[사이언스칼럼]수학, '틀리지 않음'의 미학

  • 오피니언
  • 사이언스칼럼

[사이언스칼럼]수학, '틀리지 않음'의 미학

윤강준 국가수리과학연구소 산업수학전략연구부장

  • 승인 2020-05-28 11:19
  • 수정 2020-05-28 14:09
  • 신문게재 2020-05-29 18면
  • 임효인 기자임효인 기자
2020040201000256700007651
윤강준 국가수리과학연구소 산업수학전략연구부장
'수학' 하면 우리는 먼저 복잡하고 어려운 계산을 떠올리고 또 문제를 풀기 위해선 복잡한 공식을 외워야 하는 어려운 학문이라고 여긴다. 그래서 초중등 교육과정에서 많은 학생이 수학을 포기하며 그나마 나머지 학생들은 수학을 잘하기 위해서 학원이나 과외에 의지해 수학교육이 항상 사교육 문제의 핵심 골칫거리가 됐으며 수학의 기능은 대입 수능에서 실력 있는 학생을 구별하는 변별력을 주는 것 외에는 딱히 떠올려지지 않는다.

수학이 계산과 밀접한 관련이 있는 건 맞지만 계산이 수학의 전부는 아니며 정작 수학은 논리적으로 사고하는 방식이고 그 행위다. 여기서 논리적 사고라는 것은 주어진 상황에서 '틀리지 않는 결론'을 얻어내는 것이며 틀리지 않음은 전개과정에 모순이 없다는 뜻이다. 이러한 논리적 사고력을 배양하기 위해서 수학을 배우는 것이며 이런 논리적 사고력은 현재 인공지능이 주도하는 지능정보화시대에 주어진 상황에서 최적의 해법을 얻어내는 핵심역량이다.

그러면 '논리적으로 사고한다'의 의미는 무엇일까? 논리적 또는 수학적 사고란 모순없이 주장들을 전개해 나가며 그 과정에서 얻어진 결론은 옳다고 여기며 전개과정 중에 모순이 발생하면 주장이 틀렸다고 결론을 내리는 것을 뜻한다. 이에 대한 이해를 돕기 위해 다음의 예를 가지고 설명하고자 한다.

한 변의 길이가 1인 정사각형에 대해서 그 대각선의 길이 χ는 피타고라스의 정리에 의해서 χ²=2을 만족하며 그 수를 √2로 나타내며 이 수는 무리수다. 이 주장이 중요한 이유는 피타고라스 이전까진 그리스에서는 모든 수는 유리수라고 믿었기 때문이다. 이런 이유로 필자는 수학의 발전과정에서 피타고라스 정리를 수학의 가장 위대한 순간 중의 하나로 여기고 있다.

이제 χ²=2를 만족하는 수 χ(χ=√2)는 무리수임을 수학적 사고를 통해 증명해 보자. 이 주장에는 χ²=2와 무리수라는 개념이 있다. χ²=2의 정의는 'χ라는 수를 두 번 거듭 곱하면 2'고 무리수의 정의는 유리수가 아닌 수다. 그러면 유리수의 정의 또한 살펴봐야 하는데 양의 실수 χ가 χ=q/p로 표현할 수 있는 자연수 p, q가 존재하면 χ를 유리수라고 정의한다. 따라서 √2가 무리수임을 증명한다는 의미는 √2가 유리수가 아님을 증명한다는 것이다. 모든 수는 유리수거나 유리수가 아니기에 √2가 유리수라면 √2=q/p을 성립시키며 1 이외의 약수를 공유하지 않는 자연수 p, q가 존재한다. 양변을 p로 곱해 (p√2=q), 그 양변을 제곱하면 2p²=q²다. 따라서 q²은 2의 배수가 돼 짝수다. 그런데 짝수 곱하기 짝수는 짝수, 홀수 곱하기 홀수는 홀수이기에 2의 배수인 q²는 짝수고 따라서 또한 2의 배수인 짝수며, 따라서 q=2k인 자연수 k가 존재한다. 이를 2p²=q²에 대입하면 이 2p²=4k²이되며 양변을 2로 나누면 p²=2k²을 얻는다. 같은 논리를 적용하면 p 또한 짝수여야만 하며 결국 p, q는 모두 짝수가 돼 2로 나누어지므로 p, q가 1보다 큰 약수를 공유하지 않는다는 것에 모순이다. 따라서 √2가 유리수라는 주장은 틀렸으며 √2는 무리수라고 결론지을 수 있다. 이런 일련의 과정을 수학적 사고라 한다. 이러한 관점으로 수학문제의 풀이나 증명을 보면 수학이 다시 보일 것이며 생활 속에서 틀리지 않게 생각을 이어가려고 노력하다보면 수학의 의미를 새삼 깨닫게 될 것이다.

