과학사
초기 문명 > 고대 서양(고대 그리스 문명권)의 과학

고대 서양의 과학이란 기원전 6~7세기경부터 시작된 자연 현상의 원인과 변화에 대한 독특한 논의들을 의미한다. 현대 과학의 몇몇 중요한 개념이나 물음의 형식 등이 이 시기부터 나타나게 된다. 우주의 모양이나 물질의 기원에 대한 탐구가 시작되며, 자연 현상의 변화나 질병의 원인을 자연 자체 속에서 찾아 논리적으로 답하려는 시도가 시작된다. 근대 이전의 역사 속 어느 곳에서도 이와 같은 시도가 고대 그리스 문명권에서와 같이 집요하게 계속되면서 후세에 영향을 남긴 경우는 극히 드물만큼, 고대 서양의 과학은 후대에 지대한 영향을 미쳤다.
이 부분의 본문은 고대 그리스의 과학 및 헬레니즘, 알렉산드리아와 로마의 자연과학입니다.
고대 그리스 사회에서 자연세계를 탐구하는 일은 신뢰할 수 있는 달력을 제작하거나 질병을 치료하기 위한 것과 같이 구체적인 목적성을 띠고 행해졌으며, 이러한 연구는 ‘자연철학자’들에 의해 시작되었다. 고대 사회에서 처음으로 과학자라 불린 사람들은 자신들을 자연철학자라 자처하였으며, 자연철학자는 당대인들로부터 전문 의료 기술이나 전통의술을 따르는 의료인들로 인식되었다.
소크라테스 이전 철학자로 알려진 고대 그리스의 철학자들은 그리스 신화에 등장하는 “인간이 살고 있는 체계화된 우주가 어떻게 형성되었는가”라는 물음에 대한 답을 찾으려 노력하였다. 소크라테스 이전 철학자이면서 ‘과학의 아버지’로 불리는 탈레스는 자연현상의 설명을 위해 “모든 것은 물이다.”와 같은 최초로 초자연적이지 않은 설명을 제시하였다. 탈레스의 제자인 피타고라스는 피타고라스 학파를 형성하였다. 이 학파는 수학을 탐구했으며, 최초로 지구가 원형이라는 가설을 제안하였다. 레우키포스는 원자설을 주장하였다. 이 학설은 원자라는 나누어지지 않고, 소멸하지 않는 물질을 가정하고 있으며, 레우키포스의 제자 데모크리토스에 의해 정교화된다.
이후, 플라톤과 아리스토텔레스는 최초로 자연과학의 체계적인 토론을 진행하였다. 이 토론의 내용은 후대의 자연과학 탐구에 많은 영향을 미쳤다. 그들이 사용한 연역적 방법은 이후 과학에서 중요하고 유용한 도구로 이용되었다. 플라톤은 자신의 학당을 설립하였는데, 이 학당의 지향점은 “기하학에 정통하지 않은 자, 누구도 발을 들여놀 수 없다.”였으며, 수많은 유명 철학자를 배출하였다. 플라톤의 제자인 아리스토텔레스는 경험론을 제시하였고, 우주의 진리를 관찰과 귀납적 방법에 의해 얻을 수 있다고 주장하였다. 아리스토텔레스의 이러한 주장 또한 후대 과학계에서 중요한 과학탐구 방법으로 사용되었다. 아리스토텔레스는 생물학에 대한 많은 논문을 남기기도 하였다. 이 논문들은 자연세계의 관찰을 통해 저술된 것이며, 주로 생물학적 인과관계와 생물의 다양성에 대한 내용을 담고 있다. 아리스토텔레스는 자연세계에 대해서 당시로서는 전부라 할 수 있을 만큼의 생물에 대하여 관찰을 시행하였는데, 540여종의 동물의 종을 구별하고, 50여 종은 직접 해부관찰을 시행하였다. 또, 동물과 우주 행성의 움직임의 규칙에 대해 밝혀내려 노력하기도 하였다. 아리스토텔레스의 저술들은 이슬람 세계와 중세 유럽 세계의 과학의 기반이 되었으며, 과학 혁명의 기초로 평가받고 있다.
고대 그리스 시대의 과학은 해부학, 동물학, 식물학, 광물학, 지질학, 천문학과 같은 실제 과학의 중요한 발전이 이루어진 시기이다. 이 시기에 이루어진 몇몇 과학적 문제에 대한 중요성의 인식은 본질적으로 변화와 원인에 대한 문제와 연관되어 있고, 자연 현상을 수학적으로 해석하는 방법과 경험적 관찰을 수용하는 방법의 인식에 대한 것과도 연관되어 있다.
