남의 하늘을 빌려 쓰지 않겠다 — 칠정산, 조선이 계산을 자기 손에 옮긴 사건

달력은 종이가 아니다. 해와 달과 다섯 행성이 언제 어디에 있을지를 계산해 낸 결과물이다. 계산을 남이 해 주면 달력도 남의 것이 된다. 문제는 그 계산이 ‘어디에서 하늘을 보느냐’에 따라 답이 달라진다는 데 있었다. 15세기 조선이 부딪힌 것은 자존심이 아니라, 정확히 이 기술적 사실이었다.

핵심 요약

• 역법(曆法)은 달력 제작이 아니라 해·달·행성의 운행을 계산해 절기와 일식·월식을 예측하는 천문 계산 체계이며, 농사·행정·의례의 기반이었다.
• 다른 지역 기준으로 만든 역법을 그대로 쓰면 위도와 경도 차이만큼 일출·일몰 시각과 절기, 특히 일식 예보 시각이 어긋난다.
• 세종 대에 한양을 기준으로 계산을 다시 맞춘 『칠정산』 내편·외편이 편찬됐다. 내편은 중국계, 외편은 이슬람계 역법 체계를 각각 바탕으로 삼은 것으로 알려져 있다.
• 이를 위해 혼천의·간의 같은 관측 기기와 축적된 관측 자료가 먼저 필요했다. 계산은 관측 없이는 갱신되지 않는다.
• 핵심은 새 이론을 세운 것이 아니라 계산 능력 자체를 자국에 둔 것이다. 다만 그 성취의 크기를 현대 기준으로 재는 데는 한계가 있다.

역법은 달력이 아니라 계산 체계다

오늘날 달력은 규칙이 고정된 표에 가깝지만, 전근대의 역법은 그렇지 않았다. 태양의 겉보기 운동에서 24절기의 시각을 뽑아내고, 달의 삭망 주기로 한 달의 크기와 윤달을 정하며, 다섯 행성의 위치를 추산하고, 일식과 월식이 언제 어느 정도로 일어날지를 미리 계산해야 했다. 『칠정산』의 ‘칠정(七政)’이 바로 해·달과 수성·금성·화성·목성·토성 일곱을 가리킨다.

이 계산은 실용의 문제였다. 파종과 수확, 세금과 부역, 국가 의례의 날짜가 모두 여기에 걸려 있었다. 동시에 정치의 문제이기도 했다. 동아시아의 오랜 관념에서 하늘의 질서를 읽고 백성에게 때를 알려 주는 일은 통치자의 책무였고, 역법을 반포하는 권한은 황제의 것이었다. 조선은 대외적으로 명의 역(曆)을 받들었다. 그런 조건에서 자국 기준의 계산을 따로 갖추는 일은 기술 사업인 동시에 미묘한 정치 행위였다.

문제의 핵심은 ‘어디서 보느냐’였다

천문 계산에는 반드시 기준 지점이 들어간다. 관측지의 위도가 다르면 태양의 남중 고도가 달라지고, 그에 따라 낮과 밤의 길이, 해 뜨고 지는 시각이 달라진다. 경도가 다르면 같은 순간이라도 그 지역의 시각 자체가 다르다.

절기는 태양이 황도상의 특정 지점을 지나는 순간으로 정의되므로 어디서 보든 물리적 순간은 같지만, 그 순간을 몇 시 몇 각으로 적을 것인가는 기준 지점마다 달라진다. 절기가 자정을 사이에 두고 걸치면 날짜 자체가 하루 밀리고, 그 여파로 윤달의 배치까지 달라질 수 있다.

가장 심각한 것은 일식이었다. 일식은 달그림자가 지구 표면의 좁은 띠를 훑고 지나가는 현상이라, 관측지에 따라 시작·최대·종료 시각은 물론 가려지는 정도까지 다르다. 다른 곳 기준의 예보를 그대로 쓰면 시각도 식분도 어긋난다. 남의 계산을 빌려 쓰는 한, 이 오차는 원리적으로 없앨 수 없었다.

