바다를 배경으로 하는 영화에서 항상 나오는 장면중 하나다. 영화를 볼 때 대충 위치 파악하나보다 생각하고 별다르게 생각해본 적이 없다. 

 

 

 

그렇다면 바다에서 자신의 위치는 어떻게 파악하는가? 아무것도 없는 말 그대로 망망대해에서 위치란 무엇인가? 바로 위도와 경도이다. 하지만 말이 쉽지 과거에 경도를 파악한다는 것은 쉬운일이 아니었다. 아니 어렵고 어려운 일이었다.

 

하지만 이 육분의에게 경쟁자가 있었다. 바로 시계 정확히는 크로노미터를 이용해 경도를 알아내는 것이다. 방법은 당연히 오늘의 주인공 크로노미터가 훨씬 쉽다. 하지만 처음부터 크로노미터가 하늘에서 떨어딘 것은 아니었다. 길고 긴 개발의 과정과 채택을 위한 투쟁이 있었다. 육분위를 이용한 방법을 "월거"이용법이라고 한다. 천체의 움직을을 오랜 시간에 걸쳐 기록하여 수학적으로 계산해서 위치를 파악하는 지난한 작업이다. 하지만 과거 영국 경도심사국의 해군장성 및 천문학자들은 초기 단계부터 공공연하게 월거이용법을 지지했다. 바다와 하늘에 평생을 바친 그들에게는 이 방법이야말로 논리적인 해결책이었기 때문이다. 해리슨의 이 장치는 경도에 얽힌 복잡한 문제들을 그 안에서 모두 해결할 수 있었다. 사용자는 수학이나 천문학에 통달할 필요도 없고 시계를 작동시키는데 경험이 요구되는 것도 아니었다. 말도 안돼! 너무 쉬워서 크로노미터 즉 시계를 이용한 방법이 의심을 받았다. 해리슨은 항해술에 대한 과학계의 기득권에 단신으로 도전한 셈이었다.

이 책에서는 "경도이야기"에서는 이렇게 천체관측법을 이용한 경도파악 방법과 크로노미터의 발명을 통한 경도측정법 두가지의 개발사를 다루고 있다. 과학사답지 않게 진지하고 재미있고 흥미롭다.

크로미터! 아름답다 영국에 가서 봐야 할 것이 하나 늘었다. H1부터 H4까지 축소 되면서 기술이 발전하지만 아름다움에서는 H1 이  갑이다.아무래도 시간이라는게 눈에 보이는 것 같아서 그런가 보다. 

크로노미터 H1 : 

P.S 글은 따로 인용표시를 하지 않았지만 80퍼센트 이상의 리뷰내용이 책의 인용이며, 사진은 무단으로 구글에서 내려 받아 사용합니다.

   스쿠바 다이빙을 즐기던 시절 다이빙 포인트까지 작은 보트를 타고 바다 가운데로 나갈때 마다  넓고 깊은 바다를 대하면서 크나큰 두려움을 느끼곤 했다. 멀고 먼 옛날, 조상들이 보잘 것 없는 범선을 타고 대양을 건너 새로운 대륙을 발견하기도 했지만 그보다는 바다에서 길을 잃고 헤메이거나 전혀 예상치 못한 섬이나 육지를 만나 당황하는 일들이 더 많았을 것이다. 먼 바다에서 위치를 짐작하게 해주는 어떤 지표도 없을때 북반구에서는 뱃사람들이 수평선위에 떠 있는 북극성의 높이로 위도는 측정할 수 있었지만 경도를 재는 것은 매우 어려웠다. 

   경도 측정의 역사는 정확한 해상시계를 만드는 것과 천체를 관측해서 달과 별을 하늘의 시계로 삼는 두 가지 방법 사이의 대립이었다. 지구의 자전주기가 24시간이므로 1시간은 15도에 해당하니까 정확한 시계만 있다면 기준이 되는 항구의 시간과 항해하고 있는 배의 시간의 차이로 경도를 재는 것이 가장 간단하지만 흔들리는 배안에서 극심한 기온변화를 견뎌내는 정확한 시계가 없었던 시절에는 해도와 나침반만 지니고 해와 달, 별들을 길잡이 삼아 대양을 항해할 수 밖에 없었다. 1514년 독일의 천문학자 요하네스 베르너가 달의 운행을 이용해서 배의 위치를 알아내는 '월거 이용법'을 착안해낸 이후 우주를 시계삼아 경도를 재고자 하는 천문학자들의 시도가 이어졌고, 갈릴레이를 비롯하여 그리니치 천문대를 설립했던 플램스티드,  핼리 등의 엘리트 천문학자들과 물리학자 뉴턴등이 여기에 속한다. 그와 달리 정확한 시계를 만들어내려는 시계공들은 투철한 장인정신으로 제도권 교육을 전혀 받지 않고도 독학으로 시계를 만들었으니 존 해리슨이 대표주자였다. 그들이 만든 해상시계와 천체력과 사분의를 들고 해상에서 경도를 측정하며 실험했던 제임스 쿡 등 해양탐험가들의 이야기도 빼놓을 수 없다.

