고대의 물시계 클렙시드라

우리는 최초의 시간측정은 해와 달의 관측 그리고 별들의 움직임을 정밀하게 관측한 천문시계가 있었다는 것을 알 수 있었다. 이집트의 제 1왕조의 태양력에 의한 12개월과 태양력을 만들기 위한 36개의 대칸 별들[Decan stars]에 관한 기록은 아멘호테프 3세[Amenhotep III 기원전 1415 - 1380] 시대에 만들어진 클렙시드라[Clepsydra 카르나크(Karnak)사원 의 물시계 기원전 1400년] 의 조각을 보면 고대의 천문학의 수준을 알 수 있다.

클렙시드라에는 상형문자가 상하 3칸으로 배열되어 있으며 가장 윗칸은 행성들이 신들의 모습으로 묘사되어 조각되어 있으며 배를 타고있는 신들은 토성, 목성, 시리우스, 오리온 신들이다. 그 중간에는 이집트인들이 가장 중요하게 생각했으며 1년을 36주로 나누는데 기준별로 사용한 36개의 데칸 별들[Decan stars]이 시각표시용으로 묘사되어 있다.

[그림 1] 카르나크 신전에서 발견된 클렙시드라에 묘사된 행선신들과 데칸별들을 상세하게 허버트 체틀리(Herbert Chatley)가 복원한 것이다. 런던 과학박물관에 보관되어 있으며 story of time에서 발취하여 필자가 해상도를 수정하였다.

아래 칸에는 1년 12개월의 달력과 관련된 신들이 묘사되어 있으며 달과 달 사이에는 파라오를 위한 기도문이 그려져 있다, 또한 상형문자는 균등한 간격을 유지하면서 정시만을 나타내고 있다.

[그림 2] 클렙시드라의 파편이다. 허버트 체틀리의 복원도 하단 좌측의 일부분임을 알 수 있다.

물시계는 여러 종류가 있지만 고대의 물시계는 유출식(流出式)과 유입식(流入式) 두 가지로 형태로 구분되는데 유출식은 항아리에 뚫린 작은 구멍을 통해서 물이 밖으로 흘러 나가게 한다. 그러므로 항아리에 있었던 물은 일정하게 수위가 낮아지게 되고 일정하게 표시된 간격은 남아있는 수위에 의하여 시각을 표시하게 된다.

유입식 클렙시드라는 일정하게 물이 항아리 안으로 흘러 들어오게 하여 점점 높아지는 수위를 시간의 측정으로 사용하였다. 이집트의 천문학자들은 36개의 데칸 별들이 자오선(子午線)을 통과하는 순간을 놓치지 않기 위하여 클렙시드라를 표준시계로 사용하였을 것이다. 또한 클렙시드라의 정시만 나타내는 단점을 다양한 시간 눈금을 이용하여 물의 흐름을 측정하는 기준을 유동적으로 이용하기도 하여 정시법만 나타내는 클렙시드라의 단점을 해결하였다.

그러나 기원전 600 - 500년에 사용되었던 바빌로니아인들이 기록한 점토 판의 기록을 보면 우리는 고대의 과학자들의 현면한 사고에 감탄하게된다. 바빌로니아인들은 짧은 여름밤에는 클렙시드라 안의 수량을 줄이고 밤이 긴 겨울밤에는 클렙시드라 안에 더 많은 수량을 채우는 방법으로 해결하였다. 바빌로니아인들은 일몰(日沒)에서 일출(日出)까지 멈추지 않고 작동하여야하는 물시계가 필요하였으며 부정시 시대에 정확한 시간을 측정하기 위하여 클렙시드라의 수량을 계절마다 각각 다르게 제시하는 기록을 남기고 있다.

그리고 바빌로니아인들은 클렙시드라를 '디브디브[dibdibbu]' 라고 불렀다.

그러면 이들 고대인들은 어떤 방법으로 천문을 관측하였으며 36개의 데칸 별들의 자오선 통과를 어떤 방법으로 측정하여 시간을 측정하는데 기준이 되게 하였을까?

의문이 아닐 수 없다. 현대와 같이 정밀한 관측기구가 있을 리는 없었으며, 또한 그들에게는 천문을 관측하는데 가장 필요한 망원경이 없었을 것이기 때문이다. 망원경은 1609년 네덜란드에서 발명되었으며 1610년 갈릴레오 갈릴레이에 의하여 갈릴레이식 망원경[Galilean telescope]이 만들어 졌다. 따라서 망원경이 만들어진지 3000년 전의 물시계 클렙시드라에 조각된 36개의 데칸 별들의 발견과 4500년 전의 이집트의 태양력 또한 36개의 데칸 별들에 의하여 만들어 졌으니. 고대인들의 천문학의 수준과 그들이 어떤 방법으로 달력과 시간(時間)을 완성하였는지 궁금할 뿐이다.

[그림 3] 고대 이집트의 에드푸[Edfu]신전 시간 책임자 콘시르디스[Khonsirdis]의 아들 베스[Bes]가 사용했던 메르케트다.

여기서 분명하게 짚고 넘어가야 할 사실이 있다. 그것은 고대의 이집트인들이 최초의 시간측정기구를 만들었다는 증거가 메르케드와 바이라는 것이다. 이 두 개의 유물은 시준 장치와 척도를 결합하여 측량기구와 천체 관측용으로 사용되었으며 자오의[子午儀 Transit instrument]를 겸할 수 있는 인류 최초의 과학기구라는 것이다.

[그림 4] 기원전 663-525년 실존했던 신전의 사제 호르[Hor]가 사용했던 바이[Bay]. 오른쪽에 항성시를 관측하기 위하여 눈에 대는 갈라진 틈이 보인다.

그러므로 메르케트와 바이는 야간에 시간을 측정하는데 사용된 고대의 시계임을 알 수 있는 증거라 할 수 있다. 이 두 유물 중 메르케트는 상아로 만들어 졌으며 바이는 야자나무잎으로 만들어 졌는데 두 개가 한조로 이루어져 두 명의 사제가 자오선(子午線)을 따라 남북을 잇는 선상에 앉아서 시간을 측정하였다.

주임사제인 호르[Priest Hor]는 축제가 시작되기 전 남쪽에 않아서 바이[bay]의 갈라진 틈을 눈에다 대고 북쪽을 바라다보았을 것이다. 이때에 그의 조수인 보조사제는 자오선 북쪽에 서서 메르케트를 들고 있으면 메르케트에서 곧장 떨어진 다림줄을 기준으로 하여 어느 한 개의 데칸 별이 자오선을 통과하는 항성시(恒星時)를 확인할 수 있었을 것이다.

이때 호르는 크게 외쳤을 것이다. "축제의 시간이다." 그는 마음속으로 다음과 같이 말하였다.

이 말은 고대 이집트 유물 메르케트에 새겨져 2600년이 지난 오늘에도 베를린 박물관에서 현대인들을 향해 말하고 있다.

해시계가 인류 최초의 시계라고 말들을 하지만 필자는 그렇지 않다고 자부한다. 디오게네스 라이르티우스[Diogenes Laertius]는 [저명한 철학자들의 생애]라는 저서를 통하여 말하고 있다. 최초의 해시계는 아낙시만드로스(기원전 611-546년)에 의하여 만들어 졌으며 아낙시만드로스[Anaximander]에 의하여 시표(時表)가 최초로 만들어 졌음은 증명되고 있다.

[그림 5] 1669년 바로크[Baroque] 시대에 제작된 현존하는 도메니코 마르티넬리[Domenico Martinelli]의 탁상용 클렙시드라. 하나만 남아있다.