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<로버트 후크의 발명품 슬라이드(출처:로버트 후쿠, 잉글랜드 레오나르도>
로버트 후크는 과학적 관찰과 건축에서 혁신적인 업적을 남긴 17세기의 중요한 인물입니다. 그는 미크로그래피아를 통해 현미경 관찰의 중요성을 강조하며 과학적 방법론의 기초를 마련했습니다. 또한, 1666년 런던 대화재 이후 도시 재건에 참여하여 크리스토퍼 렌과 함께 런던의 여러 건축물을 설계했습니다. 그러나 그의 건축적 기여는 렌의 명성에 가려졌으며, 그의 많은 건축물은 오늘날 남아있지 않습니다. 이 글에서는 후크의 발명품과 건축적 업적을 조명하며, 그의 다양한 기여를 재평가해보고자 합니다.
로버트 후크의 발명품: 과학적 관찰의 혁신자
로버트 후크의 시대는 과학적 탐구의 혁신적 변화를 목격하던 시기였습니다. 이전에는 고전 저자들의 권위를 따르는 것이 주된 학문적 접근 방식이었지만, 후크와 같은 과학자들은 관찰과 실험을 통해 새로운 발견을 할 수 있다는 점을 강조했습니다. 이러한 변화는 현대의 과학적 방법론의 기초를 놓았으며, 당시에는 혁명적인 접근 방식이었습니다.
왕립학회는 이러한 새로운 접근 방식을 지지하며, "nullius in verba"라는 모토를 내세웠습니다. 이는 "아무의 말도 그대로 믿지 말라"라는 뜻으로, 과학적 진리를 탐구하는 데 있어 관찰과 실험의 중요성을 강조한 것입니다. 후크는 이 철학적 변화의 선두에 서서, 왕립학회를 위한 수많은 실험과 도구를 창안했습니다. 그는 미크로그래피아(Micrographia)의 서문에서 자연과학이 더 이상 추상적 사고나 상상력의 산물이 아니라, 구체적이고 명확한 관찰에 기초해야 한다고 주장했습니다.
후크는 과학적 연구를 보다 정확하게 수행하기 위해 다양한 기구들을 발명하거나 개선했습니다. 이러한 기구들은 당시 유럽의 지식 확장, 탐험, 무역, 그리고 권력의 성장을 가능하게 했습니다. 후크는 그의 서문에서 "광학 기구가 우리의 시야를 확장시킨 것처럼, 다른 감각을 향상시킬 수 있는 기계적 발명품도 많이 있을 것이다"라고 예측하며, 과학적 관찰을 위한 새로운 도구들의 가능성을 제시했습니다. 다음은 후크가 발명하거나 개선한 주요 기구들입니다.
1. 기압계(barometer)
대기압을 측정하여 기상 예측에 중요한 도구.후크는 일기의 첫 항목을 날씨 보고로 시작하였으며, 날씨를 기록하는 것이 일기나 메모를 처음 시작한 이유 중 하나였을 가능성이 있습니다. 후크의 첫 번째 날씨 보고는 1672년 3월 10일 일요일이었습니다. 내용은 다음과 같습니다. 그는 Micrographia 에 자신의 휠 기압계 그림을 발표했습니다. 'J'자 모양의 유리 튜브는 수은으로 채워져 있으며, 맨 위에는 밀폐된 전구가 있지만 다른 쪽 끝은 열려 있습니다. 전구에서 진공은 수은이 튜브 밖으로 흘러나오지 않도록 충분한 흡입력을 제공합니다. 튜브의 열린 끝에는 공이 수은 위에 떠 있습니다. 이 부유물은 끈 길이로 다이얼의 포인터에 부착되어 있습니다. 기압이 상승하면 수은이 전구로 강제로 올라가고 열린 끝의 수은 수위가 떨어집니다. 부유물도 떨어지면 포인터가 움직입니다.
