아이작 뉴턴을 시작으로 당대의 가장 위대한 과학자들도 종말의 그늘 아래 살고 있다고 여느 사람들처럼 확실하게 믿었다. 어떤 시대든 모순이 존재하며, 당대인들은 이런 모순을 슬며시 외면한다. 고대 그리스인들은 늘 정의를 입에 달고 살았지만 노예 제도를 유지했다. 십자군은 예수가 외친 사랑의 복음을 설교했지만 이교도들을 말살시켰다. 17세기는 자연법칙을 철저히 따르며 시계처럼 작동하는 우주를 믿었지만, 또 한편으로는 세상에 내려와 기적을 행하고 죄인을 벌하는 신을 믿었다. --- p.48

“도시에 머물 때 한 주에 7,400명이 넘는 사람들이 숨졌는데, 그중 6,000명 이상이 전염병으로 죽었다. 종소리가 들리는 것 말고는 낮이든 밤이든 쥐죽은 듯 고요했다. 롬바르드 가를 이쪽 끝에서 저쪽 끝까지 걸어가도 만난 사람이 채 스무 명이 되지 않았다. … 스물두 집에서 온 가족이 몰살을 당했다.” 이제 사망자가 너무 많아서 일일이 장례를 치를 수가 없었다. 밤에 송장 수레가 시체를 찾아 빈 거리를 덜거덕거리며 지나갔다. 깜빡이는 노란 횃불의 빛만이 어둠 속을 희미하게 비추었다. “죽은 자를 내놓으시오!”라는 고함소리가 음울하게 울려 퍼졌다. 하지만 닥치는 대로 사람들이 죽어 나가자, 수레를 끌 사람도 희생자를 위해 기도해줄 성직자도 무덤을 팔 일꾼도 턱없이 모자랐다. 수레들은 집단 매장 구덩이로 가서 짐을 왕창 쏟아 부었다. --- p.49

“불이 무시무시한 소리를 내며 탔다.”라고 피프스는 적었다. 그런데 타닥타닥 불이 타들어가는 소리는 악마의 합창단이 내는 한 곡조에 불과했다. 도망치는 사람들이 연기와 재 때문에 눈도 뜨지 못한 채 공포의 비명을 내질렀다. 집의 기둥들이 불타 무너지면서 대포 소리 같은 굉음을 냈다. 지붕이 땅으로 무너져 내리면서 덩어리들이 쿵쾅쾅 곤두박질쳤다. 교회 벽이 뜨거운 불길에 무너지며 돌들이 사방으로 튀었다. --- p.55

유클리드 시대로부터 19세기가 지나자 갈릴레이는 지상으로 떨어지는 물체를 지배하는 법칙을 찾아냈다. 갈릴레이가 방법을 알려준 이후 발견들이 봇물 터지듯 이루어졌다. 공중에 던져진 돌과 시위를 떠난 화살은 포물선을 그리며 이동했으며, 혜성과 행성은 타원을 그리며 운행했는데, 마치 유클리드의 도형들이 별들 사이에 거대한 형태로 배치되어 있는 듯했다. 우주가 정밀하게 배열되어 있음을 갈릴레이와 케플러 그리고 뉴턴은 증명해냈다. 그리고 이 배열은 한 위대한 기하학자의 작품이었다. --- p.65

고대 그리스인들은 아무것도 몰랐다. 아이작 뉴턴과 고트프리트 라이프니츠가 나타나서 ‘작동’ 버튼을 눌러 정적인 세계를 운동시키기 전까지는 아무도 모르는 문제였다. 둘이 이 비밀을 밝혀낸 후 세상의 모든 과학자들은 갑자기 마법의 도구를 손에 쥐게 되었다. “얼마나 멀리? 얼마나 빨리? 얼마나 높이?”라는 질문을 던지면 이 도구는 즉시 답을 내놓았다.
이 도구는 바로 미적분이라는 개념이었다. --- p.69

