당시의 자연철학자들은 실험이나 관찰을 하거나, 또 수학을 사용하지도 않았다. 천문학자들은 오랜 세월 동안 천체 운행을 관측하고, 천체 모델을 만들고, 모델이 관측 자료와 일치하지 않으면, 모델을 보완하여 고치고 하는 작업을 하였다. 갈릴레이는 천문학자들처럼 자신도 물체의 운동에 대한 수학적 모델을 만들고, 관찰 결과와 다르면 모델을 고쳐서 관찰 결과와 일치하도록 할 생각으로 물체의 운동에 대한 연구를 하였다. 갈릴레이는 물체가 떨어지는 것을 관찰하기가 힘들기 때문에, 경사면에 홈을 파고 작은 공이 홈을 따라 굴러 가도록 하여 관찰하였다. 갈릴레이는 박자에 맞추어 노래를 부르는 방법으로 공이 경사면을 따라 구른 거리와 시간을 측정하여 기록하였으며, 후에는 1/100 초까지 분별할 수 있는 물시계를 만들어 사용하였다. 갈릴레이는 이 외에도 실에 매단 추의 운동, 수직으로 떨어지는 물체의 운동, 수평으로 던진 물체의 운동, 비스듬하게 위로 던진 물체의 운동에 대한 연구를 행하였으며, 물체의 운동을 수직 성분과 수평 성분으로 구분할 수 있음을 발견하였다. 갈릴레이의 물체의 운동에 대한 연구는 케플러의 행성 운동법칙과 함께 아이작 뉴턴이 만유인력과 운동법칙을 발견하는 기반이 되었다. 갈릴레이는 신실한 카톨릭 신자로서 하나님이 인간에게 두 권의 책을 주셨는데 한권은 성경, 한권은 자연이며, 자연은 수학의 언어로 쓰여졌다고 말했다. 근대 과학은 하나님을 믿는 신실한 사람들이 자연에서 하나님의 창조 질서를 찾으려는 노력으로부터 시작한 것이다. 영국에서 태어난 아이작 뉴턴(1642~ 1727)은 갈릴레오 갈릴레이가 사망한 해에 태어났다. 독실한 성공회 신자인 뉴턴은 자신의 학문 연구보다도 성경연구에 더 많은 시간을 할애하였다고 한다. 뉴턴의 신앙심을 엿볼 수 있는 일화를 살펴보기로 하자. 뉴턴의 방에 태양계 모형이 설치되어 있었는데, 톱니바퀴와 벨트를 이용하여 정교하게 만든 움직이는 모형이었다. 하루는 뉴턴이 책을 읽고 있는데, 무신론자인 친구가 태양계 모형의 수동식 손잡이를 서서히 돌리면서, 행성들이 서로 다른 속도로 태양 주위를 회전하는 것을 보더니, “야, 정말 멋진데. 이걸 누가 만들었어?” 뉴턴은 책에서 눈을 떼지도 않고, 무심히 말했다. “아무도 만들지 않았다네.” 그러자 친구는 “이봐, 자네는 내 질문을 이해하지 못한 모양인데, 누가 이걸 만들었느냐고 묻고 있잖아.” 그러자 뉴턴은 친구를 바라보며, “이건 누가 만든 게 아니고, 여러 부품들이 모여서 우연히 이런 모양이 된 거라네.” 친구는 흥분하여 대꾸하기를, “자네 사람을 놀리는군. 이걸 만든 사람은 솜씨가 대단한 좋은 것 같은데, 누가 만들었는지 좀 알려 달란 말일세.” 뉴턴이 자리에서 일어나 친구 어깨에 손을 얹고 말했다. “이건 광대한 태양계를 모방해서 만든 엉성한 모형일뿐이지, 태양계를 지배하는 놀라운 법칙을 자네도 알지. 그걸 모방해서 만든 이 단순한 모형이 설계자도 제작자도 없이 저절로 만들어졌다는 걸 믿진 않겠지. 그런데 자네는, 이 모형의 본체인 태양계가 설계자도 제작자도 없이 출현한 것이라고 말하잖아. 도대체 왜 그런 모순된 주장을 하는지 좀 설명해 줄 수 있겠나?”
- 다음 호에 계속 -