최초로 지동설을 주장한 조선의 ‘우주 덕후’ 김석문 [이광식의 천문학+]

[서울신문 나우뉴스]

조선인 최초로 지동설을 주장한 김석문의 ‘지전설’이 담긴

해와 달과 별이 지구 둘레를 도는 것이 아니라, 이 거대한 땅덩어리 자체가 태양 둘레를 도는 것이라고 인류 중 처음 알아낸 사람은 2,300년 전 고대 그리스 천문학자인 아리스타르코스(BC 310-230)였다.

그가 지구-달-태양의 상대적 거리와 크기를 측정하고 행성들을 태양 주위에 정확히 배설했음에도 불구하고, 인간의 고정관념은 그의 지동설을 1800년 동안이나 묻어뒀다가 16세기에 이르러서야 다시 지상으로 복구시켰다.

1543년 폴란드의 천문학자 니콜라스 코페르니쿠스의 <천구의 회전에 관하여>로 되살아난 지동설은 1610년 갈릴레오 갈릴레이의 <별에서 온 메신저(Sidereus Nuncius)>에 이르러 천동설을 완전히 퇴장시키고 인류의 정신세계에 확고히 뿌리내리게 되었다.

서양 천문학을 소개

갈릴레오가 자작 망원경으로 금성의 위상변화를 관측하고 목성의 4대위성을 발견함으로써 천동설의 관짝에 마지막 대못을 박은 시점인 1610년, 당시 조선은 막 임진왜란을 지난 광해군 즉위 초로 임해군과 영창대군이 유배당하고 죽임당하던 격동의 시기였다.

이런 조선에서 여전히 하늘을 바라보며 우주를 사색하던 조선의 ‘우주 덕후’들 중 최초로 지동설을 주장하는 사람이 나타났다. 포천 출신의 역학자이며 호가 대곡(大谷)인 김석문(金錫文, 1658-1735)으로, 그가 지은 <역학이십사도총해>라는 책에서 조선 사람으로서는 최초로 지동설을 주장했다.

그의 책에는 지동설이 아니라 ‘지전설'(地轉說)이라 칭했다. 어쩌면 이 용어가 지구의 움직임을 나타내는 데 더 정확한 표현이라 할 수 있다. 그의 이력서 첫머리를 살펴보면, 숙종 때 음보로 영소전 참봉(종9품)에 기용되었으며, 그 뒤 여러 관직을 거쳐 1726년 통천군수를 지냈던 것으로 나온다.

김석문은 40살에 완성한 <역학이십사도총해>라는 저서에서 한국인으로서는 최초로 지동설을 주장했는데, 그 내용은 대략 다음과 같다.

일찍이 동양의 우주론이라 할 수 있는 역(易)에 관심을 가지고 주돈이, 정이, 장재 등 성리학 형성에 중추적 구실을 한 사상가들의 우주론을 두루 익힌 뒤 이 책을 짓게 되었다고 한다.

성리학이란 남송의 주희(朱熹:朱子)가 집대성한 신유학의 한 갈래로, 이(理)·기(氣)의 개념을 구사하면서 우주의 생성과 구조, 인간 심성(心性)을 고찰하는 철학 체계를 말한다. 여담이지만, 성리학을 확립한 주희는 10살 때 유학자인 아버지에게 “하늘 바깥으로는 무엇이 있나요?”라고 물었다는 얘기가 전한다.

이 같은 성리학을 섭렵한 김석문은 나아가 당시 청나라에서 활약하던 서양 신부 자크 로(중국명 羅雅谷)의 <오위역지(五緯曆指)>에 소개된 천체관을 접한 뒤 크게 영향을 받아 그의 독자적인 지전설을 개척해나간 끝에 <역학도해>를 편찬했던 것으로 보인다.

여기에는 고대 그리스 천문학자인 프톨레마이오스의 천동설과, 지구를 중심으로 그 둘레를 달과 태양 및 항성이 회전하며 다시 태양의 둘레를 수성·금성·목성·화성·토성 등이 회전해 우주를 형성한다는 튀코 브라헤(1546-1601)의 천체관이 소개되어 있다. 김석문은 이 가운데서도 브라헤의 영향을 받아 독자적인 지전설을 개척했다.

