아르키메데스
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1. 개요
전설의 고대 수학자. 시칠리아의 시라쿠사에서 천문학자 피디아스[2]의 아들로 태어났다. 젊은 시절부터 절묘한 기술력의 발명품을 선보였다. 이집트에 유학해 있던 중에 나선의 원리를 응용해 나선식 펌프를 발명했고 알렉산드리아의 무세이온에서 수학자 코논에게 기하학을 배우고 시라쿠사로 돌아와 수학자로서 많은 책을 저술했다.
원의 지름과 원주의 길이를 직접 비교하는 방법이 아닌 '''수학적인 증명으로 원주율의 근사치를 최초로 계산'''하였으며 그가 발견한 구분구적법은 '''"적분의 시초"'''가 되었다. 시대적 상황에 따라 수학의 아버지라 불러도 좋을 엄청난 발견인데, 그 때는 아직 방정식이라는 개념이 없었고, 0의 개념은 약 800년 뒤에야 등장했기 때문이다. 당시에는 당연히 해석학은 개념도 전혀 잡혀 있지 않았는데도 구분구적법과 무한소 개념을 깨우친 것이다.
2. 일화
2.1. 지렛대의 원리
지렛대의 원리를 응용한 뛰어난 기술자였던 그는 시라쿠사의 참주 히에로 2세[3]에게 "내게 긴 지렛대와 지렛목만 주신다면 지구라도 들어 올려 보이겠습니다"라고 했다는 일화가 유명하다.
당연히 이것은 이론상으로만 가능하고 실제로는 불가능하다. 지구의 무게는 약 6 × 1024(1,000,000,000,000,000,000,000,000)kg인데 60kg의 남성이 이 무게의 지구를 지렛대로 들어올리려면 지렛대의 길이는 어마어마할 것이기 때문이다. 설령 그렇게 길고 튼튼한 지렛대와 절대 움직이지 않는 받침점이 있더라도 이번에는 지구를 움직이는 데에 어마어마한 시간이 필요하다는 문제가 남는다. 지렛대의 원리를 아는 사람은 이해하겠지만 지렛대에는 힘점과 받침점 작용점이 있으며 '(받침점과 작용점의 거리) : (받침점과 힘점의 거리)'의 비만큼 적은 힘으로 물체를 들어올릴 수 있지만 반대로 힘점은 작용점에 비해 그만큼 더 먼 거리를 움직여야야만 한다. 당장 위의 수치대로 6 × 1024(1,000,000,000,000,000,000,000,000)kg의 지구를 60kg의 남성이 들어올릴 때 받침점과 작용점의 거리가 1m라면 작용점과 힘점의 거리는 최소 1023(100,000,000,000,000,000,000,000)m 이상은 되어야 한다. 이 경우 지구를 1cm 들어올리려면 지렛대를 1018(1,000,000,000,000,000,000)km는 움직여야 한다. 약 10만 광년 거리. 1초에 1m를 움직인다는 가정하에서도 대충 30조년 이상의 시간이 필요하다. 이 정도면 우주가 멸망할지도 모르고 멸망하지 않더라도 탄생할 거의 모든 항성이 탄생하고 멸망할 시간임을 감안할 때 왜 이 도전이 불가능한지 알 수 있을 것이다.
2.2. 순금 왕관, 일명 유레카 일화
또 아르키메데스의 유명한 일화로 유레카 일화도 있다. 어느 날 히에로 2세가 순금관을 장인에게 만들게 했는데, 이것이 과연 순금으로 만든 것인지 의심을 품은 왕은 아르키메데스를 불러 순금관의 진위여부를 판단하게 했다. 어떻게 할까 고민하다가 목욕탕에 들어간 그는 물 속에 몸을 넣자 넘쳐 흐르는 물을 보고 번뜩이는 아이디어가 떠올라 옷도 입지 않은 채 "에우레카! 에우레카!"[4]를 외치며 뛰쳐나갔고, 왕관과 똑같은 무게의 금 견본을 준비해 각각을 물에 담가서 넘쳐 흐르는 물의 양을 비교했다. 실험 결과 왕관을 넣었을 때 더 많은 양의 물이 넘쳐흘렀고, 이 사실로 왕관이 금보다 비중이 낮은, 다시 말해 순금이 아니라 은이 섞여있다는 사실을 밝혀냈다. 당연히 그 장인은 코렁탕행. 이 일화가 매우 유명하여 현재 여기에는 '아르키메데스의 원리'라는 이름이 붙었다.
