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아리스토텔레스 물리학

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목차

1. 개요

아리스토텔레스 물리학은 고대 그리스 철학자 아리스토텔레스의 자연 철학으로, 약 2000년 동안 서양 과학에 큰 영향을 미쳤다. 아리스토텔레스는 우주를 지상계와 천상계로 구분하고, 4원소설과 천구 이론을 제시했다. 그의 이론은 경험적 관찰에 기반했지만, 수학의 부재와 실험적 방법의 한계로 인해 현대 물리학과는 차이를 보인다. 중세 시대에는 아비케나, 장 부리당 등 학자들에 의해 비판과 수정이 이루어졌으며, 갈릴레오 갈릴레이의 실험과 뉴턴 역학의 등장으로 쇠퇴했다. 현대 학자들은 아리스토텔레스 물리학의 과학적 가치에 대해 논쟁하며, 비판적 사고의 중요성을 강조한다.

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아리스토텔레스 물리학
아리스토텔레스의 자연학
학문 분야자연과학, 물리학
주요 저서《자연학》
《천체에 관하여》
《생성과 소멸에 관하여》
《기상학》
《영혼에 관하여》
《동물사》
《동물의 부분에 관하여》
《동물의 운동에 관하여》
《동물의 생성에 관하여》
주요 개념사원소, 에테르, 자연스러운 장소, 운동, 목적론
핵심 사상
우주론지구 중심 우주, 천상의 구체, 에테르로 이루어진 천상 영역
운동모든 것은 자연스러운 장소로 움직이려고 함
자연스러운 운동과 강제적인 운동 구분
원소론네 가지 원소 (불, 공기, 물, 흙)
변화생성과 소멸, 변화는 물질의 형태 변화
생물학동물 분류 및 비교 연구, 생명의 목적론적 관점
영향
영향중세와 르네상스 시대 서구 과학에 지대한 영향, 근대 과학 발전에 기여

2. 방법론

아리스토텔레스의 원리는 일반적인 인간 경험과는 일치하지만, 통제된 정량적 실험에 기반하지 않았기 때문에 현대 과학에서 기대되는 정확하고 정량적인 방식으로 우리 우주를 설명하지 못한다. 아리스타르코스와 같은 아리스토텔레스의 동시대인들은 태양중심설을 지지하며 이러한 원칙을 거부했지만, 그들의 생각은 널리 받아들여지지 않았다.[43]

1837년판 고대 그리스 철학자 아리스토텔레스의 ''피지카''의 한 페이지. 자연 철학과 현대 물리학의 주제들을 다루고 있다.


φύσις γὰρ αἰτία πᾶσι τάξεως|퓌시스 가르 아이티아 파시 탁세오스|grc

— Ἀριστοτέλης|— 아리스토텔레스|grc

> 자연은 어디에나 질서의 원인이다.[1]

아리스토텔레스의 원리는 단순한 일상 관찰로는 반증하기 어려웠지만, 이후 과학적 방법이 발전하면서 실험과 정밀 측정을 통해 그의 견해에 도전하게 되었다. 특히, 망원경과 진공 펌프와 같은 발전된 기술이 사용되었다.

17세기 "새로운 과학"을 발전시킨 자연 철학자들은 "아리스토텔레스적" 물리학과 자신들의 물리학을 대조하며, 이전 방식의 물리학이 정량적인 것보다 정성적인 것을 강조하고, 수학과 물리학에서의 적절한 역할(특히 국소 운동 분석에서)을 무시하며, 궁극적인 원인과 "은밀한" 본질과 같은 의심스러운 설명 원리에 의존한다고 주장했다. 그러나 아리스토텔레스는 ''물리학''에서 물리학 또는 "자연 과학"을 크기(''megethê''), 운동(또는 "과정" 또는 "점진적인 변화" – ''kinêsis''), 그리고 시간(''chronon'')에 관한 것으로 규정한다. 실제로 ''물리학''은 주로 운동, 특히 국소 운동과 아리스토텔레스가 그 분석에 필요하다고 믿는 다른 개념에 대한 분석에 관심이 있다.[2]

2. 1. 수학의 부재와 현대 물리학과의 차이

아리스토텔레스의 원리는 통제된 정량적 실험에 기반을 두지 않았기 때문에, 현대 과학에서 기대되는 정확하고 정량적인 방식으로 우리 우주를 설명하지 않는다. 아리스타르코스와 같은 아리스토텔레스의 동시대인들은 태양중심설에 찬성하여 이러한 원칙을 거부했지만, 그들의 아이디어는 널리 받아들여지지 않았다.[43]

현대 물리학과 아리스토텔레스 물리학의 주된 차이점은 아리스토텔레스에게는 거의 없는 수학의 사용이다. 그러나 최근 일부 연구에서는 아리스토텔레스 물리학의 경험적 타당성과 현대 물리학과의 연속성을 강조하며 재평가하기도 한다.[3]

2. 2. 현대적 재평가

일반적인 인간 경험과 일치하지만, 아리스토텔레스의 원리는 통제된 정량적 실험에 기반을 두지 않았으므로 현재 과학에서 기대되는 정확하고 정량적인 방식으로 우리 우주를 설명하지 않는다. 아리스타르코스와 같은 아리스토텔레스의 동시대인들은 태양중심설에 찬성하여 이러한 원칙을 거부했지만 그들의 아이디어는 널리 받아 들여지지 않았다.[43]

현대 물리학과 아리스토텔레스 물리학 사이에는 분명한 차이가 있으며, 그 주된 점은 아리스토텔레스에게는 거의 없는 수학의 사용이다. 그러나 최근 일부 연구에서는 아리스토텔레스의 물리학을 재평가하여 아리스토텔레스의 물리학의 경험적 타당성과 현대 물리학과의 연속성을 모두 강조했다.[43] 현대 학자들은 아리스토텔레스의 물리학이 과학으로 인정될 만큼 충분히 경험적 관찰에 기초한 것인지, 아니면 주로 철학적 사변에서 파생되어 과학적 방법을 만족시키지 못하는 것인지에 대해 의견이 분분한다.[58]

Carlo Rovelli는 Aristotle의 물리학이 특정 영역(유체에서의 운동)에 대한 정확하고 직관적이지 않은 표현이므로 Newton의 운동 법칙 만큼 과학적이라고 주장했다. 이 법칙은 일부 영역에서는 정확하지만 다른 영역에서는 실패한다(즉, 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론).[58]

> φύσις γὰρ αἰτία πᾶσι τάξεως|퓌시스 가르 아이티아 파시 탁세오스|grc

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> — Ἀριστοτέλης|— 아리스토텔레스|grc

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> 자연은 어디에나 질서의 원인이다.[1]

아리스토텔레스의 원리는 단순한 일상 관찰을 통해서는 반증하기 어려웠지만, 나중에 발전된 과학적 방법은 실험과 정밀 측정을 통해, 망원경과 진공 펌프와 같은 점점 더 발전된 기술을 사용하여 그의 견해에 도전했다.

