조선의 천문시계, 260년만에 복원 성공

홍대용의 통천의, 중앙과학관이 복원
천문기기에 자명종 연결한 기계장치

복원 홍대용 혼천시계. 시각을 알려주는 혼천의(왼쪽)와 자명종(오른쪽)으로 구성된다./국립중앙과학관

기록으로만 내려오던 조선 후기의 기계식 천문시계가 260년 만에 복원됐다. 과학기술정보통신부와 국립중앙과학관은 “조선 후기 실학자인 홍대용이 만든 천문시계인 ‘혼천시계(渾天時計)’를 복원했다”고 28일 밝혔다.

이번 혼천시계는 조선 후기 북학파 실학자인 홍대용(洪大容, 1731~1783)과 호남의 실학자인 나경적(羅景績, 1690~1762)이 1762년에 만들었다. 홍대용의 문집인 담헌서(湛軒書) 중 농수각의기지(籠水閣儀器志)에 ‘통천의(統天儀)’라는 이름으로 나오지만, 실물은 전해지지 않았다.

◇조선시대 자동시계 전통 잇는 유물

통천의는 천체의 운행을 통해 날짜와 시각을 알려주는 혼천의(渾天儀)에 추의 힘으로 작동하는 자명종을 연결해 하나의 기계장치를 이루고 있다. 혼천의 안에 있는 태양 모형인 태양진상(太陽眞象)이 일 년의 절기와 하루의 시각을 알려주고, 달을 상징하는 태음진상(太陰眞象)이 음력 날짜를 알려준다.

홍대용 혼천시계의 혼천의 복원도./국립중앙과학관

통천의는 1438년 장영실의 자동 물시계인 흠경각 옥루와 1669년 송이영의 혼천시계를 잇는 천문시계이다. 송이영의 혼천시계는 태양 모형에 연결한 실을 감아서 일 년간 태양의 운동을 구현했지만, 홍대용 혼천시계는 톱니바퀴의 기계적인 회전력으로 태양 모형을 움직인다.

혼천의 중심에는 당시의 세계지도를 나타내는 지평판(地平板)이 있다. 국립중앙과학관이 소장하고 있는 10여 개의 조선 후기 고지도에서 지평판의 모델인 ‘천하도’를 채용했다. 송이영의 혼천시계에서는 혼천의 중심에 지구의(地球儀)가 있다. 중앙과학관은 “홍대용의 혼천시계 통천의는 중앙 정부가 아닌 전라도 나주목의 지방관청을 중심으로 실학자들이 공동 개발한 천문시계라는 점도 앞서 시계와 차이점”이라고 밝혔다.

◇문헌 한계는 다른 유물 분석해 극복

중앙과학관 한국과학기술사과장인 윤용현 박사는 지난 2년 동안 ‘조선후기 기계시계 장치 전시품 개발 연구’를 진행했다. 윤 박사는 앞서 흠경각 옥루를 복원했다. 한국천문연구원의 김상혁 박사와 민병희 박사, 문화유산연구소 길의 기호철 소장도 복원에 참여했다.

복원된 홍대용 혼천시계의 구조./국립중앙과학관

연구진은 고문헌과 유물을 분석하고 복원모델 실험을 거쳐 원형에 충실하도록 복원했다고 과학관은 밝혔다. 문헌의 한계는 다른 유물을 통해 극복했다. 연구진은 고려대박물관, 서울대박물관에 있는 자명종 유물을 통해 동력 발생의 특성을 분석했다. 숭실대 한국기독교박물관에 있는 천문기기인 혼의 유물도 참조했다.

국립중앙과학관 이석래 관장은 “홍대용 혼천시계가 복원된 것은 우리 역사에 대한 자긍심을 높이는 계기이면서 세종시대 자격루, 옥루 같은 과학문화재와 함께 해외전시를 통한 과학 한류 확장에 크게 기여할 것”이라고 말했다. 중앙과학은 홍대용 혼천시계와 핵심 과학원리를 체험할 수 있도록 전시품을 만들어 현재 복원돼 실험 중인 자격루의 동력 전달 장치인 주전(籌箭) 전시품과 함께 내년 봄부터 전시할 예정이라고 밝혔다.

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