[뉴턴과 세상을 바꾼 위대한 실험들] 영국 국립과학관 소장품展, 현대과학의 토대가 된 위대한 실험들을 만나다!

[ 뉴턴과 세상을 바꾼 위대한 실험들 ] - 영국 왕립학회, 영국 국립과학관 소장품展

현대과학의 토대가 된 위대한 실험들을 만나다!

국립중앙과학관 특별전시관에서 2015.11.17부터 2016.2.28까지 "뉴턴과 세상을 바꾼 위대한 실험들 - 영국 왕립학회, 영국 국립과학관 소장품展"이름의 전시가 개최된다. 현대 과학의 토대가 된 200-300년 전 영국의 희귀 과학 유물 180여점이 전시되며 이는 세계최초 한국전시이다. 1600~1800년대 최초의 공식적인 과학단체인 영국 왕립학회의 태동과 뉴턴의 이중프리즘 실험, 헨리 캐번디시의 중력측정실험 등 위대한 열 가지 과학실험이 소개된다. 왕립학회의 실험자료 40여점 및 뉴턴의 진품 사물 6점, 1700년대 과학을 문화로 향유한 영국의 과학실험 도구와 장치를 보여주는 영국 왕실 수집품 140여점 등 '과학 문화의 나라' 영국의 17~19세기 국보급 유물들을 관람할 수 있다. 본 기자 또한 세상을 바꾸는데 일조한 실험과 발명품들에 대해 자세히 알아보고 싶어 전시를 관람하였다.

< Ten Great Experiments and Science&Splendour >

영국왕립학회는 가장 오래된 전문 과학 학회로 1660년에 설립되었다. 과학 실험 시연, 과학 연구 및 출판 등의 활동을 벌인 왕립학회는  

소규모의 비공식적 모임에서 출발하여 1662년에 영국 왕실로부터 공인된 학회가 되었으며 오늘날까지 활발한 활동을 하고 있다.           
최고 수준의 과학자들과 80여명의 노벨상 수상자들이 회원이었으며 자연과학 발전, 과학 연구지원, 과학 기술 대중화, 더 나아가            

인류공영에 이바지 하는 목적을 두고 있다.왕립학회의 시작과 철학은 토머스 스프랫(Thomas Sprat)의 저서에서 찾아볼 수 있다.          

프랜시스 베이컨은 지식이 발전을 하기 위해서는 자연철학의 전면적인 재조직화가 이루어져야 한다고 강조했고 "귀납법"을 새로운      

학문의 기본으로 삼아야 한다고 제안했다.                                                                                                                                                  

 "국가가 과학자를 지원하고, 실험과 귀납에 의한 과학연구를 진행하여 인류복지에 필요한 실질적인 지식을 생산 한다"는

베이컨의 철학과 이상은 그가 죽은지 30여년 후에 세계최초의 과학학회인 왕립학회 설립에 모태가 되었다.                                             

                                                                                                                                                                                                      

< Section1 - 영국왕립학회의 탄생 >

< 영국왕립학회의 첫 모임과 설립 및 철학 >

이중 프리즘 실험은 빛과 색깔에 관한 생각을 근본적으로 바꾼 뉴턴의 결정적 실험으로, 이를 통해 뉴턴은 "백색광은 각기 다른 굴절률을 갖고 있는 여러 광선으로 이루어져있다"는 점을 입증하였다. 뉴턴은 데카르트의 이론을 프리즘 두 개를 사용한 이중 프리즘 실험을 통하여 정면으로 반박하게 된다. 이 실험에서 1차 프리즘에 의해 분해된 빛의 스펙트럼 중 어느 한 가지 색깔도 2차 프리즘을 통한 색의 분해는 더 이상 이루어지지 않았다. 데카르트에 의하면 2차 프리즘을 통하였을 때도 색의 변화가 일어나야 하지만, 뉴턴의실험은 이를 반박한 것이다. 백색광은 프리즘에 의해 분해되는 단색광이 합해져 이루어진 것으로, 순수한 빛은 단색 광이며 이러한 단색광이며 이러한 단색광들 이 합쳐져 나타나는 현상이 백색광이라는 뉴턴의 결론이 이 실험을 통해 입증되었던 것이다.

