우물 바닥에 무거운 벽돌 양동이가 놓여 있다고 상상해 보세요. 두 손으로 잡고 끙끙거리며 똑바로 들어 올릴 수도 있어요. 아니면 조금 더 영리하게, 가운데에 홈이 파인 작고 둥근 영웅을 불러올 수도 있죠. 바로 도르래예요. 도르래가 벽돌을 더 가볍게 만들어 주지는 않아요. 하지만 우리가 얼마나 힘들게 일해야 하는지는 바꿔 줄 거예요.

도르래는 사실 가장자리에 오목한 홈이 파인 바퀴일 뿐이에요. 그래서 밧줄이 그 홈에 앉아 미끄러져 빠지지 않죠. 바퀴는 가운데를 지나는 핀 위에서 빙글빙글 돌아요. 기계는 그게 전부예요. 건전지도 없고, 톱니바퀴도 없고, 복잡한 것도 없어요. 그저 밧줄의 방향을 부드럽게 바꾸어 주는 바퀴 하나랍니다.

가장 쉬운 비법부터 시작해 봐요. 들보에 도르래 하나를 매달고 그 위로 밧줄을 걸어요. 이제 양동이를 위로 들어 올리는 대신, 밧줄을 아래로 잡아당기는 거예요. 그래도 양동이는 올라가요. 아직 힘을 아끼는 건 아니에요. 하지만 아래로 당기면 위로 힘겹게 끌어올리는 대신, 자기 몸무게와 튼튼한 다리 근육을 쓸 수 있답니다.

짐이 정말 더 가볍게 느껴지게 하려면 두 번째 도르래가 필요해요. 바로 여기서 마법이 시작되지요. 도르래 하나를 양동이 자체에 붙여서, 짐과 함께 올라가게 해요. 이제 밧줄은 양동이에 닿기만 하는 게 아니라, 양동이와 함께 둥글게 감겨 돌아요. 어떤 일이 일어나는지 보세요.

비밀은 바로 이거예요. 밧줄을 이렇게 감아 두면, 이제 밧줄 두 가닥이 나란히 양동이를 받치고 있어요. 두 친구가 소파를 함께 나르듯 무게를 나누어 드는 거죠. 한 가닥이 절반만 맡는 거예요. 그래서 양동이 무게가 10킬로그램이라면, 여러분은 5킬로그램만큼의 힘으로 당기면 돼요. 도르래가 일을 둘로 나누어 준 거랍니다.

하지만 세상은 공평해서, 공짜 점심을 그냥 내주지 않아요. 그 양동이를 1미터 들어 올리려면, 이제 손으로 밧줄 2미터를 당겨야 해요. 여러분은 거리를 내주고 쉬움을 얻은 거예요. 힘은 덜 들지만, 당겨야 할 밧줄은 더 길어지죠. 전체 일의 양은 같아요. 다만 힘을 나누어 써서 더 부드럽게 느껴지게 한 거랍니다.

더 쉽게 만들고 싶나요? 도르래를 더 넣고 밧줄을 그 사이로 앞뒤로 감아 보세요. 네 가닥이 무게를 나누면, 각 가닥은 4분의 1씩만 맡아요. 이렇게 도르래를 쌓아 만든 장치에는 멋진 이름이 있어요. 복합 도르래 장치예요. 선원들은 거대한 돛을 끌어올릴 때 이 장치를 썼고, 오늘날의 크레인도 팔로는 도저히 들 수 없는 무거운 것을 들어 올리기 위해 같은 생각을 이용한답니다.

그러니까 도르래는 무게를 속이지 않아요. 벽돌은 여전히 벽돌이죠. 도르래가 하는 일은 짐의 무게를 여러 가닥의 밧줄에 나누는 거예요. 그래서 한 번 당길 때마다 힘이 조금만 드는 것처럼 느껴져요. 대신 필요한 것은 인내심이에요. 더 많은 밧줄, 더 많은 당김, 같은 전체 일. 도르래가 주는 것은 새로운 힘이 아니에요. 이미 가진 힘을 더 똑똑하게 쓰는 방법이랍니다.

그리고 그 작고 둥근 영웅은 다음 짐을 기다리며 계속 빙글빙글 돌아요. 깃대, 창문 블라인드, 헬스장 기구, 돛단배, 우뚝 솟은 크레인까지, 모두 그 소박한 생각 하나 덕분에 들어 올릴 수 있답니다. 바퀴 하나, 홈 하나, 그리고 나누어 드는 법을 아는 밧줄 말이에요.