선지자 모세가 집필한 것으로 전해지는 ‘율법서’ 또는 ‘모세 5서’로 부르는 성경의 구약성서 첫권 창세기는 천지창조와 함께 열린 시간에 대하여 다음과 같이 전하고 있습니다. 하느님께서 하늘과 땅을 창조하여 땅은 아직 모양을 갖추지 못하고 어둠 속에 비어있어 ‘빛이 생겨라’ 하여 빛이 나타나 그 빛을 어둠과 나누어 빛을 낮이라 하고 어둠을 밤이라 하였다. 이에 저녁이 되고 아침이 되니 첫째 날이었다, 이와 같은 창세기 1장의 내용은 생명의 존재에 앞서 천지창조에서부터 시간이 존재하는 사실을 전하고 있습니다. 이는 천체물리학에서 빛이 움직이는 거리를 시간으로 측정하는 물리적 논리와 함께 공존하는 시간에 대한 사유의 공간이라 할 것입니다.
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이렇듯 공기처럼 흐르는 시간에 대하여 고대에서부터 여러 분야에서 다양한 연구를 하여 왔지만, 물리적인 측정 이외에는 시간에 대한 사유적인 명확한 정의를 가져오지 못하였습니다. 그러나 물리적인 시간에 대한 정확한 측정을 위한 노력은 인류가 존재하면서부터 시도되어 그 발전을 따라 문명의 꽃이 피어났습니다. 오늘날 벽시계와 같은 대형시계를 의미하는 (Clock)의 어원은 고대 켈트어에서 시작되어 소리가 나는 종(鐘)이라는 뜻을 가진 라틴어 클로카(Clocca)에서 유래된 말입니다. 이는 고대 그리스에서 신전에 의식을 올리면서 이를 알리는 종을 울렸던 역사에서 생겨난 어원입니다, 이후 교회와 성당에서 종을 울리게 된 기원은 고대 로마의 시인이며 정치인이었던 파울리누스(Paulinus, 354~431)에 의하여 시작되었습니다. 그가 정치를 그만두고 그리스도교에 입문하여 410년경 이탈리아 남부 캄파니아주의 놀라(Nola) 도시의 주교가 되었을 때 처음으로 교회에서 종을 사용하면서 여러 교회에 이를 소개하였습니다. 이후 604년 교황으로 즉위한 사비니아노(Sabinian)교황에 의하여 정식으로 교회에 종울 울리는 의식이 공인되었던 것입니다. 이러한 역사적 배경에서 성당과 교회에 설치된 초기 천문시계들은 종소리를 울리는 시계였습니다. 이와 같은 역사의 흐름에서 1206년 이슬람 시대의 예술가 ‘이스마일 알 자자리’(Ismailal-Jazari,1136~1206)가 발명한 기계식 시계에 가장 근접한 천문시계는 그가 밝혔듯이 중국 송나라의 ‘소송’(蘇頌. 1020~1101)이 제작하였던 하늘로 오르는 계단으로 불리는 천문시계 ‘수운의상대’(水運儀象臺)의 기술을 바탕으로 발명한 것이었습니다. 이는 중국의 당나라 시대에 화가이며 천문학자이었던 ‘양금찬’(梁令瓒)이 721년 발명한 천문 관측기구 ‘혼천의’(渾天儀)와 979년 물과 수은을 이용한 유체동력 장치로 천문관측기계를 발명하였던 북송시대 천문학자 ‘장사훈’(张思训)의 선구적인 업적의 바탕에서 이루어진 것입니다. 이러한 동양과 서양을 넘나든 시계의 역사적 배경에서 1434년 세종대왕 시대에 우리나라 과학자 ‘장영실’이 발명한 다양한 기능을 가진 물시계‘ 자격루’가 국보 제229호로 지정되어 우리의 과학 정신으로 존재하고 있는 것입니다.
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이와 같은 천문시계의 역사에서 영국의 성 알바노(St Albans) 수도원장을 지냈던 천문학자 리처드(Richard,1292~1336)에 의하여 설계되었던 한층 정교한 천문시계와 이탈리아 의사이며 천문학자인 자콥 돈디(Jacopo Dondi. 1293~1359)와 그리고 이탈리아 천문학자이며 시인이었던 조반니 돈디(Giovanni DondI. 1330~1388)에 의하여 발명되었던 일련의 시계들은 기계식 시계의 기술적 구성을 거의 갖추고 있었습니다. 특히 조반니 돈디가 발명한 시계는 80센티 크기의 천문시계로 분 단위의 시간까지도 정밀하게 측정하였던 시계로 밀라노의 레오나르도 다빈치 박물관에 소장되어 현재까지도 존재하고 있습니다. 이러한 영향으로 당시 중세 유럽의 여러 교회와 주요한 성에 많은 시계들이 제작되었던 것입니다. 이러한 시계들을 살펴보면 1283년 영국의 베드퍼드셔(Bedfordshire)에 소재한 성 베드로 수도원 교회에 설치된 대형 시계와 영국 런던 남동쪽에 위치한 캔터베리(Canterbury Cathedral)대성당에 설치된 시계, 그리고 1326년 영국 동남부 하트퍼트셔 주(Hertfordshire)의 세인트 올번스(St Albans)성당에 설치된 시계가 영국에서 제작된 천문시계입니다. 프랑스는 1352년 스트라스부르 대성당(la cathédrale Notre-Dame de Strasbourg)등에 설치된 유명한 천문시계가 있으며 이탈리아 베네트주에 파도바(Padova)시계탑과 1410년 체코 천문학자 얀 온드제윱(Jan Ondřejův)이 설계하고 시계제작공 미쿨라쉬 (Mikulaš of Kadaň)가 제작한 프라하 천문시계 등이 당시의 새로운 기술로 제작된 대표적인 시계들입니다.