이 책에서 주목할 만한 것은 지구와 달, 태양을 비롯해, 수성, 금성, 화성, 목성, 토성 등 5성(星)의 상대적인 크기가 제시되어 있고, 지구가 남북극을 축으로 하여 하루에 한 바퀴 자전하면서 1년에 총 366번 회전한다고 설명했다. 그리고 태양 주위를 행성들이 공전하고 있으며, 이들은 다시 지구를 중심으로 회전한다고 설명했는데, 이것은 튀코의 우주관에서 볼 수 있는 구조다.

특히 브라헤의 천체관에서 영향을 받았으면서도 지구는 자전하지 않는다는 브라헤의 주장에 반박하면서, 낮과 밤은 분명히 지구가 자전하기 때문에 발생하는 것이라는 견해를 밝혔는데, 이 시기에 처음 대두된 지구 구형설을 수용하여, 누구나 자기가 서 있는 곳이 땅의 중심이라고 주장했다. 이 같은 종합적 판단 능력은 높이 평가받는 부분이다.

세차 문제로 순환적 역사철학 펼치다

김석문의 우주체계는 삼대환공부설(三大丸空浮說)로 널리 유포되었으며, 그의 저서 가운데 '천체가 지구 둘레를 도는 것이 아니고, 지구가 회전함으로써 낮과 밤의 하루가 이루어진다. 그것은 마치 배를 타고 산과 언덕을 바라보되, 산과 언덕이 움직이는 것이 아니고 배가 움직이고 있음을 깨닫지 못함과 같다'고 설명하는 것으로, 지금까지 알려진 조선학자의 지전설 중 가장 체계가 있는 논리라 하겠다.

당시 조선인의 우주관을 담은 김석문의 역작 <역학도해>는 모두 그림 44점, 해설 14,500여 자로 되어 있다. 그러나 김석문의 지전설은 세밀한 천문관측을 통해 자연과학적 논리로써 체계화한 것이 아니었다. 스스로 <역학도해>의 서문에서 밝혔듯이, 성리학의 미비점을 보충하기 위한 설명으로서의 천체관이었으며, 따라서 여기에 한계점이 있다.　

김석문은 또, 일정한 시기를 주기로 인류 역사와 문명 그리고 자연현상까지도 흥망성쇠를 되풀이한다는 순환론적 역사철학을 주장했다. 그는 또 ‘세차 문제’를 언급하며, 하지·동지에 적도와 황도가 23.5°의 상거각도를 이루는데, 그 각도는 때때로 달라진다는 점, 고비사막처럼 옛날에 바다였던 곳이 육지가 되기도 하고 지금 해안의 어느 곳은 해저로 가라앉고 있다는 점, 지구의 각 지점마다 받는 태양의 광량(光量)이 달라 한서(寒暑)·흉풍(凶豊)·정치윤리의 변화가 일어난다는 점 등을 들어 중국 중심의 세계관·역사관에서 탈피하려 했다는 점도 높이 평가된다.

요컨대, 오늘날 중국이 문화의 원천지로서 영광된 역사를 누리는 것은 인문 생활에 알맞은 온대지역이기 때문이지만, 어느 때에 동토(凍土)로 변해 소멸하지 않는다는 보장은 없다는 것이다. 반대로 지금은 비록 삭막한 한대지방이지만 문화가 꽃필 수 있는 온대지역으로 변할 수도 있다는 논리이기도 하다.

이 같은 김석문의 지전설은 조선 후기 성리학자 김원행(金元行)과 제자 황윤석, 안정복 등에 의해 높이 평가되었다. 또한 실학파 홍대용, 박지원의 지전설·역사철학은 그로부터 전수받은 것이었다. 김석문은 만년에 포천 다대곡(多大谷)에 살면서 자연을 벗삼아 유유자적 세월을 보내다가, 아이작 뉴턴이 죽은 지 8년 뒤인 1727년 78세의 나이로 타계했다. 

이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com