과학의 새벽을 열다. “갈릴레오와 뉴턴“

아빠 : 기원전 약 350전, 아리스토텔레스는 지상계, 천상계를 나누었지? 아리스토텔레스가

         이야기한 지상계와 천상계는 무엇이고, 그는 이를 어떻게 설명하였지?

아들 : 지상계는 지구이고 천상계는 지구에서 바라보는 하늘입니다. (이 부분 책보고 베낌)

         지상계에 물질은 4가징 원소 물, 불, 흙, 공기라고 설명했고 천상계는 에테르라고 하는

         가상의 완벽한 원소로 이루어져 있다.

아빠 : 그럼, 아리스토텔레스로부터 약 1900년이 지난 1632년에 갈릴레오는 천상계도

         완벽하지 않다는 것을 발견했는데, 무엇을 보고 그렇게 생각했지? 두 가지만 이야기

         해봐라.

아들 : 망원경으로 달에도 지구와 같이 산도 있는 것을 보았고, 태양에도 흑점이 있는 것을

         관찰해서 천상계가 아리스토텔레스가 이야기한대로 완벽한 것이 아니라는 것을

         알았어요.

아빠 : 또한 갈릴레오는 코페르니쿠스가 이야기한 지동설을 굳게 믿었는데, 당시에

         종교재판에 불려갔어. 종교는 왜 지구가 중심인 천동설을 끝까지 고집했을까?

아들 : 지구가 우리가 사는 곳이고, 지구가 움직이면 지구에 있는 모든 사물들이 우주

         바깥으로 날아 갈 수도 있다고 생각했고, 성경에 있는 말을 그대로 믿고 따라서요.

아빠 : 갈릴레오는 종교재판에서 결국 지구가 우주의 중심이고, 태양이 지구를 돈다고 적힌

         서류에 서명을 했는데, 네가 이런 상황이라면 어떻게 할 거니?

아들 : 우선 지구가 우주의 중심이고 태양이 지구를 돈다고 적힌 서류에 서명하고 좀 더

         정확하고 사람들이 알 수 있는 실험을 몰래 한다.

아빠 : (짜식, 벌써부터 조직의 힘을 아네 ^^) 갈리레오로부터 약 1년후에 대어난 아이작

         뉴턴은 만유인력으로 유명한데, 질량을 가진 두 물체가 서로에게 영향을 준다고 하는데,

         보이지도 않는 이런 힘을 뉴턴은 왜 생각했을까?

아들 : .......

아빠 : 만유인력 이라는 힘을 가정하면, 천상계의 달, 태양, 수성, 금성, 목성, 토성 등의 운동을

         모두 설명 할 수 있고, 조수 간만의 차이까지도 설명할 수 있기 때문에 이런 힘을

         생각하게 된 거야. 그리 고, 지구의 중력까지도 설명할 수 있거든. 즉, 만유인력이

        도입하면 지상계와 천상계를 한 가지 모델로 거의 완벽하게 설명할 수 있기 때문에

        도입한 거야.

아빠 : 뉴턴이 광학을 서술하면서 빛에 대해서 중요한 사실을 알게 되는데, 그게 무엇인지

         아니?

아들 : 프리즘 실험을 통해, 굴절하는 정도가 각각 다른 여러 색깔의 빛이 백색광에 포함되어

         있다는 사실을 알았어요.

아빠 : 자, 아빠 이야기 들어 봐라. 아리스토텔레스 이후에 1900년 정도 지나서, 망원경과

         수학의 도움으로 갈릴레오가, 아리스토텔레스가 틀렸다는 것을 알아내었고,

         그로부터 100년 정도 지나서, 뉴턴은 갈릴레오가 생각한 천상계를 수학과 이론으로

         거의(여기서 거의라고 한 것은, 뉴턴으로부터 250년 정도 후에 아인슈타인의 상대성

         이론이 좀 더 정확하게 우주를 설명하게 되는 것 때문이야) 완벽하게 설명하였고,

         만유인력이라는 개념을 도입하여 천상계 행성의 운동을 거의 완벽하게 설명하였어.

         이런 것이 과학의 발전이라고 할 수 있지. 혹시, 미래에 아인슈타인이 틀렸다고

         밝혀질지도 몰라. 네가 그런 일을 할지 어떻게 아니? 공부 열심히 하고, 무엇이든

         이해하려고 하면 네가 그런 엄청난 업적을 쌓을 수도 있어. OK?

아들 : 만유인력과 상대성 이론을 좀 더 확실하고 정확하게 할 수 도 있고, 만약 한다면

         만유인력(중력)을 볼 수 있는 로봇이나 기계를 만들어 볼 수 도 있다.