   1714년 영국의 앤 여왕이 오늘날의 가치로 몇백만 파운드에 해당하는 2만파운드의 상금이 걸린 '경도상'을 제정하고 최고수준의 과학자들을 뽑아서 '경도심사국'을 만들면서 경도상을 향한 위대한 경주가 시작되었다. '경도상'의 경쟁자이기도 했던 '경도심사국' 천문학자들의 의심과 방해에도 불구하고 1759년 필생의 역작인 해상시계 H-4를 만들어서 결국 경도상을 받은 존 해리슨이야 말로 《경도 이야기》의 진정한 주인공이라고 할 수 있다.  정확한 경도를 측정하고자 하는 과학자들과 시계공들의 불굴의 의지와 노력으로 빚어낸 과학사적 대발견과 그보다 더 치열한 인간들 사이의 경쟁과 권모술수의 드라마를 잘 버무려 한권의 책로 엮어놓아 읽는 재미도 제공하는 멋진 책이다. 존 해리슨을 그토록 멸시하고 훼방했던 그리니치 천문대가 존 해리슨 덕분에 세계의 기준시 원자시계가 놓인 본초자오선이 되었으니 역사의 아이러니다.

 시간과 공간에 대한 개념은 오랜 시간 풀 수 없는 신비로운 영역이었다. 물론 지금도 동일하게 신비하고도 신기한 영역으로 남아있다. 시간이라는 것은 어디서 비롯된 것일까? 시간을 측정할 수 있게 된 것은 어떤 깨달음에서 시작된 것일까?

인류의 모든 위대한 발견이 그러하듯이 누군가 한 순간에 완전한 과학적 발견을 이루어낸 것이 아니다. 수많은 사람들의 고민과 관찰, 연구와 실행을 거쳐 어느 시기에, 가장 적절한 탄생이 이루어진 것이다. 어쩌면 이 질문을 하기에 앞 서 사람들이 어떻게 지구가 둥글다는 것을 밝혀냈고, 경도와 위도를 구분할 수 있게 되었는지 물었어야 했는지도 모르겠다. 지금부터 이야기 할 내용이 바로 ＜경도 이야기＞이기 때문이다.

과학의 발달로 이제는 해상에서뿐만 아니라 해저에서도 첨단장비를 통해 정확한 위치와 속도, 거리의 측정이 가능하다. 하지만 ‘경도’에 대한 정확한 측정이 이루어지기 전에 지금 누리고 있는 편리함은 상상할 수 없는 일이었다. 오래전 항해사들의 삶을 모험적으로, 도전적으로 생각했던 이유도 바로 여기에 있다.

이런 인명, 물질 피해로 또는 정치적인 이유로 경도 문제를 해결하기 위한 노력이 이어졌고 각 나라의 국왕들도 이 문제에 지속적으로 관여했다.

갈릴레이, 아이작 뉴턴, 에드먼드 핼리 등 당대의 유명한 과학자들도 경도 문제를 해결하기 위해 자신의 노력과 시간을 아끼지 않았지만, 이렇다 할 결과물을 내놓지는 못한 채, 역사의 뒤안길로 사라져갔다. (이들이 인류 역사에 미친 위대한 발견들과 함께)

당시 영국 왕국은 ‘경도상’이라는 이름으로 경도를 정확하게 측정할 수 있는 방법을 고안한 이에게 2만 파운드라는 거금(오늘날의 화폐가치로 몇백만 파운드)을 포상하겠다고 공포하게 되는데, 훗날 60여 년이 지난 후에 이 상금을 손에 쥐게 된 이는 어느 시골 마을의 평범한 시계공 존 해리슨이라는 인물이었다.

경도의 문제를 해결하기 위해서는 정확한 시간의 관측이 필요하다는 생각에서 시작된 존 해리슨은 타고난 창의성과 기술력을 바탕으로 H-1, H-2, H-3, H-4라는 경도 측정계를 차례로 만들어 낸다. 이 과정에서 수많은 난관과 반대세력에 부딪히게 되는데, 그럼에도 불구영원히 풀지 못할 미스터리라고 여겨지던 경도문제가 급진전하게 되는 계기를 존 해리슨과 그의 아들 윌리엄 해리슨이 이루게 된다.

책은 역사적 이야기들을 마치 소설을 읽는 듯한 문체로 자연스럽게 연결시켜 놓았다. 존 해리슨의 좌절에서 동일한 안타까움을 느끼고, 그를 반대하는 세력에 부딪혔을 때 같은 분노를 느끼게 된다. 이런 흥미진진한 스토리가 끝나고 책이 마무리 되었을 때, 경도에 대한 이해는 물론, 우리가 편리하게 누리고 있는 과학의 발전이, 그리고 앞으로 이루게 될 또 다른 과학적 진보의 세상을 기대하게 만들어 준다.  

