[사이언스칼럼]수학은 아름답다

  • 오피니언
  • 사이언스칼럼

[사이언스칼럼]수학은 아름답다

윤강준 국가수리과학연구소 산업수학전략연구부 박사

  • 승인 2020-07-23 15:04
  • 수정 2020-07-23 15:36
  • 신문게재 2020-07-24 18면
  • 임효인 기자임효인 기자
윤강준
윤강준 국가수리과학연구소 산업수학전략연구부 박사
수학은 증명이 논리적이고도 정확하고 엄밀하다. 그래서 수학의 증명은 아름답다. 우리는 아름다운 자연경관이나 음악을 보고 들을 때 벅찬 감동으로 다가올 때가 있다. 수학도 마찬가지로 그 증명의 완벽함을 이해했을 때 논리와 증명방법에 아름다움을 느끼고 감동을 받는다. 그런데 많은 사람은 이 주장에 의아해하고 또 동감하지 않을 수 있다. 하지만 누구라도 한 번쯤은 다른 사람의 도움 없이 스스로 문제를 풀고 그 답을 맞혔을 때 기쁨을 느낀 경험이 있을 것이다. 주어진 순금으로만 왕관을 만들었는지에 관한 문제를 해결하기 위해 골머리를 앓던 아르키메데스가 우연히 목욕을 하다가 물이 넘치는 것을 보고 물질마다 단위 질량당 물이 넘치는 양(부피)가 다른 것을 깨닫고 기쁜 나머지 '유레카'를 외치며 목욕탕을 뛰쳐나왔다는 이야기를 한 번쯤은 들어보았을 테다.

왜 우리는 수학을 통해 즐거움이나 재미를 느끼지 못하는 것일까? 이유는 간단하다. 재미나 즐거움을 느끼기 위해선 그 대상을 다룰 수 있어야만 한다. 문제를 풀기 위해선 문제가 무엇인지를 알아야 그 문제를 어떻게 풀지에 대해 고민하게 되고 그만큼 몰입하게 된다. 수학의 자질이자 효과 중의 하나는 몰입을 통한 문제 해결능력이다. 저자는 학창시절 하나의 문제를 풀기 위해서 밤을 꼬박 지새운 적이 많았다. 그 문제를 풀기까지는 다른 일들을 진행할 수가 없었으며 여러 조건의 숨겨진 의미를 파악하고 이를 이용해 해결에 다다랐을 때의 기쁨을 지금도 생생히 기억하고 있다. 조건이나 식의 의미가 무엇이고 이들을 어떻게 이용하는지를 몸으로 체득하면, 비록 한 문제를 풀었지만 하나를 통해서 열을 알게 된다. 문제의 해답에 궁금증의 해소와 더불어 그 과정에서 수학적 사고를 익히게 되는 것이다.



물은 흐르고, 겨울이 오면 눈이 내리고 봄이 오면 다시 녹으며, 바람이 불면 나뭇잎이 흔들리는 등 우리의 주위에서는 많은 것이 서로 작용하며 변화를 만들어 낸다. 그렇다면 왜 변화는 일어나는 것이며 그 변화의 정도를 어떻게 표현할까? 뉴턴은 이런 움직임(변화)에 대해 설명하고자 노력했으며 이를 위해서 움직임(속도)의 변화는 그 물체에 작용하는 힘(F)에 비례하며 물체의 질량(m)에 반비례함을 알았다. 그래서 그는 속도의 변화를 수학적으로 표현하기 위해서 미분이라는 새로운 개념을 만들었고, 속도의 변화를 속도의 미분인 가속도(a)로 나타내 움직임의 변화에 관한 운동법칙을 F=ma라는 식으로 표현했다. 변화를 미분이라는 수학적 개념으로 표기함으로써 우주선의 발사와 별들의 운행 등을 포함한 거의 모든 물리적 현상을 이렇게 간단하고도 명쾌하게 표현한 이 식은 얼마나 아름다운가!

수학에 대한 즐거움이나 재미를 느끼고 나아가 그 증명의 완벽함에서 오는 감동과 아름다움을 왜 많은 이들은 느끼지 못하고 나아가 동의조차하기 힘들까? 그 이유는 수학을 다루는 능력이나 경험이 부족하기 때문이다. 수학을 다루기 위해선 먼저 사용되는 개념이나 용어의 정의를 이해하고 기호의 사용방법을 알아야만 한다. 개념이나 용어의 의미를 모르고 또 여러 수학적 기호들을 사용하는 법을 모르는데 어떻게 이들을 이용해서 문제를 설명하고 해결할 수 있겠는가? 피카소는 자신의 생각을 그림으로 표현하기 위해서 수천 번 지루하고도 재미없는 습작작업을 반복하고 나서야 자기만의 미술세계를 개척했다. 그래서 수학을 배울 때 문제 풀이를 배우기에 앞서 수학을 구체적으로 다루는 법을 배워야 하는 이유가 여기에 있다. 추상적인 학문인 수학을 체득하기 위해선 먼저 수학을 구체적으로 다루고 사용할 줄 알아야만 한다. 이를 통해 세상을 바라보고 수학적으로 설명하는 것을 보면 완벽하게 흐르는 과정을 통해 얻어지는 기막힌 결론에 아름다움과 감동을 저절로 느끼게 될 것이다. '알면 보이고 보이면 느껴나니 그때 보이는 것은 예전과 다르리라!' 윤강준 국가수리과학연구소 산업수학전략연구부 박사