> 17세기 "새로운 과학"을 발전시킨 자연 철학자들은 그들의 학설의 참신성을 주장하면서 종종 "아리스토텔레스적" 물리학과 자신의 것을 대조했다. 그들은 이전 방식의 물리학은 정량적인 것보다 정성적인 것을 강조하고, 수학과 물리학에서의 적절한 역할(특히 국소 운동 분석에서)을 무시하며, 궁극적인 원인과 "은밀한" 본질과 같은 의심스러운 설명 원리에 의존한다고 주장했다. 그러나 그의 ''물리학''에서 아리스토텔레스는 물리학 또는 "자연 과학"을 크기(''megethê''), 운동(또는 "과정" 또는 "점진적인 변화" – ''kinêsis''), 그리고 시간(''chronon'')(''Phys'' III.4 202b30–1)에 관한 것으로 규정한다. 실제로 ''물리학''은 주로 운동, 특히 국소 운동과 아리스토텔레스가 그 분석에 필요하다고 믿는 다른 개념에 대한 분석에 관심이 있다.[2]

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> — Michael J. White|— 마이클 J. 화이트|영어

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> "아리스토텔레스의 무한, 공간, 그리고 시간" ''블랙웰 아리스토텔레스 동반자'' 중에서

3. 핵심 개념

아리스토텔레스는 우주가 지구와 천상계로 나뉜다고 보았다. 지구는 4원소(흙, 공기, 불, 물)로 구성되어 변화하는 반면, 천상계는 제5원소인 아이테르로 이루어져 영원불변하다고 생각했다. 그는 무거운 물질일수록 흙 원소를 많이 포함하고, 가벼운 물질은 흙 원소가 적다고 보았다.[57]

아리스토텔레스는 중력에 대해 모든 물체가 자연스러운 위치로 이동한다고 설명했다. 흙과 물은 우주의 중심(지구)을 향하고, 공기는 물을 둘러싸며, 불은 공기보다 위에 위치한다.[50][51] 그는 모양이 같은 두 물체의 낙하 속도는 무게에 비례하고, 매질의 밀도에 반비례한다고 주장했다.[53]

운동과 관련하여, 아리스토텔레스는 운동이 가능태에서 현실태로의 변화라고 보았다.[52] 그는 실질, 질, 양, 장소의 변화라는 네 가지 유형의 변화를 제시했다.[52] 또한, 변화의 원인을 설명하는 네 가지 방식(질료인, 형상인, 작용인, 목적인)을 제시했다.[54][55][56]

아리스토텔레스의 영향을 받은 페터 아피안(Peter Apian)의 1524년 우주 표현.

3. 1. 4원소설과 천상계

아리스토텔레스는 우주를 지구와 천상계로 나누었다. 지구는 흙, 공기, 불, 물의 4원소로 구성되어 변화와 소멸을 겪는 반면, 천상계는 아이테르라는 제5원소로 이루어져 영원불변하다고 보았다.

아리스토텔레스는 무거운 물질일수록 흙 원소를 많이 포함하고, 가벼운 물질일수록 흙 원소가 적다고 생각했다.[57] 그는 태양, 달, 행성, 별들이 결정구에 박혀 영원히 회전한다고 믿었다. 이 천구들은 아이테르로 이루어져 있으며, 회전을 제외한 어떤 변화도 겪지 않는다.[48] 가장 낮은 달의 천구만이 지구의 4원소와 접촉하여 불과 공기를 끌어당긴다.[49]

각 천구는 움직이지 않는 이동자에 의해 움직이며, 이는 구체 운동의 최종 원인이다.[5]

3. 1. 1. 지상계의 변화

아리스토텔레스는 그의 우주를 인간이 사는 "부패할 수 있는" 지상의 구체와 움직이지만 변하지 않는 천구로 나누었다.

아리스토텔레스는 네 가지 고대 원소 즉, 흙, 공기, 불, 그리고 물이 지구에 있는 모든 것을 구성한다고 믿었다.[46][47] 그는 또한 하늘은 “아이테르”라고 불리는 무게가 없고 부패하지 않는(즉, 변하지 않는) 다섯 번째 원소로 이루어져 있다고 주장했다.[47]

아리스토텔레스는 철과 같은 무거운 물질은 주로 흙 원소로 구성되어 있고, 다른 세 가지 지상 원소는 더 적은 양으로 구성되어 있다고 생각했다. 그는 다른 더 가벼운 물체는 그 구성에 있는 다른 세 가지 원소에 비해 흙이 더 적다고 믿었다.[57]

4원소의 표현


영원하고 불변하는 천상의 에테르와는 달리, 지상의 네 원소 각각은 속성을 공유하는 두 가지 원소 중 하나로 변환될 수 있다. 예를 들어, 차갑고 습한(물)은 뜨겁고 습한(공기) 또는 차갑고 건조한(흙)으로 변할 수 있다. 뜨겁고 건조한(불)으로의 명백한 변화는 실제로는 두 단계 과정이다. 이러한 속성은 그것이 할 수 있는 일, 즉 가열 또는 냉각 및 건조 또는 습윤과 관련하여 실제 물질에 대한 것이다. 네 원소는 이러한 능력과 잠재적인 작업과 관련하여서만 존재한다. 천상의 원소는 영원하고 불변하므로, "생성"과 "소멸", 즉 아리스토텔레스가 자연 발생과 소멸론에서 사용한 용어로는 "발생"과 "부패"를 설명하는 것은 지상의 네 원소뿐이다.

3. 1. 2. 천상계의 완전성

아리스토텔레스는 우주를 "부패할 수 있는" 인간이 사는 "지구"와 움직이지만 변하지 않는 천구로 나누었다. 그는 하늘이 "아이테르"라고 하는 무게가 없고 썩지 않는(즉, 변하지 않는) 다섯 번째 원소로 구성되어 있다고 주장했다.[47]

아리스토텔레스에 따르면 태양, 달, 행성 및 별은 고정된 속도로 영원히 회전하는 완벽하게 동심원의 "수정구"에 내장되어 있다. 천구는 회전을 제외하고는 어떤 변화도 할 수 없기 때문에 불의 지구는 열, 별빛 및 가끔 운석을 설명해야 한다.[48] 가장 낮은 달의 구체는 실제로 회전하는 아달의 구체의 변하기 쉬운 지상 물질과 접촉하여 희박한 불과 공기를 아래로 끌어당기는 유일한 천구이다.[49]

태양, 달, 별을 운반하는 동심원의 에테르 모양의 볼 하나하나 "수정 구"는 변하지 않는 원형 운동으로 영원히 움직인다. 구체는 "방황하는 별"(즉, 태양, 달 및 별과 비교하여 불규칙하게 움직이는 것처럼 보이는 행성)을 설명하기 위해 구체 내에 포함된다. 수성, 금성, 화성, 목성 및 토성은 망원경이 발명되기 전에 볼 수 있었던 유일한 행성( 소행성 포함)이므로 해왕성과 천왕성은 포함되지 않으며 소행성 도 포함되지 않다. 나중에, 모든 구체가 동심원이라는 믿음은 프톨레마이오스의 이종 및 주전원 모델에 찬성하여 버려졌다. 아리스토텔레스는 구체의 총 수에 관한 천문학자의 계산에 따르고 다양한 설명은 50개의 구체 근처에 있는 숫자를 제공한다. 고정된 별의 구에 대한 "주동자"를 포함하여 각 구에 대해 움직이지 않는 이동 자가 가정된다. 움직이지 않는 발동기는 구체를 밀지 않지만(또한 비물질적이고 차원이 없기 때문에 그럴 수도 없음) 구체 운동의 최종 원인이다. 즉, "영혼은 아름다움에 의해 움직인다"라는 설명과 유사한 방식으로 설명한다.

