대화 : 천동설과 지동설, 두 체계에 관하여 - 사이언스 클래식 26 (양장)

갈릴레오갈릴레이

저자:갈릴레오갈릴레이GalileoGalilei
근대과학의아버지로불리는이탈리아의자연철학자이다.그는이탈리아토스카나대공국의피사에서태어나1581년에피사대학교의학부에입학했으나중퇴하고수학을?공부했다.이후갈릴레오는실력을인정받아1589년에피사대학교교수가되었지만,과거의학설을맹목적으로따르는학교분위기에적응하지못하고1592년에파도바대학으로자리를옮겼다.그는1609년에망원경을이용해최초로천체를관측한후그놀라운발견들을책으로펴내유럽최고의유명과학자가되었으며,1610년에토스카나대공의제일수학자로취임했다.한편1612년부터태양중심이론에대한반대가거론되기시작했는데,이런분위기속에서1632년에펴낸『대화』가문제가되어그해에종교재판에회부되었다.종교재판에서갈릴레오는공개적으로자신의신념을부정하고참회해야했고,이후피렌체근교에있는가택에연금된채여생을마쳤다.이때문에갈릴레오는교회에맞선대표적인과학의순교자로묘사되기도한다.
갈릴레오는과학전반에광범위한업적을남겼다.그는뛰어난성능의망원경을제작,천체들을관측하여목성의위성,해왕성을발견하는등천문학을혁명적으로발전시켰다.그리고정교하게설계된실험과관측을통해관성의법칙,자유낙하의법칙등의초안이될만한의미있는결과들을도출했다.또한갈릴레오는왕성한연구활동을토대로많은책을발표했다.주요저서로는『별들의소식(SidereusNuncius)』,『해의검은점에대해서마르크벨저에게보내는편지(IstoriaeDimostrazioneintornoalleMacchieSolarieLoroAccidentiCompreseinTreLettereScritteall'illustrissimoSignorMarcoVelseri)』,『시금저울(IlSaggiatore)』,『새로운두과학(DueNuoveScienze)』등이있다.'

역자:이무현
서울대학교자연대수학과를졸업하고,미국퍼듀대학교대학원에서수학과박사학위를받았다.저서로는『위대한과학자들의위대한실수』가있으며,번역서로는에우클레이데스의『기하학원론』,카르다노의『아르스마그나』,갈릴레오갈릴레이의『새로운두과학』,아이작뉴턴의『프린키피아』를비롯해『지동설과코페르니쿠스』,『물리학의탄생과갈릴레오』등이있다.

옮긴이의글:천동설에종지부를찍은마지막결정타5
토스카나대공께21
인물소개27
존경하는독자들에게35
첫째날대화39
둘째날대화179
셋째날대화429
넷째날대화623
찾아보기685

움직이는것은하늘이아니라지구다!

지구가천체와같다면,지구또한천체들과같은운동을공유하지못할이유가없다.이러한논리에따라지구의자전과공전을설명하는부분이「둘째날대화」와「셋째날대화」이다.당시사람들은지구가자전과공전을한다면지구위에있는모든것들이허공으로날아가버릴것이고,공중에서던진공은바로아래가아니라서쪽에떨어질것이며,하늘에나는새들은뒤처질것이라고생각했다.하지만현실에서는이러한일이일어나지않으니,지구는움직이지않는다는것이다.이에대해갈릴레오는지구의원운동은지구상의모든물체에공통된움직임이므로지구와함께움직이는우리또한지구의운동을감지할수없다고주장했다.모든운동은상대적이었다.관측자의상태에따라물체는움직이는것일수도아닐수도있었다.이는모든물체의본성은정지상태라는아리스토텔레스의물리학을정면으로공격하는일이었다.

