미분의 발명가 아이작 뉴턴
라이프니츠와 원조 논쟁...유럽 대항전으로 퍼져
[문화뉴스 권성준 기자] 아이작 뉴턴은 '뉴턴의 운동 법칙'을 통해 물리학의 아버지로 유명한 한편 세계 3대 수학자 중 한 명으로 꼽히는 것으로도 유명하다.
실제로 뉴턴이 살았던 당시에 뉴턴은 세계 최고의 수학자로서의 명성이 높았는데 그 이유는 미분의 발명자이기 때문이다.
뉴턴 이전부터 미분에 대한 아이디어는 있었다. 중세 인도에는 미분에 대한 기초 개념이 있었으며 피에르 드 페르마가 먼저 극한을 이용하여 곡선의 접선을 구하는 방법을 제시하기도 하였다.
뉴턴이 미분의 발명가로 인정받은 이유는 당시에 흩어져 있었던 미분의 개념을 체계화하고 정리하여 제대로 된 수학 형식으로 만들었기 때문이다. 또한 최초로 미분을 물리학에 적용시켜 물체의 운동을 표현하기도 하였다.
한편 뉴턴과 같은 시대에 고트프리트 라이프니츠도 미분의 기초를 만들었고 누가 먼저 미분을 발명했는가를 두고 표절 논란에 휩싸이기도 하였다. 현재 밝혀진 사실은 라이프니츠가 미분에 대한 논문을 발표하기 이전에 뉴턴이 미분을 알고 있었다.
뉴턴은 만유인력의 법칙을 통해 태양계 행성들의 궤도가 타원을 그린다는 것을 알았고 이때 행성들의 속도를 구하면서 미분을 처음 발명했다고 밝혀졌다. 하지만 뉴턴은 이를 공식적으로 발표하지 않았었다.
뉴턴은 연구를 통해 새로운 발견을 하더라도 발표를 하지 않는 성격을 가지고 있었다. 뉴턴 자신은 영국 왕립 학회에서 로버트 훅과 싸운 뒤로 침묵하게 됐다고 밝히기도 하였다.
그래서 최초로 미분을 정리해서 공식적으로 발표한 사람은 라이프니츠가 되었고 뉴턴으로 대표되는 영국 수학계와 라이프니츠로 대표되는 유럽 대륙 수학계 사이에 미분 원조 논쟁이 오랜 세월 이어졌다.
발표 순서뿐만 아니라 둘 사이에 나눴던 개인적인 서신도 문제가 되었다. 서로 공식적으로 미분을 발표하기 이전에 서로에게 미분의 발명을 자랑했다는 것이다.
시작은 뉴턴이었는데 편지에서 막연한 미분의 개념을 적어서 보냈고 이를 읽은 라이프니츠는 구체적으로 자신이 발견한 미분의 성질을 답장으로 보냈다. 서로가 서로의 연구를 알고 있었기 때문에 초창기 둘은 서로의 연구를 인정하였었다.
뜬금없이 미적분의 원조 논쟁을 불러일으킨 사람은 뉴턴의 친구였던 존 윌리스라는 영국 수학자였다. 존 윌리스는 라이프니츠가 뉴턴이 보낸 편지를 통해 미분을 배우고 논문을 발표했다고 발언하였다.
여기에 당시 유럽에 퍼졌던 최단 강하 곡선으로 알려진 문제를 두고 라이프니츠가 문제를 풀 수 있는 사람 리스트를 작성한 것도 문제가 되었다. 리스트에 들어가지 못한 사람들은 라이프니츠를 표절범이라고 비난하였다.
거기에 미분 논쟁 이전에도 라이프니츠는 독자적으로 라이프니츠 급수라는 식을 발견하였으나 이 업적이 영국의 수학자 제임스 그레고리의 업적하고 아주 유사하였다. 그래서 라이프니츠는 영국인에게 표절범이라는 이미지가 만들어졌다.
결국 라이프니츠가 먼저 익명으로 뉴턴을 표절범으로 비난하기 시작하였고 뉴턴도 이에 맞서 라이프니츠를 비난하면서 둘의 미분 원조 논쟁은 감정싸움으로 번졌다.
이후 뉴턴은 영국 왕립 학회의 학회장으로 있을 때 미분의 창시자가 누구인지 밝히는 조사를 명령했고 조사단은 라이프니츠가 표절했다는 것이 확실하다고 결론을 내리기도 하였다.
뉴턴과 라이프니츠의 미분 원조 논쟁은 영국 수학계와 유럽 대륙 수학계의 자존심 싸움으로 번졌으며 영국 수학계가 100년간 유럽 대륙과의 교류를 거부하는 결과로 이어졌다.
한편, 둘의 논쟁이 있은 뒤로 논문 표절 문제를 명확히 하는 현재의 논문 제도가 탄생하게 되었다는 비화도 있다.
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[인물로 보는 물리학] 수포자들의 주적, 미분의 발명가 - 아이작 뉴턴 2편
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