[100자평] 장인 브살렐

장인 브살렐
김요한 지음 / 플레로마(Pleroma) / 2017년 9월

깊은 사색과 영적인 분투끝에 세상에 빛을 본 책이라는 확신이 듭니다. 좋은 책일 수록 독자에게 영적인 깨달음과 함께 이 세상을 살아갈 담대함을 선사한다고 생각합니다. <장인 브살렐>이 많은 독자들에게 감동과 깨달음을 줄 것입니다

에이다 러블레이스는 누구인가

세계 최초의 프로그래머 에이다 러블레이스 ㅣ 그림책으로 읽는 위대한 여성 과학자
로리 월마크 지음, 에이프릴 추 그림, 김종원 옮김 / 두레아이들 / 2017년 6월

과거에는 이공계전공자들이나 사용하던 알고리듬이라는 말이 이제는 여기저기에서 화두가 되고 있다. 아마도 알파고의 딥러닝이나 자율주행자동차의 기계학습같은 것의 등장을 통해 많은 사람들이 알고리듬이라는 개념에 친숙해졌기 때문일 것이다. 

그렇다면 알고리듬이란 무엇일까?

알고리듬은 컴퓨터 프로그램을 이루기 위한 가장 기초적인 논리 언어다. 즉, 컴퓨터가 계산을 하기 위한 입력 과정과 결과 배출 과정을 컴퓨터가 이해할 수 있는 논리적인 언어로 작성한 것이다. 

최초의 알고리듬은 무엇일까?

<이미테이션 게임>이라는 영화를 통해 많은 사람들이 관심을 갖게 된 알렌 튜링의 암호 해독기인 '콜로서스'가 최초의 프로그래밍으로 운영되는 전자식 디지털 컴퓨터라고 볼 수 있을 것이다. 그러나 알렌 튜링의 '봄브'는 사실 폴란드의 수학자이자 암호해독가인 마리안 르옙스키가 독일의 이니그마 암호를 해독하기 위해 만든 컴퓨터를 본뜬 것이다. 

최초의 컴퓨터가 전쟁을 통해 상대방의 강력한 암호를 해독하기 위해 만들어졌다는 사실은 참으로 아이러니하다. 비슷한 예로 우리가 학교에서 세계 최초의 컴퓨터라고 배웠던 '에니악'은 포병들이 포탄의 탄도를 계산하기 위해 만든 것이다. 결국 전쟁이라는 엄청난 비극적 사건이 강한 동기부여가 되었다는 것을 추측해볼 수 있다. 

하지만 최초의 컴퓨터가 만들어지기 전 순수한 수학적 목적을 위해 자동화된 계산 기계를 설계하고 축소형 모형까지 만들었던 사람이 있었다. 그리고 이를 바탕으로 최초의 컴퓨터 프로그램을 위한 알고리듬을 작성한 사람이 있었다. 캠브리지 대학 교수였던 찰스 베비지와 뛰어난 여성 수학자였던 에이다 러블레이스의 만남은 최초의 컴퓨터와 그 컴퓨터를 이용해 어려운 계산을 할 수 있도록 해주는 컴퓨터 알고리듬을 탄생하게 하는 계기가 되었다. 

여기서 더욱 놀라운 점은 에이다 러블레이스의 알고리듬은 심지어 베비지의 해석기계가 완성되기도 전에 그 설계도와 강의 내용을 바탕으로 컴퓨터의 가능성과 미래를 예측한 엄청난 결과물 이라는 사실이다. 에이다는 베비지의 차분기관이 명령어의 입력이 없다면 고철덩어리에 불과하다는 점을 간파했다. 그리고 자신이 사랑하는 수학의 숫자들을 명령어로 바꿔서 입력한다면 해석기관에게 수학문제를 푸는 일 뿐만 아니라 다양한 일들을 시킬 수 있을 것이라고 예상했다. 

