들어가기 전에.

우선 이 글은 매우 주관적인 입장에서 쓴 글이고, 동의를 구하기 보단 재미삼아 읽혀지길 위해 쓴 글임을 염두해 줬으면 좋겠어.

요즈음엔 과학자, 기술자, 공학자 등 전부 다르게 보지만, 나는 넓은 의미에서 모두들 과학자라고 생각한 후에 어떤 기준을 가지고 몇 명을 뽑았어. 기준에 대해선 읽어보다보면 느낌이 오지 않을까 싶은데. 그리고, 최초가 아니더라도 해당 업적에서 의미있는 사람을 뽑은 것임을 감안해 줬으면 좋겠어.

읽고난 후엔 "그런 이유에서라면 이 사람보단 이 사람을 뽑는 게 나을 거 같은데.." 라거나, "이 사람도 추가하면 좋겠는데" 등의 의견이 있을 수 있다고 생각해. 댓글로 달아주면 글을 읽고 난 사람들이 댓글도 읽으면서 더 흥미를 느끼게 될 것이라고 봐.

1. 유클리드(기원전 365년 경 ~ 기원전 275년 경)

실제와는 다른 가상의 세계

유클리드는 기하학의 아버지이지. 과학자라기보단 수학자에 더 가깝다고 생각할지도 모르겠지만 어떤 과학자보다도 과학 역사에 큰 영향을 미쳤다고 생각해.

알다시피 유클리드는 선분과 도형 등을 가지고 노는 사람이었고 19~20세기 초까지도 이 사람이 만든 기하학이 절대적인 기준이었어.

하지만 우리는 모두 이 유클리드의 기하학이 틀렸음을 알고 있어. 왜냐하면 유클리드는 모든 기하학을 완전한 평면을 가정하고 있기 때문이지.

미국에 이슬람 사원을 지을 때 이야기야. 이슬람의 사원은 '메카'를 바라보게 짓도록 되어있어. 신도들은 예배를 드릴 때 메카를 향해 절을 하기 때문이지. 그런데 아무 생각없이 지도를 보고 사원을 짓다가 공사가 중지되는 일이 벌어졌어. 메카를 바라보는 방향이 틀렸단 것이지. 2차원 평면지도에서 메카를 향하는 방향을 계산하다보니 지구가 원형이란 사실을 잊은 거야.

이렇게 유클리드 기하학은 실제 적용할 때 틀린 부분이 많아서 현재는 비유클리드 기하학을 통해 많이 얘기를 하게 됐는데, 사실 유클리드가 "완전 평면을 가정한다" 는 방식은 과학에서 정말 많이 사용이 돼. "중력이 완전히 없는 공간을 가정했을 때" 라거나, "어떤 공기 저항도 없는 곳을 가정한다면" 등의 방식으로 말이야.

유클리드는 "가정" 이라는 방식으로 사고함으로서 과학에 지대한 영향을 미쳤지.

2. 니콜라우스 코페르니쿠스(1473년 2월 19일 - 1543년 5월 24일)

결과로 관찰을 설명하는 것이 아니라 관찰이 결과를 설명하다

과학사에 지대한 영향을 미친 인물을 꼽는다면 모두들 의견이 다양하겠지만, 이 인물만큼은 이견없이 동의할 것이라고 봐. 오죽하면 '코페르니쿠스적 발상의 전환' 이란 말도 있겠어?

코페르니쿠스는 지동설을 주장한 사람이야. 그는 늘 별을 관찰했고 행성의 움직임을 통해 지동설을 주장했지. 그런데 사실 그 이전에도 하늘을 관찰하던 사람은 많았어. 하지만 왜 코페르니쿠스가 지동설을 주장하게 된 것일까? 

그 이전까지는 천동설은 무조건 사실이었어. 즉, 학자들이 하늘에서 무엇을 보던 간에 무조건 지구는 돌지 않았어. 그러다보니 '사실' 에 맞춰서 관찰 결과를 설명하던 시대였던 거지.