 1492년 콜롬부스는 서쪽으로 가서 신대륙을 발견했다. 그에게는 나침반과 위도를 알수 있는 조악한 측고의, 그리고 그림같은 지도와... 모험정신, 기독교적 믿음, 그리고 오기 등등이 있었을 것이다. 콜롬부스가

열어논 뱃길로 수많은 선박이 오가지만, 1780년대에 들어와서야 자신이 바다의 어디쯤에 있는지 알게된다. 바로 경도의 문제때문이다.

 위도는 태양을 도는 지구의 입장에서 보면 상대적으로 쉬운문제이다. 하지만, 경도 즉 동서의 문제는 남북극을 횡단하는 행성이 없기 때문에 다른 별자리를 보던지 해야 한다. 뉴턴을 비롯한 당대의 유명한 천문학자들이 이 경도의 문제를 해결하기 위해 달려든다...

그런데, 정작 그 해결책을 찾은 사람은 무학의 시골시계공 존 헤리스... 기온과 배의 흔들림에도 영향를

받지않는 항해용 시계(chronometer)를 만든 것이 인간이 경도를 정복한 순간이다.

 이 책은 그 과정을 이야기 식으로 정리해

회원이 되고, 자신의 혁신적인 생각을 받아주는 영국의 당시 체제에 대해서도 간접적으로 설명한다.

 부럽다. 다양함에서 오는 창조성이란 바로 이런 것이다. 항해의 문제는 별과 달로 해결하는 것이 기본

이라고 믿는 세상에 소위 "기술쟁이"가 세상을 바꾼 것이다. 다양성과 창의성이라는 거창한 말보다, 구체적으로 그것이 무엇이며 어떠한 환경에서 자라나는지 느끼게 해준다.

하늘의 별을 통해서 위치를 파악하고, 갈매기와 파도를 벗삼아 모험과, 풍류를 즐기는 선원들의

이야기.. 이것은 현대의 우리들이  '이러 저러한' 많은 작품들을 접하며 만들어낸 대표적인

고정관념이자, 치명적인 '역사적 착오'이라고 할 수 있을 것이다.

그러나 그 착오는 너무나도 낭만적이고, 일부는 맞는 이야기 이기 때문에, 필요없는 지식!!

이라며 쉽게 부정하기도 쉽지 않다.   

실제로 바닷길은 인류가 하늘길을 개척하기 훨씬~~ 이전부터 형성되어, 그 역사에 걸맞는

테크니션과 기술적 발전을 이루었다.  하지만, 그 발전을 위해서 많은 사람들이 희생되었고, 또

그만큼의 귀중한 자원들이 소비되었단 사실은, 소수의 "화려한 모험가"들의 "찬란한 업적"의

그늘 아래 곧 잊혀져, 쉽게 등한시 되었고, 결국 확실하게 잊혀져 버려, 세계사를 공부하는

사람들이 아니면 쉽게 인식하지 못하는 하나의 지식이 되어 버렸다.

                      [대세는 역시 이런느낌?]

16세기 유럽의 '항로 개척시대' 이후, 해상활동에 결정적으로 그 성격이 변한 것을

고르라면, 바로 이 책의 주제가 되는  측량과 제도.. 즉 "과학적인 관측활동" 을 꼽을 수 있다.   (특히 선박이 점점 그 활동영역이 넓어지고, 적재된 화물의 가치가 천문학적으로 높아지면서,

이제는 고대의 "잘 오면 좋고 안오면 말고" 식의 항해법 만으론, 효과적인 해상 활동을 기대할 수가 없다는 점이 크게 작용했을것이다.)

그 때문에 전통적인 별자리 관측법과 더불어, 사분의, 육분의, 삼각대와 같은 과학적인 측량장비가 등장하고, 또 급속하게 전파 되었지만,  그게 절대적으로 선박을 보호해주는 "안전장치"가 되어

주지는 않았다.      오히려 전혀 작동이 안되는 엉뚱한 기계 (발명품)이나, 개나  고양이를

이용한 (민간신앙에 가까운) 측량방법들이 우후죽순처럼 등장해, 항해사들과 선박의 안전을

위협했고, 정밀하다고 알려진 소수의 측량장비들 조차, 그 성능에 극명한 한계를 드러내었다.   

중세의 과학자들과 기술자들은 그 한계를 뛰어넘기 위해서 엄청난 노력을 기울었다.      

특히 이 책의 내용을 이루고 있는 선박의 기준점을 잡기위한 '시간'을 측정하기 위한 노력 은

그야말로, 기적적이고 드라마틱하다.

경도 측정을 위해서 막대한 상금을 걸었던 당시 영국의 배경, 단순한 시계장인 이였지만,

정확한 측정장비를 만들기 위해  일생을 바친 한 인간의 집념과 노력, 그 노력에 보답은 커녕,

국가의 권력과 배경으로 그 장인의 성과와, 그 모든것을 앗아간 배신과 고난의 진실. 

이것이야말로 드라마가 아니고 무엇이랴!!

