을 꿰뚫고 있었다는 듯.
무엇보다 그가 세계를 개념적 인식과 감각적 인식, 사고와 체험, 인식론과 감성론이 분열하거나 대립하지 않고 서로 지지하고 필요로 하는 통합적 방식으로 이해했기 때문이다. 아마도 다빈치는 동양사상과 양자론의 공통분모인 앞선 글 <[운동 안내서] 모든 것은 운동한다>에서 얘기한 ‘상보성 원리’를 이해한 것이 아니었을까.
그랬기 때문에 (동시대 사람들보다 100년 이상 앞선 위대한 해부학 업적을 남긴) 풍부한 상상력과 창의력을 가질 수 있었던 그를 우리가 그토록 숭배하고, 움직이는 형상을 통해 보여준 통일성이 운동으로 재현돼 우리를 이끌고 갈망하게 하는 이유일 것이다.[5]
세상과 인간의 본질
안타깝지만, 다빈치의 세계관은 “우주는 수학으로 쓰여진 책”이라는 말을 남겼던 니콜라스 코페르니쿠스(Nicolaus Copernicus, 1473-1543)의 대표작이자 교황청 금서목록에 올랐던《천구의 회전에 대하여On the Revolutions of the Heavenly Spheres》가 출판됨으로써 닫히게 된다.
“지구는 태양 주위를 도는 별에 지나지 않는다”는 그의 주장은 ‘닫힌’ 중세적 우주관에서 ‘열린’ 근대적 우주관으로의 움직임을 촉발했다. 우주는 수학적 조화를 이룬다는 우주관의 대변혁은 흔히 ‘코페르니쿠스의 전회(Revolution, 회전, 즉 공전의 의미)’ 또는 ‘코페르니쿠스 혁명(Revolution, 전환의 의미)’이라 불리게 된다. 이를 기점으로 만물의 운동 현상을 다르게 생각하기 시작한다.
15세기가 되자 정적이고 폐쇄적이라고 낙인찍힌 (특히 아리스토텔레스의 저서에 나타난) 고대의 세계상은 점점 더 폐기되었다. 대신 서로 불가분의 관계인 세계의 가동성(Mobility, 움직이는 성질)과 인간의 가동성이 본질적 특성으로서 파악된다.
지구도 움직이지만, 지구 위 인간도 움직인다. [이미지 출처: 구글]비로소 정지가 아닌 운동이 세계와 인간의 본질을 묘사하는 것으로 이해되기 시작한 것. 이 근본 사유가 프랜시스 베이컨(Francis Bacon, 1561-1626)의 “아는 것이 힘이다”라는 개념의 시발이 된다.
코페르니쿠스와 궤를 같이하는 또 하나의 혁명은 인체 내부에서 발견되는 운동을 통해 탄생한다. 의사이자 생리학자인 윌리엄 하비(William Harvey, 1578-1657)는 심장의 박동을 원동력으로 하여 ‘혈액이 움직인다’는 논문을 발표한다.
그는 혈액이 심장의 펌프질로 동맥과 정맥을 통해 순환되는 체내의 완벽한 역학적인 체계를 제안하고 입증했다. 하비는 “혈액은 순환적으로 움직인다. 이것은 항상 지속하는 운동이며 이는 박동을 통해서 이루어지는 심장 활동의 결과이다. 이 순환 운동과 심장의 박동은 혈액 순환의 유일한 원천이다”라고 했다(이 순환운동의 의미는 앞으로 다룰 생명에서 가장 중요한 의미를 담고 있다).[4]
혈액의 흐름[5] - 로버트 윈스턴(Robert Winston)의 <인간> 중에서
적혈구는 온몸을 한 바퀴 순환하는 데 20초가 채 걸리지 않는다. 적혈구가 하루에 움직이는 거리는 약 1만9000킬로미터로 아메리카 대륙을 횡단하는 거리의 약 4배이다.
대동맥 단면 사진 [이미지 출처: 구글]이 사진은 대동맥(우리 몸에서 가장 큰 동맥)의 단면으로 탄력 있는 동맥의 벽을 볼 수 있다. 이것은 리드미컬하게 수축하여 혈류 속도를 증가시킨다.
세상의 본질이 ‘정지’라고 믿었던 아리스토텔레스와 달리 지동설을 지지한 갈릴레오 갈릴레이(Galileo Galilei, 1564-1642)는 “정지 상태란 본질적으로 존재하지 않는다”고 생각했다. ‘행성 운동법칙(Laws of Planetary Motion)’으로 유명한 요하네스 케플러(Johannes Kepler, 1571-1630)는 지구도 태양을 중심으로 타원형 궤도를 그리며 운동한다고 주장했다.
행성 운동법칙은 만유인력에 관한 뉴턴의 후기 연구에 토대를 제공한다. 현대 물리학은 갈릴레오와 케플러의 믿음이 옳았다는 것에 손을 들어준다. 그리고 뉴턴이 등장하여 고대 그리스인들이 가진 관점의 오류를 교정할 수 있게 되기까지는 거의 2000년의 세월이 흘러야만 했다.