분야를 막론하고 가장 위대한 과학자들은 우리가 칭송해 마지않는 발견과 우리를 어리둥절하게 만드는 개념 이 두 가지를 똑같이 중요하게 여겼다. 뛰어난 수학자이자 철학자인 르네 데카르트를 예로 들어보자. 그는 뉴턴이 태어나기 전까지만 해도 가장 중요한 과학자 가운데 한 명이었다. 만약 과학이 성채라고 한다면 이 성채의 주춧돌을 세운 인물이 바로 데카르트였다. 데카르트는 궁극적인 회의론자였다. 어떤 것이든 무턱대고 받아들이기를 거부했는데, 심지어 이 세계와 이 안에 있는 모든 것이 한낱 꿈일지도 모른다고 여겼다. 하지만 당시 널리 퍼져 있던 소문에 대해 과학적인 설명을 자세하게 내놓았다. 그 소문이란, 만약 어떤 사람이 살해를 당했고 살인자가 나중에 희생자의 몸에 접근한다면, 시체는 피를 뿜어내어 살인자를 “확인시켜준다”는 내용이었다. --- p.81

마법처럼 들리는 목표를 과학적인 방법으로 달성하려는 시도인 연금술은 옛것과 새것의 공존을 보여주는 가장 인상적인 사례다. 목표는 ‘현자의 돌’이라는 물질을 찾는 것이다. 이름과 달리 액체인 이 물질은 평범한 사물을 금과 은으로 변화시키며, 마시면 누구나 불사의 존재로 바꿔버린다고 한다. 연금술에 대한 굳건한 믿음은 17세기에는 아주 흔했지만 아이작 뉴턴은 유독 남달랐다. 연금술 실험 기록들이 뉴턴의 공책들에 작고 난삽한 글씨체로 빽빽이 기록되어 있었다. 통틀어서 뉴턴은 연금술에 약 50만 단어를 아낌없이 썼는데, 이는 레프 니콜라예비치 톨스토이의 대작 《전쟁과 평화》의 단어 개수와 맞먹는다. --- p.83

“성공하는 것만으로는 충분하지 않다. 남들이 망해야 한다.” --- p.106

새로운 과학이 조롱과 적대감을 불러일으킨 까닭은 일단 과학이 새롭기 때문이기도 했다. 하지만 분노에는 더 깊은 원천이 있었다. 새로운 사상가들은 오랫동안 존중되어온 이해할 만한 상식적인 세계관을 일상생활의 단순한 사실과 어긋나는 세계관으로 바꾸자고 제안했다. 우리가 고정된 굳건한 지구 위에서 살아간다고 한다면 무슨 논란이 있겠는가? 하지만 새로운 이론이 나타나서는, 지구를 허공에 내던져놓고서 누구도 눈치 채지 못하게 우주를 가로지르게 만들었다. 만약 세계가 새총에서 쏘아 올린 돌멩이처럼 우주를 가로지른다면 왜 우리는 느끼지 못할까? 그리고 왜 아래로 떨어지지 않을까? --- p.123

그런데 또 한 가지 발견이 무엇보다도 가장 중요했다. 분명 “지금껏 가장 위대한 경이로움을 촉발시킬” 발견이었다. 하지만 갈릴레이로서도 이 경이로움은 쉬 사라지지 않았다. 그가 목성으로 망원경을 돌리자 이 행성 근처에 여러 개의 밝은 물체가 눈에 들어왔다. 다음 날에도 이 물체들은 그 자리에 있었지만 이 물체들의 배열이 달라져 있었고, 며칠 후에 보았더니 또다시 달라져 있었다. 어떤 날에는 네 개의 물체가 있었고 또 어떤 날에는 두 개나 세 개만 있었다. 도대체 무슨 뜻일까? --- p.147

