[강신철]아름다운 수학의 세계로 떠나는 '타임머신'

[강신철]아름다운 수학의 세계로 떠나는 '타임머신'

칸토어·피타고라스·아르키메데스 등 고대 천재수학자들의 고뇌 담아

  • 승인 2011-05-10 13:17
  • 신문게재 2011-05-11 12면
  • 강신철 백북스 공동운영위원장강신철 백북스 공동운영위원장
[백북스와 함께 읽는 책- 무한의 개념]

이 책의 저자 애머 악첼은 과학전문 저술가이자 수학자이다.
'신의 방정식', '페르마의 마지막 정리' 등 여러 권의 과학서적을 펴냈으며, 그의 저서들은 프랑스, 독일, 이탈리아, 중국, 스페인 등 전 세계에서 출간되었고, 우리나라에도 이 책들이 번역되어 출간되었다. 애머 악첼은 대학원에 다닐 때 친구가 보여준 무한수열 수식에 매료되었는데, 이때부터 실무한의 개념과 연속체 가설이라는 현대 수학의 기초를 맨 처음 제안한 칸토어의 생애에 관심을 갖기 시작해서 25년간 자료를 수집하여 이 책을 썼다고 한다.

저자가 이 책을 쓰게 된 동기는 물론 칸토어에서 시작되었지만, 고대로부터 무한의 개념이 어떻게 형성되어 왔고, 갈릴레오, 볼차노, 리만, 바이어슈트라스 등 칸토어 이전에 무한의 개념을 발전시켜온 유명한 수학자들의 생애와 업적을 자세하게 소개하고 있다.

칸토어 이전의 수학자들은 무한의 개념이 가상적으로만 존재한다고 하는 '가무한'의 개념에 머문데 비해, 칸토어는 무한의 개념을 수학적으로 그 크기를 비교하고 연산할 수 있는 '실무한'의 개념으로 바꾸어 놓음으로써 현대수학의 기초를 확립하게 되었다. 현대수학, 특히 해석학은 칸토어의 무한개념이 없이는 존재할 수 없다고 할 정도로 무한 개념이 중요한 위치를 차지하고 있다.

초기 무한의 개념은 철학자 제논의 '아킬레스와 거북'이라고 하는 패러독스가 가장 잘 알려져 있다. 고대인 가운데 가장 발이 빠른 아킬레스에 비하면 거북은 너무 느리기 때문에 얼마간 앞에서 출발한다. 거북이 처음 출발한 지점에 아킬레스가 도착할 무렵이면 거북은 얼마쯤 더 기어갔을 것이므로 발 빠른 아킬레스가 느린 거북을 결코 앞지를 수 없다는 것이 제논의 패러독스다. 제논 이전에도 피타고라스가 √2라고 하는 무리수를 발견하여 수의 무한 개념을 처음으로 구체화시켰다. 그 이후 에우독소스와 아르키메데스라는 학자들이 무한소 개념을 이용하여 넓이와 부피를 잼으로써 무한의 개념을 확장시켰다.

중세에 신학에서 신의 능력을 표현하기 위해 무한의 개념을 이용하기도 했지만, 실무한의 핵심 속성을 처음 생각해 낸 사람은 갈릴레오 갈릴레이였다. 갈릴레오는 원을 무한개의 변을 가진 다각형이라고 정의함으로써 무한의 개념에 다가섰고, 정수의 제곱수가 모든 정수와 일대일 대응한다는 것을 발견하여 무한집합의 핵심 속성을 발견하였다. 그 이후 체코의 성직자, 볼차노와 독일의 수학자 바이어슈트라스가 제한된 공간 내에서 무한수열은 극한점을 갖는다고 하는 볼차노-바이어슈트라스 속성을 발견하였는데, 해석학 분야에서는 매우 중요한 무한 개념이다. 이어서 독일의 수학자 베른하르트 리만이라고 하는 사람이 적분을 발견하여 무한의 개념을 확장시켰는데, 적분은 곡선에 둘러싸인 면적을 구하는 방법이다. 리만적분의 무한합이라고 하는 개념이 나중에 칸토어가 무한 연구를 하는 출발점이 된다.

흔히들 수학은 과학의 언어라는 말을 확대해서 수학자와 과학자를 동일시하는 오류를 범하는데, 엄밀히 말하면 수학과 과학은 전혀 별개의 영역이다. 과학은 실험과 관찰이 수반되어야 하는데 수학은 실험과 관찰이 없어도 얼마든지 상상력만으로도 가능하기 때문이다. 수학의 아름다움은 인간의 감각이나 인식능력으로 볼 수 없는 세계를 논리적 사고만으로 무한의 세계까지 들여다 볼 수 있다는 데 있는 것을 말한다.