아리스토텔레스에 따르면, 태양, 달, 행성, 별들은 완벽하게 동심원을 이루는 "결정구"에 박혀 있으며, 일정한 속도로 영원히 회전한다. 천구는 회전을 제외한 어떤 변화도 불가능하기 때문에, 지상의 불의 구는 열, 별빛, 그리고 간혹 나타나는 운석을 설명해야 한다.[9] 가장 낮은 달의 구는 실제로 지구권의 변화 가능한 지상 물질과 접촉하는 유일한 천구이며, 회전하면서 아래쪽의 희박한 불과 공기를 끌고 간다.[10] 호머의 ''아이테르'' (αἰθήρ)처럼, 올림포스 산의 "순수한 공기"는 필멸의 존재가 숨쉬는 공기(그리스어: ἀήρ, ''아에르'')의 신성한 상대물이었다. 천구는 영원하고 불변하는 특별한 원소인 ''에테르''로 구성되어 있으며, 그 유일한 능력은 주어진 속도(가장 바깥쪽의 항성구의 일주 운동에 대한 상대적 속도)로 균일한 원운동을 하는 것이다.

태양, 달, 별들을 운반하는 동심원의 에테르로 이루어진, 서로 맞닿은 "결정구"는 영원히 변하지 않는 원운동으로 움직인다. "떠돌이 별"(즉, 태양, 달, 별에 비해 불규칙적으로 움직이는 것처럼 보이는 행성)을 설명하기 위해 구가 구 안에 박혀 있다. 수성, 금성, 화성, 목성, 토성은 망원경 발명 이전에 관측 가능했던 유일한 행성들( 소행성 포함)이며, 따라서 해왕성과 천왕성은 포함되지 않고, 어떤 소행성도 포함되지 않는다. 나중에 모든 구가 동심원이라는 믿음은 프톨레마이오스의 주전원과 이심원 모델에 유리하게 버려졌다. 아리스토텔레스는 천구의 총 개수에 관한 천문학자들의 계산에 따르며, 여러 기록에 따르면 약 50개의 구가 있다. 항성의 구를 포함한 각 구에 대해 움직이지 않는 원동력이 가정되며, 항성의 구에는 "최고의 원동력"이 있다. 움직이지 않는 원동력은 구를 밀지 않는다(비물질적이고 무차원적이기 때문에 불가능하다). 그러나 구의 운동의 궁극적 원인이며, 즉 "영혼이 아름다움에 의해 움직인다"는 설명과 유사한 방식으로 그것을 설명한다.

3. 2. 자연스러운 장소와 운동

아리스토텔레스는 우주를 "부패할 수 있는" 인간이 사는 "지구"와 움직이지만 변하지 않는 천구로 나누었다. 그는 4가지 고대 원소인 흙, 공기, 불, 물이 지구의 모든 것을 구성한다고 믿었다.[46][47] 또한 하늘은 "아이테르"라는 무중력 및 썩지 않는(즉, 변경할 수 없는) 다섯 번째 요소로 구성되어 있다고 주장했다.[47]

아리스토텔레스는 철과 같은 무거운 물질은 주로 흙 원소로 구성되어 있고, 다른 세 가지 지상 원소는 더 적은 양으로 구성된다고 생각했다. 그는 다른 가벼운 물체는 구성하는 다른 세 가지 요소에 비해 흙이 적다고 믿었다.[57]

아리스토텔레스에 따르면 태양, 달, 행성 및 별은[48] 고정된 속도로 영원히 회전하는 완벽하게 동심원의 "수정구"에 내장되어 있다. 천구는 회전을 제외하고는 어떤 변화도 할 수 없기 때문에 불의 지구는 열, 별빛 및 가끔 운석을 설명해야 한다.[48] 가장 낮은 달의 구체는 회전하는 아달의 구체의 변하기 쉬운 지상 물질과 접촉하여 희박한 불과 공기를 아래로 끌어당기는 유일한 천구이다.[49]

태양, 달, 별을 운반하는 동심원의 에테르 모양의 볼 "수정 구"는 변하지 않는 원형 운동으로 영원히 움직인다. 구체는 "방황하는 별"(즉, 태양, 달 및 별과 비교하여 불규칙하게 움직이는 것처럼 보이는 행성)을 설명하기 위해 구체 내에 포함된다. 수성, 금성, 화성, 목성 및 토성은 망원경이 발명되기 전에 볼 수 있었던 유일한 행성이므로 해왕성과 천왕성은 포함되지 않으며 소행성도 포함되지 않는다. 나중에 모든 구체가 동심원이라는 믿음은 프톨레마이오스의 이종 및 주전원 모델에 찬성하여 버려졌다. 아리스토텔레스는 구체의 총 수에 관한 천문학자의 계산에 따랐으며, 다양한 설명에서 50개 근처의 구체 개수를 제시한다. 고정된 별의 구에 대한 "주동자"를 포함하여 각 구에 대해 움직이지 않는 이동자가 가정된다. 움직이지 않는 발동기는 구체를 밀지 않지만(또한 비물질적이고 차원이 없기 때문에 그럴 수도 없음) 구체 운동의 최종 원인이다.

영원하고 불변하는 천상의 에테르와 달리, 네 개의 지상 요소 각각은 속성을 공유하는 두 가지 요소 중 하나로 변경될 수 있다. 예를 들어 차갑고 습한(물)은 뜨겁고 습한(공기) 또는 차갑고 건조한(흙)으로 변할 수 있고, 뜨겁고 건조한(불)으로의 명백한 변화는 실제로 두 단계 과정이다. 이러한 속성은 가열 또는 냉각, 건조 또는 습윤과 같이 수행할 수 있는 작업과 관련된 실제 물질을 기반으로 한다. 네 가지 요소는 이 능력, 그리고 일부 잠재적 작업과 관련해서 존재한다. 하늘의 원소는 영원하고 불변하기 때문에 오직 네 가지 땅의 원소만이 '존재'와 '사망'을 설명한다.