"베비지는 단순히 산술 목적으로 해석기관을 사용하는 데 집중한 반면, 에이다는 그 이상의 것을 보았습니다. 즉, 단순한 수량이 아닌 무엇인가를 대표하는 숫자를 해석기관에 적용하여, 알파벳 글자나 이미지 또는 음악과 같이 숫자 및 연산으로 변환시킬 수 있는 어떤 것을 해석 또는 처리할 때 이 기관을 이용할 수도 있다고 생각했어요." <세계 최초의 프로그래머 에이다 러블레이스>본문 50~51페이지 중에서

당시의 기술력이 대량의 정밀한 부품을 제작할 형편이 되지 않았기에 베비지의 자동 계산기계인 해석기관은 세상에 빛을 보지 못했다. 

에이다 러블레이스가 최초의 알고리듬을 만들게 된 이유는 무엇일까

한편, 1842년 토론토 대학에서 베비지의 강의를 들은 이탈리아 출신의 엔지니어 루이지 메나브레아는 프랑스어로 감상문을 작성했다. 베비지는 자신의 해석기관에 대해 해박한 지식과 많은 아이디어를 가지고 있는 에이다에게 이 감상문을 영어로 번역해줄것을 부탁했다. 

에이다는 곧 메나브레아의 감상문의 설명이 불완전하다는 것을 발견하게 된다. 이에 베비지는 에이다를 격려해서 메나브레아의 감상문을 번역하면서 불완전한 부분에 주석을 붙이도록 한다. 에이다는 8개월동안 번역과 주석작업에 매달렸고 원래의 분량보다 두배나 많은 분량의 주석을 달았다. 

이렇게 탄생한 <찰스 베비지의 해석기관에 대한 분석>은 이후 기념비 적인 책으로 역사에 남게 되었다. 그리고 이 책에는 베비지의 제안에 따라 에이다가 작성한 베르누이 수 계산을 위한 알고리듬이 실려 있다. 에이다가 작성한 알고리듬을 최초의 컴퓨터 프로그램으로 볼 수 있는 이유중 하나는 현대 컴퓨터 프로그래밍 언어의 중요한 개념인 제어문(루프, 점프, if문 등)을 처음으로 사용했기 때문이다. 

컴퓨터 프로그래밍을 배우는 학생들이 제어문들을 배우면서 이 제어문들이 1840년대 수학을 사랑한 한 여성에 의해 처음 사용되었다는 사실을 알게 된다면 엄청난 충격을 받게 될 것이다. 그리고 기술 분야에 공헌한 여성들의 헌신을 기념하기 위해 매년 10월 둘째 목요일을 그 여성의 이름으로 부른다는 사실을 알게 될 것이다.

어떤 새로운 기술이 등장하면 그 기술의 무한한 가능성을 간파하는 위대한 인물들이 함께 등장하기 마련이다. 기술이나 기계 자체만으로는 큰 변화를 가져올 수 없지만 에이다 러블레이스같이 그 기술이 가져올 미래의 변화를 정확히 예견할 수 있다면 엄청난 변화의 선두주자가 될 수 있다. 

알파고와 같은 인공지능과 자율주행자동차 그리고 드론같은 기계들은 4차 산업 혁명의 시작을 알리는 신호탄에 불과하다. 스마트혁명이 가져올 미래의 변화를 예측하고 그 변화를 주도해 나가는 기업이나 국가는 그렇지 못한 다른 사람들과의 경쟁에서 매우 유리한 입장에 서게 될 것이 틀림 없기 때문이다. 

(이 리뷰는 예스 24 리뷰어 클럽을 통해 출판사로부터 도서를 제공받아 작성되었습니다.)

심우주 관측과 우주의 미래 예측 그리고 거대 망원경 전쟁

왜, 우리가 우주에 존재하는가? - 최신 소립자론 입문 ㅣ 대우휴먼사이언스 7
무라야마 히토시 지음, 김소연 옮김, 박성찬 감수 / 아카넷 / 2015년 12월

나는 별을 보기를 좋아한다. 천체망원경이 없어도 별을 관측하는 방법은 여러 가지가 있다. 우선은 밤하늘을 맨눈으로 보는 것이다. 도시의 밤하늘은 광공해 때문에 별을 보기가 쉽지 않다. 하지만 도심에서 조금 벗어나면 맨눈으로도 아름다운 밤하늘을 관찰할 수 있다. 나는 해발 500미터의 산속에서 살고 있기 때문에 매일 밤 아름다운 밤하늘을 관찰할 수 있다.