  콜럼버스의 항해 이후, 16세기 이래로 소위 '지리상의 발견 시대'가 시작되었다. 유럽 여러 나라의 수많은 선단이 대양을 누비면서, 식민지 개척을 하고 지도를 새롭게 그려가던 시대이다. 미지의 세계로 배를 저어 나가면서 대양 항해를 하는 이미지는 많은 남자들의 로망을 자극한다. 그래서 일본 코에이 사에서 제작된 게임 '대항해시대'가 여러 시리즈로 제작되어 오랜 기간 많은 사람들의 사랑을 받았는지도 모르겠다.

  하지만 실제 항해 모습은 우리의 이미지와 조금 다르다. 실제에 가까운 항해 모습은, 자유롭고 낭만적인 항해가 아니라 위치와 방향을 찾아 쩔쩔 매면서 목숨을 겨우 부지하는 모습이기 때문이다. 지중해나 북해 등 연안 항해의 경우, 기존의 지리정보가 많은데다가 육지의 형태를 따라 가면 그리 어렵지 않다. 하지만 처음 보는 거대한 대양을 가로지르는 항해는 경우가 다르다. 조그마한 유럽 외에 다른 대륙은 모두 백지 상태인 세계지도만 가지고 대양 항해를 떠났다고 상상해 보자. 지도에 아직 그려지지 않은 망망대해에서 자신의 위치가 어디인지, 어느 방향으로 얼마나 더 가야 육지가 나오는지를 알 수 있는 방법은 무엇일까?  

위도와 경도. 출처 http://preview.britannica.co.kr/bol/topic.asp?article_id=b17a0735a

  사람들은 지구 위에서 현재 위치를 나타내는 기하학적 체계를 고안했다. 이것이 바로 위도, 경도로 이루어지는 '수리적 위치'이다. 지구 표면에 가로선(위선) 및 세로선(경선)을 그어서 기하학적으로 위치를 파악하는 체계이다. 쉽게 말하면 구체 위의 X, Y 좌표체계라고 볼 수 있다. 이를 통해 우리는 지구상의 어떤 위치를 위도 XX, 경도 XX 라고 표현할 수 있다. 아무리 망망대해에 고립되어 있더라도, 출발지와 목적지의 위도와 경도를 안다면 나아가야 할 방향과 거리 등을 산출할 수 있을 것이다. 사실 고대 그리스 시절부터 존재한 개념이지만, 대항해시대에 실용적 목적으로 중요도가 높아진 것이다.

  그럼 옛 사람들은 위도와 경도는 어떻게 구했을까? 첫번째 방법은 천문학적인 방법이다. 고대 그리스 학자들은 관측기구를 통해 태양과 달, 별 등을 천문학적으로 관측하여 위도를 계산해 낼 줄 알았다. 이는 근대과학 발달 이후 사분의, 육분의, 경위의 등의 발명으로 이어졌다. 특히 달과 해/별과의 거리 산출을 통한 '월거 이용법'이 가장 과학적이고 정확한 방법으로 받아들여졌다. 갈릴레이, 뉴턴, 핼리 등 유명한 과학자들도 위도와 경도를 정확하게 파악하기 위해 천문학적 연구를 동원했다고 한다. 하지만 이러한 천문학적 방법의 한계가 몇 가지 있었다. 특정 기상상태나 천체배치에서만 적용이 가능하고, 복잡한 관측과정이 필요하다는 점이다. 특히 경도 산출이 위도보다 훨씬 어려웠다. 앞서 말한 유명한 과학자들도 결국 어디서나 적용가능한 간편한 경도 산출 방법을 찾아내지 못했다(대신 그 과정에서 천문학 및 과학의 발전에 공헌하는 여러 연구결과를 쏟아냈다고 한다).

   이런 차이 때문에, 위도를 찾는 일은 아이들 장난이지만 경도를 - 특히 바다에서 - 판정하는 일은 어른들의 골칫거리가 되었다. 인류 역사상 대부분의 기간 동안 세계 각국의 수많은 현자들이 이 문제 때문에 쩔쩔맸다(p.20)

  천문학적 방법의 대안으로 여겨지는 두번째 방법이 바로 시계를 이용한 방법이다. 출발지의 시각을 기준으로 삼아 해상에서 현재 시각과 비교하여 경도를 측정하는 방법이 고안되었다. 지구는 하루에 한 바퀴씩 돌기 때문에, 두 지점이 1시간의 차이가 난다면 365/24=15도 만큼 이동한 셈이다. 이는 천문학적 방법과 달리 기상 및 천체 상황에 관계없이 사용가능하고, 어렵지 않은 방법으로 누구나 사용 가능했다. 단 한가지 문제점은, 기존의 시계는 매우 조악해서 파도로 인한 흔들림, 온도 및 습도의 변화로 시계가 부정확해지는 등의 문제가 있었다. 결국 경도를 측정하고 대양 항해를 하기 위해서는, 어디서나 정확한 시간을 나타내는 시계를 만드는 것이 관건이었다.

