유레카 아르키메데스와 과학 혁명의 비결[물리학, 수학]

고대 그리스에는 아주 훌륭한 학자들이 많았습니다. 지난 시간에 보았던 고대 그리스의 학자 아리스타르코스, 아리스토텔레스 외에 오늘 소개할 학자는 아르키메데스 입니다.  아르키메데스가 살던 시기에는 이집트 북쪽 해안에 있는 알렉산드리아 도시가 발달 했습니다. 알렉산드리아에는 거대한 도서관이 있었습니다. 특히 기하학으로 유명한  기하학의 아버지라 불리우는 오클리드와 에라토스테네스 그리고 프톨레마이오스 등 뛰어난 학자들을 많이 배풀한 곳이기도 합니다. 아르키메데스는 작은 섬 출신이지만 이곳 알렌산드리아에서 공부하느라 유학을 하기도 했습니다.

 

 아르키메데스는 시라쿠사에서 학문적 성과를 많이 남겼습니다. 우리가 요즘시대에도 아주 많이 사용되는 지렛데 원리를 발견했고, 지난시간에 배웠던 부력! 부력의 원리인 아르키메데스의 원리를 발견했습니다. 너무 많지만 몇가지 더 이야기 해보자면 나사모양인 펌프로 물을 끌어 올리는 장치 (양수기 라고도 불립니다.)를 만들었습니다. 오늘 날에도 빈번 하게 사용되고 있을 정도로 정말 대단한 발견입니다. 그가 이렇게 훌륭한 발명과 발전을 할 수 있었던 이유는 그가 발견 할때마다 유레카! 라고 외쳤던 것처럼 무엇인가를 새롭게 알아낼 때 학문적 기쁨을 발견했기 때문일 것 입니다. 늘 생각에 잠긴 아르키메데스는 죽을 때까지도 생각에 잠겨 수학을 열중하여 생각하였다고 합니다. 

 

 아르키메데스는 기원전 220년경 활동하던 학자이고 이후 물리학과 수학을 연구하는 학자는 갈릴레이, 뉴턴, 줄 등이 있습니다. 

 

 과학의 혁명을 열기전에 행성의 뜻과 행성의 종류에 대해서 잠깐 알아보고 가겠습니다. 행성이란 초등학교 과학에서 배우고 외우는 수금지화목토천해명(수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 해왕성, 명왕성) 등을 말합니다. 태양 주위를 돌면서 태양처럼 스스로 빞을 내지 못하고 태양을 반사해서 빞을 내는 천체를 말합니다. 수성, 금성, 지구,  화성, 목성, 토성 , 천왕성, 해왕성이 태양계의 행성이라고 말할 수 있습니다. 명왕성이 왜 없나 싶겠지만 2006년 행성의 자리에서 쫓겨나 소행성으로 불리게 되었습니다. 

 행성들도 두가지로 나누어 이름이 불리게됩니다. 지구보다 안쪽에서 태양을 도는 행성을 내행성, 지구보다 밖에서 태양을 도는 행성을 외행성이라고 합니다. 그리고 다른 분류는 지구처럼 크기가 작으면서 스스로 천천히 도는 자전을 하는 행성을 지구형 행서이라고 하고 목성처럼 크기는 크면서 자전의 속도가 빠른 행성을 목성형 행성이라고 합니다. 지구형 행성은 수성, 금성, 지구 입니다. 

 

 니콜라우스와 코페르니쿠스

우리는 누구나 오랫동안 믿어온 이야기와 생각을 바꾸는 것은 쉽지가 않습니다. 천동설과 지동설로 학자들에게 혼란이 있을 때 자신이 믿었던 지식과 내용을 바꾸어 생각하기란 여간 어려운 일이 아니였습니다. 

 

 1530년경 코페르니쿠스가 살았던 시기에는 신을 믿고있었습니다. 예술과 문화의 큰 변화가 있었던 르네상스 시대였습니다. 유럽에서는 아주많은 변화가 일어나고 있던 시기였습니다. 레오나르도다빈치는 누구나 들어봤을 화가입니다. 모나리자 라는 유명한 그림을 그렸던 화가입니다. 이때 화가들은 그림을 그릴 때도 수학적인 비례를 사용했고 신기한 발명품들도 고안해 냈습니다. 이런 큰변화가 있던 시절에 과학에서도 아주큰 변화가 있었는데 코페르니쿠스의 과학입니다. 코페르니쿠스는 그동안 오랜 믿음과 같았던 천동설을 부정하였고 아리스타르코스의 지동설을 설명했습니다. 코페르니쿠스는 완전한 새로운 이론을 내놓은 것이 아님에도 사람들이 믿는 천동설(지구는 그대로 있고 하늘이 돌고 있다는 주장)은 이미 신앙 처럼 굳어져 있었기 때문에 이 생각을 바꾸는데는 아주 오랜 시간이 걸렸습니다. 그러나 근대 과학에 혁명을 불러오게 되었다는 것은 큰 이슈입니다. 

 

 갈릴레이와 지동설은 갈릴레이가 지구는 돈다 라고 지동설을 펼침으로 재판을 받게 되고 풀려나가면서도 그래도 지구는 돈다 라고 했던 말을 기억할 것입니다. 지금 이시간에 이렇게 주장 했던 갈릴레이의 사건이 사실인지는 알 수 없지만 갈릴레이도 코페르니쿠스와 같이 지동설을 믿고 주장한 것은 확실합니다. 갈릴레이에게는 지동설을 주장 할 수 있는 확실한 증거가 있었습니다. 그것은 바로 망원경으로 바라보는 하늘인데 갈리레이가 발명한 망원경으로 직접 하늘을 보면 날마다 조금씩 별자리가 바뀌는 것을 발견 할 수 있습니다. 갈릴레이는 목성을 돌고있는 목성의 위성을 발견 할 수 있었습니다, 그래서 갈릴레이는 코페르니쿠스의 지동설을 널리 알리고 싶었지만 신앙처럼 믿고 있었 사람들과 그때 당시의 교회에서 이를 막아서 였습니다. 지동설을 확실히 알고있는 갈릴레이로서는 혼잣 말로라도 지구는 돈다고 계속 말을 하고 다니고 싶었을 지도 모르겠습니다. 

 

 우리가 아는 재미난 과학 이야기, 수학이야기를 함께 나누고 쉽게 풀이하고 싶어 이글을 작성해봅니다.

긴 글이지만 끝까지 읽어주시고 좋아요 눌러주시면 제게 힘이 될것 같습니다. 

다음시간에도 재미난 과학 수학 이야기로 돌아오겠습니다.