[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. 천안시, 읍면동 행복키움지원단 활동보고회 개최
  2. 천안법원, 편도 2차로 보행자 충격해 사망케 한 20대 남성 금고형
  3. ㈜거산케미칼, 천안지역 이웃돕기 성금 1000만원 후원
  4. 천안시의회 도심하천특별위원회, 활동경과보고서 최종 채택하며 활동 마무리
  5. ㈜지비스타일, 천안지역 취약계층 위해 내의 2000벌 기탁
  1. SGI서울보증 천안지점, 천안시에 사회복지시설 지원금 300만원 전달
  2. 천안의료원, 보건복지부 운영평가서 전반적 개선
  3. 재주식품, 천안지역 취약계층 위해 후원 물품 전달
  4. 한기대 온평원, '스텝 서비스 모니터링단' 해단식
  5. 백석대 서건우 교수·정다솔 학생, 충남 장애인 체육 표창 동시 수상

헤드라인 뉴스


대전충남통합 추진 동력 확보... 남은 과제도 산적

대전충남통합 추진 동력 확보... 남은 과제도 산적

대전·충남행정통합이 이재명 대통령의 긍정 발언으로 추진 동력을 확보한 가운데 공론화 등 과제 해결이 우선이다. 이재명 대통령은 5일 충남 천안시에 위치한 한국기술교육대학교에서 열린 타운홀미팅에서 대전·충남 행정통합에 사실상 힘을 실었다. 이 대통령은 "근본적으로는 수도권 일극 체제를 해소하는 지역균형발전이 필요하다"면서 충청권의 광역 협력 구조를 '5극 3특 체제' 구상과 연계하며 행정통합 필요성을 언급했다. 그러면서 "대전·충남의 행정통합은 바람직한 방향"이라고 말했다. 이 대통령의 발언으로 현재 국회에 제출돼 소관위원회에 회부된..

충청 여야, 내년 지방선거 앞 `주도권` 선점 경쟁 치열
충청 여야, 내년 지방선거 앞 '주도권' 선점 경쟁 치열

내년 지방선거가 6개월 앞으로 다가오면서 격전지인 충청을 잡으려는 여야의 주도권 경쟁이 치열하게 전개되고 있다. 대전·충청지역의 미래 어젠다 발굴과 대시민 여론전 등 내년 지선을 겨냥한 여야 정치권의 행보가 빨라지는 가운데 역대 선거마다 승자를 결정지었던 '금강벨트'의 표심이 어디로 향할지 주목된다. 여야 정치권에게 내년 6월 3일 치르는 제9회 전국동시지방선거의 의미는 남다르다. 이재명 대통령 당선 이후 1년 만에 치르는 첫 전국 단위 선거로서, 향후 국정 운영의 방향을 결정짓기 때문이다. 때문에 집권당인 더불어민주당은 정권 안정..

2026년 R&D 예산 확정… 과기연구노조 "연구개발 생태계 복원 마중물 되길"
2026년 R&D 예산 확정… 과기연구노조 "연구개발 생태계 복원 마중물 되길"

윤석열 정부가 무자비하게 삭감했던 국가 연구개발(R&D) 예산이 2026년 드디어 정상화된다. 예산 삭감으로 큰 타격을 입었던 연구 현장은 회복된 예산이 연구개발 생태계 복원에 제대로 쓰일 수 있도록 철저한 후속 조치가 필요하다고 당부했다. 국회는 이달 2일 본회의 의결을 통해 2026년도 예산안을 최종 확정했다. 정부 총 R&D 예산은 2025년 29조 6000억 원보다 19.9%, 5조 9000억 원 늘어난 35조 5000억 원이다. 정부 총지출 대비 4.9%가량을 차지하는 액수다. 윤석열 정부의 R&D 삭감 파동으로 2024년..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘충남의 마음을 듣다’ 참석한 이재명 대통령 ‘충남의 마음을 듣다’ 참석한 이재명 대통령

  • 2026학년도 수능 성적표 배부…지원 가능한 대학은? 2026학년도 수능 성적표 배부…지원 가능한 대학은?

  • ‘추울 땐 족욕이 딱’ ‘추울 땐 족욕이 딱’

  • 12·3 비상계엄 1년…‘내란세력들을 외환죄로 처벌하라’ 12·3 비상계엄 1년…‘내란세력들을 외환죄로 처벌하라’