두 번째로는 쌍안경으로 보는 것이다. 10만원 정도면 밤하늘을 관찰하기에 적당한 쌍안경을 살 수 있다. 맨 눈으로 보는 것보다 훨씬 또렷하게 별과 성운들을 볼 수 있다. 나는 50X10 구경의 망원경을 사용하는데 시력이 훨씬 좋았던 어린 시절부터 밤하늘을 관찰하지 못한 것을 후회하고 있다. 사람의 눈은 나이가 들수록 밤하늘을 관찰하는 기능이 떨어진다. 그러므로 똑같은 밤하늘이지만 어렸을 때 본 밤하늘과 나이가 들어서 본 밤하늘은 많이 다를 것이다.

세 번째로는 우주 관측 프로그램을 이용하는 것이다. 가장 쉽게 접할수 있는 우주관측 프로그램은 월드와이드텔레스코프(WWT)와 스텔라리움이라는 두 개의 프로그램이다. 둘 다 무료로 이용가능하다. WWT에서는 화성 표면의 이미지도 볼 수 있는데 미국의 한 대학생이 이 프로그램으로 화성에 물이 흐른 흔적을 발견해서 뉴스거리가 된 적도 있었다. 대부분의 사람들은 망원경의 대안렌즈를 통해 직접 밤하늘의 별들을 들여다보는 걸 선호할 것이다. 인터넷에서 쉽게 찾을 수 있는 은하의 사진들을 기대하고 광학 망원경을 샀다가 후회하는 사람들이 많다. 우리가 흔히 볼 수 있는 멋진 우주의 사진들은 슈퍼컴퓨터로 수백장의 사진을 합성해서 색을 입힌 것들이다. 안타깝지만 별을 관측하는데 있어서 사람의 눈이 카메라 를 이길 수는 없다. 사람의 눈은 순간적인 것만 볼 수 있지만 카메라는 오랜 시간동안 묵묵히 별빛을 모아서 한 장의 사진으로 출력해 내기 때문이다. 역시 남는 건 사진뿐이다. 

우주 관측 프로그램으로 별을 관찰하는 이점으로 빼놓을 수 없는 것이 또 하나 있다. 먼 우주의 별들을 관측하는 망원경들은 지름 8m정도의 렌즈를 여러 개 묶어서 사용한다. 그러나 렌즈의 구경이 아무리 크고 성능이 뛰어나도 지구의 대기가 빛을 굴절시키고 흐린 날도 있기 때문에 깨끗한 밤하늘을 볼 수 있는 날은 그리 많지 않다. 그런 영향을 최소화시킬 수 있는 장소로는 칠레의 아타카마 사막과 하와이의 마우나케아 산이 가장 최적지이긴 하지만 우주에 떠 있는 망원경을 따라갈 수는 없다. 중국에는 축구장 30개 크기의 전파망원경이 있다고 한다. 우리나라에는 서울대에 있는 지름 6미터짜리 전파망원경이 있다. 다행히도 우주관측 프로그램에는 전파망원경이나 적외선 망원경이 포착한 우주의 이미지들도 볼 수 있다.

일본은 2012년에 완성된 하이퍼 슈프림 캠을 스바루 망원경에 장착해 수억개의 은하를 관측하고 있다. 하이퍼 슈프림 캠은 무게가 3톤정도하는 디지털 카메라다. 스바루 망원경은 일본정부가 100% 기금을 출연해서 해발 4,200미터의 하와이 섬 마우나케아 천문대에 지은 지름 8.2미터 단일 반사경 망원경이다. 수바루 망원경은 이미 1999년부터 가동중이었다고 하니 국내에 지름 1.8미터 광학 망원경을 가지고 있는 우리나라와의 격차가 세삼 크게 느껴진다. 우리나라도 칠레 아타카마 사막에 세우고 있는 유효구경 24.5m의 GMT 광학망원경의 10% 지분을 가지고 있다. 2025년경 GMT가 완공되면 우주관측에서 일본과 비슷한 수준에 다가설 수 있을 것이다. 지금까지는 다른 나라 소유의 천체망원경을 몇 시간 빌려 쓰기 위해 몇 년 전부터 줄을 서야 하는 상황이다.

