우리는 학교에서 배운 대로 첨성대가 '천문관측소'라고 알고 있지만, 어떻게 첨성대에서 하늘을 관측했을지 그 크기와 모양에 따른 의문이 무수히 제기되어 온 것도 사실이다. 이 책은 첨성대에 대한 그러한 모든 의문과 논의들을 총정리한다. 옛 문헌에 등장하는 첨성대의 역사 기록을 살펴보고, 실측도와 복원도를 실어 첨성대의 얼개와 기울기 등 건축을 하나하나 탐구하면서 풀리지 않는 의문과 여러 주장들을 '이야기'로 풀어본다.

우연이라고 하기엔 너무나 정확하게 맞아떨어지는 첨성대의 수학적 의미에도 주목해본다. 저자는 한 발 더 나아가, 첨성대의 건축학적 의문들에 답할 수 있는 건축 방법과, 밤과 낮 길이의 변화와 첨성대 입면곡선의 관계라는 건축학적 가설을 '새로운 이야기'로 제기하고 있다.
놀랄 만큼 부족한 첨성대에 대한 문헌 기록
옛 문헌 속에서는 첨성대를 어떻게 규정하고 있는가?

첨성대에 대한 현존하는 역사기록 중 가장 오래된 것은 고려시대에 발간된 <삼국유사>가 있지만, 첨성대가 지어진 지 600여 년이 지난 후에야 나타나는 “별기에 이르기를 이 왕대에 돌을 다듬어 첨성대를 쌓았다고 한다”라는 짧디짧은 내용일 뿐이다. 이후 조선시대의 <세종실록지리지>와 <신증동국여지승람>, <동사강목>에도 기록이 있지만 그 또한 짧은 것은 마찬가지이며, 첨성대가 지어진 지 800여 년에서 1,100여 년이나 지난 기록이다. 그렇기에 첨성대에 대해 고대 천문관측소라는 주장 외에도, 상설 관측소는 아니지만 특별한 때에만 관측소로 사용했다거나, 천문관측소의 상징물로 지어진 건축물이라거나, 수미산을 본떠 만든 건축물이라는 등의 이견이 존재해 왔다. 이 책은 이러한 이견들을 열린 관점으로 객관화하여 정리해 보여준다.

첨성대의 곡선미에 숨어 있는 피타고라스의 정리
수(數)로 이루어진 첨성대와 신비로운 상징성

또한 이 책은 첨성대의 기울기와 변형을 연구하기 위한 중요한 자료로서 실측도와 복원도를 실어 그 얼개를 살펴보고자 하였다. 또한 첨성대의 수학적 상징성으로서 돌의 숫자 그리고 비율에 나타난 피타고라스의 정리를 주목한다. 중국 고대의 수리천문학서 『주비산경』에는 피타고라스 정리의 중국식 버전이라고 할 수 있는 ‘현도(弦圖)’가 등장하는데, 당시 신라인들이 적어도 중국에서 전파된 『주비산경』을 통하여 그 정리를 통달할 수 있는 여건이 조성되었을 가능성은 충분히 고려될 수 있겠다. 이와 같은 첨성대의 수학적 의미론적 상징성은 첨성대의 아름다운 자태에 더하여 신비로움마저 느끼게 하는 근원이라고 할 수 있다.

첨성대의 일곱 가지 건축학적 수수께끼
첨성대는 흙을 이용한 방법으로 건축되었는가?

이 책은 첨성대에 대해 그간 제기된 의문과 이견들을 총정리하면서, 이에 더해 건축학적 의문점 일곱 가지를 새로이 제기하고 있다. 기단과 남창구가 가리키는 방향 사이의 차이, 원통형몸통 각 단 평면의 불완전한 동그라미, 이웃하는 단과 단 사이의 어긋남, 원통형몸통의 기울기와 편심거리, 수평·수직 줄눈의 가지런한 정렬상태와 섬세하게 다듬어진 외부 표면, 내부채움흙의 존재, 상부 정자석과 기단 그리고 남창구가 가리키는 방향의 차이가 그것이다.
이 의문들에 대한 연구 답변으로서 저자는 첨성대의 건립에 흙을 이용한 방법이 쓰였을 가능성을 제시한다. 즉 기단부를 설치한 후 내/외부에 흙을 쌓아 다지는 방법으로 석재를 위로 밀어 올려 첨성대를 짓는데, 제20단 위로는 외부에만 흙을 쌓고, 지은 후 외부 흙을 제거하며, 내부채움흙은 제12단까지 제거하여 건축을 완성했을 것이라는 가설이다.

