5,126번 망해보고 깨달았다, 실패는 '데이터'일 뿐이다 제임스 다이슨의 '먼지 철학'
사과나무 아래 앉아 있다가 떨어지는 사과를 보고 만유인력을 발견했다는 이야기, 누구나 한 번쯤 들어보셨을 겁니다. 바로 인류 역사상 가장 위대한 과학자 중 한 명인 아이작 뉴턴(Isaac Newton)의 이야기입니다.
하지만 뉴턴의 업적이 단순히 "사과가 왜 떨어지지?"라는 질문에서 멈춘 것은 아닙니다. 그는 이 질문 하나로 지구상의 물체뿐만 아니라, 저 거대한 우주 행성들이 어떻게 움직이는지까지 수학적으로 증명해 냈습니다. 오늘 이 글에서는 복잡한 수식 없이, 뉴턴이 어떻게 세상을 바꿨는지 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 정리해 드립니다.
1643년 영국에서 태어난 뉴턴은 사실 불우한 어린 시절을 보냈습니다. 미숙아로 태어나 몸이 약했고, 친구들과 어울리기보다 혼자서 해시계를 만들거나 물레방아를 관찰하는 것을 좋아했습니다.
그가 위대한 발견을 하게 된 계기는 아이러니하게도 '전염병' 때문이었습니다. 흑사병이 유행하여 대학이 문을 닫자, 고향으로 내려와 2년 동안 혼자만의 사색에 잠겼습니다. 이 시기에 미적분학, 광학, 그리고 중력에 대한 핵심 아이디어가 모두 탄생했습니다. 이를 과학사에서는 '기적의 해(Annus Mirabilis)'라고 부릅니다.
💡 핵심 포인트: 위대한 발견은 소란스러운 세상 속이 아니라, 깊은 침묵과 사색 속에서 나옵니다.
뉴턴 이전의 사람들은 '땅 위의 법칙'과 '하늘의 법칙'이 다르다고 생각했습니다. 사과는 땅으로 떨어지지만, 달은 떨어지지 않고 하늘에 떠 있으니까요.
하지만 뉴턴의 생각은 달랐습니다.
"사과를 당기는 힘이, 저 달도 당기고 있는 게 아닐까?"Shutterstock
그는 지구와 사과 사이에 작용하는 힘(중력)이 지구와 달 사이에도 똑같이 작용한다고 보았습니다. 달이 지구로 떨어지지 않는 이유는, 달이 옆으로 움직이는 속도가 매우 빨라서 지구가 당기는 힘과 균형을 이루며 계속 지구 주위를 맴돌기(공전) 때문입니다.
이것이 바로 **만유인력(Universal Gravitation)**입니다. "우주(Universal)에 있는 모든(All) 물체는 서로 끌어당기는 힘(Gravity)이 있다"는 뜻이죠.
뉴턴은 물체가 움직이는 원리를 딱 3가지 법칙으로 정리했습니다. 이것만 알면 우리 주변의 모든 움직임을 이해할 수 있습니다.
내용: 외부에서 힘을 가하지 않으면, 정지한 물체는 계속 정지해 있고 움직이는 물체는 계속 움직이려 한다.
예시: 달리는 버스가 갑자기 멈추면 우리 몸이 앞으로 쏠리는 현상. 우리 몸은 계속 앞으로 가려고 하기 때문입니다.
내용: 물체에 힘(F)을 줄수록 속도 변화(a)가 커지고, 물체가 무거울수록(m) 움직이기 힘들다.
예시: 마트 카트가 비어있을 땐 살짝만 밀어도 쌩쌩 나가지만, 물건을 가득 실으면 끙끙대며 밀어야 하는 원리입니다.
내용: 내가 무언가를 밀면, 그 물체도 똑같은 힘으로 나를 민다.
예시: 로켓이 우주로 날아가는 원리입니다. 로켓이 가스를 아래로 뿜어내면(작용), 그 반발력으로 로켓은 위로 올라갑니다(반작용).
뉴턴의 천재성은 여기서 끝이 아닙니다.
빛의 분해: 당시 사람들은 빛이 순수하게 '흰색'이라고 믿었습니다. 하지만 뉴턴은 프리즘을 이용해 햇빛이 사실은 무지개색(빨주노초파남보)으로 이루어져 있다는 것을 밝혀냈습니다.
미적분의 발명: 움직이는 물체의 속도 변화를 계산하기 위해, 그는 새로운 수학인 '미적분'을 직접 만들어냈습니다. (독일의 라이프니츠와 누가 먼저냐는 논쟁이 있었지만, 두 사람 모두 위대한 업적임은 분명합니다.)
뉴턴은 훗날 자신의 업적에 대해 이렇게 겸손하게 말했습니다.
"내가 남들보다 조금 더 멀리 볼 수 있었다면, 그것은 거인들의 어깨 위에 서 있었기 때문이다."
그가 말한 거인은 갈릴레오나 케플러 같은 선배 과학자들을 의미합니다. 뉴턴이 닦아놓은 고전 역학이라는 거인의 어깨 위에서, 훗날 아인슈타인이라는 또 다른 천재가 등장할 수 있었습니다.
오늘날 우리가 쏘아 올리는 인공위성, 다리를 짓는 건축 기술, 자동차의 안전장치 등 거의 모든 현대 문명은 뉴턴의 법칙 위에서 작동하고 있습니다. 사과 한 알에서 우주의 법칙을 읽어낸 그의 통찰력, 오늘 우리 삶 곳곳에 살아 숨 쉬고 있습니다.
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