세상 만물의 기본 법칙
아이작 뉴턴(Isaac Newton, 1642-1727)은 물체의 본질이 정지가 아니라 “운동이 모든 물체의 자연적인 상태”라고 했다. 따라서 물체는 자기의 운동을 억제할 어떤 힘이 가해지지 않는 한 자기 본연의 운동을 계속 진행한다. 이러한 현상은 달이나, 지구뿐 아니라 모든 물체에 적용된다. 사람도 예외일 수 없는데, 노화로 인해 죽음에 이르지 않는 한 끊임없이 매 순간 끊임없이 움직인다.[6] 뉴턴은 그의 저서《프린키피아, Principia》에서 “개개의 작은 입자에 운동 법칙을 적용하면 모든 물체의 운동을 알아낼 수 있을 것”이라고 했다.
그렇다면 세상 만물을 다룬다는 물리학의 기본이 되는 법칙은 무엇일까? 정답은 (지금까지 이야기한) 움직임, 즉 운동법칙이다. ‘뉴턴의 운동법칙(Newton's Laws of Motion)’이라고도 불리는 이 법칙은 물체가 힘에 어떻게 반응하지는 기술하는 세 개의 운동법칙이다.
“운동이 모든 물체의 자연적인 상태”라고 한 아이작 뉴턴 [이미지 출처: 구글]관성과 자유낙하에 대한 운동현상을 공식화하고자 노력했던 갈릴레오는 끝내 하지 못하고, 자신이 사망한 해에 태어난 뉴턴이 공식화했다.[7] 그가 정립한 이 법칙들은 고전역학의 바탕을 이루는 동시에 우리 삶을 좌우하는 습관의 법칙과도 닮아있다.
운동 제1법칙(관성의 법칙): 힘이 가해져 물체의 상태가 변하는 경우를 제외하고, 물체는 정지해 있거나 동일한 속도로 직선으로 계속해서 움직인다(습관의 관성 법칙: 내버려 두면 하던 대로 한다. 그래서 좋은 습관은 한 개인의 삶을 나아지게 하지만, 나쁜 습관은 삶을 파괴하기도 한다).
운동 제2법칙(가속도의 법칙): ‘F=ma, 힘=질량X가속도’ 공식으로 유명한 법칙으로, 외부에서 가해지는 힘은 물체의 운동상태, 즉 속도를 변화시킨다(습관의 가속 법칙: 삶에 변화를 주고 싶다면 운동과 더불어 내부적 깨달음 혹은 각성이 필요하다. 그렇게 시간이 좋은 습관은 가속도가 붙고, 삶의 변화에도 가속도가 붙는다).
운동 제3법칙(작용과 반작용의 법칙): 물체 A가 다른 물체 B에 힘을 가하면, 물체 B는 물체 A에 크기는 같고 방향은 반대인 힘을 동시에 가한다(습관의 작용ㆍ반작용 법칙: 스스로 변하기 힘들 때 타인으로 인해 각성하게 된다. 우리 삶은 상호보완적이지 홀로 살아갈 수 없으며, 때로는 멈추기도 하고 나아가기도 해야 한다).
이처럼 갈릴레오나 뉴턴의 생각과 달리 아리스토텔레스의 생각이 큰 차이를 보였던 것은 그가 정지 상태를 다른 상태들보다 더 우월하다고 믿었던 데에 있다. 아리스토텔레스는 힘이나 충격을 받지 않는 한 물체는 우월한 정지 상태여야 한다고 생각했고, 그래서 지구가 정지해 있다고 믿었다.
그러나 정지 상태를 판정할 수 있는 절대적 기준은 없다. 이는 물리학에서 중요한 의미가 있는데, 서로 다른 시점에 일어난 두 사건이 동일한 장소에서 발생했는지 여부를 결정할 수 없음을 의미한다. 이처럼 물리학자들이 세상을 이해하는 방식은 '운동'이다.
결국 운동은 빈 공간 안에서 물질이 움직이는 것이며 이는 ‘위치 변화’를 의미한다. 위치의 변화가 없는 것도 정지라는 운동이다. 공간 안에서 고정된 것처럼 보일 뿐 근원적 움직임, 즉 ‘진동’하고 있기 때문이다. 그리고 운동은 공간 안에서 점 또는 선, 즉 도형이 되고, 이 도형은 숫자로 표현할 수 있다.
나는 움직인다. 고로 존재한다.
“나는 생각한다. 고로 존재한다(cogito ergo sum)”의 명언으로 유명한 데카르트에 따르면 3차원 공간상의 위치는 가로ㆍ세로ㆍ높이를 나타내는 세 개의 숫자로 표현된다. 이것을 우리는 ‘좌표(Coordinates)’라고 부른다.[8] 동사인 Coordinate는 ‘몸의 움직임을 조정하다’는 뜻이다. 그리고 인체의 움직임에서 중요한 Coordination은 ‘조화, 협응, 인체 움직임의 조정력’을 뜻한다. 몸은 인체 시스템의 조화 없이는 움직일 수 없기 때문이다.
