장영실: 독창적인 물시계를 만들다

장영실: 독창적인 물시계를 만들다

관노를 등용한 세종

장영실(蔣英實, ?∼?)은 조선 제4대 임금 세종 때의 과학기술자이다. 그는 세종에게 부름을 받기 전까지 동래현의 관노였다. 그는 세종에게 재주를 인정받아 중국으로 가서 천문기기를 연구하게 되었다. 철저한 신분 사회였던 조선에서 노비에게 이런 기회가 주어진다는 것은 무척 드문 일이었다. 그런 면에서 장영실의 업적은 그가 물시계 등을 연구하고 제작할 수 있도록 지원을 아끼지 않은 세종의 업적이라고도 할 수 있다.

장영실은 중국에서 돌아온 후에는 천한 노비 신분에서 벗어나 양인이 되었고 1423년에는 상의원별좌(尙衣院別坐)라는 관직까지 얻었다. 궁궐 안 세종 임금 가까이에서 기술자로 일하게 된 것이다.

세종이 천문 기기를 만들도록 한 가장 큰 이유는 백성들의 농사에 도움을 주기 위해서였다. 한반도 기후 상황에 맞는 달력을 만들어 파종과 추수의 시기를 백성들에게 알려주려 한 것이다. 당시는 농업이 국가의 중심 산업이었기 때문에 백성들에게 농사의 여러 과정에 적합한 시간과 계절을 알려주는 것은 무척 중요한 일이었다. 시계가 없었던 시대에는 해 그림자와 별자리의 움직임을 관찰하여 시간을 측정했다. 하지만 해나 별을 볼 수 없는 흐린 날에는 시간을 관측할 수 없었다. 이 문제를 해결하기 위해 만든 것이 물시계였다.

과학으로 완성한 자격루와 옥루

관리로 등용된 그 다음해인 1424년에 장영실은 물시계를 완성하였다. <세종실록>에는 중국의 것을 참고하여 청동으로 만들었다고 기록되어 있다. 장영실은 물시계를 만든 공로로 좀 더 높은 관직으로 승진하였다. 1432년에는 경복궁 등에 설치할 천문 관측 의기(儀器)를 만들기 위해 이천(李蕆)과 함께 설계와 제작을 지휘하였다. 이후 기본 관측 기계인 간의(簡儀)와 혼천의(渾天儀)를 완성하였고 1437년에는 대간의 · 소간의를 비롯하여 해시계 현주일구(懸珠日晷) · 천평일구(天平日晷) · 정남일구(定南日晷) · 앙부일구(仰釜日晷) · 일성정시의(日星定時儀) · 규표(圭表) 등을 만들었다.

장영실이 만든 가장 훌륭한 과학 기기는 자격루(自擊漏)와 옥루(玉漏)이다. 1434년에 세종의 명으로 만든 자격루는 자동 시보 장치가 되어 있는 물시계이다. 장영실은 자격루를 만든 공로로 대호군으로 승진하였고, 그에 대한 보답으로 천상시계와 자동 물시계 옥루를 만들었다.

장영실과 이천(李蕆) · 김조(金銚) 등이 함께 만든 자격루는 시(時) · 경(更) · 점(點)에 따라 자동으로 종과 북 · 징을 쳐서 시보를 알리도록 되어 있었다.

1438년 장영실은 중국과 아라비아의 물시계에 관한 문헌들을 철저히 연구하고 참고하여 독창적인 천상시계 옥루(玉漏)를 만들었다. 옥루는 시간을 알려주는 자격루와 천체의 운행을 관측하는 혼천의의 기능을 합친 기계로, 시간은 물론 계절의 변화와 농사일에 따른 절기까지 알려주는 다목적 물시계였다.

옥루의 구조는 대단히 복잡했다. 풀을 먹인 종이로 산을 만들어 산 속에는 옥루와 기계 바퀴를 설치하여 수력으로 이것을 돌리도록 하였다. 그리고 금으로 탄환만한 태양을 만들어서 밤에는 산 속에 있고 낮에는 산 밖에 나타나게 하여 하루에 한 바퀴씩 돌게 하였는데, 태양의 고도와 출몰 시각이 계절과 일치하였다. 태양이 지나는 길의 아래에는 시각을 맡은 네 명의 옥녀(玉女)와 방위를 맡은 네 신이 매 시각 제자리를 한 바퀴씩 돈다. 갑옷과 투구를 갖추고 서서 각각 종 · 북 · 징을 치는 세 사람의 무사(武士)도 있다. 세종은 경복궁 천추전(千秋殿) 서쪽에 흠경각이라는 전각을 지어놓고 그 안에 옥루를 설치하였다.