존 해리슨. 출처:http://www.rmg.co.uk/harrison

  해상에서 간편하면서도 정확한 시각을 제공할 수 있는 시계를 만든 사람은 유명한 과학자가 아니었다. 다름아닌 시골 출신의 평범한 목공인 존 해리슨이었다. 존 해리슨은 정확한 경도를 측정하는 방법을 고안한 사람에게 막대한 상금을 준다는 '경도상' 공고를 보고, 정확한 시계를 만들기 위한 연구를 시작한다. 평범한 목공인이었지만, 특유의 노력과 끈기를 통해 시계를 제작하기 시작했다. 결국 어떤 저명한 과학자도 만들어내지 못했던, 바다 위에서도 정확한 해상시계인 H-1을 발명한다. 그리고 자신의 성과에 멈추지 않고, H-2, 3, 4 등을 연속적으로 제작했다. 하지만 그의 발명은 처음에 인정받지 못했다. 왜냐하면 경도 측정에서의 천문학적 방법을 지지하는 이들이 '경도상'을 수상하는 핵심 인물들이었기 때문이다. 높은 계급 혹은 학자들로 구성된 이들은 보잘 것 없는 목공인 존 해리슨의 발명을 폄하했다.

  경도 심사국의 해군 장성 및 천문학자들은 초기 단계부터 공공연히 월거 이용방법을 지지했다. 바다와 하늘에 평생을 다 바친 그들에게는 이 방법이야말로 논리적인 해결책이었기 때문이다. 그리하여 이 범세계적 과업을 위해 수많은 사람들이 노력한 결과, 1750년대 말엽에는 마침내 실용 단계로 접어드는 듯했다. 존 해리슨이 세상에 보여준 것이라고는 째깍거리는 상자 하나가 고작이었다. 이 얼마나 어처구니없는 일인가!(p.116)

  하지만 위대한 발명은 결국 빛을 보게 된다. 실제로 써 본 이들을 포함하여, 그의 발명 성과를 인정하는 추종자들이 생겨나기 시작했다. 결국 말년에 조지3세의 인정을 받아, 존 해리슨은 큰 상금을 받을 수 있었다. 

존 해리슨의 발명품 H4. 출처:http://www.rmg.co.uk/harrison

  존 해리슨의 시계는 '지리상의 발견 시대'를 활짝 연 위대한 발명품이라고 평가할 수 있다. 정확한 해상시계 덕분에 후대의 항해자들은 경도를 손쉽게 파악할 수 있게 되었다. 바다 위에서 자신의 위치와 나아갈 길을 알 수 있게 된 것이다. 이처럼 시계로 경도를 측정하는 기술이 유럽 여러 나라로 알려지고, 지리상의 발견이 활성화되면서 유럽 문화의 지리적 전파 범위가 매우 넓어졌다. 즉 '대항해시대'가 활짝 열린 것이다. 특히 이를 주도한 나라는, 해상시계를 발명하여 선점한 영국이다. 여러 대양을 종단하며 해상 강국 영국을 만든 제임스 쿡 선장, 비글호 항해를 통해 진화론을 정립한 찰스 다윈 등의 업적도 해상시계가 밑바탕이 되었다고 볼 수 있다. 조금 과장하면, 존 해리슨의 해상시계는 '해가 지지 않는 나라 영국'을 만드는 데 일등공신이라 말할 수 있다. 

  그리고 존 해리슨이 귀족이나 학자 등이 아닌 평범한 신분으로 태어난 점이 인상깊었다. 평범한 목공 신분에도 불구하고 끊임없는 자신의 분야에 대한 관심 및 노력을 잃지 않았기 때문에, 결국 대단한 결실을 맺을 수 있었다. 자신의 분야에서 묵묵하게 최선을 다하다 보면, 언젠가는 사람들이 인정해 줄 수도 있다. 존 해리슨은 처음에는 미미한 존재였을지 몰라도, 자신의 전문성과 과제 집착력, 노력 등을 통해 위대한 발명을 한 인물이 될 수 있었던 것이다. 그의 이러한 점이 본받을 만하다는 생각이 들었다.

  이 책은 역사적 사실을 기반으로 두면서, 저자의 스토리텔링이 가미된 일종의 역사소설이다. 존 해리슨은 평범한 목공 출신이기 때문에 일대기에 대한 기록이 많이 남아있지 않다. 그래서 사실로만 책을 구성하기는 힘들었을 것이다. 경도상을 받는 과정에서의 역경을 딛는 과정, 악역의 등장 등에서 픽션이 조금 가미된 것으로 보이는데, 그래서 그런지 지루하지 않고 재미있게 읽힌 책이었다. 한편 이 책은 같은 저자 및 역자가 썼고 생각의나무 출판사에서 간행한 경도(2002), 해상시계(2005) 두 책과 같은 내용을 가졌다. 기존 출판사의 사정으로 웅진에서 재출간한 것으로 보인다. 새로운 내용이 개정되어 출간된 것은 아니다.