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

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 대전 죽동2지구 중학교 부지 삭제 논란… 주민들 "이해 어려워" 반발
  2. "중동發 에너지 위기 넘는다" 25일 0시부터 차량 5부제
  3. 불법증축 화재참사 안전공업, 대화동 공장에서도 불법구조물 의혹
  4. 안전공업 손주환 대표, 중대재해처벌법 혐의 입건…경찰 45명 조사 마쳐
  5. [세종시의원 후보군 릴레이 인터뷰] 18선거구 윤정민 "시민 삶 바꾸는 생활정치 실천"
  1. '멀티모달' 망각 문제 해결한 ETRI, '건망증 없는 AI' 원천 기술 개발
  2. 안전공업 2009년부터 화재신고 7건, 대부분 슬러지·분진 화재
  3. 천안 산불 진화작업에 투입된 헬기… 담수 과정 중 저수지로 추락
  4. 통합 무산 놓고 지선 전초전… 충남도의회 ‘책임론’ 포문열어
  5. 2026년 진잠향교 춘계 석전대제

헤드라인 뉴스


비닐·배달용기 가격 꿈틀…"장사 어쩌나" 자영업자 한숨

비닐·배달용기 가격 꿈틀…"장사 어쩌나" 자영업자 한숨

중동 정세 불안으로 나프타 공급이 원활하지 않자 포장 용기와 비닐봉지, 포장지 등 가격이 꿈틀대면서 자영업자들의 한숨이 깊어지고 있다. 특히 배달 관련 자영업자 등은 한 달 치 물량을 미리 확보하며 대응에 나서고 있지만, 품귀 현상이 일어날까 전전긍긍이다. 25일 대전 자영업자 등에 따르면 음식을 포장하는 배달 용기의 가격이 점차 상승하며 불안감이 커지고 있다. 가뜩이나 가파르게 오른 물가 탓에 원재료비와 공공요금, 월세 등이 부담으로 작용하고 있는 가운데, 용기와 이를 담는 비닐 가격까지 지속적으로 오르면서 어려움을 호소한다. 중..

"전국 중학 야구 최강을 가려라"…류현진배 야구대회 25일 서막
"전국 중학 야구 최강을 가려라"…류현진배 야구대회 25일 서막

전국 엘리트 중학교 야구팀의 최강을 가리는 '제1회 류현진배 중학야구대회'가 25일 대전한밭야구장에서 막을 올렸다. (재)류현진재단과 대전시체육회가 공동 주최하는 이번 대회는 한화 이글스 투수 류현진의 이름을 건 첫 야구대회로, 전국 엘리트 중학교 야구팀 28개 팀이 참가해 열기를 더하고 있다. 이날 개회식에는 류현진 이사장, 이장우 대전시장, 조원희 대전시의장, 김운장 대전시야구소프트볼협회장 등이 참석해 자리를 빛냈다. 한화 이글스 소속인 노시환, 문동주, 강백호, 정우주 등의 현역 프로선수들도 현장에서 중학교 야구팀 선수들을 응..

내포 KAIST 부설 영재학교 무산 위기… 정부 예산낭비 지적 불보듯
내포 KAIST 부설 영재학교 무산 위기… 정부 예산낭비 지적 불보듯

김태흠 충남지사가 역점사업으로 추진 중인 KAIST 부설 한국과학영재학교 건립이 무산될 위기에 놓였다. 현 정부가 학교 자체를 신설하기보다 기존의 일반학교를 영재학교로 전환해 운영하라는 입장을 고수하면서다. 25일 도에 따르면 현재 17개 시도 중 영재학교가 부재한 곳은 충남을 포함해 8곳이다. 이에 도는 충남혁신도시인 내포신도시에 KAIST 부설 한국과학영재학교 캠퍼스를 2028년까지 설립해 반도체·첨단 모빌리티 등 국가 전략기술의 핵심 인재를 양성하겠다는 계획을 세웠다. 도가 내포신도시에 영재학교 건립을 추진하는 이유는 현재 내..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 중동발 나프타 공급 불안에 종량제 봉투 수급부족 중동발 나프타 공급 불안에 종량제 봉투 수급부족

  • 고유가와 잇따른 축제 취소에 직격탄 맞은 관광업계 고유가와 잇따른 축제 취소에 직격탄 맞은 관광업계

  • 안전공업 화재사고 희생자를 향한 애도 물결 안전공업 화재사고 희생자를 향한 애도 물결

  • 2026년 진잠향교 춘계 석전대제 2026년 진잠향교 춘계 석전대제