아리스토텔레스의 중력 설명에 따르면, 모든 물체는 자연적인 위치를 향해 움직인다. 지구와 물의 요소에게 그 장소는 (지구 중심적) 우주의 중심이다.[50] 물의 자연적인 장소는 지구가 더 무거우므로 지구 주위에 동심원의 껍질이다. 물에 가라앉는다. 공기의 자연적인 장소는 마찬가지로 물을 둘러싼 동심원이다. 거품이 물에 떠오른다. 마지막으로, 불의 자연적인 장소는 공기보다 높지만 가장 안쪽 천구(달을 운반하는) 아래에 있다. 그의 ''물리학''(IV.5)의 델타편에서 아리스토텔레스는 ''topos''(장소)를 두 물체, 즉 하나가 다른 하나를 포함하는 물체라는 관점에서 정의한다. "장소"란 전자(포함하는 물체)의 안쪽 표면이 포함된 물체에 닿는 곳이다. 이 정의는 17세기 초까지 지배적이었지만, 고대부터 철학자들에 의해 의문을 제기하고 논쟁되어 왔다.[12]

지상의 물체는 구성되는 네 가지 요소의 비율에 따라 크거나 작거나 같이 오르거나 내리게 된다. 예를 들어, 가장 무거운 원소인 흙과 물은 우주의 중심을 향해 떨어진다. 그러므로 지구와 대부분의 바다는 이미 그곳에서 쉬게 될 것이다. 반대 극단에서 가장 가벼운 요소인 공기, 특히 불은 중심에서 위로 올라간다.[51]

운동과 변화는 아리스토텔레스 물리학에서 밀접하게 관련되어 있다. 아리스토텔레스에 따르면 운동은 가능태에서 현실태로의 변화를 수반한다.[52] 그는 실질, 질, 양 및 장소의 변화라는 네 가지 유형의 변화를 예로 들었다.[52]

아리스토텔레스의 운동 법칙


아리스토텔레스는 모양이 같은 두 물체가 가라앉거나 떨어지는 속도는 무게에 비례하고 물체를 통과하는 매질의 밀도에 반비례한다고 제안했다.[53] 종단 속도를 설명하면서, 아리스토텔레스는 원자가 진공을 통과하여 떨어지는 속도를 비교할 제한이 없다는 것을 명시해야 한다(진공에는 그들이 정지할 특정한 장소가 없기 때문에 무한히 빠르게 움직일 수 있다). 그러나, 공기와 같이 저항이 상대적으로 없는 매질에서 종단 속도에 도달하기 전 어느 시점에서도 두 물체는 중력이 질량에 비례하는 힘을 받고 거의 동일한 비율로 가속되고 있기 때문에 거의 동일한 속도를 가질 것으로 예상된다. 이것은 18세기부터 부분 진공 실험이 시작되면서 특히 분명해졌지만, 약 200년 전 갈릴레오는 이미 무게가 다른 물체가 비슷한 시간에 지면에 도달한다는 것을 증명했다.[17]

3. 2. 1. 부자연스러운 운동

아리스토텔레스는 변화의 원인, 즉 ''아이티아''를 설명하는 네 가지 방법이 있다고 보았다. 그는 "우리가 그 이유, 즉 그 원인을 파악하기 전에는 사물에 대한 지식이 없다."라고 기록한다.[54][55] 아리스토텔레스는 네 가지 종류의 원인이 있다고 생각했다.[56]

지상의 증기가 상승하고 물체가 하강하는 자연스러운 경향 외에, 옆으로의 부자연적이거나 힘에 의한 운동은 물체들의 난류 충돌과 미끄러짐, 그리고 원소들 사이의 변환(연금술이 핵보다 더 적절할 것이다)으로 인해 발생한다(자연 발생과 소멸론). 아리스토텔레스는 이 원리를 "움직이는 모든 것은 다른 무엇인가에 의해 움직인다 (Omne quod moventur ab alio movetur.)"라고 표현했다. 원인이 사라지면 결과도 사라진다. 아리스토텔레스에 따르면, 원인은 외부 작용체가 직접 접촉하는 한 몸체를 움직이는 힘이어야 한다. 그는 또한 물체의 속도는 가해진 힘에 정비례하고, 운동이 일어나는 매질의 저항에 반비례한다고 말했다. 이것은 오늘날의 표기법으로 다음과 같은 법칙을 제시한다.



\text{속도} \propto\frac{\text{가해진 힘}}{\text{저항}}



이 법칙은 아리스토텔레스도 인지하고 있었던 세 가지 어려움을 제시한다. 첫째, 가해진 힘이 저항보다 작다면 실제로는 물체를 움직이지 않을 것이지만, 아리스토텔레스의 관계식은 그렇지 않다고 말한다. 둘째, 자유 낙하하는 물체의 속도를 증가시키는 데 필요한 가해진 힘의 증가는 어디에서 오는가? 셋째, 발사체가 발사체를 움직이는 작용체를 떠난 후에도 계속 운동하게 하는 가해진 힘은 무엇인가? 아리스토텔레스는 그의 저서 「물리학」 제8권 10장 267a 4에서 발사된 화살의 경우 세 번째 문제에 대한 다음과 같은 해결책을 제시했다. 활시위나 손은 접촉하고 있는 공기에 어떤 '움직이는 힘'을 가하여, 이 가해진 힘이 다음 공기층으로 전달되는 식으로 화살이 움직이게 하고, 힘이 점차 소멸될 때까지 화살을 계속 움직이게 한다.

3. 3. 4가지 원인 (4 Causes)

아리스토텔레스는 어떤 것의 변화와 그 이유, 즉 ''아이티아''(αἰτία|아이티아grc)를 설명하는 데에는 네 가지 방식이 있다고 보았다. 그는 "우리가 그 이유, 즉 그 원인을 파악하기 전에는 사물에 대한 지식이 없다."라고 기록했다.[54][55]

아리스토텔레스는 네 가지 종류의 원인이 있다고 보았다.[56]

  • '''질료인(Material Cause)'''은 어떤 것이 만들어진 재료를 말한다. 예를 들어 탁자는 나무로, 조각상은 청동이나 대리석으로 만들어질 수 있다. 아리스토텔레스는 재료를 더 일반적인 방식으로 분류하여, 음절의 자음, 불과 다른 원소들, 전체의 부분, 심지어 결론의 전제까지 질료인의 범위로 확장했다.[27]

  • '''형상인(Formal Cause)'''은 사물이 그러한 종류의 것이 되게 하는 본질적인 속성을 의미한다. 아리스토텔레스는 『형이상학』에서 형태가 본질 및 정의와 밀접하게 관련되어 있다고 강조한다. 예를 들어, 2:1의 비율과 일반적인 수는 옥타브의 원인이다. 그는 음악적 조화의 특징은 어떤 형태로든 이 비율을 보여준다는 것이며, 어떤 의미에서 그 비율은 모든 간격이 공통적으로 가지는 것, 즉 왜 그것들이 동일하게 나타나는지를 설명한다고 보았다.[23]

  • '''작용인(Efficient Cause)'''은 어떤 것의 질료가 형상을 취하게 하는 일차적인 작용을 의미한다. 예를 들어 아기의 작용인은 같은 종의 부모이고, 탁자의 작용인은 탁자의 형상을 아는 목수이다. 아리스토텔레스는 "변화와 그 정지의 일차적인 기원이 되는 것이 있는데, 그것은 행위에 책임이 있는 심사숙고하는 자와 아이의 아버지, 그리고 일반적으로 생성된 것의 생산자와 변화된 것의 변화자이다."라고 하였다. 아리스토텔레스에게 모든 과정은 계속되는 한 끊임없이 작용하는 효율적 원인을 필요로 한다.[23]

  • '''목적인(Final Cause)'''은 어떤 일이 일어나는 이유, 즉 그 목적이나 목적론적 목표를 의미한다. (하위 섹션에서 자세히 설명)

3. 3. 1. 목적론적 설명

아리스토텔레스는 변화의 원인 또는 ''아이티아''(αἰτία|아이티아grc)를 설명하는 네 가지 방법이 있다고 보았다. 그는 "어떤 사물의 원인, 즉 그 이유를 파악하기 전까지는 그 사물에 대한 지식을 갖고 있다고 할 수 없다"고 말했다.[20][21]

아리스토텔레스는 네 가지 종류의 원인이 있다고 주장했다.[21][22] 그중 최종 원인은 어떤 일이 일어나는 이유, 즉 그 목적이나 목적론적 목표를 의미한다. 싹트는 씨앗의 경우 성체 식물이 최종 원인이고,[24] 경사면 꼭대기에 있는 공의 경우 바닥에 정지하는 것이 최종 원인이며, 눈의 경우는 시각이고, 칼의 경우는 자르는 것이다.