그동안 왜 시계와 경도를 연관지어 생각해 본 적이 없었을까. 세계지도를 상하좌우로 관통하는 위선과 경선은 하나하나에 나름의 이유와 기준이 있다. 가만히 들여다보면 시간의 기준선이라 할 수 있는 본초자오선은 영국을 통과한다. 왜일까? 우리가 무심코 지나쳐 온 지도상의 경도가 수많은 뱃사람들의 목숨을 구하였다는 사실을, 그리고 18세기 신대륙을 정복하기위해 바다로 떠난 탐험가들이 바다에서 배의 위치를 확인할 수 있도록 했으며 해상무역을 발전시키는데 기여했다는 사실을 이 책을 통해 새롭게 알게 되었다. 무엇보다 흥미로운 것은 영국 정부를 비롯해 갈릴레이, 뉴턴, 핼리까지 우리에게도 익숙한 저명한 과학자들이 모두 정확한 경도 측정을 위한 해결책을 찾아나섰지만 뜻을 이루지 못하고 결국, 영국 시골의 한 무명의 시계공 존 해리슨이 당대 최고의 과학자, 수학자, 천문학자들도 풀지 못한 경도 문제를 해결했다는 사실이었다.

많은 배들이 신대륙을 정복하고 황금과 물자를 운반하기 위해 바다로 향하던 18세기, 대항해시대 탐험가들의 고민은 자신의 위치를 정확히 파악하는 것이었다. 위치를 파악한다는 것은 위도와 경도를 구한다는 말과 같은데, 위도는 태양의 고도나 북극성을 관측하면 바다 위에서라도 손쉽게 측정할 수 있었지만 경도는 달랐다. 시때때로 변하는 기후와 예측불가능한 해상의 악조건들로 인해 그 당시 최고 수준의 해도와 나침반에도 불구하고 망망대해 한가운데에서 어떤 기준점 없이 경도를 구하는 것은 불가능한 일이라 생각했다. 마침내 영국정부가 나서 거액의 상금을 내걸며 경도 측정법을 모집했고, 저명한 과학자들이 모두 이에 도전했다.

천문학을 통해 이 문제를 풀어 보려던 크리스토퍼 렌은 시계를 이용한 경도 측정 방법을 제안하였다. 목적지에 도착해서 해가 가장 높이 뜬 정오에 가져온 시계가 가리키는 시간과 그 차이를 비교해 경도를 측정하는 방식이었다. 이는 지구는 360°이며 24시간 동안 자전하기 때문에 경도 15°마다 1시간이라는 시간 차이가 존재한다는 것에서 착안한 것이다. 하지만 그당시의 기술로서는 정확한 시계를 만드는 일이 불가능했다. 불가능에 도전해 이를 가능케 한 이가 바로 존 해리슨이였다. 그는 해상을 비로한 언제 어디서나 정확한 시계를 발명하며 경도 문제를 해결한다. 시간과 공간의 바다에 도전해 마치내 제4의 차원인 시간을 이용하여 삼차원적 공간인 지구의 각 지점을 하나로 연결하는데 성공한 것이다. ＜경도 이야기＞는 열정과 집념의 사나이, 존 해리슨의 이야기가 경도의 역사와 함께 흥미롭게 펼쳐 진다.

별자리 관측법과 더불어, 사분의, 육분의, 삼각대와 같은 과학적인 장비의 탄생 배경과 상금을 타기위한 기발한 아이디어와 웃지못할 발명품까지 경도 문제는 영국분 아니라 전유럽의 초미의 관심사가 되었다. 하지만 그들의 무모한 도전은 헤프닝으로 끝났지만 도처에서 경도 측정을 위한 연구는 계속 되었다. 우주와 별을 관측하며 하늘에서 경도문제의 해답이 있다고 굳게 믿고 있었던 뉴턴마저 불가능하다고 생각했던 이 일을 거액의 상금뿐 아니라 자신의 명예를 걸고 평생에 걸쳐 연구해 온 집념의 사나이, 그들의 도전 정신도 이 책을 읽는 재미를 더하고 있다. 당시 경도 문제를 해결하기 위해 천문학자들이 내놓은 월거 이용법을 발전시켜 이를 경도 측정에 이용하고자했던 숙명의 라이벌 매스켈린과 40년이란 긴 세월을 시계 연구에 바친 존 해리슨의 지칠 줄 모르는 집념의 도전은 소설보다 더 드라마틱 하다. 갖은 음모와 역경을 이겨낸 해리슨, 최고의 과학자들을 물리친 평범한 시계공의 이야기는 감동 그 자체일 수밖에 없다.

해리슨이 시계를 발명한 후 런던을 출항하는 모든 배는 그리니치천문대에서 제공하는 시간을 표준시로 삼았다. 이로써 선박은 더욱 안전하게 항해할 수 있었고, 결국 경도 문제를 해결한 영국은 식민 지배에서 우위를 점할 수 있게 되었다. 이러한 성과를 바탕으로 그리니치천문대를 관통하는 자오선을 경도의 기준이 되는 본초자오선으로 정했다. 책은 제임스 쿡 선장의 항해와 다윈과 비글호 등 역사, 지리, 항해술을 포함한 다양한 분야의 흥미로운 이야기들로 가득하다. 무엇보다 인간의 야망과 집념, 열정이 살아 숨쉰다. 해리슨의 시계와 함께 시간과 공간을 연결한 경도가 수많은 사람들의 목숨을 구한 생명의 선이라는 사실을 지도 책을 펴칠 때 마다 기억할 것이다. 비로소 '경도를 안다는 것은 현재 지구상에서 정확한 나의 위치를 안다'는 말의 의미를 제대로 알게 되었다.

