그림 1. 뉴턴이 피에르 드 메조에게 보낸 편지 일부.

이 노트는 위그노 학자 피에르 드 메조(Pierre Des Maizeaux)에게 보낸 편지의 일부였는데, 뉴턴이 죽은 후에야 발견되었다. 1665년 초에 이항전개의 공식을 만들어 미분법의 아이디어를 얻었으며, 이를 가지고 그해 5월에는 접선의 방법을 11월에는 ‘유율법’(미분법)을 찾아냈고, 이듬해 5월에는 그 역의 방법, 다시 말해 적분법을 알아냈다는 것이다.

또 1666년 1월에는 색의 이론을 탐구했고, 같은 해에 달의 궤적까지 연장되는 중력을 생각하기 시작했고, 또 행성들을 그 궤적에 잡아두려면 거리의 제곱에 반비례하는 힘이 작용한다는 것을 알았다는 것이다. 그리고 그 무렵이 자신의 평생 가장 창의적인 시절이었다고 회고한다.

말 그대로 전염병이 돌아 학교가 휴교하면서 아이작 뉴턴이라는 매우 창의적인 젊은이에게 엄청난 기회가 온 것으로 볼 수 있는 기록이다.

그러나 과학사학자들은 당시의 노트와 편지, 발표 또는 미발표 논문들을 추적하면서, 이러한 뉴턴의 회고가 의심스럽다는 것을 발견하게 된다. 대표적인 것이 웨스트폴의 1980년 논문이다.3) 무엇보다도 전염병 때문에 울스소프에 돌아간 뒤에 자신만의 독자적인 연구에 몰두할 수 있게 되었다는 것은 사실이 아니다. 1660년 청교도혁명을 뒤집은 왕정복고 이후의 케임브리지 대학의 교육과정은 거의 엉망이었다. 전염병이 돌기 전에도 뉴턴은 거의 혼자 독자적으로 공부하고 생활했다. 오히려 휴교령으로 고향으로 돌아가야 했기 때문에 도서관을 이용할 수도 없고 사고의 흐름도 끊겼다고 보는 것이 더 적절하다는 것이다.

만일 울스소프에서 기적적으로 미적분학과 광학과 물리학 특히 보편중력법칙을 처음 밝혀내기 시작했다면, 나중에 케임브리지로 돌아온 뒤 그와 관련된 후속 연구를 했어야 했는데, 거의 그러지 않았다.

가령 1684년 에드먼드 핼리에게 보낸 논문 초고 “궤도 속에 있는 물체의 운동(De motu corporum in gyrum)” 이전에는 거리의 제곱에 반비례하는 힘(즉 만유인력)에 대한 별도의 연구가 전혀 나타나지 않는다. 1687년에 출판된 <자연철학의 수학적 원리>에는 그에 대한 논의가 상세하게 나오지만, 그 전의 기록은 1684년의 그 미발표 원고가 사실상 전부이다. 과학사학자들은 뉴턴이 거리의 제곱에 반비례하는 힘에 대한 아이디어를 얻게 된 것은 1679‒1680년에 로버트 후크와 주고받은 편지를 통해서였다고 보고 있다. 즉 그로부터 13년 전인 1666년에는 거리의 제곱에 반비례하는 힘에 대해 생각하지 못했다.

그림 6. G. W. Leibniz “Nova Methodus pro Maximis et Minimis” (1684).

이 대목에서 문득 궁금해지는 것은 라이프니츠는 어디쯤 들어갈까 하는 점이겠다. 라이프니츠는 1684년에 “최대와 최소의 새로운 방법(Nova Methodus pro Maximis et Minimis)”이란 제목의 논문을 발표했고, 그보다 10년 전에 이미 미적분학의 아이디어가 들어간 논문을 노트로 남겨 놓았다.5)

배로우는 유율법이나 구적법에 관련된 자신의 연구 내용을 뉴턴에게 전해주었을 뿐 아니라, 뉴턴의 인생에도 큰 영향을 끼쳤다. 뉴턴은 케임브리지 대학을 졸업하기 위한 의무사항이었던 학위논문을 쓰지 않았다. 이것은 배로우가 “현재 케임브리지 대학 안에서는 이 학생의 졸업논문을 지도할 수 있는 교수가 없다.”라는 당황스러운 기록과 함께, 뉴턴이 학위논문을 쓰지 않고 졸업할 수 있게 해 주었기 때문이다.