문제는 관측한 데이터를 분광계를 이용해서 빛의 스펙트럼을 분리해야 하고 그렇게 얻어진 결과물들을 가지고 물리학과 수학을 응용해서 우주의 미래와 과거를 예측해야 하는 것인데, 이 분야에서도 우리나라가 갈 길은 멀기만 하다.

등골을 서늘하게 만들어줄 한여름 지옥특선!!!

지옥계곡 ㅣ 모중석 스릴러 클럽 35
안드레아스 빙켈만 지음, 전은경 옮김 / 비채 / 2013년 10월

안드레아스 빙켈만 [지옥계곡]

오늘은 올여름 가장 뜨거운 날이다. 오전부터 폭염경보가 내리고 있다. 이렇게 푹푹 찌는 날에는 역시 스릴러가 제격이다. 그 중에서도 알프스의 한 겨울 깍아 지른 계곡을 배경으로 한 소름끼치는 스릴러가 있다. 제목은 바로 [지옥계곡]이다. [사라진 소녀들]로 유명한 안드레아스 빙켈만의 악의 심연을 추적해가는 스토리다. 이 소설을 읽다보면 등골이 서늘해지면서 나도 알프스의 지옥계곡위의 철교위에서 차가운 겨울바람을 맞고 있는 느낌이 든다.

소설에 등장하는 알프스산맥의 지옥계곡은 사고가 끊이지 않는 무시무시한 지옥의 아가리같은 곳이다. 12월의 지옥계곡은 짙은 눈발과 함께 무시무시한 바람이 쉬지 않고 불어온다. 지옥계곡을 가로지르는 철로 만든 다리는 상상만 해도 심장이 오그라들게 만드는 아슬아슬한 장소다.

“십 분을 더 가자 눈보라 속에서 다리 난간이 모습을 드러냈다. 쇠로 만든 그 다리는 계곡으로부터 70미터 이상 올라온 지점에서 바람과 차가운 날씨에 맨몸을 내맡기고 있었다. 거센 바람 때문에 다리 위에는 눈이 거의 쌓이지 않았지만, 가느다란 고드름이 난간에 비스듬하게 매달려 있었다. 다리 길이는 30미터. 적어도 절반이라도 보려면 다리 입구까지 가야 했다. 휘파람 소리를 내며 울부짖는 폭풍에 채찍질당한 눈송이들이 로만의 옆얼굴을 스쳤다. 숨이 멎을 것 같았다. ” [지옥계곡] 중에서

정말이지 안드레이스 빙켈만이 어떤 작가인지를 단번에 알아차리게 만드는 기가 막힌 장면 설정이다. 짧은 몇 줄만 읽었을 뿐인데 등줄기에 소름이 느껴지면서 몇 페이지를 읽는 내내 에어컨 바람과 선풍기 바람을 ‘휘파람 소리를 내며 울부짖는 폭풍’으로 착각하게 만든다.

크하하하 바로 이맛이야!!!

산악구조대원 로만은 12월 1일 날이 저물어갈 무렵 눈 위에 찍힌 발자국을 발견한다. 그 발자국의 크기로 볼 때 발자국의 주인은 여자임에 틀림없다. 로만이 그 발자국을 따라 계곡위의 철교에 도착했을 때 갸름한 얼굴의 아름다운 금발소녀가 철교에서 막 뛰어내릴 자세를 취하고 있었다. 로만은 그녀를 구하기 위해 위험을 무릅쓰고 달려간다. 하지만 그녀는 자신을 구하기 위해 다가오는 로만을 보자 ‘눈을 크게 뜨고 입을 벌린 채 공포에 가득 찬 얼굴’을 하고 서둘러 철교의 난간에서 뛰어내린다. ‘완벽하고 단호한 물흐르는듯한 움직임’이었다. 로만이 사력을 다해 가까스로 그녀의 한 손을 잡아챘지만 그녀는 로만의 손을 벗어나기 위해 몸부림치다 지옥계곡으로 추락하고 만다.

후아..... 나도 모르게 한 쪽 주먹을 꽉 쥔 채로 여기가지 단번에 읽어내렸다. 아슬아슬하면서 거부할 수 없는 장면이 눈앞에 저절로 그려진다. 소용돌이치며 휘몰아치는 눈 속에서 묘하게 아름다운 금발의 여자가 수 십미터 아래로 소리도 없이 떨어져 내리는 모습.....

