뉴턴(Newton, Isaac)의 '제1법칙'은 300년 이상 오역된 것으로 밝혀져!

뉴턴(Newton, Isaac)의 '제1법칙'은 300년 이상 오역된 것으로 밝혀져!

사소한 오역 때문에 뉴턴(Newton, Isaac)의 의도는 빗나가 있었습니다.
미국 버지니아공대(Virginia Tech)에서 진행된 연구에 따르면 뉴턴의 제1법칙이 아무도 눈치채지 못한 채 300년에 걸쳐 오역된 것으로 나타났습니다.

뉴턴의 제1법칙은 일반적으로 '힘이 작용하지 않은 물체는 직선 이동하거나 정지된 채로 있다'고 해석됩니다.
그러나 연구자들이 라틴어 원전을 조사한 결과 아무래도 뉴턴은 제1법칙에 대해 '힘이 작용하지 않는 물체'에 국한되지 않고 '힘이 작용하고 있는 물체'도 포함해 말한 것으로 밝혀졌습니다.

 

Newton’s First Law of Motion is typically understood to govern only the motion of force-free bodies. This paper argues on textual and conceptual grounds that the law is in fact a stronger, more general principle. The First Law limits the extent to which any body can change its state of motion—even if that body is subject to impressed forces. The misunderstanding can be traced back to an error in the first English translation of Newton’s Principia, which was published a few years after Newton’s death.

물론 이번 발견으로 물리이론이 고쳐지는 것은 아닙니다.
하지만 오역되기 전 라틴어 원본을 자세히 읽어보니 뉴턴이 물리법칙에 대한 깊은 이해가 깊어질 것으로 보입니다.

자세한 연구 내용은 『Philosophy of Science』에 게재되어 있습니다.


◆ 뉴턴의 '제1법칙'은 잘못 해석
왜 아무도 눈치채지 못했을까요?

뉴턴의 운동법칙은 고전 물리학의 기초를 닦은 중요한 법칙입니다.
뉴턴 이전에도 물체의 운동에 대해서는 갈릴레오나 데카르트 등에 의해 언급되었지만 뉴턴에 의해서 처음으로 기본법칙으로 정리되었습니다.
뉴턴이 생각한 것은 이 세상의 모든 운동은 물체에 가해지는 힘의 합으로 설명할 수 있다는 것이었습니다.

그럼 아무것도 만지지 않은 사과는 왜 나무에서 떨어지는 것일까? 낙하라고 하는 현상에도 뭔가 힘이 가해졌을 것이다. 이러한 의문의 답으로 뉴턴은 보이지 않는 힘, 만유인력도 발견하게 됩니다.(실제로는 행성의 운행 등 다양한 현상에서 관찰되고 있다)
이렇게 역학의 기초를 다져간 뉴턴의 운동법칙인데 여기에는 첫째부터 셋째까지의 법칙이 있습니다.

그리고 우리가 중고등학교 때 배우는 뉴턴의 제1법칙에서는 일반적으로 
'힘이 작용하지 않는 물체는 정지해 있거나 직선 운동을 계속한다.'라고 해석하고 있습니다.

우주공간에 공이 존재하는 경우 어떤 외력을 가하지 않으면 공은 정지된 채로 있고, 공이 일정한 속도로 날고 있는 경우에도 외부의 힘이 없으면 영원히 그대로의 속도로 계속 날아갑니다. 이런 의미에서 이 해석은 틀린 것이 아닙니다.

그러나 이 우주에는 기본적으로 '외부의 힘을 전혀 받지 않는 물체'는 존재하지 않습니다.
이것은 뉴턴 자신이 발견한 만유인력에서도 나타나고 있습니다. 어떤 물체도 무언가에 이끌려 있고, 그리고 자기 스스로도 무언가를 끌어당기는 힘을 발휘하고 있는 것입니다.
사과가 나무에서 떨어진 것은 아무도 만지지 않은 사과라는 물체에도 인력이라는 보이지 않는 힘이 작용하고 있다고, 그것이 뉴턴의 사고방식이었습니다.

뉴턴은 가공의 물체에 대해 법칙을 세운 것은 아닙니다. 만약 그렇게 되면 이상한 일이 일어납니다.
어떤 것에도 힘이 작용한다고 생각했던 뉴턴이 왜 운동법칙의 첫 번째 대칭으로서 '힘이 작용하지 않는(가공이 있을 수 없는) 물체'라고 읽히는 위험한 표현을 했을까요?

그 밖에도 의문점은 있습니다. 예로부터 기존 해석에 의한 제1법칙은 순환논법에 빠진다고 지적되어 왔습니다.
Q：힘이 작용하지 않는 물체는 정지하거나 직선적으로 움직인다고 하는데, 힘이 가해지지 않은 것은 어떻게 알 수 있을까요?
A : 답은 '정지되어 있는지 직선적으로 이동하고 있는지' 입니다.

