[마이리뷰] 수학으로 들어가 과학으로 나오기

수학으로 들어가 과학으로 나오기 - 사고 습관을 길러주는 흥미로운 이야기들
리용러 지음, 정우석 옮김 / 하이픈 / 2019년 12월

책의 저자 리용러는 중국의 명문인 베이징대학교에서 물리학과 경제학 학사학위를 받고 칭화대학교에서 전자공학 석사학위를 받았다고 한다.
현재는 런민대학교 부속고등학교에서 물리 교사로 재직 중이며, 오랫동안 많은 제자들을 중국의 명문대에 입학시킨 장본인이기도 하다.

질문과 답변 형식으로 되어 있어서 어떤 부분이든 순서와 상관 없이 볼 수 있어서 아이들이 어려워하는 부분을 제외하고 함께 읽으며 흥미를 가져 볼 수 있는 기회도 제공한다.
이 책은 수많은 학생과 일반인들조차 어려워하는 수학과 물리, 과학의 내용 중에 우리가 쉽고 흥미롭게 접할 수 있도록 돕는 도서가 되어 줄 듯 하다.

이 책에 나오는 43개의 주제 중에는 학생들의 교과서 지식과 연계하여 과학적 사고를 넓혀갈 수 있는 챕터들이 있어서 눈길을 끌었다.

'세계 최초의 공부 깡패'는 누구일까. 기원전 500년 경 고대 그리스에 살았던 피타고라스야말로 '공부 깡패'라고 저자는 말한다. 피타고라스와 그의 학파는 수학 외 과학분야 등 다양한 학문을 연구했으며, 피타고라스의 정리를 비롯한 여러 수학 이론을 정리했다.
지금이야 당연하게 여겨지는 이론이지만, 수의 개념조차 명확하게 정리되어 있지 않았던 그 시절, 이론을 발견하고 정리했다는 사실이 무척이나 신기하고 대단하다 느껴진다.

라디오 방송의 'FM'과 'AM'의 의미도 쉽게 알려준다. 방송은 입력된 저주파 신호를 고주파 신호로 변조한 후 안테나에서 각종 방식을 거쳐 수신기로 발사하는 방식으로 송출된다. 이때 저주파 신호에 따라 고주파 신호의 '주파수'를 변화시키면 '주파수 변조' 혹은 'FM(Frequency Modulation)'이라고 부른다. 반면 저주파 신호에 따라 고주파 신호의 '진폭'을 변화시키면 '진폭 변조' 혹은 'AM(Amplitude Modulation)'이라고 부른다.

생활 속에서 찾은 과학 이야기도 나온다. 일기예보의 확률이라던가, 비가 오는데 우산이나 비를 피할 곳이 없을 때 빗속을 걷는 게 비를 덜 맞을까, 뛰는 게 비를 덜 맞을까. 책에 따르면 몇 가지 조건을 가정할 경우 빨리 달릴수록 비를 덜 맞는다고 한다.

현대의 생활 필수품으로 자리 잡은 스마트폰의 터치스크린 기능은 어떤 원리인가?
시중에서 사용하는 터치스크린은 대부분 축전기식 터치스크린이다. 도체인 손가락이 터치스크린에 닿으면 도체가 형성한 축전기가 전기막과 결합해 전기장을 바꾼다고 한다. 그렇게 센서와 칩을 통해 전기장과 전류의 변화를 분석하면 손가락이 닿은 위치를 감지할 수 있다고 한다.

이렇든 3장은 쉽게 접하는 일상 속에서 한 번쯤은 의문을 가졌던 상황에 대한 설명들로 더욱 흥미롭고 관심사들이 많아서 재밌게 읽어내렸던 듯 하다.

최근 영화중에 에디슨과 함께 연구했던 테슬라에 관한 영화도 나왔었는데 이 책에서도 다루고 있어서 흥미로웠다. <누가 더 대단할까? - 교류 VS 직류> 페러데이가 발명한 발전기는 직류 발전기였지만 요즘 우리가 사용하는 전력은 대부분 교류방식이다.

대부분 전기라고 하면 발명왕 에디슨을 떠올리지만 잘 몰랐던 천재 니콜라 테슬라는 에디슨이 만든 원시적인 발전기를 효율적으로 작동할 수 있는 방법을 찾아냈지만 에디슨이 약속을 지키지 않아서 에디슨 회사를 그만두게 되었는데, 만일 테슬라가 교류 발전기에 대한 판권을 오늘날까지 유지했다면, 누적 판권 비용은 아마 천문학적인 숫자가 되었을 것이라한다.

현재 전 세계 많은 나라에서 교류를 사용하고 있기 때문이다.하지만 테슬라는 두 번이나 노벨상 수상 기회를 놓쳤고, 말년에는 경제적으로 궁핍하게 살았다고 전해지며 1943년 1월 8일 대통령이 백악관으로 그를 불렀는데, 전날 밤 호텔에서 숨을 거두게 되는 비운의 천재이기도 하다.

동그란 피자를 직사각형으로 만드는 방법은 원을 무한 대로 나눈 후 이들의 합을 구하면 되는데 분할이 미분이고 합이 적분이라 이것이 미적분의 기본 개념이다. 쉽지 않은 미적분. 뉴턴의 유율법은 우리가 말하는 미적분인데 그는 미적분을 수학의 작은 도구로 여기며 물리 문제를 연구하다 생긴 부산물정도로 여기다보니 대중에게 공개를 하지 않아, 라이프니츠가 정식으로 미적분의 개념을 제시하여 미적분을 처음 발명한 사람이 되었다고 한다.

뉴턴의 유율법을 발견한 지 거의 20년이 흐른 뒤 두 거장의 논쟁은 그들이 세상을 뜨고서도 결론이 나지 않아 오늘날 미적분 공식을 뉴턴 라이프니츠 공식이라고도 부르게 된 것이라 한다.

이 책에서는 수학적 개념을 다루면서 그 개념을 이해하기 쉽게 설명해주고 있다. 수학을 다양하게 접근할 수 있어서 어렵게만 느껴지던 수학에 대한 관심을 유도하고 쉽게 접근할 수 있는 새로운 매개체가 되어 준 듯 하다.
새롭게 알게된 다양한 지식과 흥미로운 이야기들로 수학과 과학 개념을 일깨우고 과학적인 접근이 조금은 수월하지 싶다.


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