과학의 시작과 아리스토텔레스의 자연철학

목차

과학의 시작과 그리스의 자연철학
1. 그리스인의 우주(cosmos)와 자연철학
1. 밀레토스인(Milesians)과 그리스 자연철학의 기원
2. 우주를 이해하는 세 가지의 근본적인 문제들

2. 플라톤의 자연철학
1. 플라톤과 형상 (이데아)의 세계
2. 플라톤과 그의 동굴의 우화

3. 아리스토텔레스의 자연철학
1. 아리스토텔레스의 인식론
2. 아리스토텔레스의 물질이론 - 원인론과 진공의 의미
3. 자연적 위치 개념과 운동론
4. 아리스토텔레스의 우주론

본문내용

받지 않는다면 각 원소는 자연발생적으로 그 자연적인 장소로 회귀하고자 한다는 것이다. 이것이 아리스토텔레스의 자연적 위치(place)의 학설인 것이다. 이는 그의 우주론뿐만 아니라 운동이론에 대한 중요한 설명의 틀이 된다.
자연적 위치 개념과 운동론
아리스토텔레스의 자연적 위치 학설에서는 두 가지 종류의 운동을 정의한다. 그 첫째가 자연운동(natural motion)으로 자연적 위치로 움직이는 운동을 의미하며, 두 번째는 강제운동(forced or violent motion)으로 자연적 위치로부터 이탈하여 다른 위치로 옮겨가는 운동을 말한다. 일례로, 돌을 공중으로 던진다 해도 돌은 땅으로 떨어지게 되어 있다. 공기를 가득 채운 풍선은 위로 올라간다. 이런 것이 자연운동이다. 그러나 가령 돌을 위로 던져 올리기 위해서는 외부로부터의 힘(force)이 필요하다. 무언가에 의해 돌이 던져져야만 하는 것이다.
위치와 운동에 대한 아리스토텔레스의 생각은 앞서 설명한 4원소설에 그 근거를 두고 있다. 원소들 각각이 우주의 자연적 위치를 차지하고 있으며, 이는 원소의 상대적인 가벼움과 무거움에 의해 결정된다. 보다 무거운 원소들은 흙과 물이며 보다 가벼운 원소들은 공기와 불이다. 아리스토텔레스의 자연철학 시스템에 존재하는 자연운동과 강제운동은 결국 이러한 원소들의 특징에 따른 것이다. 자연적 위치로 향하는 물체의 운동인 자연운동의 결과, 물체가 자연적 위치에 이르게 되면 이제 물체는 자연적 상태, 즉 정지상태에 머물게 될 것이다. 비자연적 운동(강제 운동)은 자연적 장소로부터 벗어난, 또는 정지와 같은 자연상태로부터 일탈된 것이기에 언제나 물체를 움직이는데 힘을 필요로 한다. 그 결과, 운동이란 언제나 힘의 방향 쪽에 있으며, 힘의 상대적 크기와 힘이 만나는 저항에 비례하는 것이다. 이와 관련하여 아리스토텔레스는 V ∝ F/R(속도는 힘에 비례하고 저항에 반비례한다)라는 식을 도출했다.
상기와 같은 아리스토텔레스의 운동 이론에는 2가지 문제점이 있었다. 첫째, 물체를 누르는 힘이 물체가 지배하는 운동의 저항과 정확하게 일치할 경우(즉 F = R 일 경우) 운동이 일어나지 않는다는 것을 우리는 잘 알고 있다. (즉, 속도는 0이 된다.) 그러나 아리스토텔레스의 주장에 따르면 F = R 일 경우 F/R의 결과로 속도 1이 된다고 보았다. 이 문제는 결국 중세시대의 자연철학자들에 의해 제기되어 그 공식은 수정을 받았다. 두 번째 문제는 투사체(projectile)의 운동을 기술하는 데 관한 것이다. 아리스토텔레스에 따르면 힘이 투사체와 직접적인 접촉이 없어지자마자(예를 들어 돌을 던질 때 돌이 손에서 떨어지는 순간), 돌은 즉각적으로 자연운동으로 돌아가서 땅으로 직선으로 떨어져야 할 것이다. 그러나 그렇지 않다는 것을 우리는 경험으로 안다. 아리스토텔레스가 보여준 이 문제의 해결은 공기층이 교란되어서 투사체의 일시적인 운동을 유지하기 위하여 계속적인 힘을 가해준다는 것이라고 설명했다. 그러나 자연적 장소와 정지의 자연상태로 향하는 투사체의 경향은 투사체가 날아갈 수 있도록 운동을 도와주는 공기층의 일시적인 교란을 압도할 수 있을 거라는 점을 지적했어야만 했었다. 이 문제 또한 훗날 중세시대 자연철학자들의 관심을 끌었고, 결국 이들이 아리스토텔레스의 운동 이론을 수정하기에 이르렀다.
아리스토텔레스의 우주론
우주론이란 본질적으로 우주와 그 구성요소인 지구, 달 태양, 행성 및 별들의 기본적 배열에 대한 이론이다. 아리스토텔레스의 우주론에서는 우주를 2가지 권역으로 나누고 있다. 즉 달의 궤도를 기준으로 나뉘는, 지상계 sublunar(terrestrial region)와 천상계 celestrial(heavenly region)의 구분이 그것이다. 달 궤도 아래에 위치한 곳이자 지구가 있는 곳인 지상계는 불완전하며 변화가 일어나는 곳으로, 무거운 것에서 가벼운 것으로의 순서에 따라 흙, 물, 공기 및 불의 4가지 기본원소의 배열이 동심원을 그리고 있다고 보았다. 반면 달 궤도 위쪽의 천상계는 완벽성을 특징으로 하여 변화가 일어나지 않는 곳이다. 천상계는 달, 태양, 행성, 그리고 별들이 존재하는 터전이며, 천상계에 있는 천체들은 에테르(quintessence, 영공)라고 알려진 제 5의 원소(흙, 물, 공기, 불의 4가지 원소에 이은)로 구성되어 있다. 아리스토텔레스의 천상계 모델은 행성과 별들을 끌고 다니는 에테르로 이루어진 56개의 수정구가 배열을 이루고 있다는 것이다.

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