| [수은]은 170에서 185로 떨어졌습니다. 오늘 대부분 날씨가 맑았지만 남쪽은 춥고 바람이 다소 불었습니다. [오늘 아침은 3개월 전보다 감기가 나았습니다.] [달] 최고기온은 4도경에 흐려졌습니다. [수은]은 여전히 떨어지고 있습니다. |
2. 스프링 시계(sprung watch)
기존의 진자 대신 스프링을 사용해 더욱 신뢰성이 높은 시계.로버트 후크의 시계에 대한 정보는 그의 다양한 발명과 개선 중에서도 중요한 부분을 차지합니다. 후크는 시계 기술의 발전에 기여한 몇 가지 중요한 발명을 했습니다. 하지만 후크의 시계 발명은 그의 동시대인 크리스티안 하위헌스와의 경쟁 속에서 이루어졌으며, 후크는 균형 스프링을 사용하여 시계의 정확성을 높이는 아이디어를 주장했지만, 하위헌스와의 특허 분쟁으로 인해 그의 기여가 완전히 인정받지는 못했습니다.
▷앵커 이스케이프먼트(Anchor Escapement): 후크는 시계의 정확도를 높이기 위해 앵커 이스케이프먼트를 발명했습니다. 이 장치는 시계의 동력 전달과 진자 또는 밸런스 스프링의 진동을 제어하여 시계의 시간을 정확하게 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
▷ 스프링 시계(Sprung Watch): 후크는 기존의 진자 시계를 대신해 스프링을 사용하는 시계를 설계했습니다. 이 시계는 보다 신뢰성 있는 시간 측정을 가능하게 했으며, 스프링 메커니즘은 휴대용 시계의 정확성을 크게 향상시켰습니다. 이 발명은 특히 휴대 가능한 손목 시계와 회중 시계의 발전에 중요한 기여를 했습니다.
▷ 후크의 시계 발명의 중요성: 후크의 시계 발명은 시간 측정의 정확성을 크게 향상시켰으며, 이로 인해 과학적 실험과 일상 생활 모두에서 더욱 정밀한 시간 관리가 가능해졌습니다. 그의 발명품들은 이후 시계 제작의 표준이 되었으며, 현대 시계 기술의 기초를 다졌습니다.
풍속계(anemometer)
풍속을 측정하는 기구로, 항해와 기상 관측에 필수적인 기구입니다. 레온 바티스타 알베르티는 1450년경 실시간 풍속을 측정하기 위한 최초의 압력판 풍속계를 만들었습니다. 그것은 바람 방향에 수직인 평평한 판으로 구성되었습니다. 바람은 평평한 판을 돌리고, 판의 편향 각도는 순간적으로 풍속을 드러낸다. 알베르티는 그의 작업으로 인해 풍속계를 설계했다. 다른 많은 사람들이 풍속계의 버전을 개발했습니다. 나중에 영국인 로버트 후크가 같은 유형의 풍속계를 재발명했습니다. 그는 종종 풍속계의 최초 발명자로 잘못 알려져 있습니다.
아래는 연도별로 정리된 내용과 함께 각 항목의 출처를 포함한 표로 내용은 Historische Anemonetr에서 발췌한 내용입니다.
