[ B. M. Hessen, 『뉴튼 역학의 사회경제적 근원』, 이호섭 옮김 (2016, 북스힐)
2장. 뉴턴 시대의 경제와 기술과 물리학 ]
- 마르크스는 인류 역사의 시대를 사유재산 형성의 역사로 간주하고 가장 큰 시대 내의 세 가지 부수적인 시대로 구분함.
• 첫 번째 시기: 봉건제가 지배하는 시기
• 두 번째 시기: 봉건제가 붕괴하면서 시작됨. 상인 자본과 제조업이 출현하고 발전하는 시기.
• 세 번째 시기: 산업자본주의가 지배하는 시기. 대규모 산업이 나타나고 산업적 목적을 위해 자연의 힘을 사용하였으며 기계화가 이루어지고 노동이 세부적으로 분화됨.
- 이 세 시기 중 17세기 중반부터 18세기 말까지 지속된 두 번째 시기에 제조업이 출현하면서 자본가와 노동자 사이의 금전적 관계는 노동자와 고용인의 관계를 바꾸는 요인이 됨. 주인과 십장(foremen)의 가부장적 관계는 산산이 부서지고 중산계급(bourgeoisie)이 양산되기 시작함. 뉴턴의 활동시기가 바로 이 시기.
- 헤센(Hessen)은 새롭게 발전하는 경제가 해결해야 했던 기술적인 문제는 무엇이고 그러한 기술적인 문제들을 해결하기 위해 필요한 과학과 물리적인 난제를 탐구함. 이를 위해 사회와 경제 제도에서 결정적으로 중요한 세 가지 영역을 조사함. 이는 교통수단, 산업, 군사업무임.
교통수단
- 14세기 육상 운송 속도는 하루에 5-7마일 이하라서 해상・수상 운송이 주요한 부분을 담당함. 그러나 해상 운송에는 결함이 많았음.
- 당시 해상 운송 수단
• 배의 위치를 확인하는 안전한 방법이 없어서 해안 인근을 따라 항해했고 속도는 매우 늦었음.
• 나침반과 지도는 16세기 후반에야 널리 사용되었으나 이것도 위도와 경도를 결정해서 배의 위치를 알 수 있는 지식이 있을 때에야 활용될 수 있었음.
• 운하 발달: (i) 국제간 교역에 보조수단 (ii) 해상운송과 내륙 수로 체제를 연결
- 상인 자본이 발달하고 운송량이 늘어나면서 기술적인 문제가 발생함.
• 기술적인 문제: 배의 용적톤수와 속도의 증대, 배의 유동성, 편리하고 믿을 수 있는 위치결정수단, 내륙 수로와 해양을 연결하는 운하와 갑문의 건설 등
- 이러한 기술적 문제들을 풀기 위해서 유체정역학, 유체 역학, 천체역학과 인력이론과 같은 물리적인 조건이 필요했음.
산업
- 중세 말엽(14-15세기)에 이미 광업은 거대 산업으로 발전함.
• 유럽에서 산업과 무역이 엄청나게 발달하면서 교환 수단이 많이 필요해지자 금・은 광산개발로 이어짐.
• 신대륙의 발견도 금이 모자랐기 때문이었다.
• 전쟁 산업이 발달하면서 철과 구리 광산개발로 확대됨.
- 16세기에 접어들어 광업은 대규모 산업으로 발전하게 되고 더 이상 수공업 체계에 메이지 않아도 되면서 수공업 불황에서 벗어날 수 있게 됨.
- 지하갱도를 만드는 일에는 상당한 수준의 기하학과 삼각법이 필요함. 15세기에 과학기술자들은 광산에서 일함.
- 광업과 관련된 기술적인 문제: 광석을 깊은 곳에서 끄집어 올리는 방법, 광산의 통풍 방법, 물을 퍼내는 방법, 물 운반 장치 제작 등
- 이러한 기술적 문제들을 풀기 위해서는 여러 가지 단순한 역학적 기계장치, 유체 및 기체 정역학, 공기의 운동과 공기압축 등의 역학적 조건이 필요함.
전쟁과 군수산업
- 중화포(heavy artillery)는 아라비아인들이 코르도바를 포위 공격하던 1280년에 처음 나타남.
- 화기(firearm)는 14세기에 아라비아인들에게서 스페인사람들에게로 건너감.
- 처음 만들어진 중화포는 다루기 힘들고 분리해서 옮길 수도 없었으며 소형 무기들도 엄청나게 무거웠음. 그렇지만 화기들은 포위공격 때뿐만 아니라 전함 위에서도 사용됨.
- 15세기에 이르러 화포의 기능이 향상됨.
• 돌로 된 포탄은 철로 대체됨
• 대포는 철과 구리를 사용해서 튼튼하게 주조됨.
• 포를 운송하는 것도 진일보하고 발사횟수도 늘어남.
- 1537년 타타글리아(Tartaglia)는 포탄을 45도 각도로 쏠 때 가장 멀리 날아감을 이론적으로 밝힘.
- 하트만(Hartmann)은 총포구경의 눈금을 창안함. 이는 총을 만드는데 규격을 제공하고 발포에서도 정돈된 이론적 원리와 경험적 법칙을 소개하는 길을 열어놓음.