4. 중세 시대의 영향과 비판

요한 필로포누스는 6세기경 아리스토텔레스의 운동 이론을 비판하고 수정하기 시작했다. 그는 아리스토텔레스가 "운동의 지속은 힘의 지속적인 작용에 달려있다"는 이론은 부분적으로 수용했지만, 던져진 물체가 운동을 일으킨 원인으로부터 멀어지는 경향, 즉 "운동력"을 얻는다는 개념을 추가했다. 필로포누스는 이 운동력이 일시적이며 자체적으로 소멸하는 성질을 가지고 있고, 결국 모든 운동은 아리스토텔레스가 말한 자연스러운 운동 형태로 돌아간다고 보았다.

11세기 페르시아의 학자 아비케나는 치유의 서에서 필로포누스의 이론을 더욱 발전시켜, 아리스토텔레스 이론에 대한 체계적인 대안을 제시했다. 아비케나는 이 경향이 스스로 사라지는 것이 아니라 영구적인 힘이며, 공기 저항과 같은 외부 요인에 의해서만 그 효과가 사라진다고 주장했다. 그는 이러한 자기 운동(''mayl'')이 관성의 원리, 다시 말해 뉴턴의 운동 제1법칙과 비슷하다고 생각했다.[30]

바누 무사 형제의 장남인 자파르 무하마드 이븐 무사 이븐 샤키르는 ''천체 운동''과 ''인력''을 저술하였다. 이븐 알하이삼은 물체 사이의 인력 이론을 논의하였고, 중력에 의한 가속도의 크기를 알고 있었던 것으로 보이며, 천체가 물리 법칙에 따른다는 것을 발견하였다.[31] 알비루니는 아비케나와의 논쟁에서, 천구에 경도 또는 중력이 존재하지 않는다는 점과 원운동이 타고난 속성이라는 아리스토텔레스의 중력 이론을 비판하였다.[32]

히바트 알라 아부 알 바라캇 알 바그다디는 ''알 무타바르''에서 아리스토텔레스 물리학을 비판하며, 일정한 힘이 등속 운동을 생성한다는 생각을 부정하고, 지속적으로 작용하는 힘이 가속도를 생성한다는 것을 밝혀냈다. 이는 고전 역학의 기본 법칙이며, 뉴턴의 운동 제2법칙의 초기 모습이었다.[33] 뉴턴과 마찬가지로, 그 역시 가속도를 속도의 변화율로 설명하였다.[34]

14세기 장 부리당은 힘의 이론을 발전시켰는데, 이는 고전 역학에서 관성과 운동량 개념의 시초라고 할 수 있다.[35] 16세기 알비르잔디는 지구 자전 가능성을 분석하면서 갈릴레오의 "원형 관성" 개념과 유사한 가설을 제시했다.[37]

4. 1. 필로포누스와 힘의 이론

요한 필로포누스는 중세 시대에 아리스토텔레스의 운동 이론에 대한 비판을 시작한 인물이다. 그는 아리스토텔레스의 이론을 일부 수용하면서도, 던져진 물체가 운동을 일으킨 원인으로부터 멀어지는 일시적인 "운동력"을 얻는다는 자신의 생각을 추가하여 수정했다. 이 운동력은 자체적으로 소멸되며, 모든 운동은 아리스토텔레스의 자연 운동 형태를 향하는 경향이 있다고 보았다.

11세기 페르시아의 학자 아비케나는 필로포누스의 이론을 발전시켜, 아리스토텔레스 이론에 대한 최초의 일관된 대안을 제시하였다. 아비케나는 그의 저서 ''치유의 서''(1027)에서 경향이 자체적으로 소멸되는 것이 아니라 영구적인 힘이며, 공기 저항과 같은 외부 요인에 의해서만 소멸된다고 주장했다. 그는 이러한 자기 운동(''mayl'')이 관성의 원리, 즉 뉴턴의 운동 제1법칙을 연상시킨다고 보았다.[30]

바누 무사 형제 중 장남인 자파르 무하마드 이븐 무사 이븐 샤키르는 ''천체 운동''과 ''인력''을 저술하였다. 이븐 알하이삼은 물체 사이의 인력 이론을 논의하고, 중력에 의한 가속도의 크기를 알고 있었던 것으로 보이며, 천체가 물리 법칙에 따른다는 것을 발견하였다.[31] 알비루니는 아비케나와의 논쟁에서 천구에 경도 또는 중력이 존재하지 않는다는 점과 원운동이 타고난 속성이라는 아리스토텔레스의 중력 이론을 비판하였다.[32]

히바트 알라 아부 알 바라캇 알 바그다디는 ''알 무타바르''에서 지속적으로 작용하는 힘이 가속도를 생성한다는 고전 역학의 기본 법칙을 제시하여, 뉴턴의 운동 제2법칙을 예고하였다.[33] 뉴턴처럼 그는 가속도를 속도의 변화율로 설명하였다.[34]

14세기 장 부리당은 아리스토텔레스의 운동 이론에 대한 대안으로 힘의 이론을 발전시켰는데, 이는 고전 역학에서 관성과 운동량의 개념에 대한 전조였다.[35] 부리당과 알베르투스 삭소니아는 낙하하는 물체의 가속도가 그 물체의 증가하는 힘의 결과라는 점을 설명하는 데 아부 알 바라캇을 언급하기도 하였다.[36]

16세기 알비르잔디는 지구 자전의 가능성에 대해 논의하면서 갈릴레오의 "원형 관성" 개념과 유사한 가설을 발전시켰다. 그는 실험을 통해 "작은 돌이나 큰 돌은 지평면에 수직인 선을 따라 지구로 떨어질 것이며, 이 수직선은 지구 구면과 인식된 지평면의 접점에서 멀리 떨어져 있다. 이 점은 지구의 운동과 함께 움직이므로 두 돌의 낙하 지점에 차이가 없을 것이다."라고 설명하였다.[38]

4. 2. 이븐 알 하이삼 등의 비판

아리스토텔레스의 운동 이론은 중세 시대에 비판과 수정을 받았다. 6세기 요한 필로포누스는 아리스토텔레스의 이론을 일부 수용하면서도, 던져진 물체가 운동 원인으로부터 멀어지는 "운동력"을 얻는다는 개념을 추가했다. 이 "운동력"은 일시적이며 모든 운동은 아리스토텔레스의 자연 운동 형태를 향한다고 보았다.