       이 대화를 마치고 나서, 네번째로 이어지는 아들 녀석 독서 교육에 대해 다시 한번 생각하게 되었다. 중1인 그 녀석에게는 조금 어려운 내용일까? 계속 할까? 하는 고민말이다. 약간씩 거의 맛뵈기 수준으로 책을 읽고 있는 것은 아닌가? 하는 생각과 그래도 1주일에 한권씩 꾸준히 따라오는 대견한 모습과의 갈등이라고 해야 할까? 아내는 주말마다 주중에 읽고 있던 책을 내려 놓고, 아들 녀석이 주중에 읽었던 책을 읽고 일요일 오후에 대화를 나누는 나를 칭찬하지만, 이 녀석이 제대로 이해하고 있는지 의문이 드는 것은 사실이다. 그동안에는, 나도 잘 모르는 철학적인 내용을 다루었는데, 이번 주에는 과학적인 내용아닌가? 전공도 있고 해서, 나의 관심이 충만한 분야인데 오늘 어렵사리 아들과 대화를 나누면서 이 녀석이 잘 알고 있을까 하는 의문이 생겼다. 자식이 아무리 잘해도 만족하지 못하는 것이 부모의 심정일지도 모르지만, 위의 대화를 완성하기 위해 무척이나 많은 힌트를 주었고 본의 아니게 직접적인 개입도 하였다. 그래도 끌고 나가 보아야 겠다. 입맛이라도 보면 분명 나중에 영향이 있겠지 라는 소박한 희망을 품고 말이다. 특히, 갈릴레오가 종교 재판을 받는 부분에 대해 아들 녀석에게 질문을 이상적인 답변이 나올 것으로 예상하고 하였는데, 지극히 현실적인 대답이 나왔을 때, 많은 생각을 하게 되었다. 분명히, 이는 아들 녀석 독서 교육의 하나의 수확이라 할 수 있지 않은가?

       아리스토텔레스, 코페르니쿠스, 케플러, 갈릴레오, 뉴턴, 보어, 아인슈타인, 허블등으로 이어지는 물리학과 천체의 만남에 대한 인간 지성의 발전 과정은 사이먼 씽의 "빅뱅"이라는 걸작에 잘 담겨져 있다. 이 책은, 이지 고전 시리즈라는 시리즈물의 목적에 맞게 중학생들에게 과학사적인 의미가 충만한 지동설로의 전환과 역학의 탄생이라는 두가기 굵직한 사건들은 잘도 정리해 두었다. 정리하고 난 분량이, 책이 대상으로 하고 있는 독자층들을 고려하여 100여 페이지라서 분명 너무나도 간략하게 정리된 모양새이지만, 뭐 이 정도면 아이들에게는 만족스러운 수준이라 할 것이다.

        필자가 지금까지의 아들 녀석 독서 교육에서 만난 책들은, 솔직히 필자도 잘 모르는 철학적 분야라서, 해당 내용이 너무나도 많이 생략된 정리본이라는 것을 잘 인지하지 못했었는데, 전공이나 관심사를 고려해 보면 이번에 읽은 과학적 내용은 필자가 그래도 잘 알고 있는 분야라서 정리된 수준을 인지할 수 있었다. 그런 시각에서는 분명 아쉬운 점이 없지 않은 정리본이지만, 위의 아들 녀석과의 대화에서 보듯이 그래도 핵심은 전달하고 있는 책이라 할 수 있다. 특히, 갈릴레오가 망원경을 통한 관찰의 결과로 1900 여년이나 지속되어 온 아리스토텔레스의 세계관을 깨버리는 장면은 무척이나 인상깊게 서술되어 있다. 실험과 관찰이라는 지극히 상식적인 과학의 도구가 바로 발전으로 이어지는 시초가 된다는 교훈을 아이들에게 줄 수 있는 부분이다. 뉴턴에 대해서는 광학 실험을 제외하고는, 수학이라는 언어를 통해 과학을 기술하는, 또 하나의 과학적 사고의 도구를 아이들에게 일깨월 줄 수 있게 잘 서술되어 있다.

       이지 고전 시리즈의 중요한 장점 중에 하나가 바쁜 아이들 (이런 현실이 무척이나 안타깝지만) 에게 중요한 것을 정리된 모양새로 핵심만을 전달한다는 것인데, 과학의 발전 과정을 보여 주기 위해 갈릴레오와 뉴턴을 선택하였다는 것은 지극히 적절해 보인다.