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[남순건의 과학의 눈] 노트르담 대성당의 비밀

[남순건의 과학의 눈] 노트르담 대성당의 비밀

입력 2019-05-13 23:32
업데이트 2019-05-14 02:07
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900년 가까이 온갖 전란에도 굳건히 버티던 프랑스 노트르담 대성당에 지난달 15일 큰 화재가 났다. 인류의 소중한 문화유산이 소실되는 것을 뉴스로 접하면서 많은 사람들이 큰 슬픔에 잠겼다.

파리에 가 본 사람이라면 반드시 들렀을 노트르담 대성당은 서쪽에 매우 화려한 입구가 있다. 이 문으로 들어가면 스테인글라스 창들과 높은 천장이 있는 실내 분위기에 압도돼 기독교인뿐만 아니라 모든 사람이 성스러움을 느낄 수밖에 없는 공간이다. 그뿐만 아니라 건물을 둘러싸고 있는 고딕식 높은 첨탑들은 하늘을 향한 믿음의 표현으로 나타났다. 게다가 구석구석 작은 조각들은 스토리텔링의 매개체로서 멋진 역할을 하고 있다.

사실 노트르담 대성당에는 12세기 초 등장한 고딕 양식에 필요한 당시의 과학기술이 집대성되어 있다.

높다란 천장을 만들기 위해서는 벽을 높게 쌓아야 하는데 돌이나 벽돌로 높이려면 벽이 두꺼워질 수밖에 없다. 또 어둑한 실내에 빛이 들어오게 곳곳에 유리창을 만들다 보면 벽은 더 약해질 수밖에 없다. 쌓아 놓은 돌의 특성상 누르는 힘에는 강하지만 옆으로 밀리면 쉽게 무너진다. 이런 문제를 해결하기 위해서 ‘벽날개’라는 독특한 구조가 등장했다.
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남순건 경희대 물리학과 교수
남순건 경희대 물리학과 교수
초기 고딕 건축물에서는 벽이 옆으로 밀리는 것을 막기 위해 벽의 외부에 기둥을 덧댄 부벽을 만들어 구조를 튼튼하게 했다. 그러나 부벽을 만들다 보면 창문으로 들어오는 햇빛이 가로막히게 되어 스테인글라스의 효과가 떨어진다. 이를 보완하기 위해서 부벽을 건물의 벽으로부터 떨어지게 하면 된다. 이때 벽과 부벽들을 연결하는 공중에 있는 아치형 날개들로 벽을 버티게 한 것이다. 그리고 부벽 위에 뾰족한 탑들을 올려놓아 멋을 더한 것이다. 당시의 건축가들은 이러한 구조를 시행착오로 찾았을 것이고 아치형 날개의 모양도 현대 건축공학에서와 같이 정확한 수학계산에 의한 것이 아닌 많은 실패를 한 후에 쌓인 경험에 의해서 완성했을 것이다.

멋진 문화 유산을 감상할 때 흔히 놓치는 것이 이 같은 숨은 과학 기술들이다. 벽날개 공법으로 지어진 수많은 고딕 성당들은 르네상스 시대로 넘어가면서 15세기 초 브루넬레스키에 의해 완성된 피렌체 두오모 성당의 거대한 돔 구조로 바뀌게 된다. 역학적으로 안정된 돔 구조가 만들어 내는 웅장함은 이후에 계속돼 바티칸의 성베드로 성당이나 미국 국회의사당 건물에도 적용됐다.

20세기 초 도입된 철근 콘크리트 기법은 마천루를 가능하게 하고 인간의 삶의 행태를 완전히 바꾸어 놓았다. 현대 과학기술에서 사용되는 각종 수식과 기법들은 사실 인류의 오랜 경험의 집약체이다.

컴컴한 동굴 속에서 두려움에 떨던 인간이 중력을 이겨 내는 구조물을 만들고 나아가 원자의 세계를 이해하는 과정이 고스란히 담겨 있는 것이 수학식이다. 아마도 이런 지혜를 구비문학 방식으로 전달하려 한다면 적어도 수백년 동안 이야기해야 할 것이다. 집약된 지식의 전달 체계를 갖추어 자연을 극복한 인간의 노력이야말로 노트르담 대성당의 비밀의 일부라 할 수 있을 것이다.

그러나 이상하게도 한국 전통 건축을 이야기할 때는 숨어 있는 과학기술이 아닌 `장인 정신’만 강조된다. 누구에게나 객관화할 수 없는 기술이라면 그것은 비과학적이고 인류의 진정한 유산이 될 수 없을 것이다.
2019-05-14 29면

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