11세기 페르시아의 학자 아비케나는 치유의 서에서 필로포누스의 이론을 발전시켜, 경향이 영구적인 힘이며 외부 요인에 의해서만 소멸된다고 주장했다. 이는 관성의 원리, 즉 뉴턴의 운동 제1법칙과 유사하다.[30]

바누 무사 형제의 장남인 자파르 무하마드 이븐 무사 이븐 샤키르는 천체 운동과 인력을 연구했다. 이븐 알하이삼은 물체 간 인력 이론을 논의하고 중력에 의한 가속도의 크기를 알고 있었으며, 천체가 물리 법칙을 따른다는 것을 발견했다.[31] 알비루니는 아비케나와의 논쟁에서 아리스토텔레스의 중력 이론을 비판했다.[32]

히바트 알라 아부 알 바라캇 알 바그다디는 ''알 무타바르''에서 아리스토텔레스 물리학을 비판하며, 일정한 힘이 등속 운동을 생성한다는 생각을 부정하고, 지속적으로 작용하는 힘이 가속도를 생성한다고 주장했다. 이는 고전 역학의 기본 법칙이며 뉴턴의 운동 제2법칙의 초기 형태였다.[33]

14세기 장 부리당은 힘의 이론을 발전시켰는데, 이는 고전 역학에서 관성과 운동량 개념의 전조였다.[35] 16세기 알비르잔디는 지구 자전 가능성을 분석하면서 갈릴레오의 "원형 관성" 개념과 유사한 가설을 제시했다.[37]

5. 근대 물리학의 등장과 아리스토텔레스 물리학의 쇠퇴

최초로 알려진 사변 물리학 이론인 아리스토텔레스 물리학은 거의 2000년 동안 지속되었다. 코페르니쿠스, 튀코 브라헤, 갈릴레오, 데카르트, 뉴턴과 같은 많은 선구자들의 연구 이후, 아리스토텔레스의 물리학은 정확하지도 않고 실행 가능하지도 않다는 것이 일반적으로 받아들여지게 되었다.[57] 그럼에도 불구하고, 아리스토텔레스 물리학은 대학들이 커리큘럼을 수정할 때까지 17세기까지 학문적 추구로 살아남았다.

아리스토텔레스의 원리는 일반적인 인간의 경험과 일치했지만, 통제된 정량적 실험에 기반하지 않았기 때문에 현대 과학이 요구하는 정확하고 정량적인 방식으로 우리 우주를 묘사하지 못했다. 아리스타르코스와 같은 아리스토텔레스의 동시대인들은 이러한 원리를 태양 중심설에 유리하게 거부했지만, 그들의 생각은 널리 받아들여지지 않았다. 아리스토텔레스의 원리는 단순한 일상 관찰을 통해서는 반증하기 어려웠지만, 나중에 발전된 과학적 방법은 실험과 정밀 측정을 통해, 망원경과 진공 펌프와 같은 점점 더 발전된 기술을 사용하여 그의 견해에 도전했다.

17세기 "새로운 과학"을 발전시킨 자연 철학자들은 종종 "아리스토텔레스적" 물리학과 자신들의 물리학을 대조하며 자신들의 학설이 참신하다고 주장했다. 그들은 이전 방식의 물리학은 정량적인 것보다 정성적인 것을 강조하고, 수학과 물리학에서의 적절한 역할(특히 국소 운동 분석에서)을 무시하며, 궁극적인 원인과 "은밀한" 본질과 같은 의심스러운 설명 원리에 의존한다고 주장했다. 그러나 아리스토텔레스는 그의 ''물리학''에서 물리학 또는 "자연 과학"을 크기(''megethê''), 운동(또는 "과정" 또는 "점진적인 변화" – ''kinêsis''), 그리고 시간(''chronon'')에 관한 것으로 규정한다.[2]

현대 물리학과 아리스토텔레스 물리학 사이에는 명확한 차이점이 있는데, 주된 차이점은 아리스토텔레스에게는 크게 부족한 수학의 사용이다. 그러나 최근 연구에서는 아리스토텔레스의 물리학을 재평가하여 경험적 타당성과 현대 물리학과의 연속성을 모두 강조하고 있다.[3]

뉴턴의 만유인력 법칙은 두 질량이 서로 끌어당기는 힘(그 효과는 두 질량 사이의 거리의 제곱에 반비례하여 감소함)에 대한 최초의 설득력 있는 수학적 이론이었다. 이것은 차례로 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성이론으로 대체되었다.

5. 1. 갈릴레오의 실험과 관측

갈릴레오는 망원경(telescope)을 사용하여 달이 완벽하게 매끄럽지 않고 분화구와 산이 있다는 것을 관찰했는데, 이는 부패하지 않고 완벽하게 매끄럽다는 아리스토텔레스의 달에 대한 생각과 모순되었다. 갈릴레오는 이 개념을 이론적으로도 비판했다. 완벽하게 매끄러운 달은 반짝이는 당구공(billiard ball)처럼 빛을 고르지 않게 반사하여 달 원반의 가장자리가 접선 평면이 햇빛을 눈에 직접 반사하는 지점과 다른 밝기를 갖게 될 것이라는 것이다. 거친 달은 모든 방향으로 균일하게 빛을 반사하여 관찰되는 것처럼 거의 같은 밝기의 원반을 만든다.[39] 갈릴레오는 또한 목성(Jupiter)에 위성이 있다는 것을 관찰했는데, 즉 지구가 아닌 다른 천체를 중심으로 공전하는 천체가 있다는 것을 관찰했고, 금성의 위상을 관찰하여 금성(그리고 암시적으로 수성)이 지구가 아닌 태양 주위를 공전한다는 것을 보여주었다.

전설에 따르면, 갈릴레오는 다양한 밀도(Density)의 공을 피사의 사탑에서 떨어뜨려 가볍고 무거운 공이 거의 같은 속도로 떨어진다는 것을 발견했다. 그의 실험은 실제로 경사면을 따라 구르는 공을 사용하여 진행되었는데, 이는 고급 기구 없이도 측정할 수 있을 만큼 충분히 느리게 낙하하는 형태였다.

물과 같은 비교적 밀도가 높은 매질에서는 무거운 물체가 가벼운 물체보다 더 빨리 떨어진다. 이는 아리스토텔레스가 낙하 속도는 무게에 비례하고 매질의 밀도에 반비례한다고 추측하게 했다. 물에서 물체가 떨어지는 경험을 통해 그는 물의 밀도가 공기보다 약 10배 더 높다고 결론지었다. 갈릴레오는 압축된 공기의 부피를 측정하여 이것이 공기 밀도를 40배나 과대평가한다는 것을 보여주었다.[40] 그는 경사면 실험을 통해 마찰(friction)을 무시하면 모든 물체가 같은 속도로 떨어진다는 결론을 내렸다(이는 또한 사실이 아니다. 마찰뿐만 아니라 물체의 밀도에 대한 매질의 밀도도 무시할 수 있어야 하기 때문이다. 아리스토텔레스는 매질 밀도가 요인이라는 것을 정확하게 알아챘지만 밀도 대신 물체의 무게에 초점을 맞췄다. 갈릴레오는 매질 밀도를 무시하여 진공에 대한 올바른 결론에 도달했다).

