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공식의 아름다움 - 원자폭탄에서 비트코인까지 세상을 바꾼 절대 공식
양자학파 지음, 김지혜 옮김, 강미경 감수 / 미디어숲 / 2021년 11월
평점 :



[출판사로부터 도서 협찬을 받았고 본인의 주관적인 견해에 의하여 작성함]
원자폭탄에서 비트코인까지 세상을 바꾼 절대 공식
이 책은 인류에게 가장 보편적이고 가장 진지하며 가장 실용적인 공식 23개를 소개한다. 문명은 수학을 낳고 수학은 문명을 움직인다. 수학과 문명은 서로 상생 관계이다. 공식은 지혜로움으로 가득하고 심지어 아름답기까지 하다. 수학 공식하면 무엇이 떠오르나? 피타고라스 정리? 질량 에너지 방정식? 수학과 관련된 일을 하거나 공부를 지속하지 않다면 그 많던 공식들은 다 잊고 생각나는 것은 손에 꼽을 듯 하다. 그렇다면 그 많은 공식들은 왜 머릿속에서 사라져 버린 것일까? 수학공부 중 가장 게으른 방식은 중간 과정을 무시하고 최종적으로 정리된 수학공식만을 암기하는 것으로, 공식을 외우고 나면 관련된 문제를 모두 풀 수 있을 것 같지만 이는 매우 큰 착각이다. 정확한 이해가 되지 못한 상태에서 공식 암기만으로 해결할 수 있는 문제는 그리 많지 않다. <공식의 아름다움>은 공식을 알려주는 것을 목표로 하지 않고 그 공식이 왜 세상에 나왔고 무엇을 바꿨는 지 이야기를 통해 공식의 중요성을 설명한다.
얼마 전 2020년 국가수준 학업성취도평가 결과가 발표 되었다. 코로나19로 등교 수업이 차질을 빚은 지난해 중·고등학생의 ‘수포자’(수학을 포기한 학생) 비율이 13%를 돌파한 것으로 나타났다. 더 넓게 보자면 현재 중학생의 30%, 고등학생의 60% 이상 수포자로 살아간다. 이들은 수학을 포기함으로써 진로와 진학에 많은 애로사항이 있음에도 결코 수학을 정복하거나 극복하려고 하지 않는다. 이들이 느끼는 수학은 딱딱하고 어렵고 난해하며 학문으로써의 가치를 느끼지 못하기 때문이다. 수단과 방법을 가리지 않고 주입과 암기와 물량으로 수학을 잘하게 만들겠다는 잘못된 의도로 대부분의 수학을 싫어하지 않았던 아이들을 수학 기피자 수학 포기자 수학 증오자로 만들어내는 거꾸로 가는 수학 교육을 이제는 시급히 바로잡아야 한다.
피타고라스(Pythagoras)는 고대 그리스의 저명한 철학자, 수학자, 천문학자로 역사사 처음으로 수학을 체계화한 사람이다. 직각삼각형에서 직각을 낀 두 변의 길이를 각각 a, b라 하고, 빗변의 길이를 c라 하면 a2+b2=c2이 성립한다. 피타고라스는 '만물은 수이다'를 맹신하였다. 여기서 수는 유리수이다. 그는 우주 만물은 모두 유리수에 의해 통치되어야 한다고 생각했고 이는 피타고라스학파들이 굳게 믿고 의심치 않는 진리로 여겼다. 그러나 피타고라스의 정리는 결국 그를 스스로의 무덤에 빠지게 만들었다. 피타고라스는 '만물은 수이다'를 맹신하였다. 여기서 수는 유리수이다. 그는 우주 만물은 모두 유리수에 의해 통치되어야 한다고 생각했고 이는 피타고라스학파들이 굳게 믿고 의심치 않았다. 기원전 500여 년 전, 피타고라스 정리는 인류가 발견한 최초의 정리이자 부정 방정식이다. 비록 피타고라스 정리에서 유도된 수 √2는 '만물은 수이다'의 진리를 어긴 수로 기억되지만 기초수학에서 가장 중요한 과정인 기하학 체계를 만드는 데 기여한 셈이다.
책속에는 피타고라스 정리를 비롯해 페르마 정리, 뉴턴-라이프니츠 공식, 만유인력, 오일러 공식, 갈루아 이론, 위험한 리만 가설, 엔트로피 증가의 법칙, 맥스웰 방정식, 질량 에너지 방정식, 슈뢰딩거 방정식, 디랙 방정식, 양-밀스 이론이 나와있다. 며칠 전 종방한 MBC 드라마 ‘검은 태양’에서 국내 최대 포털 검색 엔진 사장은 자신의 기밀 문서를 블록체인에 담긴 채 언론사에 공유한다. 자신에게 확신을 줄 때 비밀번호를 공유하겠다는 것이다. 왜 그는 자신의 기밀 문서를 블록체인에 담았을까? 그것은 암호를 풀 방법이 없기 때문이다. 이 방식은 현재 비트코인에 적용 되고 있다.
이렇게 실 생활에서 적용되는 다양한 공식도 책에 포함 되어 있다. 섀넌 공식, 블랙-숄즈 방정식, 후크의 법칙, 카오스 이론, 켈리 공식, 베이즈 정리, 삼체문제, 타원 곡선 방정식이 있다. 책이 다소 두껍고 전문 용어가 나와 완벽히 이해하긴 어렵다. 하지만 책의 저자가 무엇을 말하고자 하는 지 또한 이러한 공식이 일상 생활과 아주 밀접하게 연관이 있다는 사실을 깨닫게 하는 데 무리가 없을 듯 하다. 수학이 멀게 느껴지는 어른을 비롯한 학생들이 읽어도 좋을 듯 하다.