                                         < Experiment 1. 아이작 뉴턴의 이중 프리즘 실험[1672] >                  

 

 

< Isaac Newton 특별관 >

뉴턴 특별관에서는 뉴턴의 생애에 대해 살펴볼 수 있었다. 아이작 뉴턴은 1642년 영국 링컨셔(Lincolnshire)주의 울즈소프(Woolsthorpe)라는 작은 마을에서 크리스마스 날 태어났다. 1661년 캠브리지대학 트리니티 칼리지에 입학하였으며 1666년 만유인력의 법칙, 미적분학, 빛의 성질을 연구 발견하였다. 1668~1672년 "반사 망원경"을 발명하였으며 오목거울을 이용한 뉴턴식 반사 망원경 발명으로 왕립학회의 회원이 되었다. 1687년 "자연철학의 수학적 원리(PRINCIPIA)"을 발간했다. 총3권으로 이루어진 학술서로 관성의 법칙/운동의 법칙/작용반작용 법칙이 수록되어 있다. 1703년 영국왕립학회의 회장으로 선출되었으며 1704년 "광학(OPTICE)"을 발간하였고 1727년 향년 85세의 나이로 생을 마감하였다.

< 아이작 뉴턴의 생애 >

뉴턴이 고안한 반사망원경은 당시 굴절망원경이 가진 색수차(렌즈를 통과한 빛이 여러 색으로 번지는 현상) 문제를 렌즈 대신 거울을 사용하여 해결한 새로운 형태의 망원경이다. 이는 허블 망원경과 같은 현대의 거대한 광학 망원경의 시초라 할 수 있다.

< 뉴턴의 반사망원경 >

크로노미터는 1730년대에 제작되었지만 19세기가 될 때 까지는 자주 쓰이지 않았다. 이 초기 모델은 18세기 후반에 런던의 John Arnold에 의해 제작되었다. 이것에는 금으로 만든 나선 스프링이 있고 온도 보정 지동 기구가 포함되어 있다. 이 두 개 모두 Arnold가

특허권을 갖고 있다. 크로노미터는 시간을 측정하는 매우 정교한 장치로서 크로노미터라는 용어는 특히 바다에서 경도를 확인하는데 사용되는 시간측정기(타임키퍼)에 적용되었다. 타임키퍼는 더욱 정교한 장치를 지니고 있다는 점에서 일반 시계와 차이가 있다.

크로노미터에는 대부분 숫자가 표시되어 있는데 이 크로노미터에는 532가 새겨져 있다. 이 크로노미터는 유명한 로저 아놀드의 아들이며 그 자신도 역시 유명한 크로노미터 제작자였던 존 로저 아놀드가 제작했다. 

< 크로노미터, 존 로저 아놀드 >

만유인력을 발견한 아이작 뉴턴, 과학자이자 교육자인 아브라함 트랑블레, 100달러 속 위인이 된 벤자민 프랭클린, 영국 국민과학자 마이클 패러데이, 알버트 아인슈타인은 하나같이 이렇게 주장했다.                                      

 

"교육없는 천재는 광산속의 은이나 마찬가지다(Genius without education is like silver in the mine)"

 

"지식보다 중요한 것은 상상력이다(Imagination is more important than Knowledge)"

 

과학적 원리를 바탕으로 한 실험은 인류를 더욱 발전시키는 원동력이 될 수 있다.

현재 우리 인류가 이토록 진보된 문명에 살고 있는 것은, 과학자들의 포기하지 않았던 실험 정신 덕분이지 않을까.

※본 기사에 수록된 사진은 국립중앙과학관측에 사전 취재허가를 받고 촬영된 것임을 밝힙니다.

                                                         [대한민국청소년기자단 IT과학부 = 3기 박근영기자]