갈릴레오, 케플러 그리고 뉴튼의 원운동과 타원형 운동

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갈릴레오, 케플러 그리고 뉴튼의 원운동과 타원형 운동

 

역사학자들은 케플러와 다른 사람들이 극복한 원운동을 선호하는 편견이

있었다고 자주 주장했다. 그러나 원운동은 단순히 편견이 아니었다; 실제로 원

형성에 대한 ㅡ 행성들의 자전에 대해서뿐 아니라 바퀴에 대해서도 ㅡ 보존

법칙이 있었다: 각운동량(angular momentum)의 보존. 물론 보존법칙은 당시

분명하지 않았다. 그러나 갈릴레오의 보존법칙인 그의 관성의 법칙 형태는 원

운동을 참작했다; 그리고 이 모든 것은 당시 수용된 형이상학적 관념들과 설명

원리들의 배후에 놓여 있었다. 이 문맥에서 원운동은 설명될 수 있었지만, 타

원형 운동은 아주 비합리적으로 느껴졌다. 그리하여 케플러 이전의 형이상학적

태도의 (혹은 연구 강령) 합리성이 고려되어야 한다: 회전하는 바퀴의 잘-확립

된 지속성이 있었다; 자유롭게 매달린 바퀴가 우리에게 있다면 각운동량은 관

성력만큼 관찰에 의하여 잘 뒷받침된다. 이 관점을 극복하는 데 케플러는 커다

란 노력을 쏟았다 ㅡ 그러나 그것이 편견이었기 때문은 아니다; 오히려 그것이

합리적 배경의 중요한 부분을 형성했기 때문이다. 처음에 타원형 운동이 비합

리적이라고 느꼈기 때문에 케플러에게 그것에 대한 새로운 형태의 설명이 필

요했다. 태양이 들어온 것은 여기일 것이다: 갈릴레오의 이론에서 행성들의 원

운동이 실제로 태양에 의존하지 않는 반면, 케플러의 설명에 태양으로부터 나

오는 힘이 있다. 물론 케플러의 이론은 우리의 이론과 다르다: 그는 주로 태양

의 인력에 대하여 말하지 않고 태양에서 나오는 광선의 밀침에 대하여 말한다.

뉴튼에 이르러서야 지구 인력이 달에 영향을 미치는 것과 꼭 마찬가지로 태양

의 인력이 행성들에게 영향을 미친다는 것이 분명해지기 시작했다. 그러나 갈

릴레오는 케플러의 이론을 지속적으로 반대했는데 이유인즉 케플러의 이론이

지닌 점성술적 함축 ㅡ 다시 말해서 비합리적 함축 ㅡ 때문이었다: 다른 행성

들에게 미치는 행성들의 ‘영향력’. 케플러는 정말로 점성술사였다; 그리고 점성

술은 천체들이 서로에게 힘을 행사한다고 주장한다. 그리하여 우리는 갈릴레오

와 케플러 두 사람 모두를 이해할 수 있다. 갈릴레오의 형이상학적 구조가 원

운동을 그에게 강요하여 그가 태양과 달에서 나오는 영향력을 수용하지 못하

도록 막았다. 객관적 지식(Objective Knowledge), 4장, 9절 참조.

ㅡ 칼 포퍼, ‘실재론과 과학의 목적(Realism and the Aim of Science)’, 2000년, xxvii쪽 ㅡ