우주의 법칙을 향한 뉴턴의 열망과 노력

왜 저 하늘의 달은 떨어지지 않을까?

뉴턴이 사과나무 아래 앉아 있었던 시간은 저녁 무렵이었다. 사과가 떨어지던 시점에는 달이 절묘하게 하늘에 떠 있었다. ‘나무 위에 달린 사과는 떨어지는데, 왜 저 달은 땅으로 떨어지지 않을까?’ 뉴턴은 생각했다. 중력은 지면에서나 높은 산 위에서나 동일하게 작용한다. 그렇다면, 중력의 영향은 특정 높이에서 그치는 것이 아니라 하늘 높이 떠 있는 달에도 분명히 영향을 미쳐야 할 것이다. 그리고 이 힘은 태양계 행성에도 저 멀리 떨어진 별에도 적용되어야 할 것이다.

‘뉴턴의 대포’라는 사고 실험은 달이 중력의 영향을 받음에도 불구하고 지구와 충돌하지 않는 이유를 설명해 준다. 대포에서 발사된 대포알은 포물선 궤도를 그리며 지면으로 떨어진다. 좀 더 빠른 속도로 발사한다면, 좀 더 멀리까지 날아가다가 떨어질 것이다. 이보다 더 빠른 속도로 발사하다 보면, 지구 반대편까지 날아가 떨어질 것이다.

여기서 더 빠른 속도로 발사하면 어떻게 될까? 지구 한바퀴를 돌아서 다시 제자리로 돌아올 것이다. 그다음 또다시 한 바퀴를 돌아 제자리로 돌아오고 또 제자리로 돌아오면서 무한히 반복하여 돌 것이다. 다시 말해, 특정 속도 이상으로 포탄을 발사하면, 포탄은 지구 주변을 공전하게 된다. 지구 둘레를 도는 대포알은 지구를 향해 사실 계속 떨어지고 있다.

그러나 지면으로 떨어지지는 않는다. 달의 운동도 이와 같다. 사과가 중력에 의해 지면을 향해 떨어지듯이, 달도 중력에 의해 지구를 향해 계속 떨어지고 있다. 그러나 달은 지구 주위를 특정 속도 이상으로 돌고 있기 때문에 지구와 부딪히지 않는 것이다. 뉴턴은 인공위성의 가능성도 언급했다. 하지만 그는 인공위성이 실제로 가능하다고 생각하지 않았다. 인공위성이 될 정도로 물체를 빠르게 가속하는 것은 불가능하다고 생각했기 때문이다.

선대 과학자들의 발판과 사과를 통한 영감

만유인력 법칙이 떨어진 사과를 통해 우연히 발견된 것은 아니다. 그동안 갈릴레이, 케플러 같은 선대 과학자들의 업적이 충분히 쌓여, 만유인력이라는 개념이 드러날 만한 발판이 되었던 것도 있다. 그러나 단순히 뉴턴의 발견을 선대 과학자들의 업적 위에 탄생한 것이라고만 생각해도 모순이다. 만약 사과가 떨어지지 않았다면, 뉴턴은 결정적인 영감의 가닥을 잡지 못했을 것이기 때문이다.

에디슨은 ‘천재는 1%의 영감과 99%의 노력으로 만들어진다.’라고 말했다. 이 말은 99%의 노력을 강조하는 말이기도 하지만, 1%의 영감이 없이는 안 된다는 말이기도 하다. 만유인력 법칙의 탄생에는 이 말이 어떻게 적용될 수 있을까? 뉴턴이 선대 과학자의 업적을 습득하고 이해하는 과정과 물체의 운동에 대해 끊임없이 사색한 과정은 99%의 노력에 해당한다. 1%의 영감에 해당하는 것은 평소 사색 가운데 기록한 번뜩이는 생각들, 떨어진 사과를 보고 떠오른 핵심적인 생각들이다.

