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- 케플러,행성들이 창조주의 정확한 계획에 따라 분포돼 있으며 우연이 아니라고 굳게 믿어
- 그는 우주 구조의 핵심은 기하학이 아니라 음악이라고 생각했다. 악보 체계 사용하여 행성에 음표를 부여하면 화음을 이룬다는 것을 증명하려고 했다
- 과학적 배경 지식이 부족한 사람에게는 아무리 훌륭한 우연의 일치라도 무용지물

음악 행성
이상한 아이디어가 올바른 목표로 이어지다.

아이작 뉴턴 경은 우연히 중력을 발견했다고 한다. 나무에서 떨어진 사과가 그의 머리 위로 떨어져 중요한 아이디어를 얻었다고 한다. 하지만 뉴턴의 발견은 사과보다는 요하네스 케플러와 갈릴레오 갈릴레이의 연구 덕분일 가능성이 더 크다. 그들의 발견을 바탕으로 뉴턴은 이론을 세웠다. 그러나 우연은 분명히 역할을 했다. 바로 케플러가 행성의 운동에 대한 발견을 이룬 것이다. 

▲ 케플러는 또한 최초의 달 문명을 소재로 한 SF 소설로 평가받는 "솜니움(Somnium)"을 집필했다. © MikeRun/CC-by sa 3.0

신의 기하학적 세계관

1571년에 태어난 요하네스 케플러는 천문학자, 물리학자, 수학자, 그리고 자연철학자였다. 그는 특히 행성의 수, 크기, 그리고 운동이 왜 지금과 같은 형태인지와 같은 천체 현상에 관심이 많았다. 그의 전 생애를 결정짓는 한 가지 생각은 바로 행성들이 창조주의 정확한 계획에 따라 분포되어 있으며 우연이 아니라고 굳게 믿었다는 것이다.

케플러는 자신의 이론을 증명하기 위해 장황한 관찰이나 실험 대신 기하학적 추론에 의존했다. 결국 그의 생각에 따르면, 신은 우주를 기하학적으로 창조했고, 몇 가지 관측 데이터와 기하학적 관계에 대한 고찰을 통해 우주에 대한 신뢰할 만한 청사진을 얻을 수 있었다.

자기 회의에 시달리다

하지만 실제로 케플러는 종종 실패했다. 그의 일기에는 이 학자가 자신의 이론 중 하나를 거부하거나 나중에 오류를 발견할 때마다 얼마나 자기 회의에 시달렸는지 보여주는 기록이 있다. 그는 심지어 "내 잘못된 수치가 사실에 근접했다면, 그것은 순전히 우연이었다"라고 쓰기도 했다. 그런데도, 그는 기하학적 세계 구조라는 자신의 생각을 추구하는 것을 멈추지 않았다.

1596년, 케플러는 무엇보다도 신이 기하학의 다섯 가지 플라톤적 입체를 창조 계획에 포함시켰으며, 따라서 이것들이 여섯 행성의 원형 궤도에서 발견될 수 있음을 증명하려고 시도했다. 이에 따르면 지구는 12면체, 화성은 4면체, 목성은 3면체에 외접해야 했다. 그는 행성의 궤도도 이러한 방법을 통해 계산할 수 있다고 믿었다. 그러나 케플러는 실패했다.

▲ 케플러의 《세계의 조화(Harmonice Mundi)》에서 발췌한 한 페이지 - 오른쪽 가운데, 플라톤의 입체로서 4대 원소와 우주 또는 에테르를 묘사하고 있다. © 퍼블릭 도메인

음악으로 행성을 설명할 수 있을까?

약 20년 후, 케플러는 다른 접근법을 시도했다. 그는 이제 우주 구조의 핵심은 기하학이 아니라 음악이라고 생각했다. 그는 악보 체계를 사용하여 행성에 음표를 부여하면 화음을 이룬다는 것을 증명하고자 했다. 이를 통해 그는 다양한 음계를 얻었다. 그는 자신의 이론을 그의 저서 『세계의 조화(Harmonice Mundi)』에 발표했다.

흥미로운 점은 케플러가 음악적 유도와 많은 주장에서 틀렸지만, 이 저서에서 오늘날에도 여전히 유효한 세 가지 천체 역학 법칙을 공식화했다는 것이다. 그들의 유도 과정에도 몇 가지 오류가 있었지만, 그중 일부는 서로 상쇄되었고, 일부는 나중에 케플러에 의해 교정되었다.

흥미롭게도, 이 세 가지 법칙은 천문학자에게 그다지 중요하지 않았다. 케플러는 중력을 발견하기 직전이었지만, 자신의 발견의 잠재력을 과소평가했다. 그럼에도 불구하고, 그는 신이 음악적 원리에 따라 우주를 실제로 건설했음을 "증명"했다는 점에서 자신의 일생에 걸친 업적에 만족했다.

우연 - 중요한가, 중요하지 않은가?

우연은 정말 얼마나 중요한가? 이 모든 발견이 우연 없이 이루어졌을까? 앙리 베크렐도 같은 방식으로 방사능을 발견하지 않았을까? 엑스선 현상은 아마도 조만간 발견되었을 것이다. 그리고 만약 콜럼버스가 특이한 경로로 인도로 여행하기를 원하지 않았다면, 다른 누군가가 아메리카를 발견했을 것이다. 적어도 어느 시점에는 말이다.

▲ 행운과 우연은 종종 서로 밀접하게 연관되어 있다. © Ralf Roletschek/CC-by sa 3.0

그럼에도 불구하고, 우연은 중요한 역할을 한다. 왜냐하면 우연은 중요한 사고의 소재를 제공하기 때문이다. 하지만 모든 것은 누가 우연히 무언가를 발견하느냐에 달려 있다. 소년 클라우시가 로마 시대의 귀중한 은화 조각을 발견했을 때, 그는 그 가치를 알아보지 못하고 버렸다. 고고학자가 그 보물의 일부를 발견했을 때에야 비로소 나머지 부분을 찾기 위한 본격적인 수색이 시작됐다.

로이 플렁킷이 아닌 다른 사람이라면, 톱으로 열지 않고 겉보기에 비어 보이는 가스통을 그냥 버렸을지도 모릅니다. 그랬다면 오늘날 테플론은 없었을 것입니다. 그리고 폴리에틸렌 형성에 미치는 다른 금속의 영향을 시험해 보려는 지글러의 아이디어 또한 가능성이 희박합니다.

이 이론에 따르면, 우연의 일치는 때때로 아무도 상상하지 못했던 완전히 새로운 발견을 가능하게 하는 데 유용할 수 있다. 하지만 과학적 배경 지식이 부족한 사람에게는 아무리 훌륭한 우연의 일치라도 무용지물이 되고, 노벨상 수상자도, 초전도체도 탄생하지 못한다. (끝)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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