- 1690년에 프랑스에서 첫 화포학교가 문을 열었음.
- 1697년에는 샌 레미(San-Remi)가 완벽한 화포 입문서를 처음으로 출판함.
- 화포의 발전은 혁신적인 요새 축성에 견인차 역할을 함.
- 화포는 엄청난 공학적 기술을 필요로 함.
- 화포의 기술적 문제: 즉, 발포시 화기 내부에서 일어나는 과정에 대한 연구와 개량, 최소한의 무게와 화기의 안정성, 알맞은 조준에 적응하기. 진공을 통과하는 포탄의 궤적, 공기 중을 통과하는 포탄의 궤적, 포탄이 날아갈 때 공기저항 의존도, 포탄의 궤도편향 문제 등
- 이러한 문제들을 해결하기 위하여 필요한 것: 가스의 압축과 확장, 반동현상 연구(작용-반작용 법칙), 물질의 저항과 내구성 시험, 중력의 영향 아래 자유낙하 하는 물체의 운동, 매질저항과 운동속도에 따른 저항의 의존도, 궤도 편향과 같은 물리적 조건
- 따라서 이 모든 것을 종합한다면 운송・산업・광업의 발달에 따라 제기되는 물리적 문제들이 ‘순수한 역학적 문제들’임을 알 수 있다.
- 헤센의 결론: 물리학의 요강(scheme)은 신흥 중산계급이 중심에 내세운 경제적・기술적 사업에 의해 주로 결정되었다. 다시 말해서 상인 자본시대에 생산력의 발달 때문에 과학은 일련의 실천적 사업에 놓였고 그 사업을 성취하기 위해 긴급히 요청되었다.
- 봉건제도의 학문적 중심인 중세 대학의 심장부에 있던 ‘공인 과학’(official science)은 이러한 사업을 성취하려고 시도하지 않았을 뿐만 아니라 오히려 적극적으로 자연과학의 발전을 방해함.
- 아리스토텔레스 과학을 신봉하던 봉건제 대학은 갈릴레오, 데카르트가 발전시킨 새로운 과학에 맞서 싸움.
- 항해, 운하건설, 광업, 화기 제작, 요새 축성과 같은 사업에서 기술적인 문제들이 생기면서 막대한 기술적 지식과 광범위한 수학・물리학 연구가 필요하게 되었으며 대학에서 배출되던 이들과 전혀 다른 형태의 노동자들이 필요하게 됨.
- 이러한 대학과학과 중산계급의 필요를 제공해주는 비대학 과학의 싸움은 중산계급과 봉건 제도 사이 계급투쟁에 있어서 이데올로기 영역을 반영해주는 것.
- 과학은 중산계급의 발달과 함께 융성함. 왜냐하면 중산계급이 과학을 필요로 하는 산업을 발전시키기 위해서였음.
- 전문학교와 더불어 새 과학과 새로운 자연과학의 중심은 대학 밖의 과학협회들.
• 1650년에 세워진 시망떼의 플로렌틴 아카데미아(Florentine Academia del Cimente)에서는 실험을 통해 자연을 연구함.
• 1661년에 설립된 왕 립학회(Royal Society)에서는 보일, 후크, 뉴턴 등이 활동함.
- 뉴턴은 『프린키피아』 서문에서 다양한 기능들(crafts)을 논하기보다 자연에 대한 지침과 수학적 기초로 구성되어 있다고 적음.
- 그러나 헤센은 뉴튼의 책에서 다룬 지상계 현상에 대한 설명의 핵심은 ‘기술적인 문제들’(technical problems)로 구성되었다고 주장함.
- 이러한 주장을 뒷받침해주는 증거
• 1669년 뉴튼이 친구인 아스톤(F. Aston)에게 보낸 편지. 이 편지에서 기술에 관한 뉴튼의 폭넓은 관심을 엿볼 수 있다.
• 뉴튼은 어렸을 때부터 야금술 과정(metallurgical processes)에 관심이 많았다. 뉴튼은 1683년~1689년 사이 민트(Mint)에서 일하는 동안 아그리콜라(Agricola)의 금속에 관한 저작들을 수없이 연구함.
• 뉴튼은 경제적인 문제에도 관심이 많았음. 민트에서 가진 뉴튼의 기술적 활동을 연구한 뉴웰(L. Newell)은 재무장관에게 보낸 메모더미로부터 뉴튼이 단순히 돈을 주조하고 찍어내는 일만 하게 아니라 두 금속체제와 여러 나라에서 금과 은의 가치가 어떻게 다른지 적고 있다면서 이는 통화유통과 같은 경제적 문제에 대해 깊은 관심을 보여주는 것이라고 말함.
- 이러한 사실로부터 헤센은 뉴턴을 기술적이고 경제적인 지상의 관심사에서 떨어져 천상에 서있는 사람으로 본다거나 추상적 사고의 최고천(最高天)에서 날아다니는 인물로 묘사하는 전통은 맞지 않다고 강조함.
- 헤센은 『프린키피아』의 주 내용이 당시 경제와 기술의 필요에서 생겨난 물리적 논제와 정확히 일치한다고 주장함. 이러한 문제들 모두는 역학적인 문제들임.
(2018.10.22.)
