르네상스와 과학혁명
관측과 수학이 권위를 대체하기 시작했다. 하늘의 중심이 바뀌고, 하늘과 땅이 같은 법칙을 따른다는 사실이 드러났다.
장영실의 자격루
노비 출신 장영실이 세종의 후원으로 스스로 시각을 알리는 자동 물시계 '자격루'를 만들었다.
측우기 발명
조선 세종대왕 치세에 왕세자 문종(이향)이 표준 측우기의 설계를 주도해 전국 강우량을 수치로 측정하기 시작했다. 세계 최초의 공식 우량계로, 유럽보다 약 200년 앞선 발명이다.
코페르니쿠스의 지동설
코페르니쿠스가 『천구의 회전에 관하여』에서 지구가 아니라 태양이 중심이라는 모델을 제시했다.
베살리우스와 인체 해부도
베살리우스가 직접 시신을 해부해 갈레노스의 1,400년 된 오류들을 바로잡고, 정밀한 삽화가 담긴 『인체 구조에 관하여』를 출간했다. 관찰이 권위를 이긴 의학판 혁명이었다.
카르다노의 3차 방정식 공식
지롤라모 카르다노가 『위대한 기술(Ars Magna)』에서 3차 방정식의 일반 풀이 공식을 발표했다. 3차 방정식 풀이는 시피오네 달 페로가 1515년경 먼저 발견했으나 비공개로 유지했고, 타르탈리아가 1539년 재발견해 카르다노에게 비밀로 전수했다. 4차 방정식 해법은 카르다노의 제자 로도비코 페라리가 발견했으며, 풀이 과정에서 허수가 등장해 대수학의 지평이 열렸다.
메르카토르 도법
헤라르뒤스 메르카토르가 나침반 방위각을 직선으로 표현하는 정각 원통 도법 세계지도를 발표했다. 대항해 시대 해상 항법이 근본적으로 바뀌었다.
튀코 브라헤의 정밀 천체 관측
튀코 브라헤가 덴마크 벤 섬의 천문대에서 20여 년간 망원경 없이 맨눈으로 가장 정밀한 행성 위치 자료를 축적했다. 이 데이터가 케플러의 행성 법칙을 낳았다.
브루노의 무한 우주론
조르다노 브루노는 우주가 무한하며 태양은 수많은 별 중 하나일 뿐이라고 주장했다.
스테빈의 유체정역학과 십진소수
시몬 스테빈이 유체 압력이 깊이에만 비례하며 용기 모양과 무관하다는 '유체정역학 역설'을 수학적으로 증명하고, 십진 소수 표기법을 유럽에 보급했다.
비에트의 기호 대수학
프랑수아 비에트가 미지수는 모음, 계수는 자음 문자로 나타내는 기호 대수학 체계를 확립했다. 수학이 특정 수의 산술에서 일반 구조의 탐구로 탈바꿈했다.
지구는 거대한 자석이다
윌리엄 길버트가 『자석에 관하여(De Magnete)』에서 지구 자체가 거대한 자석이라는 사실을 실험으로 증명하고, 전기와 자기를 처음으로 구별했다.
케플러의 행성 운동 법칙
케플러가 튀코 브라헤의 관측 자료를 분석해 행성 궤도가 원이 아닌 타원임을 밝히고(제1법칙), 면적 속도 일정 법칙(제2법칙)을 1609년 『천문학의 새로운 과학(Astronomia Nova)』에 발표했다. 주기와 거리의 수학적 관계(제3법칙, T²∝a³)는 1619년 『세계의 조화(Harmonices Mundi)』에서 별도로 발표됐다. 2천 년의 믿음을 깨고 뉴턴 중력의 길을 열었다.
갈릴레이의 목성 위성 관측
갈릴레이가 직접 만든 망원경으로 목성을 도는 위성 네 개를 발견해, 모든 천체가 지구를 돈다는 생각을 무너뜨렸다.
네이피어의 로그
존 네이피어가 『로그의 경이로운 법칙』을 발표해 곱셈을 덧셈으로 바꾸는 로그를 발명했다. 천문학자들의 복잡한 계산 시간이 획기적으로 단축됐다.
베이컨의 귀납적 과학 방법론
프랜시스 베이컨이 『신기관(Novum Organum)』에서 관찰·실험을 통한 귀납적 방법론을 체계화해 근대 과학의 철학적 토대를 놓았다.
스넬의 굴절 법칙
빌레브로르트 스넬이 빛이 매질 경계면에서 꺾이는 각도의 수학 관계를 실험으로 발견했다. 오늘날 모든 렌즈·광학 설계의 기초가 되는 법칙이다.
하비와 혈액 순환의 발견
윌리엄 하비가 동물 해부와 정량 실험으로 심장이 펌프이며 피가 몸을 순환한다는 것을 증명했다. 피가 간에서 계속 생겨 소모된다는 갈레노스설을 1,400년 만에 뒤엎었다.
데카르트의 해석기하학과 방법적 사고
데카르트가 좌표로 도형을 방정식으로 다루는 해석기하학을 창안하고, 의심할 수 없는 것에서 지식을 쌓는 방법적 회의로 근대 철학·과학의 방법론을 세웠다.
