미래를 예측하기 위해 '수학'을 배웁니다 [알송달송 과학]

IBS 김재경 의생명 수학 그룹장
내비게이션으로 미적분학 설명
수학은 미래를 예측해 내는 학문

기초과학연구원(IBS) 수리 및 계산 과학 연구단 김재경 의생명 수학 그룹장(CI)이 24일 '수학과 의생명과학의 아름다운 만남'을 주제로 한국과학기자협회와 가진 과학미디어아카데미에서 수학과 일상의 관계, 수학을 배우는 이유에 대해 설명하고 있다. 사진=김만기 기자

[파이낸셜뉴스] "우리가 수학을 배우는 이유는 미래를 알기 위해서입니다."
기초과학연구원(IBS) 수리 및 계산 과학 연구단 김재경 의생명 수학 그룹장(CI)이 이렇게 말했습니다. 이게 무슨뜻일까요.

초등학교에 들어가서부터 고등학교를 졸업할 때까지 대한민국의 학생들은 수학을 배웁니다. 덧셈과 뺄셈, 곱하기와 나누기까지는 그런대로 하죠. 그런데 중학교에 들어가 함수와 이차함수가 나오고 여러가지 수학공식이 나오면서 머리가 아픕니다. 흔히 얘기하는 '수포자'도 이때부터 나오죠.

도대체 쓸데없을 것 같은 수학을 왜 배울까요. 오늘은 오래간 만에 들고 나온 주제가 수학이라 조금 당황하셨죠. 우리 자녀들과 학생들에게 꼭 들려줘야 하는 얘기일거 같아 시간을 냈습니다.

한국과학기술원(KAIST)에서 수리과학을 가르치기도 하는 김재경 박사는 초등학교 6년, 중학교 3년과 고등학교 3년 등 총 12년 동안 수학 공부를 하는 이유는 이 미적분학을 배워 미래를 예측하기 위해서라고 말했습니다.

수학을 배우는 이유를 설명하기 위해 우리가 일상에서 많이 사용하는 내비게이션을 예로 들었습니다.

이에 앞서 김재경 박사는 우리가 자동차를 운전할때 매일 보는 계기판 속 속도가 바로 '미분'이라고 합니다. 이게 무슨 소리일까요.

자동차가 움직이는 거리가 있고, 이 자동차는 시간이 지날수록 움직이므로 그 거리는 계속 증가합니다. 김 박사는 움직이는 거리를 시간으로 나눈 것이 '속도'인데, 이게 바로 '미분'이라고 합니다. 그리고 이 속도에 시간을 곱하면 도착시간을 알아내는 것이 '적분'입니다.

자, 다시 내비게이션 얘기로 돌아가겠습니다. 내비게이션에는 3개의 중요한 숫자가 나옵니다. 먼저 자동차로 가고자 하는 목표지점까지의 거리가 나옵니다. 그리고 현재 자동차가 달리고 있는 속도가 있죠. 마지막으로 예상 도착시간이 있습니다.

여기에서 우리가 가장 궁금해 하는 숫자는 무엇일까요. 김 박사는 "내가 대중 강연을 해보면 제일 관심을 가지는 숫자는 99%가 예상 도착 시간"이라고 말했습니다. 그러면서 이 3가지 숫자에는 특징이 있다고 했습니다. 그는 "남은 거리는 우리가 지도를 보고 측정할 수 있고, 자동차의 속도 또한 측정이 가능하지만, 예상 도착 시간은 다른 숫자와 달리 미래를 예측해야 가능하다"라고 말했습니다.

내비게이션은 예상 도착 시간을 어떻게 알려줄까요. 내비게이션은 목표 지점까지의 거리와 그 구간에 있는 자동차의 속도 정보를 모아 '적분'을 해서 우리에게 알려주는 것입니다. 즉 적분을 통해서 미래의 일을 알아내는 것이죠.

우리 인간은 현재의 상황보다는 항상 미래에 어떻게 될지가 더 큰 관심이 있죠.

다음에는 김재경 박사가 수학을 가지고 생명과학을 연구하는 내용에 대해서 소개해드릴께요.
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