두 시간 후 로만은 친한 친구이자 당직의사인 토비아스와 라이텐바허 경감 그리고 산악구조대원들과 함께 지옥계곡의 밑바닥에서 시신과 유품을 찾기 위해 안간힘을 쓰고 있었다.

“물은 이곳에 모였다가 커다란 바위들 사이를 지나 모퉁이를 넘어 3미터 아래로 쏟아져 내렸다. 저수지 깊이는 1.5미터였고, 몇 군데는 소용돌이가 칠 만큼 넓었다. 그 중 한 곳으로 밀려온 나무 무더기 아래에 젊은 여자의 시체가 걸려 있었다. 길에서는 한 쪽만 보였다. 빠른 물살 속에서 떴다 가라앉았다 하는 팔은 보라색 상의 소매에서 빠져나온 손을 그들에게 흔드는 듯했다.” [지옥계곡]중에서

로만은 그녀의 눈에서 자신을 두려워한다는 느낌을 받았었다. 무엇이 그녀를 차가운 지옥계곡으로 뛰어들게 했는지 그리고 왜 처음 보는 자신을 그토록 두려워했는지를 알기위해 로만은 그녀의 과거를 추적하기 시작한다.

지옥계곡 위의 철교에서 뛰어내린 소녀 라우라 바이더에게는 등반을 같이하는 4명의 친구가 있었다.

베른트 린데케, 리하르트 ‘리키’ 슈뢰더, 아르민 촐테크, 마라 란다우.

라우라는 리키와 사귀고 있었고 베른트는 남몰래 라우라를 짝사랑하고 있었다. 아르민과 마라는 ‘그 사건’이 있기 전까지 서로 사귀는 사이였다. 몇 달 전 그들은 몽블랑 산을 오르기 위한 훈련으로 주말 동안 알프슈피체산과 추크슈피체산을 등반하기로 했다. 바로 지옥계곡이 있는 산이다. 마라가 몸이 안 좋아서 라우라와 남자들만 산을 올라야 했다. 하지만 비가 심하게 내리고 라우라의 컨디션이 급격히 떨어져서 중간에 등반을 포기하고 산장으로 돌아가야만 할 상황이었다. 그러나 리키를 중심으로 남자들은 어떻게든 예정된 코스를 완주하려고 했다. 라우라는 마침 하산하던 낯선 남자의 도움을 받으며 산을 내려오고 남자들은 등반을 계속했다. 이 날 정확히 무슨 일이 있었는지는 알 수 없지만 그 뒤로 라우라는 친구들과 멀어지고 리키와도 헤어지게 된다.

로만은 라우라의 장례식에서 마라를 만나면서 서로 가까워진다. 그러나 라우라의 친구들은 하나씩 의문의 죽임을 당한다. 라우라의 자살을 깊숙이 파해치던 베른트가 먼저 고문을 당한 뒤 끔찍하게 살해당하고 그 다음날 누군가 아르민의 뒤를 밟기 시작한다. 어두운 거리에서 볼보 승용차는 끔직한 방법으로 아르민을 무자비하게 공격해 살해한다. 리키는 아버지의 명령으로 교외의 오래된 건물의 사진을 찍으러 갔다가 괴한의 습격을 받지만 가까스로 목숨을 건진다. 알고 보니 이들을 공격하는 미지의 인물은 비가 심하게 내리던 날 등반에서 라우라와 함께 내려온 낯선 남자였다. 이 남자는 누구이며 무슨 이유로 라우라의 친구들을 처단하는 걸까.

스포일러를 피하기 위해 나머지는 여러분의 상상에 맡길 수밖에 없다. 스릴러의 묘미는 범인이 누구이며 범행 동기와 수법을 알아내는 것이기 때문이다. 아무튼 읽는 내내 서늘한 느낌이 떠나지 않는 훌륭한 작품임에 틀림없다.

도대체 태양 너 왜 이러니? 뜨거워도 너무 뜨거워!

