갈릴레오 피사의 사탑 실험, 본인 기록엔 없었다? 제자가 남긴 전설

갈릴레오가 피사의 사탑 꼭대기에서 무게가 다른 공을 떨어뜨렸다는 이야기는 과학사에서 가장 유명한 장면 가운데 하나입니다. 그런데 이 실험을 직접 적은 사람은 갈릴레오 본인이 아니라 그의 제자였다는 사실, 알고 계셨나요? 오늘은 사탑 실험 이야기가 어디에서 시작됐는지 기록을 따라가 보겠습니다.

 

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역사진실밝히기

 

우리가 알고 있는 사탑 실험

흔히 알려진 이야기는 이렇습니다. 피사 대학 교수였던 젊은 갈릴레오가 사탑에 올라가 무게가 다른 물체를 함께 떨어뜨렸고, 두 물체가 동시에 땅에 닿았다는 것입니다. 무거운 물체일수록 더 빨리 떨어진다는 당시의 통념을 단번에 뒤집은 장면으로 소개되곤 하죠.

그런데 이 장면이 어디에 처음 기록됐는지를 찾아보면 이야기가 조금 달라집니다. 사탑을 실험 장소로 언급한 자료는 단 하나뿐이기 때문입니다.

 

유일한 출처, 제자 비비아니의 전기

사탑 실험의 출처는 갈릴레오의 제자 빈첸초 비비아니가 쓴 전기 『Racconto istorico della vita di Galileo Galilei』뿐입니다. 비비아니는 1654년에 이 글을 썼고, 책은 1717년에야 출간됐습니다. 그는 갈릴레오가 피사 교수 시절(1589~1592)에 사탑에서 무게가 다른 물체를 떨어뜨렸다고 적었습니다.

비비아니는 1622년에 태어나 1638년 열여섯 살 무렵 대공의 소개로 갈릴레오를 처음 만났습니다. 당시 갈릴레오는 1633년 종교재판에서 종신 가택연금을 선고받고 1634년부터 아르체트리의 일 조이엘로 별장에서 지내고 있었으며, 1638년에는 시력을 완전히 잃은 상태였습니다. 비비아니는 1639년 그 집에 들어가 1642년 1월 스승이 세상을 떠날 때까지 동반자이자 제자, 협력자로 곁을 지켰습니다.

스승이 세상을 떠나고 1654년, 레오폴도 데 메디치 추기경이 비비아니에게 전기 자료 수집을 맡겼습니다. 다만 비비아니가 스승과 함께 지내기 시작한 1639년은 피사 교수 시절인 1589년 무렵과 50년 가까이 떨어져 있습니다. 그가 직접 본 장면이 아니라는 뜻입니다.

 

갈릴레오 본인은 무엇을 남겼나

정작 갈릴레오 자신의 글에는 사탑 실험 기록이 없습니다. 어느 탑인지 밝히지 않은 채 대포알과 머스킷 탄으로 시험했다고 쓴 대목이 있다고 알려져 있는데, 거기서도 두 공이 완전히 동시에 떨어지지는 않았다고 적었습니다.

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갈릴레오가 이 문제의 답을 찾은 방식은 오히려 사고실험이었습니다. 『De Motu』 등에서 그는 무거운 돌과 가벼운 돌을 묶어 보자고 제안합니다. 무거운 것이 더 빨리 떨어진다면, 묶은 돌은 전체가 더 무거우니 더 빨라야 합니다. 그런데 가벼운 돌이 무거운 돌을 붙잡아 늦추니 더 느려야 한다는 결론도 나옵니다. 이 모순으로 갈릴레오는 기존 통념을 반박했습니다.

그래서 대부분의 역사가는 사탑 실험을 실제 실험이 아니라 사고실험으로 봅니다. 다만 예외도 있습니다. 과학사학자 스틸먼 드레이크는 갈릴레오가 학생들 앞에서 실제로 시연했다고 보았습니다.

 

먼저 공을 떨어뜨린 사람, 스테빈

흥미롭게도 무게가 다른 공을 떨어뜨린 실험 기록은 다른 사람이 먼저 남겼습니다. 1586년 네덜란드 델프트에서 시몬 스테빈과 얀 코르네츠 더 흐로트가 무게가 10배 차이 나는 납 공 두 개를 약 30피트 높이에서 떨어뜨렸고, 두 공은 동시에 땅에 닿았습니다. 이 내용은 스테빈의 『De Beghinselen der Weeghconst』에 실렸습니다.

결국 사탑 실험은 스승의 곁을 끝까지 지킨 제자의 펜을 통해 전설이 된 셈입니다. 사실 여부와 상관없이, 이 이야기는 갈릴레오의 날카로운 논리와 그를 기억하려 했던 한 제자의 마음을 함께 보여 줍니다. 유명한 이야기일수록 출처를 한 번쯤 확인해 보는 습관이 필요한 이유이기도 합니다.

 

참고 자료

• Wikipedia, Galileo's Leaning Tower of Pisa experiment - https://en.wikipedia.org/wiki/Galileo%27s_Leaning_Tower_of_Pisa_experiment

• Wikipedia, Vincenzo Viviani - https://en.wikipedia.org/wiki/Vincenzo_Viviani

• MacTutor History of Mathematics, Vincenzo Viviani - https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Viviani/

• Wikipedia, Villa Il Gioiello - https://en.wikipedia.org/wiki/Villa_Il_Gioiello

• Physics World, The legend of the leaning tower (검색 요약 참고) - https://physicsworld.com/a/the-legend-of-the-leaning-tower/

The legend of the leaning tower – Physics World

• AMNH, The Pisa Experiment: Fact or Fiction? - https://www.amnh.org/explore/ology/ology-cards/164-galileo-galilei

Galileo Galilei | AMNH

• 대표 이미지: Justus Sustermans, Galileo Galilei (1564-1642) RMG BHC2700 (Public domain, Wikimedia Commons) - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Galileo_Galilei_(1564-1642)_RMG_BHC2700.tiff

 

※ 본문 이미지는 사료를 바탕으로 AI로 재구성한 것입니다.

 

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