조선시대 실학자 홍대용 ‘혼천시계’…260년만 되살아났다

입력2022.12.28. 오후 12:02

국립중앙과학관, 혼천시계 복원 성공

복원된 홍대용 혼천시계.[과기정통부 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 조선 후기 대표 실학자 홍대용이 만든 ‘혼천시계’가 260년만에 복원돼 공개된다.

과학기술정보통신부 국립중앙과학관은 조선 후기 천문시계인 ‘혼천시계(통천의)’의 복원에 성공했다고 28일 밝혔다.

혼천시계는 1438년 장영실의 ‘흠경각 옥루’ 발명 이래로 1669년 송이영의 혼천시계로 이어지는 조선 전통의 천문시계로 특히 홍대용 혼천시계(통천의)는 중앙 정부가 아닌 전라도 나주목의 지방관청을 중심으로 실학자들이 공동 개발한 천문시계다.

홍대용의 혼천시계는 천체의 운행을 통해 날짜와 시각을 알려주는 혼천의(渾天儀)에 추의 힘으로 작동하는 자명종을 연결하여 하나의 기계장치를 이루고 있다. 혼천의 안에 태양을 상징하는 태양진상(太陽眞象, 태양 모형)이 일 년의 절기와 하루의 시각을 알려주고, 달을 상징하는 태음진상(太陰眞象, 달 모형)이 음력 날짜를 알려준다.

윤용현 국립중앙과학관 한국과학기술사과장은 ‘조선후기 기계시계 장치 전시품 개발 연구’를 2년간 진행하여 21세기에 홍대용-나경적의 혼천시계를 재탄생시켰다.

혼천시계(통천의)는 홍대용의 저서를 통해 혼천의와 자명종의 제원과 천문현상에 맞는 수학적 특성이 서술됐으나, 문헌만으로 전체의 형태를 추정하는데 어려운 한계가 있었다. 연구진은 고려대학교박물관 및 서울대학교박물관의 자명종에 공통적으로 나타나는 동력발생의 특성을 분석하고, 숭실대학교 한국기독교박물관의 혼의 유물을 토대로 복원모델 설계와 작동모델 제작에 활용했다.

홍대용의 혼천시계는 자명종의 추력을 동력으로 사용하는데, 이는 1669년 제작된 송이영의 혼천시계를 계승 및 기계적 메커니즘을 한 단계 발전시킨 것으로 과학기술사적 가치가 뛰어난 천문시계다.

송이영의 혼천시계는 태양 모형에 연결한 실을 감아서 일 년간 태양의 운동(연주운동)을 구현하는데 비해, 홍대용 혼천시계는 몇 개의 톱니바퀴 세트를 활용하여 기계적인 회전력으로 태양 모형을 움직이게 한다. 또한 태양 모형의 구동법과 같은 톱니바퀴 세트를 이용하여 달 모형을 구동시킨다. 말하자면 회전력과 기어장치만으로 이 두 모형을 천체운동에 맞게 자동 운행시켰다.
 

복원된 홍대용 혼천시계 혼천의와 자명종.[과기정통부 제공]

복원 혼천시계의 혼천의 중심에는 당시의 세계지도를 나타내는 지평판(地平板)이 있는데, 국립중앙과학관이 소장하고 있는 10여 개의 조선후기 고지도에서 지평판의 모델인 ‘천하도’를 채용했다.

송이영의 혼천시계에서는 혼천의 중심에 지구의(地球儀)가 있지만 홍대용 혼천시계의 혼천의 중심에는 지평판이 있다. 지평판에는 시각환과 함께 앙부일구 지평환에서 볼 수 있는 절기와 신법지평일구에서 볼 수 있는 시각선이 함께 표시되어 있다.

이석래 국립중앙과학관 관장은 “조선후기 대표적인 기계식시계 과학문화재인 홍대용 혼천시계가 복원된 것은 국민들에게 자긍심 고취는 물론 세종대 자격루, 옥루 등의 과학문화재와 함께 해외전시를 통한 과학한류 확장에 크게 기여할 것”이라며 “국립중앙과학관 과학기술관에 복원 홍대용 혼천시계와 핵심 과학원리를 국민들이 체험할 수 있도록 체험 전시품을 만들어, 현재 복원되어 실험 중에 있는 자격루의 동력 전달 장치인 주전(籌箭) 전시품과 함께 내년 봄부터 전시할 예정“이라고 밝혔다.
 

구본혁 nbgkoo@heraldcorp.com