시간이란 무엇인가

시간이란 무엇인가

기초수학에서 우리가 물체를 인지하는데에는 1차원은 점들이 묶인 (직)선공간, 2차원은 선과 면으로 이루어진 (평)면공간, 3차원은 입체공간으로 정의한다. 우리가 고정된 물체를 인지하는 것도 통상 3차원의 입체공간에서 이루어진다.

그렇지만 물체가 변한다고 인지할 때에는 시간을 덧붙인다. 시간이란 특정 시각과 시각의 사이라고 정의하는데, 공간과 마찬가지로 특정시각의 범위를 지정하지 않으면 시간의 폭은 우주공간과 마찬가지로 무한하다. 또한 시간은 지금도 무한히 증가하고 있다. 정수처럼 늘어나는 시간을 표현하면 1차원의 선공간처럼 표기할 수 있을 것이다. 여기서 벡터와 스칼라까지 다룰 능력은 없으니 고대에 시간개념을 창조한 사람들의 생각을 가져오겠다.

낮과 밤, 그리고 하루의 탄생

시간이란 무한한 것이지만 시간을 활용하기 위해서는 시각이라는 개념이 필요하다. 선분의 길이를 재기 위해서는 시작점과 끝점이 필요한 것처럼 시간도 기준점이 필요한 것이다. 고대의 사람들에게는 정밀한 시각을 잴 수 있는 방법이 없었다. 그렇지만 태양계의 지구에서 이러한 역할을 하는 것이 있었다. 바로 태양과 달이다. (현대에는 지구가 자전하면서 생긴 현상임을 알지만) 태양은 동쪽으로 떠서 서쪽으로 졌다. 해가 뜬 시간은 낮이라고 하고 해가 진 시간은 밤이라고 지칭하며 사용했을 것이다. 이러한 낮과 밤이 반복되는 것을 하루라고 지칭하였을 가능성이 크다.

천문학의 탄생

그렇지만 낮과 밤, 하루라는 개념만으로는 정밀하지가 않았다. 분명 낮과 밤이라는 개념은 존재하지만 어떤 때에는 점점 낮이 길어지고, 또 어떤 때에는 밤이 길어졌던 것이다. 이에 따라 사람들은 자연스럼게 달에 주목했을 것이다. 밤하늘에서 달은 지구에서 가장 잘 보이는 별이고 희한하게 달은 모양이 바뀌었기 때문이다. 달의 모양이 바뀌는 데에는 29일, 어떤 때에는 30일이라고 측정했을 것이다. 또한 고대 사람들은 하늘의 회전 중심점에도 생각이 미쳤을 것이다. 고위도 지역일수록 날씨가 비슷해지는 시기의 하늘이 비슷하다는 것을 알았을 것이며, 또한 어떤 시기에는 낮과 밤의 길이가 일치한다는 것을 깨달았을 것이다. 이를 종합하여 고대 사람들은 시기가 반복되는 때를 1년으로 정하고 1년은 360일, 또한 달의 주기를 감안하여 1월을 30일로 정하였을 것이다. 또한 낮과 밤의 길이가 같아지는 날을 정하고 반대로 낮이 가장 긴 날과 밤이 가장 긴 날이 비슷한 간격으로 있는 것도 파았했을 것이다. 절기에서 가장 중요한 춘분, 추분, 하지와 동지가 그것이다.

하루의 분할

이러한 기초에서 하루보다 긴 시간을 나누는 기준 - 최초의 달력은 만들어졌을 것이다. 그러나 하루라는 개념은 길었고, 이를 나누기 위한 방안을 모색했을 것이다. 여기서 다시 태양으로 돌아간다. 태양은 빛을 비추고 빛을 비춘 사물에는 그림자가 만들어진다. 그런데 그림자는 태양이 가장 높게 떠 있는 시간에는 가장 작게 만들어지고, 해가 뜬 시각과 지는 시각에는 가장 길게 만들어졌다. 이에 착안해서 사람들은 해가 떠 있는 각도를 이용해서 ‘어림잡아’ 시간을 나눴을 것이다. 이제, 아까의 천문학과 결합하면… 해시계를 만들 수 있다. 어떤 물체의 춘분과 추분에서의 해가 가장 높이 뜬 시각에서의 그림자를 측정하고, 태양의 각도에 따라 생성된 그림자들을 나누면 시간이 정밀하게 나뉘었을 것이다. 고대 수학에서 1년과 마찬가지로 각도의 단위도 360이었기 때문에 해가 뜨고 지는 때는 180도, 해가 가장 높게 뜬 시각의 각도는 90도라는 것을 알았을 것이다. 마찬가지로 1년을 12월로 나누었기 때문에 시각을 12시간으로 나누었을 것이다. 고대 수학에서 각도의 2분할과 직각의 3분할이 가능했기 때문에 15도 단위로 나누는 것은 쉬운 일이었을 것이다. 이를 감안하면 춘분과 추분에서 아침 6시부터 저녁 6시까지 탄생할 수 있었다. 하지와 동지에서는 시각의 오차가 있었지만 춘분과 추분에서의 그림자 위치가 있었기 때문에 이를 보정할 방법이 필요했다.

시각의 분할

고대 수학에서는 손가락의 마디까지 활용한 60진법을 활용하고 있었기 때문에, 1시간은 60분으로 나누고 분도 다시 60초로 나누었을 거라 생각되지만, 이는 해시계를 보완할 목적으로 물시계를 만든 것과 관계가 깊을 것으로 추정된다. 아직 누가 1년을 360일로, 1일을 24시간으로, 1시간을 60분으로, 1분을 60초로 정한 것인지는 불명이지만 현존하는 최고(최고)의 해시계와 물시계가 기원전 시대의 것임을 고려한다면 선후관계는 개념정립 후 물시계가 만들어졌을 가능성이 높다. 개념정립 후 1시간에 3600방울이 떨어지도록 조정하고 해시계와 물시계가 같이 존재하는 것이 정확한 시각파악에 유용했을 것이다.