왜, 우리가 우주에 존재하는가? - 최신 소립자론 입문 ㅣ 대우휴먼사이언스 7
무라야마 히토시 지음, 김소연 옮김, 박성찬 감수 / 아카넷 / 2015년 12월

요즘 날이 너무너무 덥다. 태양에서 오는 복사열이 지표면을 뜨겁게 달궈서 이렇게 덥다는건 알겠는데. 그렇다면 태양은 왜 그렇게 뜨거운 걸까? 그리고 얼마나 뜨거운 걸까? 또 언제쯤 식기 시작할까?

태양의 표면 온도는 약 섭씨6000도, 중심 부분은 약 섭씨1500만도쯤 될 것으로 추측하고 있다. 태양중심에서는 4개의 수소원자가 1개의 헬륨원자로 변하는 핵융합을 하고 있는데 이때 만들어진 헬륨원자는 수소원자 4개를 합친 것보다 더 적은 무개를 가진다. 줄어든 무개만큼 태양은 에너지를 내 뿜게 되고 그 과정에서 양전자와 중성미자가 만들어진다. 태양 중심에서 만들어진 중성미자는 1초에 수백조개가 우리몸을 통과한다. 중성미자를 이용하면 태양중심을 들여다볼 수도 있는데 사실 태양중심에서 만들어진 빛은 태양중심의 엄청난 밀도에 갇혀서 수천년이나 지난 후에 빠져나오지만 중성미자는 그렇지 않기 때문에 실시간으로 태양을 중심을 들여다 볼 수 있다. 어쩌면 우리가 보는 태양빛은 수천년전에 만들어진 것일지도 모른다. 수천년전에 만들어진 태양빛 때문에 이렇게 땀을 뻘뻘 흘려야 하다니 이상한 생각이 든다.

태양은 1초에 40억kg씩 가벼워지는데 그 가벼워지는 만큼을 에너지로 우주에 쏘아 보내고 있다. 그 에너지가 복사열의 형태로 지구 표면을 뜨겁게 달구고 있는 것이다. 이렇게 무한정으로 에너지를 쏘아대다가는 언젠가 태양이 적색거성으로 변해 폭발할 수도 있다. 물론 폭발하기 전에 지구를 집어 삼킬 것이기 때문에 폭발을 걱정할 필요는 없다.태양의 수명은 얼마나 남았을까? 태양의 수명은 50억년이상 남았을 것으로 추측하고 있다. 태양의 수명이 다해갈 때쯤 태양은 지금보다 수천배가 더 밝아지며 적색거성으로 변해 현재크기의 100배 이상으로 부풀어 오를 것이다. 이 때 지구는 물론 화성도 집어 삼킬 것이기 때문에 인류는 그 이전에 다른 태양계를 찾아가야 할 것이다. 그 때는 일 년 내내 시원한 날씨가 계속되는 행성을 찾았으면 좋겠다.

태양은 어떻게 탄생했을까?

빅뱅이 일어난 후 우주가 겨우 안정되기 시작한 것은 38만년 후쯤이다. 그 때 우주의 크기는 1000만 광년정도이고 우주가 많이 식긴 했지만 여전히 섭씨 3000도로 매우 뜨거운 상태였다. 이 때 원자들이 생성되기 시작했는데 우주에서 최초에 생긴 원소는 수소와 헬륨이다. 태양은 수소를 핵융합해서 헬륨을 만들어내기 때문에 바로 이때쯤부터 태양이 만들어질 수 있는 재료가 준비된 셈이다.그러니까 한 낮에 뜨거워 못 견딜 정도가 되면 태양에서 핵융합이 일어나 수소가 헬륨으로 변화하면서 생겨난 에너지를 우리가 공짜로 빌려서 쓰고 있구나 하고 감탄하면 좋을 것이다.

만약 태양으로부터 오는 복사에너지가 조금만 더 많거나 반대로 조금만 더 적었다면 우리는 지구에 존재할 수 없다. 왜냐하면 우주는 섭씨 -270도로 상상을 뛰어넘는 극저온의 상태가 계속되기 때문이다. 뜨거운 한 낮에 아이스커피 한잔을 손에 들고 우주의 극저온을 상상하면 온 몸에 소름이 쫙 끼치면서 태양이 끊임없이 보내주는 빛과 열기에 감사할 수밖에 없을 것이다.