입간측영(?竿測影)을 통해 만들어지는 각도기 기원에 관한 연구 - 선생님, 각도기는 어떻게 만들어졌나요? -

초록

본 연구는 학생들이 “선생님 각도기는 어떻게 만들어졌나요? 왜 직각이 100°가 아니고 90°입니까?”라고 질문을 받았을 때 각도기 기원에 관한 자신 없는 답변에서 시작되었다. 현재 학계에서는 각도기의 기원에 관해서는 365일 지구의 공전에서 360° 각도기가 나왔다는 설과 바빌로니아의 60진법에서 유래되었다는 설 등이 있다. 본 연구자는 ‘각도기 180°는 자연계에서 만들어졌고, 태양의 일주운동 및 공전과 관계가 깊을 것으로 생각한다’. 본 연구에서는 고대인들이 “그림자 관측 즉, 입간측영을 통해 달력 및 해시계를 만드는 과정 속에서 각도기가 만들어졌다.”라는 가설을 실험을 통해 세우게 되었고, 직접 검증해 보았다. 각도기의 기원을 알아보기 위해 관측 실험과 천문 자료 수집을 통해 알아보았다. 넓은 대지에 기둥을 세우고 주변에 동지 남중 기준으로 원을 그리면 자연계에서 입간측영을 통해 각도기를 만들 수 있음을 알게 되었다. 또한, 미국 해양대기국 데이터 수집 분석을 통해, 각도기는 북반구 동절기(추분∼동지∼춘분) 180일 동안 아침, 저녁으로 태양의 일주운동 결과를 동지 기준으로 반원에 나타낸 것이 각도기라는 결과를 얻어낼 수 있었다. 북반구 동절기 자연계에서 만들어지는 각도기는 현재 쓰고 있는 각도기와 매우 흡사한 형태를 갖고 있다. 매일 매일 아침, 저녁으로 그림자의 위치가 하루에 약 1°(0.98∼1.02)씩 움직이므로 180칸으로 나누어짐을 다양한 통계를 통해 확인할 수 있었다. 관측 위치는 적도 인근에서 관측한 것으로 설계하였으나, 적도식으로 각도기를 적도면과 평행하게 세워 설계하면 지구 어디에서나 같은 값을 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 현재 사용 중인 180° 각도기와 유사한 각도기를 자연계에서 만들 수 있음을 입증해 내는 성과가 있었다고 생각한다. 현재의 360° 각도기는 입간측영 180° 각도기를 오랜 세월 동안 보완하여 오늘날의 360°에 이르렀을 것이라는 결론에 도달하게 되었다. 앞으로 현대 물리학과 천문학 전공자와 연계하여 각도기가 만들어진 과정을 보다 깊이 있게 토론하고 연구할 필요가 있다고 생각한다.