따라서 행성들의 크기가 계속 달라진단 걸 설명하기 위해서 행성이 지구 주변을 돌면서 작은 원을 그린다거나, 돌다가 다시 뒤로 잠깐 후퇴한다와 같은 황당한 설명이 이어졌어. 그건 전부 "지구는 돌지 않는다" 라는 사실은 그대로 두고 관찰을 설명한 것이지.

그러나 코페르니쿠스는 관찰결과를 토대로 사실을 설명하고자 했고, 그 덕분에 지동설이 나오게 된 것이야.

결과로 관찰을 설명하는 것이 아닌, 관찰이 결과를 설명한 것이지.

3. 갈릴레오 갈릴레이(1564년 2월 15일 ~ 1642년 1월 8일)

머릿속에서 가상의 실험을 하다

갈릴레오 갈릴레이는 과학 시간에 많이 들을 수 있는 인물이지. 뉴턴에게 영향을 미친 가속도, 속도에 개념을 만들었으니까. 

흔히 탑 위에서 무게가 다른 공을 떨어뜨려서 누가 먼저 떨어지는지 관찰했다고 하지만 사실이 아니라고 알려져 있어. 대신 매끄러운 원통에서 공을 굴려봤을 거라고 하지.

그의 실험에는 마찰력, 공기저항 같은 요소가 없어야만 했어. 그래서 그는 다양한 시도를 한 후, 머릿속에서 방해요소를 지운 후에 실험을 했지. 그 이전에도 사고 실험은 분명 있었지만 갈릴레이 갈릴레오만큼 성공적인 사고 실험은 없었어.

사고 실험은 늘 많은 질문을 남기지. 관찰이 불가능하니까. 그러나 분명한 것은 사고 실험이 바로 아인슈타인의 상대성 이론이나 양자역학과 같은 현대 물리학을 만들었다는 것이야.

4. 아이작 뉴턴(1643년 1월 4일 ~ 1727년 3월 31일)

세상을 수식으로 표현하다

세상을 수식으로 표현한 과학자는 이전에도 많았어. 하지만 아주 기초적인 수준이었지. 뉴턴만큼 세상 만물의 이치를 수식으로 표현한 과학자가 있을까? 그의 업적은 두말하면 손가락만 아프니까 접어두고, 일화를 소개할게.

뉴턴이 하루는 높은 정치인들이 모인 곳에서 그의 저서를 강연할 기회가 왔어. 높은 사람들이 모두 앉아있다가 뉴턴이 들어오자 일제히 기립했지. 뉴턴은 당황해서 "어떻게 모든 사람을 이끄시는 분들께서 제가 온다고 일어나십니까?" 청중들 중에서도 가장 높은 사람이 말했어. "우리는 영국을 이끄는 사람이지만 당신은 온 인류의 스승입니다"

5. 제임스 와트(1736년 1월 19일 ~ 1819년 8월 25일)

증기기관을 만들었다. 진정한 의미에서.

제임스 와트는 증기기관을 만든 사람이야. 지금의 시점에선 과학자보단 공학자에 더 가깝다고 하겠지만, 넓은 의미로 보기로 했으니까.

사실 증기기관을 최초로 만들었다는 말에 대해 부정하는 사람이 많아. 그 이전에도 보일러를 이용한 증기 물레방아가 있었다고도 하고, 실제로 물레방아는 수증기가 아닐 뿐 물을 이용해 기관을 돌리는 것에는 다를 게 없어. 그럼에도 제임스 와트는 진정한 의미에서 증기기관을 만든 사람이야. 왜?

뉴턴은 자연을 수식으로 표현했다면, 제임스 와트는 그 수식으로 종이 위에서 기관을 만들었어. 맞아. 제임스 와트는 종이 위에서 증기 기관을 만들었어. 그의 설계도에는 증기기관의 설계도 뿐만 아니라, 옆에 이 기관의 열 효율까지 모두 다 계산되어 있어. 이미 실물을 만들기 전에 계산을 통해서 다 알고 있었던 것이지. 그는 과학으로 인류를 발전시킨 사람이며, 어떻게 보면 "현대적 의미에서 최초의 기계공학자" 라고도 볼 수 있을 거야.

