[PHAK Chapter 1-a]새처럼 날고 싶다는 인간의 오래된 꿈

새처럼 날고 싶다는 인간의 오래된 꿈

하늘을 날아다니는 새를 보며 사람들은 자신도 날 수 있을 거라고 생각했다. 그 욕망은 아주 오래전부터 있었다. 실제로 수천 년 전부터 사람들은 자신의 몸에 날개를 달고 절벽에서 뛰어내렸다. 모두 실패했다. 하지만 매번의 실패는 다음 질문을 남겼다. 무엇이 이들을 죽게 했는가? 천재의 설계도부터 냉정한 과학적 깨달음까지, 수백 년에 걸친 인류의 집념이 모두 이 질문에 담겨 있다.

절벽에서 뛰어내린 사람들

선사시대부터 인간은 새들이 나는 모습을 본다. 근육이 작은 새가 날 수 있다면 훨씬 크고 강한 인간도 날 수 있을 거라고 생각한 것이다.

말은 단순했지만, 현실은 달랐다. 새가 나는 원리는 단순하지 않다. 근육, 힘줄, 심장, 호흡 체계, 그리고 현대 비행기의 플랩·가변익·스포일러 같은 미세한 장치들이 정교하게 조화를 이루어야 가능했다. 하지만 아무도 그걸 몰랐다.

그래서 수천 년이 지나는 동안 셀 수 없을 정도로 많은 사람들이 날개를 달고 절벽에서 뛰어내렸다. 최초의 날개 인간들의 이름은 역사 어디에도 남아 있지 않다. 다만 매번 실패할 때마다 한 가지는 분명해졌다. 단순히 근육이 크다고 해서 나는 것은 아니라는 것. 그 실패들은 다음 세대의 과학자들과 발명가들에게 다른 질문을 던져주었다.

 

레오나르도 다빈치의 노트북

1500년대 이탈리아의 천재 예술가 레오나르도 다빈치는 자신의 노트북을 열었다. 노트북에 비행 기계의 스케치를 계속 그렸다. 수백 장의 설계도가 쌓여 나갔다.

하지만 결정적인 오류가 있었다. 여전히 '새처럼' 나는 방식에만 집착한 것이다. 인간이 날개를 움직여 비행하는 형태만 상상했다. 이를 오르니토프터(ornithopter)라 부른다. 뛰어난 해부학자였지만, 새의 근육과 인간의 근육 사이의 근본적인 차이를 놓쳤다.

스케치는 아름답고 상세했지만, 한 번도 하늘을 나지 못했다. 천재도 틀린다. 더 중요한 건 다른 질문이었다. 새처럼 날아야 한다는 전제 자체가 맞는가?

로버트 훅의 냉정한 결론

100년 뒤 1655년경, 영국의 수학자이자 물리학자 로버트 훅이 다른 답을 내놨다.

"인간의 몸은 인공 날개를 움직일 만큼 강한 근육을 갖고 있지 않다."

좌절스럽지만 정확했다. 훅은 새를 흉내 내는 것의 불가능성을 선언했다. 대신 다른 가능성을 제시했다. 비행을 위해서는 '인공 추진력(artificial propulsion)'이 필요하다는 것이었다. 새가 아닌 다른 방식으로 나가야 한다는 뜻이었다.

하늘을 정복한 풍선

1783년 6월, 프랑스에서 일이 일어났다. 조제프 몽골피에와 에티엔 몽골피에 형제가 만든 열기구(hot air balloon)가 날아올랐다. 첫 비행은 23분간 계속되었다. 인류 역사상 처음으로 인간이 지면을 떠나 하늘에 올랐다.

열기구 위에 탄 사람은 프랑스 귀족 피라트르 드 로지에와 프랑수아 로랑 달랑드였다. 발 아래로 펼쳐진 대지가 점점 작아져 갔을 것이다.

10일 뒤, 프랑스의 과학자 자크 샤를은 가스 기구(gas balloon)를 날렸다. 수소로 채운 기구였다. 온 유럽에서 풍선 열풍이 불었다. 사람들이 몰려들었다. 비행 애호가들은 이제 '더 가벼운 것(lighter-than-air)' 비행에 열광했다.

풍선의 치명적 약점

하지만 풍선은 근본적인 문제가 있었다. 올라가는 것은 가능했다. 하지만 어디로 갈지는 조종할 수 없었다.