1669년 자신의 후임, 즉 제2대 루카스 석좌교수로 뉴턴을 추천했는데, 루카스 석좌교수로 취임하기 위해서는 영국 국교회의 사제서품과 비슷한 공개적인 신앙고백의 절차가 있었다. 대학의 이름은 ‘트리니티’ 즉 ‘삼위일체’였지만, 뉴턴은 자신만의 독특한 신학적 해석을 통해 아리우스주의라는 ‘일신론’을 신봉하고 있었고, 삼위일체를 믿지 않았다. 뉴턴의 성격상 공개적 신앙고백의 자리에서 삼위일체를 부정할 것이 뻔했다. 배로우는 이 신앙고백의 절차가 교수 임용에 꼭 필요한 것이 아님을 적극적으로 왕실에 설득했다. 그 덕분에 뉴턴은 별 탈 없이 케임브리지 대학에서 교수 자리를 얻을 수 있었다.

그러나 강의 실력이 형편없었던 뉴턴의 광학 강의에 들어오는 학생이 거의 없었다. 그의 강의는 교과목 이름과 달리 기하학이 훨씬 많은 비중을 차지했고 따라가기가 매우 어려웠다. 전설 중 하나는 뉴턴이 강의하던 강의실을 지나가던 어떤 사람이 깜짝 놀랐는데, 왜냐하면 학생이 아무도 없었기 때문이었다. 소수였던 학생들이 학기가 진행되면서 하나둘씩 빠져나가서 아무도 없는 상태에서 혼자 강의했다는 것이다.

케임브리지 대학의 한낱 어설픈 교수에 지나지 않던 뉴턴에게 인생의 새로운 전기가 찾아온 것은 1684년 에드먼드 핼리(Edmond Halley 1656‒1741)의 방문이었다. 행성의 운동에 관한 케플러 법칙에 대해 이야기하면서, 뉴턴의 ‘광팬’이 되었다. 뉴턴이 <자연철학의 수학적 원리>를 집필할 수 있도록 재촉하고 응원했을 뿐 아니라, 런던 왕립협회가 이 책의 출판 비용을 대지 않겠다고 결정하니까 아예 자신의 사비를 털어서 그 책의 출판 비용을 감당했다. 핼리가 없었다면 뉴턴은 그냥 케임브리지 대학에서 광학을 가르치는 (그것도 형편없이 가르치는) 보잘것없는 교수로 끝났을지도 모른다.6)

1687년에 <자연철학의 수학적 원리>가 출판되면서, 뉴턴의 명성은 한없이 올라갔고, 1689년에는 국회의원까지 되었다. 의원으로서 유일하게 발언한 것은 날씨가 추우니까 창문을 닫아달라고 한 게 전부였다는 얘기도 있다.

뉴턴의 사회적 지위는 1696년 조폐총감에 임명되면서 상승세에 오른다. 요즘 식으로 말해서 조폐국인데, 절대왕정의 시기에 왕립조폐국(Royal Mint)의 조폐총감(Warden of the Mint)이 된다는 것은 엄청난 권력이기도 했다. 당시 위조화폐가 극심했는데, 새로 조폐총감에 임명된 아이작 뉴턴은 황당하기 짝이 없는 명령을 내린다. 화폐위조범은 국가반역죄로 기소하고 극형에 처하겠다는 것이었다. 이 형은 “반역자는 틀이나 나무 패널에 묶고 처형장소까지 말로 끌고 가서 목을 매달아 거의 죽음에 이르게 하고 거세하고 내장을 꺼내고 목을 자르고 시체를 네 조각으로 나눈다. 남은 시체는 대개 런던 브리지처럼 전국적으로 유명한 장소에 남겨두어 반역자의 운명에 대한 경고로 삼는다.”라고 설명되어 있는데, 정말 끔찍한 형벌이었다. 여하튼 뉴턴의 엄청나게 강력한 명령 때문에 화폐위조범이 흔적도 없이 자취를 감추었다. 그리고 그 업적 덕분에 1699년에 조폐국장(Master of the Mint)으로 직급이 올라갔다. 영국 왕립조폐국 최고의 자리였다.

웨스트팔은 ‘기적의 해’ 신화가 보통 사람의 능력을 훨씬 뛰어넘는 초인이나 천재가 짧은 시간에 갑자기 계시나 깨달음처럼 자연의 진리를 알게 된다는 잘못된 관념을 만들어 낸다고 비판한다. 뉴턴은 말년에 성공 비결이 무엇인가라는 질문을 받자, 자신은 집요하게 해결해야 할 문제를 쉬지 않고 생각하고 또 고민하고 모든 방법을 찾아보았기 때문이라고 대답했다. 또 똑똑하지만 오만에 가득 찬 학생을 적절하게 지도하고 해결해야 할 문제를 보여준 배로우, 뉴턴을 지지하고 도우면서 문제 해결을 유도한 핼리, 보편중력의 아이디어를 직접 제시해 준 후크 등이 아니었다면, 뉴턴 혼자서 의미 있는 성취를 해내지 못했을 수도 있을 것이다.