장영실 사라지고 베일에 싸인 조선 물시계 '자격루' 비밀 풀렸다

계절마다 다른 밤시간 알려주는 자격루 비밀 588년만에 풀려
자동물시계 '자격루' 핵심 주전시스템 복원 설계, 실물 복원 중

국보 제229호 자격루 - 문화재청 제공

자격루(물시계)는 1434년 조선 세종 때 장영실이 만든 자동 물시계로, 조선시대 국가 표준시계로 활용됐다. 물이 일정량 모이면 쇠구슬을 굴려 인형이 종을 치도록 하는 원리인데 조선왕조실록 속 문헌으로만 남아있어 정확한 작동 방식은 늘 수수께끼였다.

2021년 서울 인사동에서 조선시대 동판과 구슬방출장치 등 유물이 출토되면서 계절마다 다른 밤 시간을 자동으로 정확히 알려주는 자격루의 비밀이 588년 만에 비로소 풀렸다.

국립중앙과학관 한국과학기술사과, 한국천문연구원, 수도문물연구원 공동 연구팀은 자격루 주전 시스템을 복원설계하는 데 성공하고 실물을 복원 중이라고 14일 밝혔다.

자격루의 ‘두뇌’ 주전시스템 보루각 적용 조감도 - 국립중앙과학관 제공

자격루는 크게 수량제어 부분과 자동시보 부분을 구성된다. 수량 부분에는 물의 양 및 유속을 조절하는 물 공급 항아리 파수호, 물을 받는 항아리 수수호가 있다. 자동시보는 십이지신 인형의 움직임을 통해 시간을 알린다. 수량에 따라 일정 시각마다 구슬을 굴려 동력을 전달하고 시각을 조절하는 자격루의 ‘두뇌’ 역할을 하는 것이 주전이다. 여러 부품 중 파수호와 수수호만 남아있었다.

지난해 인사동에서 찾은 동판과 구슬방출장치가 1536년 중종 때 만들어진 자격루의 부품으로 확인되면서 연구팀은 주전의 작동 원리를 파악하기 시작했다. 수수호 안에 있는 주전죽(籌箭竹)과 그 위에 있는 방목(方木), 방목 속 좌우에 설치되는 2종의 동판, 동판에서 구슬을 장전하는 구슬방출기구로 구성된 주전의 설계도를 복원했다. 세종실록 속 자격루 설명 문헌인 ‘보루각기’, ‘보루각명병서’, 계절별로 밤시간을 알려주는 지침서인 ‘누주통의’를 참고서 삼았다.

보루각 복원 조감도 - 국립중앙과학관 제공

연구팀은 현재 경복궁 내 국립고궁박물관에서 전시 중인 ‘복원 자격루’를 대전 국립중앙과학관으로 옮겨 더 원형에 가까운 자격루를 만들 계획이다.

이석래 국립중앙과학관 관장은 “복원을 통해 자격루의 구슬신호 발생에 대한 핵심 과학원리를 제대로 보여줄 수 있는 전시기법을 고민하겠다”고 말했다.

유용하 기자

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