[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. 대전 둔산·송촌 선도지구 공모 마감…과열 경쟁 속 심사 결과 촉각
  2. 대중교통 힘든 대덕연구단지 기관들도 차량 2부제 "유연·재택 활성화해야"
  3. 경부고속철도 선형 개량 공사에 한남대, 국가철도공단 수년째 마찰
  4. [춘하추동]상식인 듯 아닌 얘기들
  5. 與 충남지사 양승조-박수현 세종시장 이춘희-조상호 결선行
  1. 8일부터 공공기관 2부제·공영주차장 5부제 시행
  2. 안전공업 참사, 화재경보기 누가 껐나 '스위치 4개 OFF'
  3. 유가족에게 쫓겨나는 안전공업 대표
  4. 학령인구 감소 속 이공계 대학원생 늘었다… 전문가 "일자리 점검 필요"
  5. 세이브더칠드런 중부지역본부, 대전 지역 아동 지원 위한 Localisation 본격 추진

헤드라인 뉴스


대통령 공약 `국립치의학연구원` 결국 공모로… 충남 국회의원 뭐했나?

대통령 공약 '국립치의학연구원' 결국 공모로… 충남 국회의원 뭐했나?

20·21대 대통령 충남지역 공약으로 포함된 국립치의학연구원 천안 설립이 결국 공모로 진행되는 분위기다. 정은경 보건복지부 장관이 지난해 10월 대통령 주재로 열린 대구 타운홀미팅에서 공모 추진을 공식화하면서다. 지역 내에선 도와 지역 의원이 설립근거를 마련한 국가연구시설임에도 불구하고 타 지역에 빼앗길 수 있다는 불안감이 증폭되고 있다. 이런 상황에 여당 소속 천안지역 국회의원 모두 별다른 저항 없이 받아들이는 모양새라 비판을 피하긴 어려워 보인다. 현재 국립치의학연구원(이하 연구원) 설립의 필요성을 주장하고 있는 광역지자체는 충..

베이커리 카페·주차장 가업상속공제 제외... 대전서도 혜택 제외 많아지나
베이커리 카페·주차장 가업상속공제 제외... 대전서도 혜택 제외 많아지나

최근 대전과 근교에서 제빵시설을 갖추지 않은 채 우후죽순 들어선 대형 베이커리 카페와 비교적 설치가 간단하고 단순 유지만으로 운영할 수 있는 자가 사설 주차장은 앞으로 공제 혜택을 받지 못하게 됐다. 이재명 대통령이 지난 1월부터 대형 카페나 기업형 베이커리가 상속과 증여 과정에서 편법으로 활용되고 있는지 점검하라는 지시 이후 최근 열린 국무회의에서도 잇단 지적에 정부가 칼을 빼든 것이다. 빵을 만들지 않는 베이커리는 적용 대상에서 제외되고, 가업 경영 인정 기간도 더 늘어날 전망이다. 7일 정부 등에 따르면 이재명 대통령은 전날..

충청권 상장기업, 중동 전쟁 여파에 시총 31조 8191억 원 증발
충청권 상장기업, 중동 전쟁 여파에 시총 31조 8191억 원 증발

미국과 이란 전쟁 여파로 대외 불확실성이 확대되면서 충청권 상장사의 성장세도 크게 흔들리는 모습이다. 특히 기계·장비 업종과 금융업의 약세가 두드러지며, 이들 상장사의 시가총액은 한 달 사이 31조 8191억 원 감소했다. 한국거래소 대전혁신성장센터가 7일 발표한 '대전·충청지역 상장사 증시 동향'에 따르면 2026년 3월 충청권 상장법인의 시가총액은 187조 5043억 원으로 전월(219조 3234억 원)보다 14.5% 감소했다. 이 기간 대전과 세종, 충남지역의 시총은 12.5%, 충북은 17.9%의 하락률을 보였다. 대전·세종..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 8일부터 공공기관 2부제·공영주차장 5부제 시행 8일부터 공공기관 2부제·공영주차장 5부제 시행

  • 유가족에게 쫓겨나는 안전공업 대표 유가족에게 쫓겨나는 안전공업 대표

  • 중동전쟁 장기화에 요소비료 수급 불안 중동전쟁 장기화에 요소비료 수급 불안

  • 꿈돌이 선거택시 대전 도심 달린다 꿈돌이 선거택시 대전 도심 달린다