여기서도 '힘이 작용하지 않는 물체'라는 표현이 논란을 이상하게 만들고 있습니다. 법칙을 표현하는 말은 법률 용어와 같은 '엄밀함'이 요구된다는 것을 뉴턴이 모를 리가 없습니다.

그 답을 얻기 위해 버지니아 공대 연구자들은 라틴어 원전을 다시 한 번 정밀 조사했습니다.
그러자 오리지널 라틴어에서 뉴턴은 '운동은 외력에 의해 강제되는 한에만 변화한다'고 다시 말해 '모든 물체의 운동은 외부에서 작용하는 힘으로 변화한다'고 기록한 것으로 밝혀집니다. 즉 기존의 해석은 '힘이 작용하지 않는 물체'로 읽히는 반면, 실제 제1법칙은 '외부로부터의 힘이 작용하고 있는 물체'에 대해 말하고 있었던 것입니다.

뉴턴이 살던 시대에는 일반인들은 물체의 움직임이 어떤 '힘'에 의한 것이라는 것을 생각조차 하지 않았습니다.
당시 사람들의 감각으로는 물통을 들어올리는 데 필요한 것은 '노력'이며 '물리학적 의미의 힘'이나 '힘이 작용해서 물체를 움직이게 하는 량'에 의해 제기된다고 생각하지 않았습니다.

아리스토텔레스도 천체는 에테르(Äther)라고 하는 물질로 구성되어 있어 원운동을 하고 있는 것은 중력이나 원심력이라고 하는 '힘' 때문이 아니라 에테르 스스로에게 자연스럽게 원을 그리는 성질이 있기 때문이라고 생각했습니다. 이제 누구나 당연하게 말하는 '물리학적 힘'이라는 개념은 당시에는 당연하지 않았습니다.

하지만 뉴턴은 달랐습니다. 뉴턴은 일반인들이 믿지 않았던 '물리학적인 힘'의 존재를 확신하고 있었고, 그래서 라틴어 원전에 기록된 제1법칙은 '모든 물체의 운동은 외부에서 작용하는 힘으로 변화한다'고 했습니다. 그런데 왜 현재 우리는 제1법칙에 대해 '힘이 작용하지 않는 물체는…'이라고 대략 뉴턴의 의향을 무시하는 듯한 표현을 사용하고 있을까요?

연구자들은 사소한 뉘앙스의 실수가 원인이라고 말합니다. 라틴어에서 뉴턴은 '운동은 외력에 의해 강제되는 것에 한하여만 변화한다'고 기록했지만, 1729년 앤드류 모트가 영어로 번역할 때 '한껏', 'nisiquatenus(영어로는 exceptinsofar)'라는 부분을 '아니면', 'unless'로 만들어 버렸습니다.

라틴어에서 뉴턴은 '운동은 외력에 의해 강제되는 한에만 변화한다'고 기록했지만, 1729년 앤드류 모트가 영어로 번역할 때 '한해서만', 'nisiquatenus(영어로는 exceptinsofar)'라는 부분을 '아니면', 'unless'로 만들어 버렸습니다.

이에 따라 원전 라틴어에서는 '운동은 외력에 의해 강제되는 한에서만(except insofar) 변화한다(즉 물체의 변화에는 힘이 필요하다)'는 강력한 주장이, 많은 사람들이 보는 영어판에서는 '운동은 외력에 의해 강제되지 않으면(unless) 변화하지 않는다(즉 힘이 작용하지 않는 물체에는 변화가 없다)'고 조심스럽고 순환논법과 오해를 유발하는 표현이 되었던 것입니다.

그리고 안타깝게도 이 실수는 수정되지 않고 확산되어 갔습니다. 만약 뉴턴이 300년 후에 어떤 식으로 제1법칙이 해석되고 있는지 알게 된다면 놀랄 것입니다.
뉴턴의 위대한 점은 고전물리학이 탄생하기 전부터 인력을 비롯한 보이지 않는 힘의 존재를 확신하고 그것을 오늘날에도 통용되는 높은 근사성을 지닌 수식으로 일반화했다는 데 있습니다. 

아인슈타인의 상대성이론도 슈뢰딩거의 파동 방정식도 뉴턴의 보이지 않는 힘을 다룬 물리학을 기초로 각각 새로운 이론을 주장했습니다. 이런 자신의 제1법칙이 단 한 번의 오역 때문에 300년 후 세계에서 묘한 표현으로 나돌고 있다는 것을 안다면 뉴턴은 놀랄지도 모릅니다. 앞으로도 뉴턴의 제1법칙 해석은 잘못된 채 구설수에 오를 것입니다.

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Forced Changes Only: A New Take on the Law of Inertia
https://www.cambridge.org/core/journals/philosophy-of-science/article/abs/forced-changes-only-a-new-take-on-the-law-of-inertia/3B1DE948FEEC58CD6EB3627F7976CB8F

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