새로운 두 과학

고체의 강도와 낙하 법칙에 관하여

갈릴레오 갈릴레이 지음 | 이무현 옮김

사이언스북스 2020년 08월 03일 출간 국내도서 : 2016년 04월 15일 출간

작품소개

책소개

『새로운 두 과학: 고체의 강도와 낙하 법칙에 관하여(Due Nuove Scienze)』는 물체의 운동 법칙을 소개하는 최초의 근대 역학 교과서다. 1638년 가톨릭교회의 검열을 피해 네덜란드에서 출간된 이 책은 『대화』로 인해 종교 재판에서 유죄를 선고받은 갈릴레오가 자택에 연금된 채 눈이 멀어가는 와중에 완성한 근대 물리학의 고전이다.

목차

옮긴이의 글: 갈릴레오, 근대 역학의 창시자 5
존경하는 귀족 노아유 백작께 17
인물 소개 23
첫째 날 토론 29
둘째 날 토론 157
셋째 날 토론 207
넷째 날 토론 321
부록 385
찾아보기 417

출판사 서평

쳬杉? 하나는 같은 매질에서 다른 두 물체가 움직이는 속력은 각각의 무게에 비례한다는 것이고, 다른 하나는 다른 매질에서 같은 물체가 움직이는 속력은 매질의 밀도에 비례한다는 것이다. 이에 따르면 진공에는 밀도 자체가 존재하지 않으므로 진공 속에서 물체는 순식간에 지나가야 한다. 하지만 현실에서 이런 일은 일어나지 않는다. 따라서 진공은 존재하지 않는다는 것이 아리스토텔레스의 주장이었다.
살비아티는 이를 논리적으로 반박하기 위해 사고 실험 하나를 제시한다.

예를 들어 큰 돌이 움직이는 속력이 8이라 하고, 작은 돌이 움직이는 속력이 4라고 하세. 이 둘을 묶으면 전체의 속력이 8보다 느리게 되겠지. 하지만 두 돌을 합쳤으니, 속력 8로 움직이던 돌보다 더 무거운 돌이 되었잖아? 그러니까 무거운 것이 가벼운 것보다 더 느리게 움직이는군. 자네 의견과 모순이잖아? 그러니까 큰 물체든 작은 물체든, 그들이 비중(표준 물질에 대한 어떤 물질의 밀도의 비 - 옮긴이)이 같다면, 같은 속력으로 움직인다. ― 본문에서

아리스토텔레스의 주장이 거짓임을 확인한 후 살비아티는 공기 저항이 없다면 같은 매질에서 무게가 다른 두 물체의 운동 속력은 같을 것이라고 결론을 내린다.
「둘째 날 토론」은 물체의 응집력, 즉 강도가 물체의 길이와 두께에 따라 어떻게 달라지는가 하는 문제를 다룬다. 살비아티는 지렛대의 원리에서 시작해 기둥의 길이 방향, 두께 방향, 폭 방향 각각에 추를 달아 버티는 힘이 어느 정도이며 그 비율은 얼마인지 살펴보고, 기둥의 길이와 굵기 변화에 따른 강도 변화가 어떤 수학적 법칙을 따르는지 도출하며, 물체 자신이 스스로의 무게를 버틸 수 있는 한계 크기를 구한다. 이를 통해 자연물이든 인공물이든 구조를 유지한 채 크기만 무한정 늘리거나 줄일 수 없다는 결론이 나온다.

이것을 보여 주기 위해서, 여기 조그마한 뼈 하나와, 그 길이를 세 배로 늘였을 때 작은 뼈가 작은 동물의 몸에서 하는 역할을 큰 동물의 몸에서 할 수 있도록, 굵기를 늘인 큰 뼈를 그렸네. 이 그림을 보면, 큰 뼈는 길이와 굵기의 비율이 비정상적으로 되었음을 알 수 있어. ― 본문에서

실험과 수학으로 증명한 물체의 운동 법칙

「셋째 날 토론」과 「넷째 날 토론」은 물체의 운동에 관한 이야기다. 아리스토텔레스는 물체의 정지 상태가 자연 상태이고 물체의 운동은 외부

작가정보

저자(글) 갈릴레오 갈릴레이

저자 : 갈릴레오 갈릴레이
저자 갈릴레오 갈릴레이 Galileo Galilei는 갈릴레오는 근대 과학의 아버지로 불리는 이탈리아의 자연 철학자이다. 그는 이탈리아 토스카나 대공국의 피사에서 태어나 1581년에 피사 대학교 의학부에 입학했으나 중퇴하고 수학을 공부했다. 이후 갈릴레오는 실력을 인정받아 1589년에 피사 대학교 교수가 되었지만, 과거의 학설을 맹목적으로 따르는 학교 분위기에 적응하지 못하고 1592년에 파도바 대학으로 자리를 옮겼다. 그는 1609년에 망원경을 이용해 최초로 천체를 관측한 후 그 놀라운 발견들을 책으로 펴내 유럽 최고의 유명 과학자가 되었으며, 1610년에 토스카나 대공의 제일 수학자로 취임했다. 한편 1612년부터 태양 중심 이론에 대한 반대가 거론되기 시작했는데, 이런 분위기 속에서 1632년에 펴낸 『대화』가 문제가 되어 그해에 종교 재판에 회부되었다. 종교 재판에서 갈릴레오는 공개적으로 자신의 신념을 부정하고 참회해야 했고, 이후 피렌체 근교에 있는 가택에 연금된 채 여생을 마쳤다. 이 때문에 갈릴레오는 교회에 맞선 대표적인 과학의 순교자로 묘사되기도 한다.
갈릴레오는 과학 전반에 광범위한 업적을 남겼다. 그는 뛰어난 성능의 망원경을 제작, 천체들을 관측하여 목성의 위성, 해왕성을 발견하는 등 천문학을 혁명적으로 발전시켰다. 그리고 정교하게 설계된 실험과 관측을 통해 관성의 법칙, 자유 낙하의 법칙 등의 초안이 될 만한 의미 있는 결과들을 도출했다. 또한 갈릴레오는 왕성한 연구 활동을 토대로 많은 책을 발표했다. 주요 저서로는 『별들의 소식(Sidereus Nuncius)』, 『해의 검은 점에 대해서 마르크 벨저에게 보내는 편지(Istoria e Dimostrazione intorno alle Macchie Solari e Loro Accidenti Comprese in Tre Lettere Scritte all'illustrissimo Signor Marco Velseri)』, 『시금저울(Il Saggiatore)』, 『대화(Dialogo)』 등이 있다.

역자 : 이무현
역자 이무현은 서울 대학교 자연대 수학과를 졸업하고, 미국 퍼듀 대학교 대학원에서 수학과 박사 학위를 받았다. 저서로는『위대한 과학자들의 위대한 실수』가 있으며, 번역서로는 에우클레이데스의 『기하학 원론』, 카르다노의 『아르스 마그나』, 갈릴레오 갈릴레이의 『대화』, 아이작 뉴턴의 『프린키피아』를 비롯해 『지동설과 코페르니쿠스』, 『물리학의 탄생과 갈릴레오』 등이 있다.

번역 이무현