진리의 바닷가에서 뛰노는 어린아이

뉴턴은 종교와 연금술에도 심취해 있었다. 그는 매우 종교적인 사람으로서 보통 사제들보다도 성경에 대해 박식했고, 수학과 물리학을 연구하는 시간보다도 많은 시간을 들여 성경을 연구했다. 노트에 자신의 죄의 목록을 적어 놓은 기록, 신앙에 대한 생각들을 적어놓은 글이 남아 있고, 성경에 대한 독자적인 해석을 내놓기도 했다. 그 당시는 화학이 발달하지 않아, 연금술이 유행했는데 뉴턴이 연금술에 빠진 이유는 금을 만들고 싶어서라기보다 진리를 찾고 싶은 열망 때문이었다. 그러나 뉴턴은 조용히 책보고, 기도하고, 생각하기만 좋아하는 모범생은 아니었다.

도박, 돈놀이를 즐기기도 했고, 자신의 명예를 위해 상대를 서슴지 않게 비방하기도 했다. 뉴턴은 사람들에게 다양한 모습으로 비쳤을 것이다. 범접할 수 없는 천재 과학자, 연구에 미친 과학자 혹은 명예, 권력, 물질에 욕심 많은 과학자로 보였을 수도 있다. 하지만 뉴턴은 죽기 전에 ‘세상 사람들은 나를 어떻게 생각할지 모르나, 나는 무한히 펼쳐진 진리의 바닷가에서 작은 조약돌이나 예쁜 조개껍데기를 찾는 어린이에 지나지 않았다고 생각한다.’라고 자신에 대해 말했다.

뉴턴은 한 인간으로서 어두운 면도 많았지만, 그가 평생 종교, 수학, 과학, 연금술을 연구했던 이유는 진리를 갈망하는 마음 때문이었다. 그는 틀림없이 이 지구 상에서 가장 간절히 우주의 수학적 원리를 궁구한 사람이었을 것이다. 그렇지 않았다면, 그는 역사상 가장 뛰어나다고 평가받을 만한 과학업적을 남기지 못했을 것이다.

우주의 법칙을 향한 뉴턴의 열망과 노력

단 1%만 알았던 성공의 비밀이 들어있다는 베스트셀러 ≪시크릿≫에서는 성공한 사람들의 공통점을 설명하고 있다. 이 책에서 말하는 비밀은 끌어당김의 법칙으로 생각이 현실이 된다는 내용이다. 무언가를 간절히 바라고 원하면, 우주는 그 소원을 들어준다고 내용이다. 가만히 앉아서 무언가 되기를 간절히 바라라는 말은 아니다. 무언가를 정말 간절히 원한다면, 가만히 앉아 있을 수 없다. 행동할 수밖에 없다. 만약 바라기만하고 행동하지 않는다면, 그것은 정말 간절히 원하지 단계에 아직 도달하지 못했다는 것을 의미할 수도 있다.

이런 관점에서는 ‘하늘은 스스로 돕는자를 돕는다.’라는 유명한 서양 속담과 이와 유사한 의미를 가진 한자성어 ‘진인사대천명’도 ≪시크릿≫의 내용과 일맥상통한다. 간절히 바라고 원하고 스스로 노력하는 사람은 반드시 하늘이 돕던지, 우주가 소원을 이루어주던지 한다는 것이다. 성공한 사람들에게 발견됐던 공통점은 뉴턴에게서도 찾을 수 있다.

뉴턴은 진리를 향한 열망이 남달랐다. 적어도 우주의 수학법칙에 대한 갈망은 세상 어떤 사람보다도 뜨거웠을 것이다. 노력도 남달랐다. 그는 하루에 3~4시간을 자고도 거뜬히 일어났고, 미친 사람으로 보일만큼 연구에 몰두했다. 하늘은 혹은 우주는 이러한 뉴턴의 열망과 노력을 보고 만유인력 법칙을 선물로 준 것이다.