처음부터 계획적으로 의도된 건축인가? 아니면 우연의 산물인가?
첨성대의 입면곡선, 그리고 신라시대 밤·낮의 길이와의 상관관계를 살피다

또한 저자는 첨성대 입면곡선의 곡률이 천체의 운동에 따라 결정되는 낮의 길이 또는 밤의 길이의 연중 변화 추이로부터 만들어질 수 있다는 이야기에 착목한다. 이러한 곡선은 우연한 결과물일 수도 있지만, 수학적으로 유의미한 수치라고 보는 편이 더 합리적일 것이라고 열린 결말로 마무리한다. 저자는 한쪽 의견으로 단정적인 결론을 내리기보다는 많은 의문과 연구를 ‘이야기’로 다루며, 독자들의 관심과 후속 연구를 기대하고 있다.


본문 중에서

『세종실록지리지』는 (…) ？？삼국유사？？의 기록을 뼈대 삼아 기록 당시 눈으로 관찰하고 측량한 바를 단순히 추가했을 것이라고 미루어 짐작할 수도 있겠다. 이런 추측을 뒷받침하듯 『삼국유사』에서와 마찬가지로 첨성대의 기능이나 건립 목적에 대한 이야기는 일절 찾아볼 수 없다. (…) 첨성대의 건립 연도로 기록된 당 태종 정관 7년 계사년은 서기 633년으로 선덕왕 2년에 해당한다. 첨성대 건립 후 807∼822년이 지나기까지 구체적인 건립 연도에 대하여 아무런 언급이 없다가 느닷없이 『세종실록지리지』에 기록된 것으로 보아 정확한 건립 연도는 분명하지 않은 듯하다. 이는 1197∼1212년 고려 무신정권 때 있던 일을 지금 2019년에 기록한 것과 다름없기 때문이다.
- 28쪽, ‘1부 1장_ 옛 문헌 속의 첨성대’ 중에서

홍사준의 실측이 의미가 있는 것은 현장답사와 실측을 수행한 것에 그치지 않고 역사상 최초로 그 결과를 도면화하고 기록으로 남겼다는 것이다. (…) 여기서 홍사준은 자신이 수행한 첨성대 실측의 목적을 “학계의 연구자료로 활용되도록 하고 아울러 장래 불의의 사태에 대비하는 것”이라고 분명히 밝히며 실측도와 복원도를 첨부하였다. 이런 바람대로 홍사준의 실측도면은 이후 수행된 첨성대에 대한 대부분의 연구 및 복원？보수 작업의 발판이 되었다고 할 수 있다. (…) 따라서 일반적으로 ‘실측도면’이라 함은 홍사준이 작성한 실측도면 또는 그 사본을 일컫는다고 하겠다.
- 38쪽, ‘1부 2장_ 첨성대 실측자료’ 중에서

원통형몸통 제1단부터 제27단까지 내부공간을 두르며 몸통을 구성하는 돌의 수는 각 단에 놓인 돌의 수를 모두 합하여 362개가 된다. 이는 각 단에 평균 13.4개의 돌이 놓인 셈이 된다. 여기에 남창구 양 옆의 문설주 2개, 제26단의 정자석 위에 올린 판석 1개가 추가되어 원통형몸통을 이루고 있다. 이로써 원통형몸통을 이루는 돌의 개수를 모두 합하면, 27개 단의 몸통에서 362개, 문설주 2개, 판석 1개로 신기하게도 1년의 날수에 해당하는 365개가 된다. 여기서 원통형몸통을 이루는 돌의 개수에 제19, 20, 25, 26단의 내부 정자석 8개는 포함시키지 않았는데, 이는 내부 정자석이 원통형몸통 자체를 직접적으로 구성하기보다는 몸통 속을 통하여 오르내리는 수단을 제공하는 보조재나 구조적 안정을 제공하는 보강재의 역할을 한다고 생각하여 원통형몸통을 구성하는 돌의 개수로는 고려하지 않았기 때문이다.
- 76~77쪽, ‘1부 3장_ 첨성대의 얼개’ 중에서

