'다큐프라임' ‘자율주행→광안리 드론쇼’ 우리가 몰랐던 수학의 놀라운 쓸모

지난 7월 초, 허준이 프린스턴대 교수(고등과학원 석학교수)가 한국계 최초로 ‘수학계의 노벨상’이라 불리는 필즈상을 받았다. 필즈상은 수학에서 탁월한 업적을 낸 40세 이하 젊은 수학자를 대상으로 수여되는 상으로, 수학자들에게는 최고의 영예로 평가받는다. 허준이 교수의 수상 소식이 전해지면서 수학에 대한 대중적 관심도 부쩍 높아졌지만, 수학자가 아닌 평범한 우리에게 수학은 여전히 어렵고 복잡한, 특히 학교를 졸업하고 나면 나의 삶과는 무관한 것으로 여겨지기 쉽다. 하지만, 과연 그럴까?

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오는 31일 방송되는 ‘MBC 다큐프라임’에서는 우리가 모르는 사이에 일상생활 곳곳에 깊숙이 들어와 있으며, 소리 없이 세상을 이끌어가는 수학의 놀라운 힘을 소개한다.

- 첨단 기술과 함께 세상을 바꾸는 힘, 수학

흔히 수학을 대학 입시의 수단으로 여기는 이들은 많지만, 첨단 기술의 개발과 혁신에 반드시 필요하다는 사실을 아는 이들은 드물다. 밤하늘을 황홀하게 밝히는 500대의 군집 드론을 단 한 사람이 일사불란하게 움직이는 ‘드론라이트쇼’에도, 한국의 첫 달탐사선인 다누리호에도, 또 우주를 동경한 대학생 ‘우주 키즈’들의 고체 로켓 제작과 발사 현장에서도 어김없이 수학은 존재한다.

하지만, 이들이 활용하는 수학의 핵심은, 수학자들만 풀 수 있는 거창한 난제들이 아니다. 학창 시절 누구나 그 이름 한 번은 들어봤을 법한 행렬과 미분•적분 등이다. 미분•적분이 유난히 어렵게 느껴진 건, 실제로 그 공식과 원리가 어디에 어떻게 쓰이는지 이해되지 않았기 때문은 아니었을까?

단지 교과 과목이나 문제 풀이가 전부라고 여겨지던 수학은 이미 AI, 빅데이터, 자율주행 등으로 우리 일상 깊숙이 자리하고 있다. 부산 광안리 드론쇼와 고흥우주센터에서 열린 대학생 로켓 발사대회 현장에서 첨단 과학과 함께 하는 수학의 특별한 쓰임을 찾아본다.

- 우리의 익숙한 일상과 함께인 수학

코로나19 대유행을 겪으면서 우리에게 익숙해진 단어가 있다. 바로 ‘감염재생산지수’. 이는 코로나19와 같은 신종 감염병이 도래했을 때, 확진자의 증가 혹은 감소를 나타내는 지표로서 1보다 크면 감염자 수가 늘고, 1보다 작으면 감염자 수가 감소함을 의미하게 된다. 각종 데이터에 근거해 매일매일의 감염재생산지수를 확인, 질병관리청에 보고하는 일은 국가수리과학연구소의 감염병연구팀이 맡고 있다. 이들이 분석에 활용하는 감염병 수리모델 역시 수학의 일환이다. 코로나 시대, 수학이 우리의 안전한 일상을 지키는데 큰 몫을 하고 있는 것이다. 또한, 우리의 일상과 안전을 지키는 분야로 수학과 뗄 수 없는 것이 바로 건축 분야다. 수학이 없었다면 현대 문명의 상징인 초고층빌딩도 불가능했을 것이다. 인류가 칭송하는 역사적인 건축물에도 수학은 깊이 관여해 왔다. 수학은 우리의 일상을 즐겁게 하는 영화와 애니메이션 속에도 담겨 있다. 전통적 기법 대신 컴퓨터 그래픽을 활용한 영화 화면에는, 변화량을 예측하는 수학인 미분 공식이 쓰인다. 일상의 안전과 즐거움을 위한 숨은 조력자로서의 수학을 만나 본다.

- 보통의 우리 모두에게 필요한 ‘수학적 사고’

수학자가 아닌 평범한 보통 사람들이 수학을 배워야 하는 이유는, 단순히 수학 공식이나 원리 같은 수학적 지식을 알기 위해서가 아니다. 바로, 수학을 배워나가는 과정에서 더 중요한 ‘수학적 사고력’이 커지기 때문이다. 수학적 사고란, 어떤 문제에 대한 정답을 찾아가기 위한 과정, 즉 ‘문제해결 능력’이라고 말할 수 있다. 세계에서 필즈상 수상자가 두 번째로 많은 프랑스의 수학 교육도 일찍이 정답을 맞히기보다는, 문제를 풀어나가는 과정 자체와 ‘수학적 사고’를 중시해 왔다.

최근 우리 수학 교육의 현장도 문제를 빨리 풀거나 정답만 맞히는 것이 아닌, 학생들 자신의 생각을 바탕으로 ‘수학적 사고’를 키우는 방향으로 변화해 나가고 있다. 그 과정에서 수학에 대한 흥미와 재미를 줄 수 있는 다양한 방법과 ‘알지오매스’ 같은 수학 학습용 도구도 적극 활용되고 있다. 또한, 지역의 수학체험센터를 통해 아이들뿐 아니라 학부모 등 온 가족이 수학을 친근하게 만날 수 있는 프로그램들도 활발하게 진행되고 있다. 다양한 교육 현장을 통해 키워지고 있는 ‘수학적 사고’의 중요성과 의미를 되새겨 본다.

‘MBC 다큐프라임-우리가 몰랐던 수학의 놀라운 쓸모’ 편은 오는 31일(월) 오후 5시 10분에 방영될 예정이다.

iMBC 백아영 | 사진제공 MBC