| 년도 | 설명 |
| 1450 | 진자 풍속계는 레온 바티스타 알베르티와 레오나르도 다빈치에 의해 기술되었습니다. 이 장치는 수직으로 분할된 1/4원의 베이스와 그 끝에 금속 플랩이 달린 형태로 구성되었으며, 알베르티의 풍속계는 현대식 진동판 풍속계의 조상으로 여겨집니다. ※ Alberti, Opuscoli Mori (베니스, 1568), p. 253. 1452년경. ※ 형상의 위 그림 A |
| 1663 | 1663년에 크리스토퍼 렌 경은 기상 조건을 자동으로 기록하는 기상 시계를 설계했습니다. 후크는 렌과 협력하여 압력, 온도, 강수량, 습도, 풍속 및 풍향을 회전 드럼의 표시로 기록하는 충격 망치를 사용한 첫 번째 작업 모델을 만들었습니다. ※ Derham, DW Robert Hooke 박사의 철학적 실험 및 기타 관찰 Orig. 로이. Soc., London, (1724) 41페이지. |
| 1667 | 로버트 후크는 1667년에 판형 풍속계를 다시 발명하여 회전 가능한 형태로 만들어 바람의 방향을 측정할 수 있게 했습니다. 이 발명품은 왕립학회에 '마스터 루크의 작품'으로 발표되었습니다. 이 측정 원리는 후대의 발명가들에 의해 더욱 발전되었습니다. ※ Anon., Philos.I Trans., II, 1667, p. 그리고 Waller가 1705년에 출판한 내용 포함. ※ R 자형. Waller가 1705년에 출판한 이 책에는 Hooke가 1683년 11월 14일 왕립학회에 발표한 내용이 포함되어 있습니다. ※ 측정 원리는 Pickering' Anemscope(1744) , Oertel, Herrmann, Dalberg(1780) , Domenge, Hugh Hamel, GG Schmidt(1828), Kreil, Tanpenot, Wild(1861), Howlett(1868)에 의해 사용되었으며 더욱 발전되었습니다. ※ 형상의 위 그림 B |
| 1678 | 최초의 회전 날개 풍속계 중 하나는 크리스토퍼 렌 경과 로버트 후크의 관심에서 비롯되었습니다. 후크는 1678년 Weather-Wifer에서 'Vane Mill'에 대해 언급했습니다. ※ Derham, DW The 철학적 실험 및 Dr Robert Hooke Orig Pub. 로이. Soc., London, (1724) 42페이지. |
| 1683 | 1683년에 후크는 4개의 날이 달린 휴대용 장치를 시연했고, 날개 각도를 변경하여 회전 속도를 조절할 수 있음을 보여주었습니다. 이는 초기의 흐름 측정 장치 중 하나로 간주됩니다. ※ Derham, DW Robert Hooke 박사의 철학적 실험 및 기타 관찰 Orig. 로이. Soc., London, (1724) 107페이지. ※ 영국 탄광의 공기 흐름 측정: 역사적 검토 |
습도계(hygrometer)
습도계는 공기나 다른 가스의 수분 함량을 측정하는 데 사용되는 기구로 레오나르도 다빈치는 1400년대에 최초의 원시 습도계를 만들었고, 프란체스코 폴리는 1664년에 더 실용적인 습도계를 발명했습니다. 1783년에 스위스의 물리학자이자 지질학자인 호라스 베네딕트 드 소쉬르는 인간의 머리카락을 사용하여 습도를 측정하는 최초의 습도계를 만들었습니다. 이것들은 기계적 습도계라고 불리며, 유기 물질(인간의 머리카락)이 상대 습도에 반응하여 수축하고 팽창한다는 원리에 기초하며, 이러한 수축과 팽창은 바늘 게이지를 움직이게 합니다.
아래 내용은 로버트 후크가 공기 중의 미세한 입자를 감지하는 방법에 대해 설명한 내용입니다. 후크는 습도계(Hygroscope)라는 기구를 사용하여 코로는 감지할 수 없는 공기 중의 수증기를 감지할 수 있다고 설명합니다. 그는 또한 인간의 감각을 향상시키는 다양한 방법을 제안합니다. 예를 들어, 금속을 산성 액체에 녹여 맛을 감지하거나, 화학적 혼합물을 통해 액체에 용해된 성분을 감지하는 방법 등을 언급합니다. 후크는 이러한 방법이 인간의 감각을 더욱 발전시킬 수 있다고 제안합니다. "hygroscope"는 습도계를 의미하는 오래된 용어로, 습도의 변화를 감지하는 도구를 설명할 때 사용될 수 있습니다.