풍선은 바람에 종속되었다. 방향도 속도도 조종할 수 없었다. 풍선을 타면, 그 높이의 바람이 이끄는 방향으로만 떠밀려 갈 뿐이었다. 바람이 부는 방향뿐이었다. 목적지를 정할 수 없었다.

비행은 이루었지만, 통제는 이루지 못한 셈이다. 풍선은 양력(lift)은 해결했지만, 조종(control)은 여전히 문제였다. 비행에는 둘 다 필요했다. 누군가는 조종의 문제를 풀어야 했다.

연(kite)에서 찾은 힌트

누군가는 인류의 과거로 눈을 돌렸다. 중국에서 2,000년 전부터 날려오던 연을 말이다.

연은 단순했다. 종이나 비단에 막대를 얽혀 만든 것. 아이들의 장난감이었다. 하지만 연은 생각보다 많은 것을 할 수 있었다. 중국인들은 연을 띄워 산불을 감시했고, 항해할 바람을 먼저 테스트했으며, 신호 기구로 사용했다.

연의 가장 중요한 특성은 조종 가능성이었다. 실 하나로 날개의 각도를 바꿀 수 있었다. 풍선과 달리 연은 조종 가능했다. 각도를 조절했고, 원하는 대로 움직일 수 있었다.

누군가는 이 원리에 주목했다. 연은 공중에서 기울기 각도에 따라 작용하는 힘을 조절할 수 있었다. 이 원리를 크게 키워 사람을 들 수 있도록 만들면 어떻게 될까.

조지 케일리 — '항공의 아버지'

1773년 영국에서 태어난 조지 케일리 경(Sir George Cayley)은 1783년 몽골피에 형제의 열기구 성공을 보고 자랐다. 하지만 케일리는 풍선이 아닌 연에 주목했다.

더 무거운 물체도 날 수 있지 않을까. 연의 원리를 이용하면, 무거운 것도 공중에서 조종하며 날 수 있을 것 같았다. 그는 84년의 인생을 이 문제에 바쳤다. 더 무거운 비행체가 가능하다는 것을 증명하기 위해.

사람들은 나중에 그를 '항공 항해의 아버지(Father of Aerial Navigation)'라고 불렀다. 케일리는 현대 항공학의 기초가 되는 원리들을 발견했다. 날개의 각도, 무게중심, 안정성. 하지만 케일리는 이론에 멈추지 않았다.

케일리의 글라이더

케일리는 자신의 이론을 입증하기로 결심했다. 1804년, 최초의 비행 모형을 만들었다. 성공했다. 실제로 날았다. 동력 없이 공중에 떠 있었고, 조종 가능했다.

케일리의 꿈은 여기서 멈추지 않았다. 그는 사람을 태울 수 있는 글라이더를 만들고 싶었다. 글라이더는 엔진 없이 날개의 공기역학적 성질만으로 나는 비행체다. 이론이 실제로 가능한지 증명하고 싶었다.

그 결과가 1852년경 사진으로 남은 글라이더다. 지금 보면 낡아 보인다. 하지만 이것은 인류 역사상 처음으로 엔진 없이 공중에 떠 있던 탈것이었다. 글라이더를 타야 할 사람이 필요했다. 위험했다. 케일리는 그 사람이 자신이어야 한다고 생각했다. 70대가 되어서도.

그렇게 다음 세대로 넘겨진 깃발

케일리가 남긴 것은 글라이더뿐 아니라 '더 무거운 물체도 날 수 있다'는 증명이었다. 새를 흉내 내지도 않으면서, 풍선처럼 바람의 노예가 되지도 않으면서.

케일리는 1857년 84세의 나이로 죽었다. 하지만 남긴 원리와 증명 덕분에, 다음 세대의 발명가들은 한 가지를 확신할 수 있었다. 인간은 반드시 날 것이다.

46년 뒤 1903년 12월 17일, 미국 노스캐롤라이나 주 키티 호크의 모래 해변에서 라이트 형제가 '플라이어'를 날렸다. 12초, 37미터. 하지만 이것은 엔진을 얹은 비행기의 첫 비행이었다.

비행의 역사는 '불가능하다'가 아니라 '왜 불가능할까'라는 질문에서 시작되었다. 절벽에서 떨어진 사람들, 천재의 오만, 냉정한 과학적 깨달음, 그리고 연이라는 작은 힌트. 모든 것이 한 남자의 84년 추구로 모아졌고, 그것이 마침내 다음 세대 기계에 생명을 불어넣었다.