뉴턴 종합과 계몽주의

뉴턴 (Issac Newton, 1642-1727) 1642 년 잉글랜드 링컨셔 출생 : 침울한 어린 시절 1661 년 케임브리지 대학 트리니티 칼리지 입학

근로장학생 데카르트의 기하학과 철학 , 가상디의 원자론 , 보일의

기계적 철학 , 헤르메스주의 ( 헨리 모어 ) 등에 심취 1665 년 흑사병→ 1665-66 년 고향 울즈소프로 귀향

“ 기적의 해” 만유인력 법칙 , 빛과 색깔에 관한 이론 , 미적분학에 대한

핵심 아이디어 1667 년 케임브리지로 복귀

뉴턴 (Issac Newton, 1642-1727) 1669 년 케임브리지 대학 루카스좌 수학교수 역임

광학 강의 1669-71 년 빛에 관한 실험

1671 년 반사망원경 제작 , 왕립학회에 보냄 → 유명인사가 됨

1672 년 빛과 색깔에 관한 첫번째 논문 왕립학회에 발표 1675 년 빛과 색깔에 관한 두번째 논문 왕립학회에 발표 1672-76 년 빛의 본성에 관해 로버트 후크와 결렬히 논쟁

1670 년대 중반 연금술 연구에 몰두 : 뉴턴이 남긴 원고 중 가장 큰 비중

차지 1679 년 로버트 후크와의 서신 교환

행성 운동에 관한 중요한 통찰 1684 년 에드몬드 핼리의 방문 : 행성의 궤도에 대한

질문 1687 년 < 프린키피아 > 출판 : 케플러의 세가지 법칙

유도

뉴턴 (Issac Newton, 1642-1727) 1689 년 의회에 케임브리지 대표

의원 선출 1696 년 영국 조폐국 감독관 1699 년 영국 조폐국 국장 역임 1703 년 왕립학회장 역임 1704 년 < 광학 > 출판 1705 년 앤 여왕으로부터 작위 수여

받음 Sir Issac Newton

1727 년 성대한 장례식

뉴턴의 빛과 색깔에 관한 이론 (1) 뉴턴의 첫 번째 실험 : 단일 프리즘 실험

뉴턴의 두 번째 실험 : 원형 광선 굴절시켜도 긴 스펙트럼 형성

프리즘을 통해서 보면

뉴턴의 빛과 색깔에 관한 이론 (2)

백색광 분해 및 합성 실험

뉴턴의 결정적 실험

뉴턴의 빛과 색깔에 관한 이론 (3) 뉴턴의 빛과 색깔에 관한 이론

프리즘 굴절을 이용해 백색광을 단색광들로 분리 가능 “ 백색광은 서로 다른 굴절률을 지닌 광선들로 구성됨” 렌즈 이용하는 한 굴절률의 차이에서 비롯되는 색수차 현상을 없앨

수 없음

뉴턴의 반사 망원경 : 1671 년 색수차를 없앤 망원경 제작 왕립학회 보고

뉴턴의 확실성 추구 : 겸손과 독단 사이 논문 : 요점만 간단히 vs. 장황한 보고서 ( 보일 ) 실험 : 확실한 이론 결정 vs. 이론 미결정 ( 후크 )

뉴턴은 실험을 통해 굴절률 다른 빛 입자의 존재를 증명했다고 주

후크는 뉴턴에 대해 ‘교조주의’라 비판하며 대안적 가설 제시 만유인력 : 원거리력 vs. 기계적 원인 존재 (

라이프니츠 ) 라이프니츠는 뉴턴의 개념이 신비스럽다고 비판 뉴턴은 기계적 원인 설명을 ( 독단적 ) ‘ 가설’이라 비판 힘의 수학적 법칙 발견해서 다른 현상 설명하면 충분

뉴턴의 확실성 = 수학적 확실성“ 어디에서나 떠들어 대는 추측과 개연성 대신 , 우리는 궁극적으로 위대한 증거에 의해 뒷받침되는 자연철학을 성취하게 될 것이다 .”

( 뉴턴은 ) 실험에서 수학적으로 ‘추론’될 수 없는 물리적 이론들은 거부했지만 , 수학적으로 추론될 수 있는 이론들에 대해서는 개연론자들이 경계한 것과는 달리 절대적으로 확신할 수 있다고 했다 . … 이론상의 신중함과 경험에 기반을 둔 과학의 개념이 이제는 이론적 확실성을 위해 실험적 방법뿐만 아니라 수학적 방법도 전개하는 과학 개념과 병합되었다 . 머뭇거림은 야망으로 , 자연의 구체적 특성에 대한 존경은 보편적으로 적용되는 이상화의 탐구로 , 수집가의 겸손은 추상화된 철학자의 자신감으로 나타났다 . ( 스티븐 섀핀 , < 과학혁명 >)

뉴턴의 종합 뉴턴 : 과학혁명을 완수한 인물 !!!