| But this is but one way of discovering theeffluviaof the Earth mixt with the Air; there may be perhaps many others, witness the Hygroscope, an Instrument whereby the watery steams volatile in the Air are discerned, which the Nose it self is not able to find. This I have describ’d in the following Tract in the Description of the Beard of a wild Oat. Others there are, may be discovered both by the Nose, and by other wayes also. Thus thesmoakof burningWoodissmelt,seen, and sufficientlyfeltby the eyes: Thefumesof burningBrimstonearesmeltand discovered also by the destroying the Colours of Bodies, as by thewhitening of a red Rose: And who knows, but that the Industry of man, following this method, may find out wayes of improving this sense to as great a degree of perfection at it is in any Animal, and perhaps yet higher. ’Tis not improbable also, but that ourtastemay be very much improv’d, either bypreparingour taste for the Body, as, after eatingbitterthings,Wine, or otherVinous liquors, are more sensibly tasted; or else bypreparingBodies for our tast; as the dissolving of Metals with acid Liquors, make them tastable, which were before altogether insipid; thusLeadbecomessweeterthen Sugar, andSilvermorebitterthen Gall,CopperandIronof mostloathsometasts. And indeed the business of this sense being to discover the presence of dissolved Bodies in Liquors put on the Tongue, or in general to discover that a fluid body has some solid body dissolv’d in it, and what they are; whatever contrivance makes this discovery improves this sense. In this kind the mixtures of Chymical Liquors afford many Instances; as the sweet Vinegar that is impregnated with Lead may be discovered to be so by the affusion of a little of anAlcalizate solution: The bitter liquor ofAqua fortisandSilvermay be discover’d to be charg’d with that Metal, by laying in it some plates of Copper: ’Tis not improbable also, but there may be multitudes of other wayes of discovering the parts dissolv’d, or dissoluble in liquors; and what is this discovery but a kind ofsecundary tasting. |
로버트 후크의 습도계는 귀리 씨앗의 특성을 이용하여 작동했습니다. 귀리 씨앗은 공기 중의 습도 변화에 따라 부풀거나 줄어들며, 후크는 이 변화를 이용해 습도를 측정했습니다. 이 씨앗의 팽창 또는 수축이 측정 장치에 연결되어 있어, 공기 중의 습도가 변할 때 이를 시각적으로 확인할 수 있게 했습니다. 이 방식은 간단하면서도 공기 중의 습도를 직접적으로 측정할 수 있는 초기 방법 중 하나였습니다. 아래 그림의 좌측은 로버트 후크의 습도계의 세부 사항을 묘사한 습도계로 대기, 토양 또는 밀폐된 공간에서 수증기의 습도량을 측정합니다(1. 쐐기풀 잎의 아랫면. 2. 야생 귀리 수염. 3. 야생 귀리 수염의 단면. 4. 습도계). 출처는 UA입니다. 아래 그림 우측은 오트 수염 타입 습도계로 물고기 가죽 케이스에 로버트 후크의 1664년 설명을 기반으로 만들어진 것입니다. 출처는 Science Museum Grouop입니다.
기타 발명들
계속 추가하도록 하겠습니다.
- 만능 조인트(universal joint): 회전 운동을 여러 방향으로 전달하는 장치로, 오늘날 자동차와 산업 기계에 널리 사용.
- 그레고리식 망원경(Gregorian telescope): 오목 거울을 사용해 더 선명한 이미지를 제공하는 망원경으로, 천문 관측의 질을 크게 향상.
- 날씨 시계(weather-clock): 기상 조건을 자동으로 기록하는 장치.
- 해양 망원경(marine telescope): 항해 시 먼 거리를 관찰할 수 있게 하는 망원경.
- 주행 거리 측정기(odometer): 바퀴를 이용해 이동 거리를 측정하는 기구.
- 청각 보조 기구(otocousticon): 청력을 보조하기 위한 기구, 현대의 청각 보조 기구의 선구적 발명.
- 반사 사분의(reflecting quadrant): 천문학적 관측에 사용되는 정밀 도구.