갈릴레이는 큰소리쳤다. “이성적 추론이 짐 운반과 같다면, 여러 마리 말이 한 마리 말보다 곡식 자루를 더 많이 운반할 수 있듯이 추론할 사람이 많은 편이 단 한 명인 경우보다 낫다는 데 나도 흔쾌히 동의하겠다. 하지만 추론은 경주와 비슷하지 짐 운반과는 다르다. 그리고 아라비아산 승마용 말 한 마리가 밭갈이용 말 100마리를 이길 수 있다.” --- p.215

오늘날에는 올림픽 경기를 할 때마다 우리는 이런 실험[갈릴레이의 낙하 실험]을 목격한다. 텔레비전에서 다이빙 선수가 10미터 높이의 도약대에서 뛰어내릴 때, 어떻게 해서 카메라는 공중에서부터 물로 뛰어드는 선수의 모습을 계속 따라가면서 찍을 수 있을까? 갈릴레이라면 이 수수께끼를 풀 수 있었을 것이다. 작은 돌이 큰 돌과 똑같은 속력으로 떨어지듯이 카메라도 다이빙 선수와 똑같은 속력으로 떨어진다. 묘안은 이렇다. 카메라를 수직 줄에 매달아서 다이빙 선수의 도약대 높이와 똑같은 지점에 놓아둔다. 그리고 다이빙 선수가 뛰어내리는 순간에 카메라가 자유낙하 하도록 줄을 푼다. 그 다음은 중력의 몫이다. --- p.235

오랜 세월 두 맞수는 공식적으로는 서로를 조심스레 추켜세우면서도 장막 뒤에서는 근거 없는 말로 헐뜯기 바빴다. 두 사람 다 상대에 대해 세세하고도 악의적인 공격성의 글을 써서 익명으로 발표했다. 각자 서로를 향해 모욕과 비방의 말을 동료들의 귀에 흘렸으며, 자기가 흘린 말이 돌고 돌아 자신에게로 되돌아오는 소리를 듣고서는 충격과 경악을 금치 못했다. --- p.313

라이프니츠가 고안한 기호와 표기법은 요즘 학생들도 배우는 바로 그것이다. 뉴턴이 발견한 미적분도 핵심 내용은 동일했으며, 대가인 그가 다룬다면 거의 모든 문제에 거뜬히 적용될 수 있었다. 하지만 뉴턴의 미적분은 오늘날 박물관 소장용 작품으로 남게 되었고, 반면에 라이프니츠가 갈고닦아 정교하게 다듬은 버전의 미적분은 지금까지 보편적으로 사용되고 있다. 뉴턴은 자기가 누구보다도 먼저 미적분을 발견했으니 더 이상 왈가왈부할 것이 전혀 없다고 주장했다. 이에 라이프니츠는, 자신이야말로 다른 사람들이 이해할 수 있는 형태로 미적분을 세상에 알림으로써 새로운 지성의 궁전으로 들어가는 문을 열어젖혔다고 맞받아쳤다. --- p.324

핼리는 《프린키피아》가 출간되기까지의 전 과정을 감독했는데, 결국 이 일로 낭패를 보고 말았다. 왕립학회가 이전까지 책을 출간한 적은 딱 한 차례뿐이었다. 1685년에 학회는 《물고기의 역사》라는 호화로운 책을 출간했다가 경제적 손실을 톡톡히 입었다. 그래서 학회는 이번에는 핼리한테 일단 자비로 《프린키피아》를 출간하라고 시켰다. 애초부터 이 책의 출간에 자진해서 매달린 사람은 핼리였으니 말이다. 핼리는 그러겠다고 했지만, 결코 돈이 많은 사람이 아니었다. 책이 출간되자 큰 호응을 얻었지만 학회의 재정 상태는 더욱 나빠졌다. 그러자 학회는 핼리에게 돈 대신 창고에 쌓여 있던 재고 도서 《물고기의 역사》를 대금으로 주었다.

