11월의 추천도서(1715) 프린키피아 - 뉴턴

1. 책 소개

만유인력의 이론과 관성의 법칙을 비롯한 세 가지 운 동의 법칙을 바탕으로 케플러의 행성 운행에 대한 케 플러의 법칙들을 증명한 물리학서.

2. 저자

1642년 영국 링컨셔(Lincolnshire)의 울즈소프에서 지주의 유복자로 출생했다. 세 살 때 어머니가 재혼하면서 조부모에게 양육되었으나, 열 살 때 양부가 사망하면서 이복형제들과 함께 다시 어머니에게서 양육되었다. 성공회 신부인 외삼촌의 도움으로 1661년 케임브리지 대학교 트리니티 칼리지에 입학하여 근로 장학생으로 수학하였다. 물리학과 수학을 공부하였고, 연금술에도 관심을 갖고 있었다. 대학 재학 시절에는 데카르트의 사상과 허미티시즘 전통에서 동시에 영향을 받았다.

뉴턴은 재학 도중 영국 전역에 흑사병이 유행하자 학교가 휴교해 고향으로 돌아왔다. 1665년부터 2년에 걸쳐 깊은 사색을 통하여 중요한 과학적 발견들을 이루어냈다. 중력에 대한 영감을 받았고, 미적분의 계산법을 발견하였으며, 빛의 색을 탐구하였다. 그가 과수원의 사과나무 아래에서 떨어지는 사과를 보고 중력을 발견하였다는 일화는 진위가 불분명하나, 뉴턴은 말년에 이 일화가 사실이라고 주장한 바 있다.

복학 이후 반사 망원경을 만들고, 왕립학회 회원으로 선출되어 활동하였다. 뉴턴은 1669년 스승 아이작 배로의 교수직을 승계하였다. 그의 강의는 지루한 것으로 유명하여, 빈 강의실에서 홀로 강의했다는 일화도 있다. 1666년 유분법을 발견하였는데 이는 오늘날의 미적분에 해당하는 것으로, 미적분 계산법을 누가 먼저 발견하였는지에 대하여 독일의 라이프니츠와 논쟁을 벌이기도 했다. 빛의 파동설을 주장한 네덜란드의 호이겐스에 맞서서 빛의 입자론을 주장하였으며, 빛과 색에 대한 연구로 광학 발전에 크게 기여하였고, 1704년에 ＜광학＞을 저술하였다.

1687년 뉴턴은 에드먼드 핼리의 지원으로 ＜자연철학의 수학적 원리(프린키피아)＞를 출간하였다. 이 책에는 뉴턴의 세 가지 법칙인 관성의 법칙, 운동의 법칙, 작용-반작용의 법칙에 대한 내용이 담겨 있었으며, 만유인력과 천문학에 대해서도 다루어져 있다. 만유인력에 대해서 뉴턴은 오래 전부터 구상하고 있었으나, 20년이 지나서야 ＜프린키피아＞에서 구체적으로 이론화하게 되었다. 뉴턴의 ＜프린키피아＞는 근대 이론물리학의 초석을 놓은 혁명적 저서로 평가받는다.

1689년에는 국회의원으로 선출되었고, 왕립 조폐국의 이사와 왕립협회 회장으로도 활동했다. 평생 독신으로 살다가 1727년, 85세의 나이로 사망하였다.

3. 목차

[1권]

1. 철학에서 논리 전개의 규칙
2. 현상들
3. 행성들과 위성들의 운동
4. 밀물과 썰물
5. 달의 운동
6. 혜성들의 운동
7. 일반적인 설명
8. 알기 쉽게 설명한 태양계의 구조

[2권]

1. 속력에 비례해서 저항을 받는 물체의 움직임
2. 속력의 제곱에 비례해서 저항을 받는 물체의 움직임
3. 속력의 비율로 어느 정도 저항을 받고 속력의 제곱의 비율로 어느 정도 저항을 받는 물체의 움직임
4. 저항이 있는 매질 속에서 하는 원운동
5. 유체의 밀도와 압축 정역학
6. 진자의 운동과 저항
7. 유체의 움직임과 던진 물체에 가해지는 저항
8. 유체 속으로 전파되는 움직임
9. 유체의 회전 운동

[3권]

1. 철학에서 논리 전개의 규칙 
2. 현상들 
3. 행성들과 위성들의 운동 
4. 밀물과 썰물 
5. 달의 운동 
6. 혜성들의 운동 
7. 일반적인 설명 
8. 알기 쉽게 설명한 태양계의 구조 

4. 책 속으로

 『프린키피아 1』, 「원저자의 초판 서문」 중에서

여기서 나는 여러 가지 운동 현상들로부터 자연에 존재하는 여러 가지 힘을 조사하고, 그러한 힘으로부터 다른 현상을 논증(설명)할 것이다. 제1권과 2권에서 서술된 힘에 관한 일반적인 명제들은 바로 이 같은 논증을 위해 탐구된 것들이다. 제3권에서는 우주 체계의 실제적인 해명이라는 차원에서 그 명제들이 적용될 실제의 사례가 제시된다.

즉 앞서 언급한 두 권의 책에서 수학적으로 입증된 명제들을 이용하여, 제3권에서는 태양이나 행성들이 물체에 작용하는 중력이라는 것을 유도할 것이다. 그리고 이 힘으로부터 다시 행성, 혜성, 달, 바다의 운동을 유도할 것이다. 이외에도 자연에 남아 있는 여러 현상들이 이 같은 역학의 원리로부터 같은 종류의 논증에 의해 유도될 수 있을 것이라고 나는 믿고 싶다. 왜냐하면 이 현상들도 모두 어떤 종류의 힘에 의존할 것으로 추측되기 때문이다.

철학자들은 이 힘의 정체를 밝히기 위해 지금까지 자연의 탐구를 지속해 왔지만, 실패로 끝나고 말았다. 나는 여기서 기술한 원리들이 철학의 방법에 대해 무언가 빛을 던져 주었으면 한다.