자석에서 나침반의 발명까지의 과정

자석에 대한 이해

누구나 어렸을 때 자석의 여러 신기한 현상들을 흥미롭게 관찰해 본 적이 있을 것이다. N극과 S극은 한 몸에 있으면서, 겉으로 같아 보이는 다른 자석을 가까이하면 서로 밀어내거나 잡아당긴다. 또한 자석을 자르면 N극과 S극이 나누어지는 것이 아니라 새로운 자석 두 개가 만들어진다.

 

그리고 절대로 하나의 극만 떨어져 있게 만들 수가 없다. 나침반은 기본적으로 이러한 자석의 성질을 이용한 기구이다. 자 석을 작게 만들어 실로 매달아 공기 중에서 자유롭게 움직이도록 하면 자석의 N극은 항상 지구 북쪽을 가리키고 (지구 북극과 정확하게 일치하지 않는다) S극은 남쪽을 가리킨다.

 

자석의 원리

이유는 지구의 북극 이 자석의 S극이고, 지구의 남극이 자석의 N극으로 지구가 하나의 커다란 자석이기 때문이다. '지구가 자석의 형태를 띠는 이유는 정확하게 알려져 있지 않지만, 지구 내부의 액체로 이루어진 부분에서 흐르는 전류 때문이라고 한 다. 또한 지구의 자기장은 안정되어 있지 않다.

 

이 역시 정확한 원인 이 밝혀지지 않았지만, 지질학적인 변동이 일어나는 긴 시간 동안 지구의 자극이 변해 왔다는 것이 지각과 암석에 기록되어 있다. 지 난 5백만년 동안 지구 자기장이 0이 되었다가 자극이 바뀌는 역전 현상이 20번 이상 있었다고 한다.

 

자석의 발견

아마도 자석은 땅으로부터 쇠붙이를 캐내어 이용하던 때부터 얼 마 지나지 않아 천연적인 형태로 발견되었을 것이다. 옛날 사람들은 이러한 자석의 신비한 힘에 이끌려 여러 이야기를 만들어 냈다.

 

인도, 아라비아, 로마, 중국 등의 나라에는 예로부터 자석의 성질 과 관련 있어 보이는 전설이 전해 내려온다. 바다에는 쇠붙이를 잡아당기는 섬이 있기 때문에 이 섬에 부딪혀 파손되지 않으려면 배에 쇠붙이를 사용하지 말아야 한다는 이야기가 있다.

 

아마도 자석이 가지는 힘에 대한 놀라움과 신기함이 상상력과 결합되어 나온 것일 것이다. 이슬람의 지도자 마호메트의 관이 자석의 힘에 의해 공중에 떠 있다는 이야기가 중세 유럽에 떠돌아다닌 것도 같은 맥락에서 이해된다.

 

자석으로 된 나침반 제작

이러한 자석을 이용해서 만든 나침반은 중국에서 처음 만들어져 선원들에 의해 아랍으로 전해졌고, 다시 아랍에서 유럽으로 퍼져 나 갔다. 이러한 문헌들에 의해 적어도 11세기에는 이 미 자석이 나침반으로 사용되었다는 것을 알 수 있다.

유럽에는 1190년부터 나침반을 이용했다는 기록이 나온다. 나침반 으로서의 모양을 갖추기 시작한 때는 14세기 무렵으로 자침과 방위표를 하나로 만들어 사용하기 쉽도록 이탈리아에서 제작되었다.

 

자석을 이용하여 나침반이라는 발명품을 만드는 것은 쉬운 일이 아니었을 것이다. 과학에서 사용하는 도구들 중에는 '시간'을 재료로 만들어진 것이 많다. 한 사람이 아니라 수없이 많은 사람의 손길을 거치면서 시간을 두고 지속적으로 조금씩 개량되어 현재와 같은 모습을 갖추게 되는 것이다.

 

오늘날의 자석의 활용

우연히 발견되어진 이상한 돌, 그 돌로 가볍게 만들어 금속을 물 위에 띄우게 한 놀이로 응용, 한 방향만을 계속 가리키는 성질의 발 견, 실제 생활에 응용하다가 여행자에게 전달, 뱃사람의 기본도구가 되고, 중국에서 아랍으로, 또 유럽으로 전달, 방위표를 붙여 보기 편하게 만들어졌다.

 

그리하여 지금은 누구라도 언제 어디서든지 쉽게 구해 놀 수 있는 재미있는 놀이기구가 되었고, 탐험가에게는 방위를 알려주는 중 요한 도구가 되었다. 이리하여 나침반은 포르투갈의 콜럼버스가 1492년에 아메리카 대륙을 발견하거나, 마젤란이 1520년에 지구를 한 바퀴 돌 때 결정적인 도움을 주었다.

 

즉 나침반은 서구인들의 공격적인 개척정신과 만나 면서 그 쓰임새가 확실해진 것이다. 당시 사람들은 지구가 둥글다는 사실을 알고 있었으나 한 방향으로 계속 가면 다시 제 자리에 온다 는 것은 실행해본 적도 없을뿐더러 직접 해 볼 생각을 품는 것조차 쉬운 일이 아니었다.

 

그 외에도 나침반은 어떤 물체가 자성을 지니고 있는지에 대한 정확한 정보를 알려준다. 외르스테드가 전류가 흐르는 도선 주위에 자기장이 만들어지는 현상을 발견한 계기도 주위에 우연히 있었던 나침반 덕분이었다.

 

지금은 최첨단 컴퓨터나 인공위성이 동원되어 배나 비행기의 갈 길을 알려주겠지만, 나침반이 가지는 고전적이고 기본적인 의미는 인류에게 준 도움과 함께 퇴색하지 않을 것이다.