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[자연응용과학] 뉴턴역학과 산업혁명

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양푼 날짜 : 2013-08-13 (화) 15:12 조회 : 6532 추천 : 15 비추천 : 0

양푼 기자 (양기자)

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까이꺼 연재기사 별거 있나? 한꺼번에 몰아 써서 쪼개면 연재기사지.

얼마 전에 내가 준회원일 때 뉴턴 땜시 산업혁명이 있다고 했더니, 존경하옵는 어떤 할매께서 그게 뭔 소리냐고 하신 적이 있다. 그기에 대해서 썰을 풀어 보자.

뉴턴이라카믄 행성의 운행법칙을 밝힌 사람이라고만 아는 분이 많은 것 같다. 즉 만유인력 법칙을 말하는 것인데. 그건 뉴턴이 한 거대한 일 중의 지극히 작은 일부분에 불과하다. 뉴턴역학은 인류 최초의 이론다운 이론, 이후 이론이 어떠해야 하는가를 보여준 전형으로서의 이론, 너무도 위대한 이론이다. 모두 경배해야 한다.

뉴턴역학은 힘과 운동의 관계를 밝힌 이론이다. 여기서 힘이 중력이 되면 천체의 운동이나 사과가 떨어지는 현상이 설명되고, 고체재료 내의 정적인 힘이 되면 빌딩 등의 구조물을 최적으로 지을 수 있게 되고, 동적인 관성력이 되면 고속으로 작동하는 온갖 기계들을 설계할 수 있게 되고, 유체 내의 압력이나 점성에 적용하면 유체역학이 된다. 한 마디로 모든 기계는 뉴턴 할배의 손바닥 위에서 작동한다고 보면 된다.

물레방아 같은 기계는 뉴턴역학 없이도 만들 수 있다. 그러나 이런 건 엄밀히 말하면 까치가 집을 잘 짓는 것과 별로 다르지 않다. 이론 없이 경험에 기반한 기계이다. 장영실이 아무리 천재라고 하나, 좋은 기계하나 만들려면 엄청난 시행착오를 거쳐야 한다. 뉴턴역학을 알면 장영실 보다 못한 사람도 훨씬 더 좋은 기계를 한 두 번의 시행착오 만으로 만들 수 있게 된다. 이게 과학의 힘이다. 바보를 천재로 만들어 주는 것이다.

그러니 뉴턴역학이 나오자 마자 온갖 기계들이 쏟아져 나왔다. 개나 소나 새로운 기계를 만들어 대니 자고 나면 새 기계가 나오는 것이다. 그래서 기계가 세상을 바꾸어 버렸다. 그걸 산업혁명이라고 부르는 것이다. 증기기관도 와트 이전부터 있었지만, 이게 가벼우면서, 고속작동하고, 그러면서 힘도 센, 한 마디로 쓸모 있는 기계가 된 것은 뉴턴할배 덕분이다. 와트도 뉴턴역학 열심히 공부했다고 하더만. 당연한 이야기다. 기계 만들어 본 사람은 안다. 뉴턴 없이는 물레방아간을 넘어서지 못한다.

뉴턴역학이 1670년 쯤에 발표되었고 이후 1700년대에 산업혁명이 나오는 건 우연이 아니고 필연이다. 그것도 영국에서 시작된 것도 지극히 당연한 것이다.