결국 우리 몸의 움직임은 공간 안의 좌표로 나타낼 수 있으며, 생이 다하는 날까지 끊임없이 움직임을 조정한다. 어쩌면 데카르트의 명언을 다음과 같이 바꿔야 할지도 모르겠다. (무라카미 하루키가 한 말이기도 한)
나는 움직인다. 고로 존재한다.
이처럼 숫자는 수식으로 다룰 수 있으니 운동을 수학으로 기술할 수 있다는 의미다. 수학 시간에 배웠던 ‘함수’는 수식과 도형을 연결해주는 수식이다. F=ma, 이것이 운동이다. 세상은 운동이고, 운동은 세상이다. 우리는 운동하며, 운동은 우리다.
이것이 운동이다 [이미지 출처: 구글]‘법칙을 따르는 우주(Lawful Universe)’라는 새로운 개념과 뉴턴이라는 인물의 출현은 하나의 획기적 사건이었다. 뉴턴의 중력법칙이 갖는 의미는 물체의 운동 밑바탕에 깔린 기본 힘에 관한 최초의 수학적 기술이라는 것에 그치지 않는다. 그는 지구상에 있는 물질의 운동에 적용되는 규칙이 천체에도 그대로 적용돼야 한다고 주장했다. 자연법칙의 보편성을 진정으로 이해한 최초의 사람이었던 것.
뉴턴을 천재라 일컫는 이유 중 하나는 사과를 나무에서 떨어뜨리는 힘이 달이 지구 주위를 돌게 만드는 힘과 같은 힘임을 최초로 깨달았기 때문. 하지만 논리와 환원주의의 대가인 뉴턴조차 자연법칙만으로는 물리적 세계의 모든 것을 설명하기에 충분하지 않다고 믿었다.[9]
뉴턴 이후로 삼백 년의 시간이 지났다. 안타깝지만 서구의 사상은 여전히 정지 또는 불변이 존재의 근거이고, 운동은 설명돼야 하는 현상으로만 파악한다. 하지만 정지(불변)가 아닌 운동(변화)이 존재의 근원이자. 모든 존재의 시작에 놓여야 한다. 존재의 근원은 정지(불변)가 아닌 운동(변화)이다. 움직임이 모든 존재의 시작이다.
거듭 이야기하지만 모든 것은 무無의 움직임으로부터 시작됐고 지금도 움직인다. 대폭발과 급팽창은 우주를 탄생시켰고, 빛을 만들었으며, 은하와 별을 생성했다. 별의 폭발은 행성을 만들었고, 빛과 대지가 만나 생명이 탄생했으며, 생명은 진화라는 움직임을 통해 번창해왔다.
만물은 움직인다. 정지해 있는 것들조차 움직이고 있다. 바로 그 움직임을 통해 생명이 유지되고 변화가 일어난다. “움직임은 생명이다.”라는 히포크라테스의 말은 그래서 옳다. 우리는 무엇인가? 우리는 무한한 가능성을 지닌 움직임 그 자체이다. 우리는 끊임없이 움직이면서 살고, 우리의 존재는 운동으로 이루어져 있다. 모든 존재는 변화한다. 현재의 우리는 우리로부터 변화되어 온 것이다.[12]
그것이 바로 우리 삶을 관통하는 단 하나의 본질이다. 스티븐 호킹은 “생명이 있는 한 희망이 있다”고 했다. 우리가 변화를 추구하는 움직임을 가동시킬 때 비로소 희망이 지금 이 순간 그리고 미래의 후손 곁에도 머무르는 게 아닐까? 우리는 그렇게 진화해간다.
원문: [운동 안내서] 우리는 무엇인가? 정지(불변)와 운동(변화)
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참고 문헌
[1] 저자 주: 본질: 본디부터 가지고 있는 사물 자체의 성질이나 모습, 실체: 늘 변하지 아니하고 일정하게 지속하면서 사물의 근원을 이루는 것, 실재: 사물의 본질적 존재
[2] p39, 전자책, 리사 펠드먼 배럿의《감정은 어떻게 만들어지는가?》중에서
[3] p99-100, 에른스트 페터 피셔의《또 다른 교양: 교양인이 알아야 할 과학의 모든 것》중에서
[4] p514-515, 에른스트 페터 피셔의《또 다른 교양: 교양인이 알아야 할 과학의 모든 것》중에서
[5] p77, 로버트 윈스턴의《인간: 몸과 마음에서 역사와 문화까지 인간 DK 대백과사전》중에서
[6] p430-432, 에른스트 페터 피셔의《또 다른 교양: 교양인이 알아야 할 과학의 모든 것》중에서
[7] p100, 에른스트 페터 피셔의《또 다른 교양: 교양인이 알아야 할 과학의 모든 것》중에서
[8] p86, 전자책, 김상욱의《떨림과 울림: 물리학자 김상욱이 바라본 우주와 세계 그리고 우리》중에서
[9] p53, 전자책, 앨런 라이트먼의《엑시덴탈 유니버스: 우리가 몰랐던, 삶을 움직이는 모든 순간의 우주》중에서
By 푸샵 이종구: <남자들의 몸 만들기, 2004> 저자
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