TED에서는 이것보다는 시라쿠시아 범선을 띄우기 위해 어떻게 해야하나 고심하다가 물이 넘쳐흐르는 것을 보고 아르키메데스의 원리를 알아낸 것에 가깝다고 한다.#
2.3. 기타 일화
- 히에로 2세가 병사들을 가득 실은 해변 모래톱의 군함을 물에 띄워보라 명하자 지렛대 원리를 이용해 군함을 바다에 쉽게 띄웠다는 이야기도 전한다.
3. 사망
제2차 포에니 전쟁(기원전 218-202)에서[5] 시라쿠사는 카르타고의 편을 든 탓에 로마의 공격을 받게 되었다. 그러나 시라쿠사는 아르키메데스에게 의뢰하여 갖가지 신무기를 준비하고 있었다. 지렛대와 도르래의 원리를 이용한 투석기와 기중기, 그리고 잘 갈아 만든 청동 거울들로 거울로 햇빛을 반사시켜 로마군의 배를 불태우고 투석기로는 거대한 돌을 마구 날려댔으며 기중기로 로마군의 배를 멀리 던져버리는 가공할 만한 무기들이었다고 전한다.
사실 이 거울의 신빙성에 대해서는 논란이 있다. 이 청동거울로 빛을 집중시켜 배를 태우는 것은 불가능하다는 것. Mythbusters에서 실제로 실험해봤으나 허구로 결론이 났다. 버락 오바마 대통령의 요청으로 한 3차 실험에선 실제 용도는 거울로 햇빛을 반사시켜 교란시키는 게 아니었을까-하는 이론을 제기하기도 했다. 호기심 천국에서 청동 거울이 아닌 현재 쓰이고 있는 거울을 이용하여 배를 태우는 실험을 한 적은 있다. 이 실험에서 드러난 문제점은 초점 맞추기가 참 힘들다는 것. 개개인이 자기 거울의 빛이 어느건지 알아볼 수가 없어서 빛을 집중시킬 수가 없었다. 그래서 순번을 매겨 순서대로 표적에 빛을 맞추는 방법으로 성공했다. 문제는 표적이 움직이면 이 짓을 또 해야 한다는 것이다. 아르키메데스의 거울 참고. 또한 1973년 이오아니스 사카스(Ioannis Sakkas)라는 그리스 공학자의 실험에 따르면 청동거울 수십 개를 사용해 작은 배를 수분 만에 불태우는 데 성공했다고 한다(출처 - 세계상식백과. 리더스 다이제스트. 181쪽).
로마군의 사령관이었던 마르켈루스는 정면공격은 어렵다고 판단해 우회공격을 하기로 했다. 시라쿠사 사람들이 승리에 도취되어 아르테미스 축제를 열고 술에 취해있는 틈에 시라쿠사를 습격하여 성을 함락시키는 데 성공한 것이다.
마르켈루스는 아르키메데스의 명성을 잘 알고 있었고, 병사들에게 그를 살려서 데려오라 명했다. 한편 아르키메데스는 그 와중에도 모래판에 원을 그려놓고 연구에 몰두 중이었는데, 마르켈루스의 명령을 전달받은 한 로마 병사가 잠입했다. 그러나 아르키메데스를 몰라본 그 병사[6]가 "그 원을 밟지 말라!"[7]고 말한 것에 격분해 그가 아르키메데스라는 것도 모른 채 그만 죽이고 말았다.[8] 마르켈루스는 아르키메데스의 죽음을 애석해하며 예의를 갖추어 그를 안장하고 아르키메데스가 원하던 묘비인 "원기둥에 구가 내접한" 모양의 묘비를 세워주었다고 한다. 하지만 이 대사는 플루타르크 영웅전에서도 찾아볼 수 없고, 실제로 아르키메데스가 이런 말을 했는지 안 했는지가 불분명한 말이라고 한다(...). 다른 후대의 기록을 보면 마르켈루스의 후손의 집을 방문했더니 아르키메데스의 집에서 약탈한 천체시계를 자랑스럽게 거실에 걸어 놓고 있었다고 하는 얘기도 있다.