갈릴레오는 그의 결론을 뒷받침하기 위해 이론적 주장을 제기했다. 그는 무게와 낙하 속도가 다른 두 물체를 끈으로 묶으면 결합된 계가 이제 더 무겁기 때문에 더 빨리 떨어지는가, 아니면 가벼운 물체가 더 느린 낙하 속도로 무거운 물체를 붙잡는가라고 질문했다. 설득력 있는 답은 둘 다 아니다. 모든 계는 같은 속도로 떨어진다.[39]

아리스토텔레스의 추종자들은 낙하하는 물체의 운동이 균일하지 않고 시간에 따라 속도가 증가한다는 것을 알고 있었다. 시간은 추상적인 양이기 때문에 페리파토스 학파는 속도가 거리에 비례한다고 가정했다. 갈릴레오는 실험을 통해 속도가 시간에 비례한다는 것을 밝혔지만, 속도가 거리에 비례할 수 없다는 이론적 주장도 제기했다. 현대적인 용어로, 낙하 속도가 거리에 비례한다면 시간 t 후에 이동한 거리 y에 대한 미분 방정식은 다음과 같다.

:

{dy\over dt} \propto y



단, y(0)=0이다. 갈릴레오는 이 계는 모든 시간 동안 y=0에 머물러 있음을 보였다. 어떤 교란이 계를 어떻게든 운동 상태로 만들면 물체는 시간에 따라 선형적으로가 아니라 지수적으로 속도가 증가할 것이다.[40]

1971년 달 표면에 서 있던 데이비드 스콧(David Scott)은 깃털과 망치를 동시에 같은 손에서 떨어뜨리는 갈릴레오의 실험을 유명하게 반복했다. 상당한 대기가 없는 상태에서 두 물체는 동시에 떨어져 달 표면에 떨어졌다.[41]

5. 2. 뉴턴 역학의 등장

유럽에서는 갈릴레오 갈릴레이의 연구를 통해 아리스토텔레스의 이론이 처음으로 설득력 있게 반박되었다. 갈릴레오는 망원경을 사용하여 달이 완벽하게 매끄럽지 않고 분화구와 산이 있다는 것을 관찰했는데, 이는 부패하지 않고 완벽하게 매끄럽다는 아리스토텔레스의 달에 대한 생각과 모순되었다. 갈릴레오는 이 개념을 이론적으로도 비판했다. 완벽하게 매끄러운 달은 반짝이는 당구공처럼 빛을 고르지 않게 반사하여 달 원반의 가장자리가 접선 평면이 햇빛을 눈에 직접 반사하는 지점과 다른 밝기를 갖게 될 것이라는 것이다. 거친 달은 모든 방향으로 균일하게 빛을 반사하여 관찰되는 것처럼 거의 같은 밝기의 원반을 만든다.[39] 갈릴레오는 또한 목성에 위성이 있다는 것을 관찰했는데, 즉 지구가 아닌 다른 천체를 중심으로 공전하는 천체가 있다는 것을 관찰했고, 금성의 위상을 관찰하여 금성(그리고 암시적으로 수성)이 지구가 아닌 태양 주위를 공전한다는 것을 보여주었다.

전설에 따르면, 갈릴레오는 다양한 밀도의 공을 피사의 사탑에서 떨어뜨려 가볍고 무거운 공이 거의 같은 속도로 떨어진다는 것을 발견했다. 그의 실험은 실제로 경사면을 따라 구르는 공을 사용하여 진행되었는데, 이는 고급 기구 없이도 측정할 수 있을 만큼 충분히 느리게 낙하하는 형태였다.

물과 같은 비교적 밀도가 높은 매질에서는 무거운 물체가 가벼운 물체보다 더 빨리 떨어진다. 이는 아리스토텔레스가 낙하 속도는 무게에 비례하고 매질의 밀도에 반비례한다고 추측하게 했다. 물에서 물체가 떨어지는 경험을 통해 그는 물의 밀도가 공기보다 약 10배 더 높다고 결론지었다. 갈릴레오는 압축된 공기의 부피를 측정하여 이것이 공기 밀도를 40배나 과대평가한다는 것을 보여주었다.[40] 그는 경사면 실험을 통해 마찰을 무시하면 모든 물체가 같은 속도로 떨어진다는 결론을 내렸다(이는 또한 사실이 아니다. 마찰뿐만 아니라 물체의 밀도에 대한 매질의 밀도도 무시할 수 있어야 하기 때문이다. 아리스토텔레스는 매질 밀도가 요인이라는 것을 정확하게 알아챘지만 밀도 대신 물체의 무게에 초점을 맞췄다. 갈릴레오는 매질 밀도를 무시하여 진공에 대한 올바른 결론에 도달했다).

갈릴레오는 그의 결론을 뒷받침하기 위해 이론적 주장을 제기했다. 그는 무게와 낙하 속도가 다른 두 물체를 끈으로 묶으면 결합된 계가 이제 더 무겁기 때문에 더 빨리 떨어지는가, 아니면 가벼운 물체가 더 느린 낙하 속도로 무거운 물체를 붙잡는가라고 질문했다. 설득력 있는 답은 둘 다 아니다. 모든 계는 같은 속도로 떨어진다.[39]

아리스토텔레스의 추종자들은 낙하하는 물체의 운동이 균일하지 않고 시간에 따라 속도가 증가한다는 것을 알고 있었다. 시간은 추상적인 양이기 때문에 페리파토스 학파는 속도가 거리에 비례한다고 가정했다. 갈릴레오는 실험을 통해 속도가 시간에 비례한다는 것을 밝혔지만, 속도가 거리에 비례할 수 없다는 이론적 주장도 제기했다. 현대적인 용어로, 낙하 속도가 거리에 비례한다면 시간 t 후에 이동한 거리 y에 대한 미분 방정식은 다음과 같다.

:

{dy\over dt} \propto y



단, y(0)=0이다. 갈릴레오는 이 계는 모든 시간 동안 y=0에 머물러 있음을 보였다. 어떤 교란이 계를 어떻게든 운동 상태로 만들면 물체는 시간에 따라 선형적으로가 아니라 지수적으로 속도가 증가할 것이다.[40]

1971년 달 표면에 서 있던 데이비드 스콧은 깃털과 망치를 동시에 같은 손에서 떨어뜨리는 갈릴레오의 실험을 유명하게 반복했다. 상당한 대기가 없는 상태에서 두 물체는 동시에 떨어져 달 표면에 떨어졌다.[41]

두 질량이 서로 끌어당기는 힘(그 효과는 두 질량 사이의 거리의 제곱에 반비례하여 감소함)에 대한 최초의 설득력 있는 수학적 이론은 뉴턴의 만유인력 법칙이었다. 이것은 차례로 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성이론으로 대체되었다.

