[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. 천안법원, 공용주방 밥을 훔친 50대 남성 징역형
  2. 개원 44주년 맞은 순천향대천안병원, 발달장애 청년 합창단 초청 음악회 개최
  3. 천안도시공사, 업무 전문화에 따른 고문변호사 위촉… 신속하고 정확한 법률 자문
  4. 백석대, 2026년 청년 취업 지원 커넥트 유관기관 간담회
  5. 충남혁신센터, '모두의 창업 프로젝트' 참여자 모집
  1. 한국타이어, 봄맞이 타이어 할인 프로모션
  2. 민주당 대전시장 경선, 허태정·장철민 후보 결선 진출
  3. "검증된 실력 원팀 결집" VS "결선 토론회 수용해야"
  4. [오늘과내일] 이재명 시대
  5. [월요논단] CTX(충청권 광역급행철도) 출발역을 서대전역으로

헤드라인 뉴스


與 지방선거 충청경선 수퍼위크…뜨거워지는 금강벨트

與 지방선거 충청경선 수퍼위크…뜨거워지는 금강벨트

6·3 지방선거 더불어민주당 경선이 이번 주 슈퍼위크를 맞으며 뜨겁게 달아오를 전망이다. 충청권 수부 도시인 대전시장의 경우 허태정·장철민 후보가 결선에 돌입하고 행정수도와 AI 시대를 열어갈 세종시장과 충남지사는 본 경선 결과가 발표된다. 민주당은 이와 함께 충청권 4개 시도 가운데 충북지사 후보를 가장 먼저 확정하고 4년 전 금강벨트 참패를 설욕하기 위한 전투화 끈을 졸라매고 있다. 민주당에 따르면 전날 중앙당선관위는 대전시장 후보 경선 개표 결과를 발표했다. 이에 따르면 과반 득표자 없이 허태정 전 대전시장과 장철민 의원(대전..

李 “지방 재정 오히려 8.4조 늘어”…‘고유가 지원금’ 부담론 반박
李 “지방 재정 오히려 8.4조 늘어”…‘고유가 지원금’ 부담론 반박

이재명 대통령이 5일 '고유가 피해지원금'을 둘러싼 지방자치단체 재정 부담 논란에 대해 정면 반박에 나섰다. 일각에서 제기된 지방 재정 부담 증가 주장에 대해 실제로는 재정 여력이 오히려 확대된다는 점을 강조하며 논란 차단에 나선 모습이다. 이 대통령은 이날 엑스(X·옛 트위터)를 통해 국회예산정책처 보고서를 인용한 언론 보도를 언급하며 지원금 사업에 지방비가 20~30% 투입돼 재정 부담이 늘어난다는 주장은 사실과 다르다고 지적했다. 그는 "이번 추경에서 지방정부 재정 여력 보강을 위해 지방정부에 주는 돈(지방교부세)은 9.7조원..

중동전쟁 유가 상승 `도미노식 물가상승` 현실로?
중동전쟁 유가 상승 '도미노식 물가상승' 현실로?

중동 전쟁 장기화로 인한 유가 상승이 산업계 전반으로 확산되며 이른바 '도미노식 물가 상승'이 현실화되고 있다. 일각에서는 이러한 영향이 시차를 두고 반영되면서 하반기부터는 물가 상승에 대한 체감도가 더욱 커질 것이라는 전망이 나온다. 5일 한국석유공사 유가정보시스템 '오피넷'에 따르면 이날 오전 10시 기준 대전지역 평균 휘발유 가격은 리터당 1925.48원, 경유는 1910.82원으로 전날보다 각각 6.82원, 5.55원 상승했다. 지난달 27일 정부의 2차 석유 최고가격제 시행 이후 상승 폭이 점차 확대되면서, 불과 열흘 만에..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 벚꽃 활짝…대전에 봄 왔네 벚꽃 활짝…대전에 봄 왔네

  • 고유가에 운행 포기 속출 고유가에 운행 포기 속출

  • 대전 도심을 푸르게 대전 도심을 푸르게

  • 버스와 트램의 장점 살린 3칸 굴절차량 도심 주행 버스와 트램의 장점 살린 3칸 굴절차량 도심 주행