세상을 지배하는 열쇠, 수학

수학은가장오랜역사를가진학문중하나로,서양의경우산업혁명시기에크게발전해오늘날과학및산업발전에커다란영향을미쳤다.우리나라도역사상문화적인전성기가있었을때수학이큰역할을수행했는데,삼국·통일신라시대의찬란한문화유산인첨성대와석굴암·무령왕릉,조선시대에만들어진가장철학적이고수학적인문자인한글등모두든든한수학적기반위에탄생한위대한문화유산이다.

이러한전성기가가능했던것은모든학문의근본이수학이라는인식이자리했기때문이다.국가제도를바로잡고굳건한통치체재를확립하기위해서무엇보다수학의기반없이는불가능한것이었다.특히세종대왕시대에한글및다양한발명품들이개발된것도이러한이유에서다.

현대에들어수학적인문제상황이나학습과관련된상황을꺼리는반응을일컬어수학기피현상이라고하는데,많은수학적유산을가진우리나라로서는격세지감이라고할만하다.비단우리나라뿐아니라세계적인현상이기는해도,국제수학올림피아드같은국제적권위를가진수학경시대회에서꾸준히상위권에오르는성과이면에는수학기피,수학불안현상이자리하고있다.‘배우기어렵다’,‘자신이없다’,‘암기하기어렵다’,‘필요없는과목이다’라는인식은교육과정에서의개선이필요한부분인데,자세히말할수없어도입시를위한진도위주의교육방식에서탈피해학습자중심의학습프로그램을개발하고충분한이해를통해수학적인표현이자연스러워지도록유도하는것이필요하다하겠다.

수학은자연발생했을까?

수학이어떻게탄생했는지고대문명의발전과정을들여다보면,문명의필요에따라수학이자연적으로발생했음이분명하다.지중해근처에서발전한3대문명을생각해보자.지금의이라크근처에서발전한메소포타미아문명이그하나인데바빌로니아문명이라고도한다.이지역은아시아·유럽·아프리카로이어지는길목으로국제교역의요충지였다.그래서상업수학이발전했는데물물교환을가능하게하기위한수학이었다.또다른문명인이집트문명은나일강의범람에대응하고피라미드를짓는과정에서측량의필요에따라기하학을발전시켰다.나머지하나가고대그리스문명이다.시기적으로는조금늦었는데수학의발전수준은가장높은수준이었다.

특이하게도그리스문명은실생활의필요에따라수학을발전시킨게아니라,지극히추상적인사유에기반을두어서수학을발전시켰다.피타고라스ㆍ플라톤ㆍ유클리드같은이들은수학자이자철학자였고,당시이두직업은구별이불가능한것으로여겨졌다.그리스문명은왜이렇게달랐을까?

하지만조금더넓게생각해보자.상거래를위해또는피라미드를짓기위해수학을발전시킨것은문명의필요에의한것인데,우주의질서에대한호기심과고민,그리고사유도문명의필요에따른것으로볼수있지않을까?결국방식은달랐지만문명의발전과정에서수학은문명의질문에답하며자연적으로발전해왔음을알수있다.

현대문명의질문에답하는수학


이제우리가사는21세기에서현대문명은어떤질문을하고있을까?우리아이들이살아갈미래에인류는어떤질문에답해야할까?‘자연현상과사회현상을모델링하고해결책을제시할수있을까?’라는질문이그중가장중요해보인다.

몇가지예를들어보자.검색사이트에서어떤단어나표현을가지고검색을해보면,보통은앞쪽페이지에나오는검색결과가우리가원했던결과에가까운경우가많다.그래서통상은뒤쪽페이지까지갈필요가없다.검색사이트는무엇을근거로검색결과를서열화해서앞쪽에우리가원하는결과를배치하고보여주는걸까?이것은복합적이고섬세한수학적인알고리즘이만들어낸것으로,검색결과를어떤우선순위를가지고보여줄것인가라는질문에마술과도같은답을한것이다.

영상통화는어떻게하는걸까?영상신호를디지털신호로바꾸어보내면신호가벽에도부딪치고공기의온도차도겪고우여곡절이많아서변질된신호가상대방에게전달되곤하는데말이다.변질된신호에서오류를찾고자동으로교정해서원래의영상신호를복원해내는수학이론이깔끔한영상통화를가능하게한다.코딩이론이라는수학이론이다.

요즘금융거래에서해킹때문에물의가자주일어난다.인터넷상거래에서본인인증의문제는아직도골칫거리다.이러한보안문제를해결하는것은암호론이라는수학이론이다.아직도수학자들은암호론을발전시키며해커들과치열하게전쟁중이다.

이렇게수학은문명의필요에따라자연스럽게출현한이러한질문에근사하게답하곤했다.현대이전에는예술이나철학에관련된우아한질문이많았다면,21세기에는세상이변화하는속도가빨라지면서그질문의폭과종류가훨씬커지고있다.그래서미래를준비해야하는우리들은이러한질문에답할능력을쌓아가야한다.우리의관심과노력이후세들을준비시킬수있다.

우리아이들에게보여줄‘세상을바꾸는수학’


최근국내주요대학의입시에서수학과가최고의인기학과로부상하고있다고한다.문제풀이의반복으로아이들이지치고입시와사교육문제의주범으로여기는사람들도많으니,분명의외의상황이다.무엇이이런변화를초래했을까?

1970년대개발경제시대에는맞춤교육이중요했다.기업의실무를위해필요한지식을학교에서충실히배워서취업하자마자바로사용할수있는게중요했다.하지만21세기가어떤때인가?사회발전의속도가가속화되고지식의유효기간이짧다.이런시대에맞춤교육을시키면당장의해당업무에서는능력을발휘할지모르지만,몇년안에용도폐기되지않을까?그래서새로운기술과지식을상시습득하는능력이중요해졌다.무엇을얼마나배웠는가보다,논리적으로사고하고새로운지식을신속하게습득하는능력이더중요한시대이다.그래서창의적사고와문제풀이능력을교육받은수학전공학생들이채용시장에서선호되는시대가온것이다.

하지만‘수포자’(수학을포기하는사람)라는말이통용될정도로수학을힘들어하는아이들이많은것도엄연한사실이다.어쩌면우리는수학을‘어떻게’배우고‘어떻게’가르칠것인가의문제만고민하다가,정작‘왜’수학을배우는지를우리아이들에게얘기해주지않은게아닐까?강력한학습의동기는어려운내용도즐겁게공부할수있도록돕지않는가?이제는우리가아이들에게가르쳐주지않은‘왜배우는가’를고민할때이다.

여가시간에수학문제를풀며경제정책을고심한중국의장쩌민(江澤民)전주석이나,기존의수학적업적대신자신만의독창적인방법으로수학계의난제를해결하며노벨경제학상을수상한존내쉬(JohnNash),우리나라의발전과민족계몽을위해수학이꼭필요하다며수학교과서를직접쓰기까지했던근대수학의아버지이상설(1870~1917)등의경우에서보듯이,수학은그시대의리더들이거듭강조한가장미래지향적인학문으로써중요성이더해지고있다.

현대수학은자연과학·공학또는사회과학과의연계등학문의경계를넘어서활발히협력하고있고,그래서수학은미래의인재가갖추어야필수소양이되고있다.이제는수학이세상을바꾸는모습을교육과정을통해서도우리아이들에게보여줄때이다.

글박형주(포항공과대학교수학과교수,2014세계수학자대회조직위원장)/2014.08.04.


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