4. 기타
아르키메데스는 기하학에도 능통하였고 지렛대의 원리를 응용하여 기하학의 문제를 해결했다. 그는 기하학의 원리를 응용한 훌륭한 기술자였고 수학을 실생활에 응용하여 그리스 수학을 한 단계 더 성장시켰다고 평가받는다.
시칠리아 출신 중에서 가장 유명한 사람. 고대 이래로 시칠리아에 이 사람보다 유명한 인간이 태어난 적이 없다(…).[9]
ὅπερ ἔδει δεῖξαι[10]라는 말을 사용했다고 하는데,[11] 이것을 라틴어로 번역하면 Quod Erat Demonstrandum이 된다.
그리스에서도 완전 외딴 곳에서 태어나고 활동한 까닭에 그리스식 기하학의 작도의 그 빡빡한 제한에서 비교적 자유로웠다. 그래서 구분구적법을 발견할 수 있었는지도.
5. 창작물에서
유레카[12]에서 거의 주인공에 가깝게 비중있는 모습으로 등장한다. 사실 만화의 제목 자체가 아르키메데스의 그 유명한 외침에서 따온 것이다. 당연하게도 시라쿠사 공방전을 배경으로 하고 있다.
팀 포트리스 2의 메딕은 자신이 기르는 비둘기의 이름을 이것으로 정했다. 추가로 관련 장식 아이템도 등장했다.
초전자로보 콤바트라V에서는 와루키메데스는 인물이 등장한다.
Warhammer 40,000 어느 녹색 버섯집단의 기술자로 환생해 '''파이타보마 폭격기'''를 개량했다.
폴아웃 시리즈에서는 전쟁 전 미국이 만들었던 위성폭격병기의 이름으로 쓰였으며, '''글자 모두 대문자'''.[13] 1, 2호기로 구성되었는데, 플레이어가 조종가능한 건 2호이고 1호는 헬리오스 원의 NCR 병사들을 학살시킬 때 쓴다. 태양광발전소인 헬리오스 원을 통해 송전된 에너지를 충전한 다음 지상에 폭격하는 방식. 파괴력은 상상을 초월할 정도지만, 밸런스 조절을 위해서인지 많이 너프되어서 한 번 발사하는데 24시간이 걸리고 발사시간도 긴 데다가, 건물 내에서는 사격이 불가능하다. 하지만, 위성병기인 탓에 핵전쟁 이후 문명이 초토화된 세계관에서 이 무기를 요격할 수 있는 방법은 없다.[14]
신의 탑에는 아르키메데스라는 이름의 공중함선이 등장한다.
와탕카에도 출연했는데, 역시 그 유명한 왕관 에피소드가 등장한다. 그런데 여기서 왕관이 순금인지를 가려내는 방법은 바로 욕조에서 세공인을 물고문하는 것(...).
Fate/EXTELLA에서 캐스터로 출전한다.
SCP 재단/세계관에서는 고대에 로마에 대항하기 위해 '''살인광선기계를 발명했다'''. 그러나 기계의 위력을 보고서 점점 미쳐가기 시작했고 '''결국 로마군과 내통한 그의 제자에게 살해당했다.'''
소설 '로마를 정복해야 내가 산다'에서는 한니발의 동생으로 환생한 주인공이 시라쿠사에 사신으로 갔을 때 고등학교 수학의 미적분 공식으로 꼬셔서(...) 카르타고 노바로 데려온다. 성격이 괴팍해서 처음 만났을 때 주인공이 자신이 그리던 도형을 밟았다고 쫓아내려 하고 분수를 설치한 걸 한니발이 뭐라고 하자 지적 호기심으로 만들었을 뿐이라고 말하는 패기를 보여준다. 그래도 천재는 천재인지라 주인공이 낸 아이디어인 그리스의 불과 트레뷰셋 등의 신무기를 원래 역사보다 무려 1천 년도 더 앞서 개발해버리는 위엄을 선보인다.