- 나사로 조정된 사분의(screw-divided quadrant): 천문학적 측정의 정밀도를 높인 도구.
후크의 발명품들은 단순히 기계적 도구를 넘어, 과학적 관찰과 연구의 정확성을 높이는 데 중요한 역할을 했습니다. 그의 업적은 17세기 과학 혁명의 중요한 요소였으며, 이후 수세기 동안 과학과 기술의 발전에 큰 영향을 미쳤습니다. 후크의 이러한 기여는 현대 과학이 기초로 삼는 실험적 방법론의 토대를 마련하는 데 기여했습니다.
로버트 후크의 건축: 잘 알려지지 않은 업적들
로버트 후크의 건축 업적은 그의 동료이자 협력자인 크리스토퍼 렌 경의 것에 비해 상대적으로 덜 알려져 있습니다. 이는 부분적으로 세인트 폴 대성당과 런던의 여러 교회를 설계한 렌의 명성 때문이며, 부분적으로는 후크의 건축물 중 대부분이 19세기까지 살아남지 못한 불운한 상황 때문입니다.
후크는 1666년 런던 대화재 이후 도시 재건의 필요성으로 과학자에서 건축가로 전환했습니다. 그는 런던 시의 재건을 위해 임명된 세 명 중 한 명으로, 렌과 함께 도시 재건에 중요한 역할을 했습니다. 그러나 후크의 공로는 종종 간과되곤 합니다.
후크의 건축 활동은 주로 런던 시의 감독관(Surveyor)으로서 이루어졌으며, 그의 건축적 기여는 종종 명확하지 않습니다. 예를 들어, 그리니치 천문대의 경우, 후크의 설계인지 여부가 분명하지 않습니다. 그의 일기에서도 이러한 문제에 대해 모호하게 언급된 경우가 많습니다.
후크는 런던 재건을 위한 계획을 제시했지만, 건축 비용과 소유주에 대한 보상 문제로 채택되지 않았습니다. 대신 그는 런던 시의 감독관으로 임명되어 새로운 기초를 설정하고, 재산권과 경계에 대해 판결하며, 건축 규정을 준수하도록 감독했습니다. 그는 하수도, 포장, 다리, 부두, 시장, 공공 시계 등을 담당하며 도시의 일반적인 구조를 재구성했습니다.
다음은 후크의 주요 건축 기여 목록입니다.
- 왕립 의사 대학(Royal College of Physicians), 워릭 레인, 1678년: 19세기에 철거됨.
- 베들렘 병원(Bethlehem Hospital, Bedlam), 1674년: 1814년 철거됨.
- 브라이드웰(Bridewell) 재건, 1671년.
- 알더맨 애스크 병원(Alderman Aske’s Hospital), 호스턴, 1693년: 19세기에 철거됨.
- 그리니치 천문대 설계, 1675년: 설계자가 불분명함.
- 네이비 빅츄얼링 오피스(Navy Victualling Office), 시딩 레인, 1673년: 건축에 직접적인 참여는 불분명.
- 매들린 칼리지(Magdalene College), 캠브리지: 페피스 도서관이 이 건물일 가능성 있음.
- 서 월터 영(Sir Walter Young)의 집 설계, 데번: 위치 미상.
- 상인 재단사 홀(Merchant Taylors’ Hall)의 스크린 설계, 1673년: 2차 세계대전 중 파괴됨.
- 이발사 외과 의사 홀(Barbers Surgeons’ Hall) 수리 작업, 1672년: 19세기에 철거됨.
- 대화재 기념비(Monument to the Great Fire), 1677년: 보통 렌에게 귀속되지만, 후크의 일기와 다른 기록에 따르면 후크의 작품.
- 몽타규 하우스(Montague House), 블룸즈버리, 1675년: 1686년 화재로 소실, 이후 프랑스 건축가가 재건.
- 옥스퍼드 경(Lord Oxford)의 집 설계, 프라이비 가든, 화이트홀.