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참고문헌

• 조선 세종대의 과학기술에 대해 더 알고 싶다면...

• 구만옥, 『세종시대의 과학기술』, 들녘, 2016.

• 세종대왕기념사업회 편집부, 『세종문화사대계 2:과학(한글)』, 세종대왕기념사업회, 2000.

『세종시대의 과학기술』은 유교ㆍ주자학의 정치사상적 필요에 따라 추진된 과학정책이라는 한 측면과 집권체제의 사회경제적 요청에 따라 시행된 각종 과학기술정책의 성과와 의미를 분석하는 두 가지 방향에서 세종대의 과학기술정책 기조와 그 성과를 정리했다. 동아시아 세계질서라는 커다란 틀 안에서 중심부-주변부 문제, 중화문명-조선문명의 상호관계 등을 염두에 두면서 당대의 사회적ㆍ지적ㆍ정치사상적 맥락에서 전통과학의 실체를 입체적으로 분석하고, 그로써 세종대가 지닌 역사적 의미를 온전히 해석하고자 했다.

『세종문화사대계 2:과학(한글)』은 그동안 한글의 창제와 그와 관련된 학문과 문화 속에서 형성되어 온 세종학 연구이다. 이 책은 세종 시대 과학 기술의 발전 상황을 한국이나 동아시아의 테두리에서가 아니라, 세계 과학 기술의 역사에서 이슬람 과학과 서유럽 근대 과학 사이의 역사적 공백을 메워주는 창조적 동아시아 과학의 업적으로 재조명하고 있다. 1장에는 천문 기상학, 2장은 인쇄 출판, 3장은 의학, 4장은 농업 기술, 5장은 산업 기술, 6장은 지리학의 내용을 담고 있다.

• 조선 세종대의 인재등용에 대해 더 알고 싶다면...

• 박영규, 『세종대왕과 그의 인재들』, 들녘, 2002.

『세종대왕과 그의 인재들』은 인재를 알아보는 눈이 있었고, 사람을 적재적소에 배치하는 남다른 용인술이 있었으며, 신분을 따지지 않고 능력을 살 줄 아는 폭넓은 아량이 있었던 세종대왕에 대해 낱낱이 파헤친 책이다. 주목해서 볼 부분은 이 책의 7장으로 세종대의 과학혁명을 주도했던 정초와 장영실에 대해 다루고 있다.

• 장영실의 생애와 그의 업적에 대해 더 알고 싶다면...

• 조선사역사연구소, 『장영실 조선 최고의 과학자』, 아토북, 2016.

• 남문현, 『장영실과 자격루』, 서울대학교출판부, 2002.

장영실은 우리나라 역사에서 대표적인 과학자로 손꼽히고 있다. 타고난 천재이자 노력가인 장영실은 '노비'로 태어나 수많은 업적을 이룩하고 15세기 조선 최고의 과학자가 됐다. 『장영실 조선 최고의 과학자』는 성리학적 유교질서가 공고해지는 격동의 시기, 신분의 벽을 극복하고 정3품관 상호군 관직에 이르기까지 짧고 강렬했던 삶을 살다간 장영실의 일대기를 다룬다. 더불어 21세기에 장영실의 면모와 업적을 살펴야 하는 까닭도 알아본다.

『장영실과 자격루』는 우리의 전통과학기술, 한국학, 시계공학, 천문과학, 자동화 기술, 발명과 이노베이션에 대하여 관심을 가진 학생과 일반인에게 많은 흥미를 제공할 것이다. 독자는 이 책을 통해 과학기술이 역사로부터 동떨어진 것이 아니라 역사를 발전시켜 온 하나의 원동력으로 우리의 삶에 진하게 녹아있다는 사실과 더불어 전통과학기술문화야말로 21세기 문화시대를 이끌어 갈 새로운 추진력이라는 사실을 새삼 인식하게 될 것이다.