갈릴레오의 관성 원리
갈릴레오가 『새로운 두 과학』에서 낙하 속도가 질량과 무관함을 실험으로 입증하고, 마찰 없는 수평면에서 물체는 외력 없이 영원히 등속 운동을 한다는 원-관성 원리를 제안했다. 뉴턴은 이를 모든 방향으로 일반화해 운동 제1법칙으로 정식화했다.
대기압과 진공의 발견
1643–44년 토리첼리가 수은 기둥 실험으로 진공과 대기압의 존재를 증명했고, 1648년 파스칼이 퓌드돔 산 정상에서 기압이 고도에 따라 낮아짐을 확인했다. '자연은 진공을 싫어한다'는 2천 년의 믿음이 무너졌다.
페르마-파스칼 확률론
피에르 드 페르마와 블레즈 파스칼이 서신으로 '점수 문제'를 풀며 확률론의 수학적 기초를 세웠다. 불확실한 미래를 수로 측정하는 새 학문이 탄생했다.
마그데부르크 반구 실험
오토 폰 게리케가 두 구리 반구의 내부를 진공 펌프로 비운 뒤, 말 열여섯 마리로도 떼어낼 수 없음을 공개 시연해 대기압의 위력을 극적으로 증명했다.
말피기의 모세혈관 발견
마르첼로 말피기가 현미경으로 개구리 폐에서 동맥과 정맥을 잇는 모세혈관을 처음으로 관찰했다.
보일의 법칙과 근대 화학의 시작
로버트 보일이 공기 펌프 실험으로 기체의 압력과 부피가 반비례함(PV=k)을 확립하고, 원소를 실험으로 정의해 연금술과 화학을 갈라놓았다.
그리말디의 빛 회절 발견
프란체스코 그리말디가 빛이 작은 틈을 지날 때 직선 경로를 벗어나 퍼지는 현상을 발견하고 '회절(diffractio)'이라 명명했다.
훅과 세포의 발견
로버트 훅이 직접 개량한 현미경으로 코르크 단면을 관찰해 작은 방들을 발견하고 '세포(cell)'라 이름 붙였다. 『마이크로그라피아』로 미시 세계를 대중에 처음 열어줬다.
레디의 자연발생설 반박 실험
프란체스코 레디는 고기를 거즈로 덮어 구더기 발생을 막는 실험으로 생명은 생명에서만 나온다는 것을 처음으로 증명했다.
스테노의 지층 법칙
니콜라스 스테노가 지층 누중의 법칙, 수평성의 법칙, 측방 연속성의 법칙을 제시하여 현대 층서학과 지질학의 토대를 놓았다.
프리즘과 백색광의 비밀
아이작 뉴턴이 프리즘으로 태양 백색광을 분산시켜 무지개색 스펙트럼을 만들고, 백색광이 단일 색이 아닌 모든 색의 혼합임을 증명했다.
레이우엔훅과 미생물의 발견
안톤 판 레이우엔훅이 직접 제작한 고배율 현미경으로 물 한 방울 속에서 살아 움직이는 미생물('극미동물')을 최초로 관찰해 눈에 보이지 않는 생명의 세계를 열었다.
뢰머의 빛의 속도 측정
올레 뢰머는 목성 위성 이오의 식(蝕) 주기가 지구의 공전 위치에 따라 달라짐을 분석해 빛의 속도가 유한하며 약 2.2×10⁸ m/s임을 처음 산출했다.
훅의 탄성 법칙
로버트 훅이 용수철에 가해진 힘은 늘어난 길이에 비례하고 방향은 반대라는 탄성 법칙을 발표해 재료역학의 초석을 놓았다.
하위헌스의 빛의 파동설
크리스티안 하위헌스가 1678년 파리 과학 아카데미에 빛의 파동 이론을 발표(완성)하고, 1690년 『빛에 관한 논고(Traité de la Lumière)』로 출판했다. 반사·굴절 현상을 파면(wavefront) 원리로 수학적으로 기술했다.
라이프니츠의 미적분학
고트프리트 라이프니츠가 미분·적분의 기호 체계를 독자적으로 정립해 발표했다. 뉴턴과 별개로 개발된 이 표기법은 오늘날 전 세계 수학의 표준이 됐다.
핼리의 무역풍 지도
에드먼드 핼리가 세계 최초의 기상 지도를 출판하여 무역풍과 몬순의 전지구적 분포를 도식화하고, 태양열이 대기 순환의 원동력임을 제안했다.
뉴턴의 만유인력
뉴턴이 『프린키피아』에서 사과를 떨어뜨리는 힘과 달을 붙잡는 힘이 같음을 보이며, 하늘과 땅을 하나의 법칙으로 통일했다.
뉴턴의 운동 3법칙
아이작 뉴턴이 『프린키피아(Principia Mathematica)』에서 관성·가속도·작용반작용의 세 운동 법칙을 정립해 고전역학의 완성된 체계를 세웠다.