- 리처드 에지컴 경(Sir Richard Edgcumbe)의 집 설계, 콘월.
- 존 로더 경(Sir John Lowther)을 위한 교회 설계, 웨스트모어랜드.
- 셔우드 플레이스(Sherwood Place) 설계, 브렌트우드.
- 로드 벌링턴(Lord Burlington)을 위한 집 설계, 아마도 론데스버러 하우스.
- 래글리 홀(Ragley Hall) 설계, 워릭셔, 1679년: 원래 상태의 동쪽 전면, 1750년에 수정된 서쪽 전면.
- 성 마리아 막달레나 교회(St Mary Magdalene) 설계, 윌렌, 버킹엄셔: 후크의 스승 리처드 버스비를 위해 건축, 19세기에 변형됨.
후크는 또한 웨스트민스터 사원과 학교의 여러 건물을 재건하는 데 관여했으며, 특히 성 베드로와 헨리 7세 예배당, 웨스트민스터 지역의 여러 건물에 대한 작업을 수행했습니다. 후크는 세인트 폴 대성당 건축에서도 렌의 주요 협력자로 활동했으며, 런던의 30개 이상의 교회 건축을 감독했습니다. 그러나 그의 건축적 기여는 종종 렌의 명성에 가려졌습니다.
후크 관련 기념물
계속 추가하도록 하겠습니다.
로버트 후크의 과학적 업적은 그의 시대에 비해 낮은 평가를 받고 있습니다. 이는 아이작 뉴턴과의 갈등설, 후크의 기록 부족과 그의 성과가 충분히 출판되지 않은 점, 동시대의 다른 거대한 과학자들에 가려진 점도 영향을 미쳤습니다. 후크의 성격 또한 동료들과의 관계를 복잡하게 만들었고, 이는 그의 업적이 과소평가되는 결과로 이어졌습니다. 이러한 요인들이 복합적으로 작용하여 후크의 과학적 기여는 역사 속에서 적절한 인정을 받지 못했습니다. 따라서, 그를 기념하는 의미로 관련 기념물을 모아 보았습니다.
"Hooke Hill" 도로 표지판(A): 화이트 섬에 2개 존재로 섬에서 그를 언급한 유일한 곳 중 하나. 이 기념패는 Freshwater의 Hooke Hill 아래쪽 Rapanui 외부에 있습니다.
런던 대화재 Monument(B): 런던 대화재 관련 기념비
웨스트민스터 사원(C): 설교단 근처 랜턴 아래 바닥에 있는 검은 대리석 타일로 후크가 이 바닥을 놓는 일을 맡았기 때문에 후일 제작(2005)
세인트 폴 대성당의 후크 기념관(D): 성당 지하의 벽에 있으며, 크리스토퍼 렌 경의 무덤 옆
Gill Door(E): 옥스퍼드 대학교의 Radcliffe Science Library로 이어지는 조각된 나무 문(1935). 왼쪽 패널 제일 하단.
로버트 보일과 로버트 후크를 기리는 기념 명판(F): 보일이 1655년과 1668년 사이에 이 장소에 살았음을 기념하며, 보일의 법칙(Boyle's Law)을 발견하고, 그의 조수인 로버트 후크가 설계한 공기 펌프를 사용하여 실험을 수행하였다는 내용. 옥스퍼드 하이 스트리트의 셸리 기념관 외부에 위치
마무리
로버트 후크는 과학과 건축에서 중요한 업적을 남긴 인물입니다. 그의 발명품과 실험은 현대 과학의 기초를 마련했으며, 그는 또한 런던 재건에 기여한 뛰어난 건축가였습니다. 하지만 후크의 많은 기여는 동시대의 유명 인물들에 가려져 충분히 평가받지 못했습니다. 이 글을 통해 후크의 다양한 업적을 재조명하며, 그의 과학적·건축적 유산이 오늘날 어떻게 여전히 영향을 미치고 있는지 살펴보았습니다.