문명의 탄생과 과학

우리는 지금도 한 시간을 60분으로, 원을 360°로 나눈다. 이 숫자들은 약 4000년 전 메소포타미아에서 왔다. 초기 문명이 남긴 셈법과 관측 기록은 무엇이었고, 그것이 문명을 어떻게 떠받쳤을까?

1메소포타미아, 60진법과 기록된 하늘

티그리스강과 유프라테스강 사이의 수메르와 바빌로니아 사람들은 점토판에 쐐기 문자로 셈을 기록했다. 이들은 60진법을 썼다. 60은 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30으로 나누어떨어져 분수를 다루기 쉽다. 기원전 1800~1600년 무렵의 점토판 YBC 7289에는 정사각형의 대각선 옆에 1;24,51,10이라는 수가 적혀 있다. 1 + 24/60 + 51/60² + 10/60³ = 1.4142129…으로, √2를 소수 다섯째 자리까지 맞힌 값이다.

바빌로니아의 천문가들은 수백 년 동안 달과 행성의 위치, 월식을 날마다 기록했다. 쌓인 기록에서 주기를 찾아 월식과 행성의 위치를 계산으로 예측했다. 관측을 기록하고, 기록에서 규칙을 찾고, 규칙으로 예측하는 방식이 이때 이미 나타났다.

2이집트, 나일강과 측량

나일강은 해마다 넘쳐 기름진 흙을 날라 왔지만 밭의 경계도 지워 버렸다. 그리스의 역사가 헤로도토스는 범람 뒤에 땅을 다시 재는 일에서 기하학이 생겼다고 적었다. 기원전 1550년 무렵의 『린드 파피루스』에는 지름이 d인 원의 넓이를 (8d/9)²으로 구하는 문제가 있다. 이는 원주율을 약 3.16으로 쓴 것과 같다. 기원전 2560년 무렵의 기자 대피라미드는 네 변이 동서남북과 0.1°보다 작은 차이로 맞추어져 있어, 별이나 해를 이용한 정밀한 방위 측정이 있었음을 보여 준다.

이집트의 행정용 달력은 1년을 365일로 정했고, 시리우스가 새벽 동쪽 하늘에 처음 보이는 때로 범람의 계절을 확인했다. 의학에서도 상처와 골절을 살펴보고 진단하고 치료하는 순서를 적은 파피루스가 남아 있다.

3중국, 역법과 셈법

상(商)나라의 갑골에는 일식과 월식, 새로운 별에 대한 기록이 있다. 중국의 왕조는 하늘의 변화를 정치의 징조로 보았기 때문에 관청에서 천문을 꾸준히 관측했고, 그 덕분에 2000년이 넘는 혜성·초신성 기록이 남았다. 1054년 송나라의 ‘손님별’ 기록은 오늘날 게성운을 만든 초신성으로 확인되었다. 한나라 때 정리된 『구장산술』에는 토지 넓이, 곡식 분배, 세금 계산을 위한 문제와 함께 음수와 연립 일차 방정식의 풀이법이 실려 있다.

4한국, 하늘을 살핀 기록

『삼국사기』에는 삼국 시대의 일식, 혜성, 유성 기록이 실려 있다. 경주의 첨성대는 신라 선덕여왕 때(7세기 중엽) 세운, 현재 남아 있는 동아시아에서 가장 오래된 천문 관련 건축물로 알려져 있다. 다만 그 위에서 실제로 관측을 했는지, 천문을 상징하는 건축물이었는지는 학자들 사이에 의견이 갈린다. 조선 태조 때(1395년) 돌에 새긴 「천상열차분야지도」는 새긴 글에 고구려의 천문도를 바탕으로 했다고 밝히고 있어, 고구려 때부터 별자리를 체계적으로 정리했음을 알려 준다.

판단초기 문명의 과학은 대부분 실용과 종교, 정치 안에 섞여 있었다. 천문 관측은 점성술과 함께 발전했고, 측량은 세금과 함께 발전했다. 그렇다고 그 지식이 과학이 아니었던 것은 아니다. 다만 “피라미드는 외계 기술로 지었다”, “첨성대는 틀림없이 매일 밤 쓰인 관측대였다”처럼 근거보다 앞서 나가는 주장은 경계해야 한다. 남은 유물과 기록이 말해 주는 만큼만 말하는 것이 역사를 대하는 과학적 태도이다.