이러한 평가의 두 가지 근거

1. ‘ 지상계의 역학’과 ‘수리 행성 천문학’의 통합 중력 (=만유인력 ) 이란 힘으로 포탄의 운동과 케플러의

법칙을 모두 설명 단일한 원리 , 단일한 수학 체계로 설명 가능

2000 년간 유지되던 ‘천상계’와 ‘지상계’의 구분 완전히 타파

2. ‘ 수학적 전통’과 ‘실험적 전통’의 결합 수학적인 저작으로서의 < 프린키피아 > 실험적인 저작으로서의 < 광학 > 뉴턴에 의해 완전히 통합되지 못했지만 , 수학과 실험의

결합은 이후 물리학의 발전에 가장 중요한 요소가 되었음

뉴턴의 종합 (1) 수리 행성 천문학과 역학의 통합 천상계와 지상계 구분 타파

뉴턴의 종합 (2)

< 프린키피아 : 자연철학의 수학적 원리 > 1687 년수학적인 접근 - 고전역학의 완성수리 행성 천문학과 지상계 역학 통합

< 광학 > 1704 년실험적인 접근 - 실험주의 과학 표방

< 광학 > 의 “질문들 (Queries)” 뉴턴의 < 광학 > 책 말미에 “질문들 (Queries)” 를

포함 E.g. 빛의 본질 , 에테르 등에 대한 사변적인 질문들 “ 중력 이외의 다른 종류의 힘”이 자연 세계에 존재할 것이라는

언급“ 이러한 힘을 발견해내고 , 그것에 작용하는 수학적인 법칙을 발견해내면 여러 자연현상을 규명해낼 수 있을 것이다 !!!”

이러한 힘들 : 모세관 , 화학현상 , 물질의 응집을 설명하는 18 세기 short-range forces 를 찾으려는 노력

화학 : 물질 사이의 화학결합을 “ 화학적 친화도 (chemical affinity)” 로 설명하려 시도 : 실패

전자기학 : 중력과 비슷한 힘을 찾으려는 시도 Coulomb(1756-1806) 이 18 세기 말엽에 성공

“ 뉴턴 과학”

화학적 친화도 표

정전기기계와 라이덴병 (Leiden Jar)

전기학의 태동

“ 전기 소년 (electric boy)”

쿨롱의 전기력 법칙

쿨롱이 사용했던 비틀림 저울 (Torsion balance)

18 세기 뉴턴 과학의 대중화

Francesco Algarotti, Newtonianism for the ladies, or dialogues on light and colours (1737)

Tom Telescope, The Newtonian System of Philosophy … for the Use of Young Ladies & Gentlemen (1761)

뉴턴 과학의 종교적 영향 Principia 의 “ General Scholium”: 종교적 신념 ( 개입하는 신 )

“gravity must be caused by an agent acting constantly according to certain laws, but whether this agent be material or immaterial I have left to the consideration of my readers” (1692 편지 )

중력이 물질에서 나오는 것이 아님을 분명히 함 . Opticks 의 말미 :

“if natural philosophy shall be perfected, the bounds of moral philosophy will be also enlarged. For so far as we know by natural philosophy what is the first cause, what power he [God] has over us, and what benefits we receive from him, so far our duty towards him, as well as towards one another, will appear to us by the light of nature.”

빈공간 + passive, brute matter 신의 편재 (all-pervasive). 중력을 통해 신의 power 가 매개 우주의 조화가 중요하듯 이 세상의 조화가 중요 : self-interest 억제

계몽주의 (Enlightenment) 기존 권위 vs. 진보와 평등 인간 이성에 대한 신뢰 & 역사 발전에 대한 믿음 “ 사회적 장애만 제거하면” → 사회 개혁 프로젝트

장애 제거와 진보의 무기 : ( 뉴턴 ) 과학과 기술 ! 근대 시민사회 형성에 엄청난 영향

볼테르 (Voltaire, 1694-1778)몽테스키외 , 루소 등백과전서 (Encyclopédie, 1751-1765) 운동

볼테르 (Voltaire, 1694-1778) 프랑스의 시인 , 문인 → 영국으로 망명 영국의 모든 분위기에 심취 . 영국 vs. 프랑스 Principia 공부 , < 뉴턴 철학의 요소들 > (1737) 애인이었던 샤틀레 (Châtelet) 부인은 Principia 번역

볼테르가 본 영국 vs. 프랑스

1727 년 뉴턴의 성대한 장례식 목격영국의 입헌정치 ·종교적 관용과 뉴턴주의는 서로

연결되어 있음 ! 뉴턴 과학의 hypothesis-free & 경험적 측면 강조

: 종교적 독단과 데카르트식의 독단에 대항하는 무기 뉴턴 과학과 그 정신을 프랑스에 알림

Philosophical Letters: Letters concerning the English Nation (1733)

“ 전제적인 프랑스” “ 자유로운 영국”종교 종교적 억압과 분쟁 종교적 관용

정치 특권층 ( 왕 , 성직자 , 귀족 ) 의 지배 입헌군주제 ( 의회의 왕 견제 )

과학 데카르트의 독단적 과학 뉴턴의 경험적 , 합리적 과학

백과전서 (Encyclopédie: 1751-1765) 참여자

Diderot(1713-1784) & d’Alembert(1717-1783)

대부분의 계몽사상가들이 참여 표지그림 : 과학과 진보에 대한 믿음 당시의 학문과 기술 집대성

지식을 통해 인간과 세계의 변혁 시도 기술에 대한 상세한 항목

유용한 지식을 통해 사고를 바꾸고 세상을 바꿈 F. Bacon 의 영향

Printing press 농촌경제 ( 양잠 )

풍차와 제분기