이 책은 경도선에 대한 이야기다. 정확하게 이야기하면, 경도를 만드는 과정을 그린 이야기다. 응? 경도를 만드는 과정이 책 한 권으로 쓸 수 있을 정도로 길 것 같지 않다고? 지구본을 보면 너무도 멋지게 잘 그려져 있지 않냐고? 위성사진으로 깔끔하게 그을 수 있지 않냐고? 하지만, 그 때는 지금부터 수백년 전이었다. 인공위성 따위 있을리가.

이 책의 정확한 제목은 경도 이야기 - 발상에서 제정까지의 파란만장한 일대기 가 아닐까. 수 많은 사람들이 이 문제에 골몰했다. 모험가에서부터 수학자, 천문학자같은 학자들까지 당대의 내노라하는 지식인들부터 도전정신을 가진 꿈많은 이들까지 달려들었다. 경도상이라는 것까지 제정되었을 정도로 경도의 측정은 당대의 관심사였다. 심지어, 그 유명한 뉴턴이나 갈릴레이도 그 문제에 관심을 가지고 있었다고!

정확한 경도를 아는 것은 항해에서 매우매우 중요했다. 게다가 당시는 무역의 시대였고. 하지만, 경도를 측정하는 건 생각만큼 쉽지 않았다. 지구를 잴 수 있는 줄자가 있는것도 아니니까. 결국 당시의 사람들이 생각한 경도 측정법은 이러했다.

경도의 자오선을 측정하는 일은 시간에 좌우된다. 바다에서 경도를 알아내려면 배가 있는 곳의 시각도 알아야 하고 또한 그 순간에 모항이나 그 밖에 이미 경도를 아는 어느 한 곳의 시각도 동시에 알아야 한다. 이렇게 두 지점의 시각을 알면 항해자는 그 시간 차이를 지리적 거리로 환산할 수 있다. 지구가 360도 자전하여 완전히 한 바퀴 도는 데 24시간이 걸리므로 한 시간은 1회전의 1/24, 즉 15도회전에 해당한다. 따라서 배가 있는 곳과 출발 지점 사이의 시간 차이는 동쪽 또는 서쪽으로 시간당 경도 15도의 차이를 나타낸다.

20p

간단하게 말해서, 서로 다른 두 지점의 시각을 동시에 정확하게 측정할 수 있다면 해결되는 문제다. 이렇게 쉬워보이는 문제에 오늘날 화폐가치로 수백만 파운드에 달하는 상금이 걸리다니... 그만큼 이 문제는 당대에는 해결불가능에 가까워 보였다. 왜냐면, 당시 시계는 오늘날처럼 안정적이고 정확하지 못했으니까.

결국, 경도측정의 문제는 시간측정의 문제였고... 천문을 활용한 측정 또는 보다 정확한 해상시계 제작의 두 문제로 귀결되었다. 후자가 더 간단해 보이지만, 얼마나 해상시계가 실패의 역사를 거듭했으면 전자가 계속해서 연구되었겠는가. (참고로 당시 유명한 학자였던 갈릴레이가 기초했다는 것도 그 방법이 살아남았던 이유 중 하나였다.)

승자는 누구였을까? 천문학자? 시계제작공? 답은 직접 읽어보기 바란다. 스포일러하고 싶지만...

데이바 소벨의 『경도 이야기』는 날렵한 책이다. 200쪽이 채 안 되는 길이도 그렇거니와 이야기를 풀어낸 방식도 그렇고, 저자의 글솜씨도 그렇다.

‘경도(longitude)’에 관한 이야기이자, ‘시계(clock)’, 혹은 크로노미터(chronometer)’에 관한 이야기, 그리고 18세기 과학과 항해에 관한 이야기이다. 경도의 문제는 서양이 세계 항해에 나서면서 절실한 문제가 되었다. 자신의 위치를 파악하는 문제인데, 그저 위치의 문제가 아니라 생명과도 직결된 문제였다. 경도를 잘못 파악해서 사고가 나는 경우가 비일비재했던 것이다. 그래서 영국은 경도심사국을 설치하면서 이 문제를 해결하는 이에게 어마어마한 상금을 지급하기로 했다. 이 문제를 결국 해결한 사람은 바로 목수이자 시계공인 존 해리슨이었는데, 바로 그 해결책이란 정밀하고, 온도와 흔들림에 영향을 받지 않는 ‘시계’였다.