먼저 관측 기기부터 — 계산은 관측 위에 선다

세종 대의 천문 사업은 계산서를 짓는 일에서 시작하지 않았다. 먼저 재는 도구를 만들었다. 『세종실록』에는 경복궁에 간의대를 세우고 여러 천문 기기를 제작했다는 기록이 남아 있다. 천구 전체의 운행을 재현하는 혼천의, 천체의 위치를 각도로 측정하는 간의와 이를 줄인 소간의, 해 그림자로 절기와 시각을 재는 규표, 해시계인 앙부일구, 물시계인 자격루, 밤에 별로 시각을 정하는 일성정시의 등이 함께 언급된다.

이 목록은 단순한 발명품 나열이 아니다. 각도를 재는 기기, 시각을 재는 기기, 그리고 그 둘을 이어 주는 기준점이 한 세트로 갖춰졌다는 뜻이다. 천체의 위치는 ‘언제’와 ‘어느 방향’이 함께 기록되어야 자료가 된다. 한양의 위도를 정하려면 북극 고도를 실측해야 하고, 그 값이 있어야 시각 계산의 기준이 선다. 기기 제작과 관측 자료 축적, 그리고 계산의 갱신은 하나의 사슬이다. 어느 한 고리만으로는 역법이 서지 않는다.

『칠정산』 내편과 외편

그 사슬의 끝에 놓인 것이 『칠정산』이다. 두 계열로 편찬된 것으로 알려져 있다.

• 내편은 원의 수시력(授時曆) 계통, 그리고 그것을 이은 명의 대통력(大統曆) 체계를 바탕으로, 계산의 기준을 한양에 맞춰 다시 정리한 것으로 전한다.
• 외편은 이슬람 천문학 계통의 역법, 이른바 회회력(回回曆) 체계를 바탕으로 삼은 것으로 알려져 있다. 원을 거쳐 동아시아에 전해진 이슬람권의 천문표와 계산법이 그 뿌리다.

두 계열을 함께 둔 이유를 두고는 해석이 갈린다. 계산 방식이 다른 두 체계를 나란히 운용하며 서로 검산했다고 보는 견해도 있고, 일식 계산처럼 특정 문제에서 외편 계열이 더 잘 맞았기 때문이라는 설명도 있다. 다만 두 체계가 각각 어느 대목에서 어떻게 쓰였는지에 대한 세부는 연구자마다 기술이 다르므로, 단정적으로 옮기기보다 유보해 두는 편이 정확하다.

분명한 것은 이 작업의 성격이다. 조선이 새로운 천문 이론을 발명한 것이 아니다. 이미 존재하던 두 계열의 정교한 계산 체계를 이해하고, 해체하고, 한양이라는 기준으로 다시 조립할 수 있게 된 것이다. 남이 만든 알고리즘을 그대로 실행하는 단계에서, 그 알고리즘의 매개변수를 자기 조건에 맞게 다시 잡을 수 있는 단계로 넘어간 것에 가깝다.

일식 예보가 왜 그렇게 중요했나

일식은 전근대 동아시아에서 단순한 천문 현상이 아니었다. 하늘이 통치에 보내는 경고로 읽혔고, 조정은 일식이 예보되면 임금이 소복을 입고 절차에 따라 의례를 행하는 구식례(救蝕禮)를 치렀다. 여기서 결정적인 것은 예보 시각이었다. 의례는 식이 시작되는 시각에 맞춰 준비되어야 했다.

예보가 틀리면 어떻게 되는가. 조정 전체가 하늘을 올려다보며 오지 않는 일식을 기다리거나, 준비가 끝나기 전에 해가 이미 이지러진다. 하늘의 뜻을 읽는다고 표방한 국가가 하늘의 시각표를 맞히지 못하는 장면이 공개적으로 연출되는 것이다. 예보 오차로 담당 관원이 문책을 받았다는 이야기가 여러 형태로 전하는데, 세부 정황은 후대의 윤색이 섞였을 가능성이 있어 그대로 옮기기는 조심스럽다. 다만 예보 정확도가 국가의 체면과 직결되는 사안이었다는 사실 자체는 여러 기록에서 확인된다. 역법 정비에 왕이 직접 자원을 투입한 동기도 여기에 있었다.