6. 현대적 의의와 한계

아리스토텔레스의 물리학은 일반적인 인간의 경험과는 일치하지만, 통제된 정량적 실험에 기반하지 않았기 때문에 현대 과학이 요구하는 정확하고 정량적인 방식으로 우주를 묘사하지 못한다.[1] 아리스타르코스와 같은 아리스토텔레스의 동시대인들은 태양 중심설을 지지하며 이러한 원리를 거부했지만, 그들의 생각은 널리 받아들여지지 않았다. 아리스토텔레스의 원리는 단순한 일상 관찰로는 반증하기 어려웠지만, 이후 과학적 방법이 발전하면서 실험과 정밀 측정을 통해, 망원경과 진공 펌프와 같은 발전된 기술을 사용하여 그의 견해에 도전하게 되었다.

17세기 "새로운 과학"을 발전시킨 자연 철학자들은 자신들의 학설이 참신하다는 것을 주장하며, 종종 "아리스토텔레스적" 물리학과 자신들의 물리학을 대조했다. 그들은 이전 방식의 물리학이 정량적인 것보다 정성적인 것을 강조하고, 수학과 물리학에서의 적절한 역할(특히 국소 운동 분석에서)을 무시하며, 궁극적인 원인과 "은밀한" 본질과 같은 의심스러운 설명 원리에 의존한다고 주장했다.[2]

현대 물리학과 아리스토텔레스 물리학 사이의 주된 차이점은 수학의 사용 여부이며, 아리스토텔레스에게는 수학이 크게 부족했다. 그러나 최근 연구에서는 아리스토텔레스의 물리학을 재평가하여, 경험적 타당성과 현대 물리학과의 연속성을 모두 강조하고 있다.[3] 카를로 로벨리는 아리스토텔레스의 물리학이 특정 영역(유체 내 운동)에 대한 정확하고 직관적이지 않은 표현이며, 따라서 어떤 영역에서는 정확하지만 다른 영역(즉, 특수 및 일반 상대성 이론)에서는 실패하는 뉴턴의 운동 법칙과 마찬가지로 과학적이라고 주장했다.[42]

6. 1. 특정 영역에서의 유효성

현대 학자들은 아리스토텔레스의 물리학이 과학으로 인정될 만큼 충분히 경험적 관찰에 기초했는지, 아니면 주로 철학적 사변에서 파생되어 과학적 방법을 만족시키지 못하는지에 대해 의견이 분분하다.[58]

카를로 로벨리는 아리스토텔레스의 물리학이 특정 영역(유체 내 운동)에 대한 정확하고 직관적이지 않은 표현이며, 따라서 뉴턴의 운동 법칙과 마찬가지로 과학적이라고 주장했다. 뉴턴의 운동 법칙은 일부 영역에서는 정확하지만 특수 및 일반 상대성 이론과 같은 다른 영역에서는 실패한다.[58]

일반적인 인간의 경험과는 일치하지만, 아리스토텔레스의 원리는 통제된 정량적 실험에 기반하지 않았으므로, 현대 과학이 요구하는 정확하고 정량적인 방식으로 우리 우주를 묘사하지 못한다. 아리스타르코스와 같은 아리스토텔레스의 동시대인들은 태양 중심설을 주장하며 이러한 원리를 거부했지만, 그들의 생각은 널리 받아들여지지 않았다. 아리스토텔레스의 원리는 단순한 일상 관찰을 통해서는 반증하기 어려웠지만, 나중에 발전된 과학적 방법은 실험과 정밀 측정을 통해, 망원경과 진공 펌프와 같은 점점 더 발전된 기술을 사용하여 그의 견해에 도전했다.

현대 물리학과 아리스토텔레스 물리학 사이의 명확한 차이점은 수학의 사용 여부이며, 아리스토텔레스에게는 수학이 크게 부족했다. 그러나 최근 연구에서는 아리스토텔레스의 물리학을 재평가하여 경험적 타당성과 현대 물리학과의 연속성을 모두 강조하고 있다.[3]

6. 2. 비판적 사고의 중요성

현대 학자들은 아리스토텔레스의 물리학이 과학으로 인정될 만큼 충분히 경험적 관찰에 기초했는지, 아니면 주로 철학적 사변에서 파생되어 과학적 방법을 만족시키지 못하는 것인지에 대해 의견이 분분하다.[58]

일반적인 인간의 경험과 일치하지만, 아리스토텔레스의 원리는 통제된 정량적 실험에 기반하지 않았으므로, 현대 과학이 요구하는 정확하고 정량적인 방식으로 우리 우주를 묘사하지 못한다. 사모스의 아리스타르코스와 같은 아리스토텔레스의 동시대인들은 이러한 원리를 태양 중심설에 유리하게 거부했지만, 그들의 생각은 널리 받아들여지지 않았다. 아리스토텔레스의 원리는 단순한 일상 관찰을 통해서는 반증하기 어려웠지만, 나중에 발전된 과학적 방법은 실험과 정밀 측정을 통해, 망원경과 진공 펌프와 같은 점점 더 발전된 기술을 사용하여 그의 견해에 도전했다.

17세기 "새로운 과학"을 발전시킨 자연 철학자들은 그들의 학설의 참신성을 주장하면서 종종 "아리스토텔레스적" 물리학과 자신의 것을 대조했다. 그들은 이전 방식의 물리학은 정량적인 것보다 정성적인 것을 강조하고, 수학과 물리학에서의 적절한 역할(특히 국소 운동 분석에서)을 무시하며, 궁극적인 원인과 "은밀한" 본질과 같은 의심스러운 설명 원리에 의존한다고 주장했다.[2] 그러나 최근 연구에서는 아리스토텔레스의 물리학을 재평가하여 경험적 타당성과 현대 물리학과의 연속성을 모두 강조하고 있다.[3]

7. 한국에서의 아리스토텔레스 물리학

(이전 출력이 비어있으므로, 수정할 내용이 없습니다. 원본 소스가 제공되면 해당 내용을 바탕으로 '한국에서의 아리스토텔레스 물리학' 섹션을 작성할 수 있습니다.)

참조

[1] 서적 The Order of Nature in Aristotle's Physics: Place and the Elements https://books.google[...] Cambridge University Press
[2] 서적 Blackwell Companion to Aristotle
[3] 학술지 Aristotle's Physics: A Physicist's Look
[4] 웹사이트 Medieval Universe http://www.medievala[...]
[5] 웹사이트 History of Science http://biologyclermo[...]
[6] 웹사이트 Physics of Aristotle vs. The Physics of Galileo http://csep10.phys.u[...] 2009-04-06
[7] 웹사이트 hep.fsu.edu http://www.hep.fsu.e[...] 2007-03-26
[8] 웹사이트 Aristotle's physics http://aether.lbl.go[...] 2009-04-06
[9] 간행물 meteorology
[10] 서적 The Philosophy of the Commentators, 200-600 AD: Physics https://books.google[...] Cornell University Press
[11] 간행물 De Caelo
[12] 간행물 Corollaries on Place
[13] 학술지 In Defence of the Sovereignty of Philosophy: al-Baghdadi's Critique of Ibn al-Haytham's Geometrisation of Place
[14] 서적 Philosophy of Physics: Space and Time: Space and Time Princeton University Press 2012-07-22
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[30] 학술지 Ibn Sīnā and Buridan on the Motion of the Projectile
[31] 서적 To Save the Phenomena: An Essay on the Idea of Physical theory from Plato to Galileo University of Chicago Press
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