한낮의 태양이 거대한 도서관 건물의 창문을 통해 작렬하며, 대리석 바닥 위에 황금빛 사각형을 드리우고 있었다. 그 빛 아래, 페르게의 아폴로니우스가 수정 구슬 위에 몸을 숙인 채 앉아 있었다.

알렉산드리아에서 아폴로니우스가 유리를 통해 빛을 굴절시킨 날

한 그리스 수학자가 뉴턴보다 수 세기 앞서 광학의 법칙을 엿본 방법

페르게의 아폴로니우스는 유리를 통과하는 빛의 굴절에 대한 수학적 원리를 탐구하며, 2,000년이나 앞서 렌즈 이론을 거의 발명할 뻔했다.

한낮의 태양이 거대한 도서관 건물의 창문을 통해 작렬하며, 대리석 바닥 위에 황금빛 사각형을 드리우고 있었다. 그 빛 아래, 페르게의 아폴로니우스가 수정 구슬 위에 몸을 숙인 채 앉아 있었다. 기원전 230년경, 알렉산드리아의 늦여름이었다. 이미 원뿔 곡선에 관한 논문으로 기하학에 혁명을 일으킨 이 수학자는 동료들이 기이하게 여기는 집착에 빠져 있었다—곡면을 가진 투명한 물체를 통과할 때 빛이 어떻게 행동하는가.

아폴로니우스는 수정 구슬을 눈과 파피루스 두루마리 사이에 들어 올려, 글자들이 일그러지고 확대되는 것을 관찰했다. 그는 무언가 불안한 사실을 발견했다—빛은 특정 물질을 만나면 단순한 직선으로 이동하지 않았다. 빛은 휘어졌다. 비틀렸다. 아직 아무도 기록하지 못한 법칙에 따라 움직였다.

그리스인들은 이 현상을 '아나클라시스'—굴절—라고 불렀지만, 이를 수학적으로 이해하는 것은 유클리드조차 이루지 못한 일이었다. 유클리드의 『광학』은 반사의 기하학을 확립했으나, 굴절하는 빛의 문턱 앞에서 멈춰 섰다. 모든 원뿔 곡선—타원, 포물선, 쌍곡선—이 단순히 원뿔을 다르게 자른 단면에 불과하다는 것을 증명한 승리의 열기가 채 식기도 전에, 아폴로니우스는 다른 이들이 놓친 연결고리를 보았다.

그는 물을 채운 유리 반구로 실험을 시작했고, 빛이 들어가는 지점과 나오는 지점을 표시했다. 수 세기 후 아랍어 번역본으로 일부만 전해지게 될 그의 기록에는, 곡면을 통과하는 광선이 특정 지점에서 수렴한다고 묘사되어 있었다—오늘날 우리가 초점이라고 부르는 것이다. 그는 본질적으로, 갈릴레오가 목성의 위성에 렌즈를 들이대기 2천 년 전에 렌즈의 수학을 기술하고 있었던 것이다.

💡 아폴로니우스의 잃어버린 '불타는 거울' 논문은 아르키메데스가 거울로 로마 함선에 불을 질렀다는 전설에 영향을 주었을 가능성이 있다—이 이야기는 두 수학자가 세상을 떠난 후에 등장했다.