받아 쓰는 것과 계산할 수 있는 것

공학사의 관점에서 『칠정산』이 흥미로운 지점은 결과물의 정밀도보다 능력의 위치다. 완성된 달력을 받아 쓰는 나라와, 계산 절차를 이해하고 자기 기준으로 다시 돌릴 수 있는 나라는 다른 상태에 있다.

차이는 조건이 바뀔 때 드러난다. 관측이 쌓여 오차가 보이면, 후자는 매개변수를 조정하고 절차를 손볼 수 있지만 전자는 다음 달력이 올 때까지 기다릴 수밖에 없다. 계산의 근거를 아는 쪽만이 자기 예보의 오차를 스스로 진단할 수 있다. 오늘날 기술 자립 논의에서 ‘결과를 사 오는 것’과 ‘만드는 능력을 갖는 것’을 구분하는 감각과 통하는 대목이다. 물론 이 유비는 조심스럽게 다뤄야 한다. 15세기 조선의 역법 사업은 국가 의례와 통치 정당성이라는 지금과는 전혀 다른 동기 위에 서 있었고, 현대의 산업 경쟁과 같은 층위에서 이야기할 수는 없다.

쟁점과 한계

『칠정산』을 다룰 때 조심해야 할 지점이 몇 가지 있다.

• ‘독자 역법’이라는 표현의 범위. 칠정산은 무에서 만든 이론 체계가 아니라, 기존 두 계열의 역법을 한양 기준으로 재조정하고 정리한 성격이 강하다. ‘자국 기준의 계산을 확보했다’는 서술이 ‘독자적 천문학 이론을 세웠다’로 번져서는 곤란하다.
• 정확도를 현대 기준으로 평가하기 어렵다. 당시의 예보가 현대의 역계산과 얼마나 맞았는지를 따지려면 사료에 적힌 시각의 정의, 시간 단위, 기준 자오선, 관측 조건을 모두 복원해야 한다. 그 복원 자체에 가정이 들어가므로, 오차 수치는 연구마다 달라질 수 있다.
• 사료 해석의 차이. 편찬 시기, 참여자의 역할 분담, 내편과 외편의 실제 운용 방식에 대해서는 기술이 엇갈리는 부분이 있다. 실록의 단편적 기록과 후대 문헌을 어떻게 배열하느냐에 따라 그림이 달라진다.
• 비교의 유혹. 같은 시기 다른 지역의 천문학과 우열을 겨루는 서술은 대개 성립하지 않는다. 각 지역의 역법은 서로 다른 관측 전통과 제도적 필요 위에서 발전했고, 하나의 척도로 줄 세우기 어렵다.

기준점을 옮긴다는 것

『칠정산』의 핵심을 한 문장으로 줄이면 이렇다. 계산의 기준점을 남의 도읍에서 자기 도읍으로 옮겼다. 화려한 발명은 아니다. 그러나 기준점을 옮기려면 그 계산이 왜 그렇게 되어 있는지를 전부 이해해야 하고, 이해하려면 직접 재 본 자료가 있어야 한다. 기기를 만들고, 하늘을 재고, 자료를 쌓고, 계산을 다시 짜는 이 순서는 지금의 어떤 기술 축적 과정과도 크게 다르지 않다. 15세기의 하늘을 통해 우리가 보는 것은 결국 그 순서다.

참고: 이 글은 『세종실록』 등에 전하는 조선 전기 천문 사업 기록과 『칠정산』에 관한 국내 학계의 일반적 서술을 정리한 것이다. 편찬 경위와 내편·외편의 계보, 정확도 평가에 관해서는 연구자에 따라 기술과 해석에 차이가 있다. 본문의 도해는 이해를 돕기 위한 모식도이며 실측 도면이 아니다.

썸네일 사진: Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0).

작성 · Timonology 편집팀 — 한국 전통 과학·공학 유산을 현대 공학의 언어로 해설합니다. 복원·추정이 갈리는 사안은 단정하지 않고 학설을 함께 적습니다.