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당시의 여러 기록을 종합하여 보면 1338년 무렵 교역 도시 베네치아에서 동방으로 가는 무역선의 선적 품목에 기계 시계가 기록되어 있습니다. 또한, 천재화가 레오나르도 다빈치(1452~1519)가 성당에 설치된 시계의 장식작업을 하였다는 기록에서 알 수 있듯이 당시 시계의 역사는 가장 중요한 기술로 존재하며 끝없는 발전을 거듭하여 왔던 것입니다. 이러한 시계의 발전과정에서 가장 중요한 부분은 중력이거나 수력을 통한 유체역학으로는 시계의 생명인 정밀한 정확도를 기술적으로 완성할 수 없는 것이었습니다. 이러한 한계를 극복한 사람이 네덜란드의 물리학자 크리스티안 호이겐스(Christiaan Huygens. 1629~1695)입니다. 1656년 ‘호이겐스’는 추시계의 원리인 진자시계(pendulum clock)를 발명하였던 것입니다. 당시 거의 같은 시기에 영국의 물리학자이며 천문학자인 ‘로버트 훅’(Robert Hooke, 1635~1703)도 진자시계의 원리를 발명하여 두 사람은 상당기간 경쟁적인 관계에서 더욱 정밀한 시계를 개발하려 노력하였습니다. 아울러 코페르니쿠스의 지동설을 옹호하여 널리 알려진 이탈리아의 전설적인 천문학자 갈릴레오 갈릴레이(Galileo Galilei. 1564~1642)도 1602년부터 진자시계의 원리를 추적하여 추의 진폭은 달라도 1회의 왕복 시간은 일정하다는 '진자의 등시성(等時性)'에 대한 논문을 1637년 써놓았고 이에 관한 설계도면까지 작성하였으나 1638년 실명과 같은 시력을 잃어 더 이상 추진하지 못한 사실에서 당시 인류사에 주요한 물리학자와 천문학자의 공통된 노력에서 정확한 시계가 얼마나 요구되었는지를 이해할 수 있다 할 것입니다. ‘크리스티안 호이겐스’ 와 계약을 맺은 네덜란드의 시계제작자 살로몬 코스터(Salomon Coster. 1620-1659)는 시계 기술자 아하수에로스 프로맨틸(Ahasuerus Fromanteel. 1607~1693)과 함께 1657년 인류 최초의 기계시계를 제작하였습니다. 당시 이 시계는 갈릴레오가 완성한 등시성의 원리가 추의 진폭에 따라 주기가 다른 오차를 극복한 ‘크리스티안 호이겐스’의 이론에 의하여 제작된 시계로 ‘직각 탈진’이라는 탈진기의 기술적 혁신을 가지고 있었으며 특히 시계의 가장 중요한 부품의 하나인 밸런스 스프링(balance spring)을 장착하였다는 사실입니다. 이러한 균형 스프링이 발전하여 유사라는 정밀한 소형 스프링이 개발되면서 손목시계가 등장하게 되었던 것입니다. 당시 제작된 시계가 현재 네덜란드의 부르하브 박물관(Museum Boerhaave)에 소장 되어있습니다.
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이와 함께 영국의 물리학자 ‘로버트 훅’ 도 진자시계의 원리에서 등시성의 오차를 ‘크리스티안 호이겐스’와 동시에 극복한 학자로 그는 1660년 ‘탄성체가 늘어나거나 변형되는 상태는 외력에 의하여 비례한다’는 ‘탄성의 법칙’을 정립하여 밸런스 스프링(balance spring)에 대한 기술적 바탕을 실질적으로 가장 먼저 정립한 사람입니다. ‘뉴턴’과 가장 경쟁적인 비판의 상대이었던 그가 발표한 ‘탄성의 법칙’은 암호화된 애너그램(anagram)으로 발표되었던 것으로 알려져 있습니다. 애너그램(anagram)이란 문자열과 단어를 바꾸어 암호화하는 방식으로 고대 그리스 로마시대에서부터 전해온 방법입니다. 이는 학자들이나 예술가들이 자신이 연구한 논문이나 작품을 완성하기 전에 자신의 선구적인 기록을 증명하기 위하여 먼저 암호화 시킨 애너그램(anagram)방식으로 발표하는 것을 말합니다. 미국의 작가 댄 브라운(Dan Brown.1964~)이 펴낸 ‘다빈치 코드’의 이야기가 바로 애너그램(anagram)을 소재로 한 작품입니다. 이와 같은 영국의 물리학자 ‘로버트 훅’의 아버지는 시계제작공이었습니다. 이러한 사실에서 시계에 대한 그의 연구는 더욱 열정적이었을 것입니다. 천문학에서 물리학 그리고 식물학자에 이르기까지 다양한 학문을 통하여 지대한 업적을 남긴 그가 식물을 연구하면서 모든 생명체의 바탕을 이루는 세포(cell, 細胞)를 최초로 규명한 사실도 기억할 일입니다.
인류의 전설적인 물리학자들의 연구를 바탕으로 경쟁적인 시계 제작의 불꽃이 타오르면서 과학으로 질주하는 역사의 이야기를 이어서 살펴보기로 합니다. *필자: 이일영, 시인. 한국미술센터 관장, 칼럼니스트,
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