우리나라의 수학교육이 학교성적이나 대학입시를 위해서 수학문제를 푸는 훈련만 시키다보니 정작 정신적 쾌감을 만끽할 수 있는 수학의 아름다운 세계로 들어가기도 전에 눈을 감아버리게 만드는 것은 아닌가 하는 생각이 든다. 많은 분들이 이 책을 읽고 칸토어라는 한 수학천재의 인생을 통해, 수학은 우리 삶에 직업 연관이 없다거나 그저 복잡하고 어려운 것이라는 막연한 고정관념에서 벗어나 인간이 느낄 수 있는 최고의 지적쾌감을 맛볼 수 있는 학문이라는 것을 깨닫게 되기를 바란다.

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

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 월평정수장 주변 용출수 수돗물 영향 확인… 4곳 모두 소독부산물 나왔다
  2. 학비노조 투쟁 예고에 대전 학교 급식 현장 긴장
  3. 대전 내일 올해 첫 30도… 당분간 초여름 더위 이어진다
  4. 충남교육감 예비후보 4명, 14일 후보자 등록 계획… 단일화 가능성 유지
  5. 월평정수장 유출현상 어디서 얼마나 파악될까… 배수지·정수 유출분 점검대상
  1. 대전교육감 선거 본격 정책 국면 돌입… 정책 연대, 외연 확장
  2. 월평정수장 유출에 긴급 안전점검 돌입…5년단위 정밀진단도 앞당길듯
  3. 배재대 국제처, 외국인 유학생 정주 여건 개선 공로 표창
  4. [목요광장] 급할수록 여유있게 운전하자
  5. "기름때 작업복도 안전관리 대상"… 산단기업 인식 전환 과제

헤드라인 뉴스


금강벨트 4개 시도지사 후보등록 직후부터 뜨거운 난타전

금강벨트 4개 시도지사 후보등록 직후부터 뜨거운 난타전

6·3 지방선거 공식 후보 등록 첫날인 14일, 충청권 광역단체장 4석이 걸린 금강벨트에서 여야 후보들이 일제히 등록을 마친 뒤 거세게 충돌했다. 각각 내란청산과 정권심판 프레임을 내 건 더불어민주당과 국민의힘 후보들이 충청 지방 권력 쟁탈 혈전에 돌입하면서 헤게모니 싸움을 시작한 것으로 풀이된다. 4년 전 4개 시도지사를 모두 내주며 참패한 여당은 설욕을 위해, 당시 대승을 거둔 제1야당은 수성을 위한 건곤일척 혈투가 본격화된 것이다. 각 시도 선거관리위원회에 따르면 대전, 세종, 충남, 충북 등 4개 시·도 광역단체장 후보들은..

[스승의날-대전교사 신문고] 명퇴·퇴직 희망 교사 절반 이상
[스승의날-대전교사 신문고] 명퇴·퇴직 희망 교사 절반 이상

교사들의 사기를 높이고 사회적 지위 향상을 위해 지정된 스승의 날이지만 정작 현장 교사들이 느끼는 감정은 차분하다 못해 냉소적이다. 악성민원이나 불합리한 제도로부터 스스로를 지키기 벅찬 교사들에게 더 이상 스승의 날은 교사로서 자긍심을 느끼는 날이 아니다. 중도일보가 스승의 날을 앞두고 실시한 긴급 설문조사 결과 교사 절반가량이 교사 생활에 만족하지 못하고 있으며 대다수가 교권침해를 경험했다. 명예퇴직을 고려하거나 당장 퇴직하고 싶은 교사도 응답자의 절반을 넘었다. 대전교사노조와 전국교직원노동조합(전교조) 대전지부의 협조를 통해 5..

코스피 8000선 턱밑…알테오젠, 코스닥 시총 1위 재탈환
코스피 8000선 턱밑…알테오젠, 코스닥 시총 1위 재탈환

코스피 지수가 연일 상승세를 이어가며 8000선 턱밑까지 다가섰다. 이와 함께 코스닥 시장에서는 대전 소재 바이오기업 알테오젠 이 8%대 급등세를 보이며 시가총액 2·3위인 에코프로비엠과 에코프로 를 제치고 시가총액 1위 자리를 되찾았다. 14일 한국거래소에 따르면 코스피는 전 거래일 대비 137.40포인트(1.75%) 올라 장 마감 기준 사상 최고치인 7981.41로 거래를 마쳤다. 장중에는 한때 7991.04까지 오르며 8000선 돌파를 시도하기도 했다. 코스피는 2월 25일 처음으로 6000포인트를 돌파한 뒤 이달 6일 약 두..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 전국동시 지방선거 대비 대테러 합동훈련 전국동시 지방선거 대비 대테러 합동훈련

  • 오늘은 내가 대전시의원…‘의정활동 체험 재미있어요’ 오늘은 내가 대전시의원…‘의정활동 체험 재미있어요’

  • ‘딸과 함께 후보자 등록’ ‘딸과 함께 후보자 등록’

  • 대전시장 후보 등록하는 허태정, 이장우, 강희린 대전시장 후보 등록하는 허태정, 이장우, 강희린