[이우영의 과학 산책] 긴 계산, 지루함의 미학

이우영 고등과학원 HCMC 석학교수

위대한 과학적 발견 속엔 종종 무심코 지나친 장면들이 있다. 다음 세 장면을 보자. 장면 1. 인류역사상 가장 긴 계산은 무엇일까? 바로 케플러의 제3법칙이다. 요하네스 케플러는 1599년부터 계산을 시작하여 무려 20년 동안 계산한 끝에 1619년에 마침내 이 법칙을 발견했다. 그 계산이 얼마나 고통스러웠을까. 그 해 출간한 책 『우주의 조화』에서 이 법칙을 발표하면서 서문에 다음과 같이 쓰고 있다. “나는 100년 동안 독자를 기다릴 것이다. 신은 6000년 동안 관찰자를 기다리지 않았는가.”

일러스트=김지윤 기자

장면 2. 아이작 뉴턴은 1665년 영국 런던에 흑사병이 돌아 학교가 문을 닫자 고향 울즈소프로 내려갔다. 그리고 2년 동안 고향에서 맹렬한 사색을 통해 만유인력의 법칙을 발견했다. 뉴턴의 사과나무 일화는 이 사색을 극적으로 묘사한다. 그러나 훗날 뉴턴이 고백하기를, “울즈소프 귀향 초기에 긴 적분 계산을 엄청나게 많이 했어요.”

장면 3. “소수(素數)들이 어떻게 분포되어 있는가?” 수학의 왕으로 불리는 카를 프리드리히 가우스는 열다섯 살 무렵 그의 최초의 수학 연구로 이 질문을 숙고하기 시작했다. 그리고 무려 100만까지 소수를 계산해서 그 유명한 ‘소수 정리’의 식을 찾았다. 이 놀라운 영감을 얻기까지 계산이 얼마나 지루했을까. 훗날 가우스는 당시를 회상하기를, “그때 나의 인내심은 바닥이 났어요.”

위 세 장면이 보여주는 공통점은 긴 계산의 아름다움이다. 과학적 통찰력은 종종 긴 계산으로부터 얻어진다. 긴 계산 속엔 영감이 숨죽이고 있다. 그 영감은 컴퓨터로는 감지되지 않는다. 그것은 인간의 미묘한 느낌의 심연, 치열할 때만 불현듯 모습을 드러낸다. 우리 인생도 때론 긴 계산과 같다. 반복되는 일상의 지루함 속에 치열함이 담기면, 그 임계점을 넘을 때 피어오르는 영감이 우리의 인생을 새롭고 아름답게 만들기도 한다.

이우영 고등과학원 HCMC 석학교수