<b>“우주는 시계처럼 정교하고 복잡한 법칙을 따라 작동한다.”<br/>이 생각은 어떻게 시작되었을까? 기계처럼 작동하는 세상과 근대 세계는 어떻게 탄생했을까?<br/>신앙과 지성 사이에서, 모순과 호기심 사이에서 투쟁하던 왕립학회 천재들의 위대한 탐구!<br/><br/>과학혁명은 어떻게 시작되고 전개되었는가<br/>탁월한 이야기꾼이 들려주는 17세기 과학혁명 이야기</b><br/><br/>1600년, 지구가 무수히 많은 행성들 가운데 하나일 뿐이라고 주장했다는 죄로 조르다노 브루노가 화형을 당했다. 이로부터 한 세기가 지난 1705년에 영국 여왕은 아이작 뉴턴에게 만인의 존경을 받는 기사 작위를 수여했다. 뉴턴의 업적은 조르다노 브루노의 생명을 앗아간 그 가르침을 온 세상 사람에게 설득시킨 것이었다. 브루노가 화형당한 암흑의 시대와 뉴턴이 이끌었던 ‘기적의 시기’ 어디쯤에서 세계는 근대를 맞이했고, 이후 과학기술은 급속도로 발전하기 시작했다. <br/><br/>뉴턴이 출현하기 전까지만 해도 사과의 낙하는 달을 포함한 천체의 운동과 아무런 관련이 없던 현상이었다. 사과는 그저 떨어졌고 달과 별은 거기에서 운행하고 있을 뿐이었다. 그리고 세계는 ‘과학혁명’이라고 이름 붙인 시기를 맞이한다. 사변적이고 형이상학적인 자연철학에 머물렀던 과학이 근대 과학의 성향을 뚜렷이 지닌 방법론과 목표를 도입한 것이다. 왕립학회가 실험을 강조한 것은 매우 놀랍고도 혁신적인 일이었다. 뉴턴 이전과 이후는 어떻게 그토록 달라질 수 있었을까? 뉴턴뿐 아니라 과학혁명을 이끌었던 시대의 사람들, 즉 ‘왕립학회의 고뇌하는 천재들’이 세계를 이해하는 방식을 획기적으로 바꾼 순간은 어떻게 펼쳐졌을까? <br/><br/>《뉴욕타임스》 선정 베스트셀러 작가이자 에드거상 수상자인 저자 에드워드 돌닉은 흥미로운 주제와 살아 있는 문장으로 평단과 독자들의 호평을 받아왔다. 과학혁명의 태동과 그 후폭풍이 세상을 뒤흔들던 시대를 소설처럼 영화처럼 풀어내는 동시에 과학혁명의 주요 사상을 그림 자료와 함께 쉽고 상세하게 풀어내 《뉴턴의 시계》는, 빌 브라이슨의 《거의 모든 것의 역사》처럼 자유롭고 재미있는 과학이야기를, 리처드 홈스의 《경이의 시대》처럼 과학이 진화해온 역사에 대한 깊이 있는 탐구를 한 권에 담아내고 있다. 과학을 좋아하는 독자는 과학혁명에 대한 색다른 이야기로, 과학을 잘 모르거나 심지어 과학에 두려움이 있는 독자는 한 편의 소설처럼 이 책을 읽어나갈 수 있을 것이다. <br/><br/><b>알려진 지식은 거의 없고 모든 것이 새로웠던 시대,<br/>신의 마음을 읽어내려고 했던 한 무리 과학자들의 이야기</b><br/><br/>혹자는 17세기를 ‘천재의 시대’라고 부르지만 이 시기의 유럽, 특히 런던에는 재앙이 가득했다. 거리에는 도둑과 살인자, 불한당이 넘쳐났고 죽음은 도처에 있었다. 평균 수명 30세, 파리 목숨처럼 스러지는 어린 생명들은 의사를 세상에서 가장 불행한 사람으로 만들었다. 