헬레니즘 시대의 학자들은 고대 그리스 시대의 과학을 이용하여 여러 이론들을 정립하고 연구하였다. 그들은 고대 그리스의 수학을 도입하여 과학적 조사에서 경험 연구를 정교화하였다. 즉, 고대 그리스의 과학이 헬레니즘의 과학에 직접적인 영향을 주고 이것이 이슬람 문화권과 중세 유럽에까지 이어지며, 이후의 르네상스 시기와 계몽기를 거쳐 현재의 현대 과학에까지 영향을 미치는 것이다. 고대 그리스의 과학이 신화의 영향으로 인해 이성과 관찰에 의해 시작되지는 않았지만, 소크라테스가 방법이 확산되면서, 이성과 관찰에 기초한 과학이 정립되었으며, 담론의 발달과 정교화에 따라 자연과학이 매우 발달하였다. 스완지 대학교의 서양고전학 교수인 밴자민 패링턴(Benjamin Farrington)은 다음과 같이 말하였다.:
그리고:
천문학자 사모스의 아리스타르코스는 세계에서 최초로 지동설을 믿은 사람이며, 태양과 지구의 거리와 크기를 조사하는 방법을 담은 《규모와 거리의 아리스타르코스》라는 저서를 출판하였다. 지리학자인 에라토스테네스는 유클리드와 아리스타르코스의 방법을 인용하여 정확한 지구 원주의 크기를 구하였다. 히파르코스는 지구의 세차 운동을 발견, 세계 최초의 체계적인 천문일지를 작성하였다. 헬레니즘 시대의 안티키테라 메커니즘은 이 시기의 천문학과 공학을 대변해준다. 안티키테라 메커니즘은 행성의 위치를 계산하기 위한 기계식 계산 장치이다. 안티키테라 메커니즘은 14세기 유럽에서 천문시계가 등장하기 이전까지 세계에서 가장 정교하고 복잡한 기계였다.
의학 분야에서, 히포크라테스와 그의 제자들은 질병과 의학적 조건들을 연구하고, 오늘날까지도 전해지고 있는 히포크라테스 선서를 만들어 내었다. 헤로필로스(Herophilos)는 인체의 해부에 의해 의학적 연구를 진행한 최초의 의학자이며, 신경계통에 대한 연구를 남겼다. 갈레노스는 뇌와 눈을 포함하여 대담한 외과 수술을 시행했으며, 고대, 중세 의학계에 막대한 영향을 미치었다.
수학이 당시 천문학, 기계 공학, 정역학 등을 서술하는데 사용되었으므로, 과학사와는 별도로 당대 수학사를 들여다보자. 수학자 유클리드는 ‘수학의 엄밀함’을 정립하였으며, 오늘날까지도 유용하게 사용되는 정의, 공리, 정리, 증명을 제시하였고, 당대 알려진 수학들을 모아 오늘날까지도 가장 영향력있는 수학서적인 ‘기하학 원론’을 저술하였다. 인류 역사상 가장 위대한 수학자 중 한 사람인 아르키메데스는 포물선의 호에서 무한급수를 연구하던 중 실진법(悉盡法)을 발견하였으며, 실진법은 파이의 정확한 근사값을 구하는 데 활용되었다. 아르키메데스는 유체정역학과 정역학의 기본을 세워 물리학의 토대를 만들었으며, 지레의 작동원리를 처음으로 규명하였다.
테오프라스토스는 최초로 여러 종류의 동식물을 분류하여 분류학의 세계를 열었으며, 많은 광물들을 관찰하여 광물의 특성을 규명하려 하였다. 서기 77년 플리니우스는 최초의 백과사전을 저술하였고, 그의 백과사전적 집필은 테오프라스토스의 뒤를 이은 것으로 평가되고 있다. 예를 들어, 플리니우스는 정팔면체 모양의 다이아몬드를 묘사하였고, 이어서 다이아몬드의 경도를 활용하여 다른 보석을 세공할 수 있다는 사실을 기술했다. 결정 형태의 중요성에 대한 그의 인식은 현대 결정학의 근간이 되었으며, 수많은 광물 관찰기록은 오늘날의 광물학 형성의 중요한 기여를 한 것으로 이해되고 있다. 그가 수많은 광물에 대한 특정적 결정 특징을 발견한 것은 사실이지만, 결정습성(HiVsl, crystal habit)을 가공을 통해 광물에 부여할 수 있다는 오류를 범하기도 하였다. 한편, 플리니우스는 호박이 소나무의 수지가 화석화 된 것임을 최초로 인식한 학자로도 알려져 있다.