6. 관련 문서
[1] 유레카라는 발음으로 흔히 알려져있다. 아르키메데스가 사용했을 코이네 그리스어를 기준으로 하면 '에브리카(ˈeβrika)'이고, 현대 그리스어로는 에브리카(evrika), 영어로는 유리카라 읽는다. 한국에서는 e가 영어에서 i 발음으로 씹힌다는 것이 곧잘 무시되는 탓에 그냥 ㅔ 로 표기되어 유레카가 된 것으로 보인다.[2] 아버지는 자신이 집필한 모래알을 세는 사람에서 간단하게 나와있다. 이름과 직업외에는 나와있지 않다. [3] 인척관계였다는 말도 있다.[4] εὕρηκα.[5] 먼나라 이웃나라 이탈리아 편의 설명과 달리 히에로 2세는 50년을 재위한 노회한 군주였고, 시기도 제1차 포에니 전쟁이 아니다.[6] 판본(또는 야사)에 따르면 분노한 마르켈루스가 명령을 어긴 그 병사를 순식간에 참수하면서 '''"너의 죄는 로마의 과학 기술력을 500년 퇴보시킨 죄다."'''라고 말하는 경우도 있다고 한다. 물론 순화된 버전은 이렇고, 잔혹 버전 판본은 '''채찍형으로 바뀐 버전도 있다'''.[7] 이 말은 여러 버전이 있다. "내 연구를 방해하지 마라!", "무엄하게 햇빛을 가리지 마라!", "이 문제를 풀게 잠시 조용히 있어라!" 등 여러 버전으로 소개되기도 했는데, 80년대 학습 애니메이션으로 KBS2에서 방영한 아르키메데스(성우는 김정경)에서 로마군이 시라쿠사 여기저기서 약탈하고 있을 때 개의치 않고 땅에 무슨 도형을 그리며 계산하는데 로마 병사의 그림자가 비추어지자 "그대는 왜 내 연구를 방해하고자 햇빛을 가리는 건가?" 이런 대사를 하면서 화면이 흑백으로 변하며 나레이션으로 '위대한 과학자 아르키메데스는 이리하여 삶을 마감했습니다.'라는 마무리를 보여준 바 있다.[8] 세상에서 가장 재미있는 세계사의 저자 래리 고닉은 아르키메데스가 수천 로마군을 죽인 신무기를 만든 전범이라서 처단한 것이라는 주장을 했는데, 전범이라는 주장은 로마군의 말풍선 속에 들어있다. 즉 당시 로마인의 아르키메데스에 대한 시각이지 래리 고닉의 주장은 아닌 셈. 당대의 윤리관을 현대의 것과 혼동하지 말 것. 아울러 이런 보복성 린치는 현대에도 엄격한 통제가 부재할 경우 종종 일어난다.[9] 아르키메데스를 제외하고 시칠리아 출신 중에 '''그나마''' 유명하다는 인물이 프리드리히 2세 정도인데 이 사람은 아시다시피 시칠리아인이 아니다.[10] '''이것이 보여져야 할 것'''[11] 유클리드도 사용했다고 전해진다.[12] 기생수, 히스토리에로 유명한 이와아키 히토시 작.[13] 이게 뭔소리냐면 폴아웃 세계관에서 글자가 전부 대문자로 되어있는 무기나 시설은 엔클레이브와 관련있기 때문. 대표적인 예로 포세이돈 정유시설이나 ED-E만 봐도 알 수 있듯이 아르키메데스1, 2호 역시 과거 엔클레이브에 의해 만들어진 병기로 추측되고 있다.[14] 아주 없는 건 아니다. Broken Steel의 모빌 베이스 크롤러같은 병기의 능력을 이용한다면 격추할 수도 있지만, 진 엔딩에서 모빌 베이스 크롤러가 파괴되는 바람에...