그리고 1665년의 전염병과 다음해의 대화재……. <br/><br/>동시에 완전한 질서에 따라 작동하는 세계를 꿈꾸기 시작한 때 역시 1600년대 후반이다. 바로 이때 잘 차려입은 신사들이 런던의 한 저택에 모여 비밀스러운 회합을 갖기 시작했다. 극장도 도박장도 고급 사창가도 아닌 이곳에 사내들이 왜 모인 것일까? 질병이 신의 처벌로 간주되고 천문학과 점성술이 뒤엉켜 있던 이때, 총명하고 야심차며 호기심 많은 이 과학자들은 천사와 악마, 연금술을 믿으면서도 우주가 정확한 수학 법칙을 따른다고 확신했다. 그리고 이 수학 법칙은 시계장치의 고유한 법칙처럼 복잡하면서도 완벽하게 제어되고 있다고 믿었다.<br/><br/>요하네스 케플러, 르네 데카르트, 갈릴레오 갈릴레이, 로버트 보일, 크리스토퍼 렌 등 이미 학문 분야에서 걸출한 업적을 남기고 있던 이들이 모여 자연과학 지식을 연구하고 향상시키기 위해 왕립학회를 설립했다. 왕립학회 회원들은 인간에게 벌을 내리는 신을 추앙하는 동시에 직접 보고 만질 수 있는 것들로만 세계를 구성했고, 현실에서 알아낼 수 있는 것들과 수학적 법칙에 따라 우주를 파악했다. 스스로 ‘자연철학자’라고 부른 이 집단의 모토는 ‘누구의 말도 곧이곧대로 여기지 말라(Nullius in verba)’였다. 다른 이의 권위에 의존하기보다는 스스로 이해하는 것이 중요했던 것이다. <br/><br/>그들이 보기에 이 세계는 수학이라는 관점에서 바라보았을 때에야 진정으로 흥미롭고 논리적으로 돌아갔다. 뉴턴뿐 아니라 갈릴레이, 라이프니츠 모두 ‘위대한 수학자인 신이 창조한 세계는 합리적이고 질서정연하며, 자연이라는 책은 수학의 언어로 쓰여 있다’고 여겼고, 역설적이게도 이들의 신에 대한 믿음은 자연에 규칙이 있다는 확신으로 이어져 수많은 발견을 이끌어낸다.<br/><br/>* * *<br/><br/>“이제 나는 우주의 구조를 펼쳐 보일 것이다.” <br/>아이작 뉴턴은 인류 역사상 위대한 천재 가운데 한 명이었고 아울러 매우 특이한 사람 중 하나였다. 동시대에 살았던 한 동료의 말에 따르면 “내가 아는 사람 중에서 가장 두려움이 많고 조심스러우며 언제나 의심하는 성격”일뿐 아니라 편집증에 가까울 정도로 예민했다고 한다. 모든 면에서 뉴턴은 다른 세상 사람 같았지만 초상화를 그리기 위해 열일곱 번이나 자세를 고쳐 잡을 정도의 허영심이 있었다. <br/>크리스마스 날에 태어난 뉴턴은 자신이 하느님의 암호를 풀라는 소명을 부여받은 선택된 사람이라고 진심으로 믿었다. 그리고 1687년, 뉴턴이 중력 이론을 밝혀낸 이후 세계는 영원히 달라졌다. 뉴턴의 업적은 특출했고 전례가 없던 것이었지만 스스로 “내가 다른 이들보다 더 멀리 보았다면 거인들의 어깨에 올라섰기 때문이다.”라고 말했듯 그의 놀라운 업적은 코페르니쿠스와 케플러, 갈릴레오 등 선배 과학자들의 연구를 바탕으로 이루어졌다고 말할 수 있다. <br/><br/><b>“나는 과학에서 드높은 명성을 얻고 이 세계를 속속들이 이해하려는 갈망에 휩싸여 있다.”