또한 논리적 사고에는 역으로 문제에 내재된 모순을 이용해 상황을 해결하는 경우도 있다.플라톤이 소크라테스에게 '당신은 거짓말쟁이다'라고 하자 소크라테스는 '당신 말이 맞다'라고 했다. 이때, 소크라테스는 거짓말쟁일까, 아닐까? 독자 여러분이 맞춰 보길 바란다. 윤강준 국가수리과학연구소 산업수학전략연구부장

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 대전특수영상영화제, 'DFX OTT어워즈' 대전의 가을 밤을 빛내다
  2. 이 대통령 "행정수도 건설. 최대한 신속하게 완성하겠다"
  3. "세종·서울 이(二) 수도 체제" 대통령 선언에 일제히 환영
  4. 대전신용보증재단 신임 이사장에 전용석 전 농민신문사 전무
  5. 둔산1구역, 2차 선도지구 재도전 시동… 주민대표단 구성 승인 신청
  1. "시민이 주체로" 21일 금강수목원 재개장 맞이 프로그램
  2. 교단에 선 산울학교 교장… 초·중 경계 허문 '수업 나눔'
  3. 조성칠 "대전발전 목표 향해 힘차게 나아갈 것"
  4. 길배수 트라이포드건설 대표, 대전시체육회에 발전 기금 500만원 기탁
  5. [날씨]18일 오후부터 차차 맑아져…주말 대체로 맑음

헤드라인 뉴스


세종시, 테크노파크 특감 착수… `용역 비리` 파헤친다

세종시, 테크노파크 특감 착수… '용역 비리' 파헤친다

<속보>=세종테크노파크(이하 세종TP)의 '자율주행 관제센터 보수·관리 용역' 비리 의혹과 관련, 세종시가 21일 특정 감사에 착수한다. <중도일보 2026년 9월 17일자 4면 보도> 김효숙(어진·나성동) 세종시의회 경제문화위원장이 16일 해당 용역의 특정 업체 특혜 의혹과 불법 하도급 정황, 불필요한 예산 집행 등 의혹을 제기하고, 집행부를 상대로 진상 규명을 요구한 데 따른 조치로 다가온다. 이와 함께 세종TP도 17일부터 자체 특정감사에 착수한 것으로 알려지면서, 내부 감사 시스템을 통해 관련 의혹의 실체를 규명하고 문제를..

대전오월드서 만나는 `달빛 호랑이`…추석 특별 이벤트
대전오월드서 만나는 '달빛 호랑이'…추석 특별 이벤트

대전오월드가 추석 연휴를 맞아 온 가족이 함께 즐길 수 있는 특별 이벤트 '달빛 호랑이 이야기'를 9월 24일부터 27일까지 4일간 운영한다. 이번 행사는 신비로운 '달빛 호랑이'를 테마로 전래동화와 한가위 정서를 접목한 참여형 콘텐츠로 구성됐다. 전래동화 이야기를 찾아 미션을 수행하는 '달빛 호랑이의 수수께끼'를 비롯해 민속놀이를 즐기는 '달빛 한가위 놀이마당', 가족사진을 남길 수 있는 '한가위 사진관' 등을 운영한다. 또 한복을 입은 호랑이 캐릭터 '달호'가 오월드 곳곳에서 방문객들과 만나 랜덤 게임과 미니 선물 증정 이벤트를..

"세종·서울 이(二) 수도 체제" 대통령 선언에 일제히 환영
"세종·서울 이(二) 수도 체제" 대통령 선언에 일제히 환영

이재명 대통령이 세종을 행정수도, 서울을 경제수도로 하는 이(二)수도 체제를 선언하자 지역사회에서 환영 입장이 쏟아지고 있다. 최근 법무부와 성평등가족부 등 미이전 공공기관의 세종 이전을 공식화한 데 이어 이 대통령의 언급까지 더해지면서 행정수도 완성에 대한 의지가 뚜렷해졌다는 평가다. 이 대통령은 18일 청와대 영빈관에서 기자회견을 열고 "수도권 과밀 해소와 국토 균형 발전을 위해 오랫동안 추진해온 행정수도 건설을 최대한 신속하게 완성하겠다"며 "뉴욕과 워싱턴처럼 경제수도 서울, 행정수도 세종의 경제·행정 이수도 시대를 열겠다"고..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘사랑의 송편 나눔’…명절 꾸러미 한가득 ‘사랑의 송편 나눔’…명절 꾸러미 한가득

  • 대전 동부소방서, 추석 앞 화재안전 점검 대전 동부소방서, 추석 앞 화재안전 점검

  • ‘대한민국의 情을 보냅니다’ ‘대한민국의 情을 보냅니다’

  • 경영악화로 폐업하는 대전서남부터미널 경영악화로 폐업하는 대전서남부터미널