커다란배의갑판아래선실에동료들과함께들어간다음,문을닫아.파리,나비를비롯한여러날벌레들을선실속에미리넣어두어.커다란대야에물을붓고,물고기를몇마리집어넣어.병에물을넣고,선실천장에매달아서,물이한방울,한방울떨어지도록하고,그밑에그릇을놓아물을받아.배가가만히있도록한다음,선실안의온갖일들을자세히관찰을하게.그다음에어떤속력이라도좋으니까배를움직이도록하게.선실안의일들을자세히관찰해보게.앞에서언급한모든일들이조금도바뀌지않을뿐만아니라선실안의일을가지고는배가움직이는지정지해있는지판단할수도없어.이모든현상들이일치하는까닭은,배의움직임이그속에든공기를포함한모든물체들에게공통되기때문일세.---본문중에서

지구의자전만큼이나공전또한우리의직관과감각으로는직접확인하기어려운문제였다.고대에는행성이지구를중심으로원운동을한다고믿었다.하지만그것만으로는행성의역행현상을설명할수없었기에프톨레마이오스는원안에원을넣는식으로문제를해결하려고했지만그때문에행성의궤도가지나치게복잡해졌다.살비아티는같은현상을코페르니쿠스체계가훨씬간단명료하게설명해준다고심플리치오를설득한다.또한살비아티는망원경으로관측한화성과금성의위상변화,목성의네위성,행성의불규칙한운동들,해의흑점이움직이는궤적들을증거로제시하며지구의공전운동이타당함을주장한다.

프톨레마이오스의이론은병에걸려있네.치료약은바로코페르니쿠스의이론일세.프톨레마이오스의우주체계는불규칙한운동들로구성되어있네.반면에코페르니쿠스의체계에따르면,모든운동은자신의중점에대해규칙적으로움직이고있어.---본문중에서

지구의운동을조수이론으로입증하다!

지구가공전이든자전이든어느한운동만하면,지구전체는물론모든부분들이일정한속력으로고르게움직이지만,이두운동을섞으면,지구의각부분들이이런식으로고르게움직이지않고,공전운동에다자전운동을더하거나빼야하니까,가속이되었다가감속이되었다가한다.이게바로밀물·썰물을일으키는가장근본적인실제원인일세.---본문중에서

「넷째날대화」는밀물과썰물의원인이지구의자전과공전때문이라는갈릴레오의독창적인주장을담고있다.갈릴레오는조수현상이지구의자전과공전을입증하는강력한증거라고생각했다.사실당시에갈릴레오가『대화』를저술하기시작한이유도이이론을대중에게소개하기위함이었다.그의주장에따르면,지구가큰그릇이고바다가거기에담긴물이어서,지구의자전운동과공전운동의결합으로일정주기로조수가발생한다.이이론은후에뉴턴역학으로대체되지만,이이론속에는갈릴레오가젊은시절연구했던진자의운동이나관성에대한개념등보석처럼반짝이는아이디어가포함되어있어그의미가깊다.

천문학에서시작된과학혁명,근대의여명을밝히다!

감각이우리에게제공하는첫느낌에대해너무확신을갖지말고,신중하게생각해보아라.감각은우리를속일수있다.---본문중에서

지구중심적인우주관은오랫동안전세계문화권에서보편적인진리로당연하게받아들여졌다.단단한땅위에서살아가는인간의입장에서는별과달이뜨고지는하늘이움직이는것이일견타당해보이기때문이다.오늘날에도사람들은해가뜬다또는해가진다라고표현하지지구가몇도돌았다하는식으로표현하지않는다.지금도이러할진대,사모스섬의아리스타르코스가처음주창했고,코페르니쿠스가제창했던지동설에대해당시얼마나큰반발이있었을지쉽게짐작할수있다.
하지만갈릴레오가쌓아올린방대한천문관측데이터와수학적계산자료들은인간의직관과감각에반하는새로운진실을보여주었다.『대화』에서갈릴레오의엄밀한과학적·수학적입증에힘입어태양중심적우주관은가설의영역에서과학적사실의영역으로발돋움했고지구중심적우주관은역사의뒤안길로사라졌다.그리고무지를신성으로대체하려고했던중세가저물고,과학과수학의힘으로자연과우주의법칙을구하려는근대과학의시대가왔다.『대화』는인식의혁명을이끌며역사의거대한물줄기를바꿔놓은,인류의영원한고전인것이다.