</b> <br/><br/>뉴턴의 최대 맞수였던 고트프리트 라이프니츠 역시 엄청난 천재로, 도서관을 통째로 집어삼킬 정도의 박식가이자 당시에는 이름조차 없었던 새로운 분야에서 개념과 발명을 쏟아낸 독창적인 사상가였다. 강아지처럼 활기찼던 라이프니츠의 성격은 근엄한 뉴턴과 정반대였다. 그는 땅에 박힌 말뚝처럼 한 자리에 가만히 머물러 있는 것을 고통스러워했고, 말하는 개나 물 위에서 걸을 수 있는 발명가를 만나기 위해 하던 연구를 중단하고 달려 나가기도 했다. 라이프니츠와 뉴턴의 ‘진흙탕 싸움’, 즉 미적분 논쟁은 영국뿐 아니라 온 유럽의 과학자와 귀족 들에게 즐거움을 주었지만 두 사람이 실제로 만난 적은 없다고 한다.<br/><br/><B>“내 목표는 우주라는 기계가 하느님이 창조하신 생명체가 아닌 시계와 비슷함을 밝히는 것이다.”</b><br/><br/>천문학자이자 점성술사 그리고 수학 천재였던 요하네스 케플러는 튀코 브라헤가 모은 천문학 데이터를 수십 년에 걸쳐 연구했다. 케플러의 관심은 태양, 별 그리고 행성 같은 밤하늘의 천체들보다는 그들 사이의 관계에 있었는데, 암호문 속에 비밀 메시지가 숨어 있듯이 하느님이 우주의 패턴을 숨겨놓았으리라 확신한 것이다. 케플러는 아주 복잡한 계산 작업들을 수도 없이 시도하고 실패한 끝에 마침내 패턴을 찾아낼 수 있었고, 신의 청사진을 엿본 이 순간을 죽을 때까지 잊지 못했다.<br/><br/><b>“나는 이전의 그 어떤 천문학자도 알거나 관찰하지 못했던 네 개의 행성을 발견했다.”</b><br/> <br/>갈릴레오 갈릴레이는 총명하고 호전적이었다. 수학자이자 천문학자였던 그는 이탈리아 귀족들에게 망원경을 통해 천체를 바라보게 하여 충격을 안겨주었고, 새로운 발명품이었던 망원경의 성능 개량에 큰 역할을 했다. 천체에 대한 우리의 시각은 갈릴레이가 망원경으로 하늘을 바라봄으로써 혁신적으로 바뀌었다. 무엇보다도 갈릴레이는 달이 완전한 구형이 아니라 거칠고 울퉁불퉁하다는 사실을 알아냈다. 또한 갈릴레이가 피사의 사탑에서 실제로 돌을 떨어뜨렸는지는 알 수 없지만, 아리스토텔레스를 마침내 밀어낸 사람을 단 한 명 꼽으라면 단연코 갈릴레이라고 해야 할 것이다.

오늘날의 과학은 1660년에 설립된 영국왕립학회에서 시작됐다고 해도 과언이 아니다. “누구든 새로운 아이디어를 내놓을 수 있었으며 어떤 아이디어든 그것에 대해 반박할 자유가 주어졌다.” 당시 과학자들은 자신이 궁금한 것을 자유롭게 사람들 앞에서 실험해 보였고, 이러한 정신은 뉴턴, 케플러, 라이프니츠 등의 탄생으로 이어졌다. 거인들의 비화를 담은 《뉴턴의 시계》는 훌륭한 과학자가 되려면 어떻게 해야 되는지를 알려준다. 아주 재미있게.
- 서민 (단국대 기생충학과 교수, 《서민적 글쓰기》 저자)

신이 “뉴턴이 있으라!” 하시매, 모든 것이 빛이 되었다. 스스로를 태워 빛을 만들고자 고군분투했던 뉴턴과 17세기 과학자들의 경이로운 호기심과 기발한 열정이 빚어낸 위대함에 대한 이야기!
이은희 (『하리하라』시리즈 저자, 과학커뮤니케이터)