6. 그레고어 멘델(1822년 7월 22일~1884년 1월 6일)

끈질긴 실험

그는 완두를 재배함으로서 유전법칙을 만든, 유전학의 아버지야.

과학자라고 하면 실험실에 쳐박혀서 빨간약 파란약을 섞은 모습이 가장 먼저 떠오르겠지. 그런데 그러한 실험들은 대다수가 오래 걸리지 않지만, 멘델은 7년에서 9년동안 225회의 인공교배를 하고 1만 2천종에 이르는 잡종을 만들었어. 그는 정말 일생을 바쳐 유전법칙을 완성했지. 처음 사람들은 이 멘델의 업적을 알아보지 못했지만, 그가 죽은 후 다른 학자들에 의해 그 업적을 인정받았어. 

그 이전에도 끈질긴 실험을 한 학자들이 없는 건 아니지만, 대부분은 금을 만들기 위한 연금술사들이었고, 그들 역시 하나의 실험을 끈질기게 한 게 아니라 이것저것 해본 것에 불과해. 멘델의 실험은 "관찰하고, 가설을 설정하고, 실험을 통해 가설을 입증하며, 법칙으로 수립한다" 라는 과학적인 방법을 따랐고, 계획이 치밀하며 실험이 정확했고 자료 처리가 깔끔했어. 무엇보다 그가 최종적으로 내린 논리는 그의 실험 결과를 훌륭하게 설명했지. 그의 실험은 후대에 와서야 "생물 실험 역사상 최고의 실험"이라 인정받을 만큼 시대를 앞선 사람이었어.

7. 알베르트 아인슈타인(1879년 3월 14일 ~ 1955년 4월 18일)

세상을 가장 잘 설명할 수 있는 방법

가장 유명한 과학자를 한 명만 꼽으라고 하면 그 인기순위 1위는 아인슈타인이겠지. 그의 업적 중에 상대성 이론이 유명하겠지만, 7번째로 언급된 이유는 "빛의 이중성" 때문이야.

알다시피 빛은 입자냐, 파동이냐를 가지고 오랜 논쟁이 있어왔어. 파동이라고 하면 설명할 수 없는 것들이 많았고, 입자라고 하면 그것들을 설명하지만 다른 것들은 설명이 되지 않았지. 그래서 결론이 안 나는 때에, 아인슈타인은 빛의 이중성 개념을 도입해. 빛은 파동이면서 입자, 두 가지 성질을 가진단 거지. 파동과 입자는 완전히 다른 개념이었기 때문에 빛의 이중성은 머릿속에선 도저히 이해할 수 없었어. 그러나 빛이 이중성을 가진다고 생각하면 해결되는 문제들이 너무 많았어!

이 덕분에, 그 이전 과학은 결론을 이해할 수 있었어. 하지만 빛의 이중성 이후에는 결과가 모두 이해가 되는 것은 아니었지. 하지만 그것만큼 이 세상을 잘 설명할 방법이 없었어. 과학이란, 이 세상과 자연 현상을 설명하기 위한 학문이란 점을 고려했을 때, 이해가 되지 않아도 이 세상을 가장 잘 설명하는 방법이라는 것은 정말 혁명에 가까웠지.

빛의 이중성 덕분에, 양자역학이 탄생해. 양자역학은 알다시피 관찰을 통하여 결과는 알고 있지만 그 과정이 이해가 되지 않는 학문이야. 그래서 양자역학에선 거시세계의 관점으로는 이해할 수 없는 방식으로 전자의 운동을 설명하고 있지. 2개로 나뉜다거나, 존재했다가 없어졌다거나, 확률로서 존재하는 등등... 이것들은 모두 정말 직관적으로 이해가 되기 때문에 그렇게 말하는 것이 아니라 이 세상을 가장 잘 설명하는 방법인거야.

재미있는 것은 아인슈타인은 그 스스로가 양자역학을 만든 인물 중 하나임에도 불구하고, 양자역학을 죽을 때까지 부정했다고 해. "신은 주사위 놀음을 하지 않는다." 라는 말을 남기고.