첨성대 입면의 아름다운 비선형 곡선은 원통형몸통의 제1단으로부터 제27단에 이르기까지 다양한 지름의 단을 적절하게 배치하여 만들어졌다. (…) 원통형몸통 제1단에 대한 제27단의 지름의 비는 대략 3 : 5이고 첨성대 전체 높이에 대한 기단의 대각선 길이의 비는 4 : 5이다. 이들 비의 구성요소는 다름 아닌 3 : 4 : 5 직각삼각형의 밑변 : 높이 : 빗변의 비를 사용한 것이 되고, 3 : 5와 4 : 5는 그 사인과 코사인 값이 된다. 이는 첨성대에서 피타고라스 정리가 사용된 또 하나의 사례라고 할 수 있겠다. (…) 이들 비율은 앞서 언급한 ？？주비산경？？의 현도(弦圖)에 예시된 비율이기도 하기에 1,400여 년 전에 지어졌다는 이유만으로 첨성대의 건립에 그 비율이 사용되었을 가능성마저 무시할 수는 없는 일이다.
- 88쪽, ‘1부 4장_ 수(數)로 이루어진 첨성대와 그 상징성’ 중에서

첫째, (…) 첨성대가 세워진 위치는 해발 40∼50m 정도의 저지대인 경주이고 그것도 왕궁과 사찰이 근접해 있어 일반적으로 보기에 천문대가 세워지기에 적절한 위치라고 할 수 없다. 둘째, (…) 이 정도 높이에 올랐다고 하여 하늘의 별과 달을 얼마나 더 잘 관찰할 수 있을지 의구심이 든다. 셋째, 첨성대의 유일한 출입구인 남창구까지의 높이가 지표면으로부터 4.16m이고, 정사각형으로 뚫린 입구 한 변의 치수는 910mm이다. 빈 속을 통하여 오르내리며 천문을 관측하려면 먼저 4.16m를 올라야 하고, 그 높이에서 몸을 숙여 가로 세로 각각 910mm인 출입구로 기어 들어간 후 다시 원통형몸통의 속에서 꼭대기로 올라가야 한다. 매일 밤 지속적으로 천문을 관찰하기에 절대로 적절하지 않은 접근 경로임에 틀림없다.
- 102~103쪽, ‘1부 5장_ 다양한 이야기’ 중에서

수수께끼 1: 첨성대의 기단 면 중앙과 남창구 중앙의 방위각이 서로 간에 3°의 차이를 보이는데 이에 대한 이유가 분명하지 않다. 이런 차이가 의도적인 것이 아니었다면 어쩌면 그런 차이가 날 수밖에 없는 상황이었는지도 모른다.
⇒ 하나의 가능한 시나리오로는 남창구를 조성할 무렵 어떤 이유에서인지 그 방위의 기준이 될 기단부를 볼 수 없기 때문에 발생한 오차일 수도 있다.
- 155쪽, ‘2부 6장_ 새로운 이야기 하나 ― 첨성대가 던지는 수수께끼’ 중에서

여러 수학모델이 예측하는 낮의 길이의 변화추이는 애초에 낮의 길이를 어떻게 정의하느냐에 따라, 즉 해 뜨는 시각과 해 지는 시각에 대한 정의, 황혼에 대한 정의 및 이의 포함 여부에 따라 상당한 차이를 보이는 경우도 있었지만, 낮의 길이를 무차원화한 이후의 변화추이는 수정계수로 보정하기 전과 후에 관계없이 서로 간에 차이가 거의 없어 보이는 점에 주목할 필요가 있다. (…) 따라서 설사 첨성대 건립 당시 신라에서 통용되던 낮의 길이에 대한 인식이 현재의 것과 상당히 다를지라도 낮의 길이를 무차원화하는 이상 그 변화추이에는 그리 문제 될 것이 없다고 할 수 있다. 그러므로 낮의 길이의 변화추이와 원통형몸통의 입면곡률 간에 앞서 보인 그래프로 추론한 바와 같은 상관관계는 관찰된 사실이자 신뢰할 만한 것이라고 하겠다.
- 191~193쪽, ‘2부 7장_ 새로운 이야기 둘 ― 첨성대에 새겨진 밤과 낮 길이의 변화’ 중에서

머리말

1부_ 이야기의 시작
1장_ 옛 문헌 속의 첨성대
2장_ 첨성대 실측자료―실측도 및 복원도
3장_ 첨성대의 얼개
4장_ 수(數)로 이루어진 첨성대와 그 상징성
5장_ 다양한 이야기

2부_ 새로운 이야기
6장_ 새로운 이야기 하나―첨성대가 던지는 수수께끼
7장_ 새로운 이야기 둘―첨성대에 새겨진 밤과 낮 길이의 변화

3부_ 이야기의 끝―또 다른 이야기의 시작\t

부록
용어설명
참고문헌