경도 문제를 해결하기 위한 방안으로는 크게 두 가지가 대두되었다(당시엔 진지했겠지만 지금 보면 얼토당토하지 않은 제안을 제외하면). 하나는 하늘을 바라보는 것이었다. 즉, 달이나 목성 등의 천체의 움직임을 관찰하는 것이었다. 지구의 위치마다 천체의 위치를 바라보는 각도가 달라지는 것을 이용해서 기준 위치에서 얼마나 떨어져 있는지를 파악하는 것이었다. 이 방법은 하늘을 측정하는데 상당한 능력이 필요하고, 또 조건에 따라서 그 측정이 굉장히 힘든 경우도 있고, 매년 항해력 등을 참조해야 하는 불편함이 있었다. 물론 그렇기 때문에 부정확한 경우가 많았다. 또 하나의 방법이 바로 시계를 이용한 방법이었다. 정확한 시계가 있으면 기준 지점과의 시간을 비교해서 자신의 위치를 파악할 수 있었던 것이다(하루가 24시간이고, 그 시간 동안 360도 회전(자전)하므로 1시간의 차이는 15도의 차이가 난다). 그런데, 처음의 시계란 일단 부정확한데다, 지상에서 정확하더라도 바다 위의 엄혹한 조건에서는 고장나거나 부정확해졌다. 이 문제를 해결한 것이 바로 존 해리슨이었던 것이다.

즉, 시계의 발달이란 정확한 시간을 알고자 하는 욕구와 과학적 발달에 힘입은 것이지만, 그 정확한 시간이란 서양의 세계 정복에 필요했던 것이라 할 수 있다.

사실, 존 해리슨이 혼자의 힘으로 대단한 일을 했다는 데에 대해서는 경외심이 들지만 어떤 인간적인 감동까지는 오지 않는다. 그건 데이바 소벨이 존 해리슨을 다룬 방식이기도 한데, 데이바 소벨의 『경도 이야기』는 이 경도의 문제가 해결되는 과정을 존 해리슨을 중심으로 쓰고 있지만, 존 해리슨에 대한 기록이 무척 적기 때문에 그에 관한 대목에서는 굉장히 건조해지고(가장 분량은 많다), 오히려 그를 둘러싼 다른 과학계의 인물들에 대한 대목에서 더 감정이 실려 있다. 예를 들면, 플램스테드, 에드먼드 핼리라든가, 끝까지 해리슨의 시계를 놓고 방해를 했던 메스켈린 같은 인물들이다. 덕문에 한 인물과 한 가지 문제에 대해서 이야기가 풍부해졌다. 그 중에서도 가장 눈의 띄는 인물은 20세기의 인물 루퍼트 굴드이다. 그는 천문대 구석에 처박혀 있던 존 해리슨의 작품들을 다시 작동하도록 만든 인물이다. 시계에 대해 배운 적도 없으면서 12년 동안 그 일에 매달려 기어이 원래대로 복원을 시켜 (H-4)를 제외하고는 움직이는 크로노미터의 신기원을 볼 수 있도록 만들었다. 정작은 자기보다는 남(존 해리슨)의 이름을 더 높이는 작업에 흔쾌히 자신의 젊음을 바친 이 인간의 마음에 대해서 생각해보게 된다. 즐거웠을까? 보람을 느꼈겠지. 그 작업을 마치고 난 후 어떤 마음이었을까? 좀 허탈하진 않았을까?

아무튼 이 날렵한 책은 가볍게 읽으면서 과학 혁명의 언저리도 거쳐갈 수 있는 책이다. 읽으면서 저자의 첫 작품이라는 것을 느낄 수 있을 만큼 소박한 글솜씨도 나는 마음에 든다. 저자가 스스로 모든 것을 평가하려고 하지 않아서 읽는 내가 내용 속으로 자연히 들어갈 수가 있다. 물론 더 풍부한 내용을 원할 순 있지만(그러면 책이 두꺼워지겠지), 그건 성향이고 욕심이다.

(2013. 1) 

지구위에서 위치를 정할때 모눈종이 위의 점처럼 당연하게 위도와 경도를 이야기 하고 있다

그것은 어디서 부터 왔을까? 위도는 태양의 위치에 의해서 쉽게 알수 있지만

경도는 알기 어려웠으며 17-8세기에 해양강국들은 세계로 여행을 하면서

당장 부딪히는 어려움으로 많은 침몰되는 배에 의한 피해를 입게되었다.

당시 가장 활발한 해상무역을 앞장섰던 영국정부가 경도를 정확하게 측정하는

사람에게 2만파운드의 상금을 걸 정도로 당면과제 이었다.

존 해리슨 이라는 시계공이 우리가 과학적 사실로서 알수 있을거란 예상과는 달리

배 위에서 항상 일정하고  정확한 시계를 만들느냐가 관건이기에 결국 경도 문제를 해결하게 되고

그 해결하는 과정에 대해서 우리가 경도 문제를 고민하고 시계를 만드는 것 처럼 따라가게 보여주고있다

영국은 경도를 측정하면서 바다를 지배하게 되었다고 말하기에 얼마나 중요한 일을

하였는지 알수 있다.

국가적 필요에 의해서 막대한 자원분배가 이루어 지면 결국 결과가 나오면서 선순환을 갈수 있는

예를 보여주는 것 같다.

현재 그리니치 천문대 기준으로 경도가 시작하는 것 자체가 지구의 시간과 공간을 지배했던

과거의 모습을 보여주고 있다.