더 좋은 삶을 위한 수학

더 좋은 삶을 위한 수학 - 인생의 거의 모든 문제를 푸는 네 가지 수학적 사고법
데이비드 섬프터 지음, 고현석 옮김 / 흐름출판 / 2025년 5월

* 출판사에서 보내준 책을 읽고 서평을 썼습니다.

어릴 때에는 수학을 좋아했지만 학년이 올라갈수록 수학이라기보다는 암기 과목처럼 느껴졌네요. 선생님은 공식을 설명한 후 칠판 한쪽 끝에서 다른쪽 끝까지 공식을 적용해 문제 풀이를 하셨습니다. 수능 공부도 이런 유형의 문제는 이 공식으로, 저런 유형의 문제는 저 공식으로 풀면 된다는 식이었네요. 그래서 일명 '수포자' 들이 많았습니다. 학교를 졸업하면 수학을 쓸 일이 없을것 같았지만 일을 하다보니 수학이 필요한 경우가 있고 검색을 하면서 예전에 배웠던 기억이 나기도 하였습니다.

주식을 하거나 마트에서 물건을 사고 스마트폰을 쓰는 것도 모두 수학과 관련되어 있습니다. '더 좋은 삶을 위한 수학' 에서는 수학이 어떻게 우리 생활에 적용될 수 있는지 생생한 사례 위주로 설명하고 있습니다.

2020년 초반 코로나19는 전세계로 빠르게 퍼져나가면서 우리 삶을 송두리째 바꿔 놓았습니다. 전파 속도가 무척 빨라서 하루하루 확진자 통계를 볼때마다 공포에 빠졌네요. 처음 충격과는 달리 사람들은 각자 맡은 분야에서 코로나19에 대응하기 위해 노력하였는데 수학에서는 감염병을 다루는 SIR 모형으로 시뮬레이션을 하면서 코로나19가 지역에 따라 얼마나 많은 사람들을 얼마나 빠르게 감염시킬 것인지, 그리고 코로나19에 걸렸다가 회복해서 항체가 생긴 사람들이 늘어나면서 전파 속도가 얼마나 수그러들 것인지 예측해 볼 수 있었습니다. 실제 통계 데이터를 반영해 모형을 보완하면서 대책을 세울 수 있었는데 의료진 뿐만 아니라 수학자들도 역할을 하였다는 것을 알게 되었네요.

'나비 효과' 는 과학에 별로 관심이 없는 사람이라도 한번쯤 들어보았을 것입니다. 브라질에 사는 나비의 날갯짓이 텍사스에 토네이도를 일으킬 수 있다는 비유로 설명이 되는데 나비의 하늘하늘한 날갯짓은 주변 환경에 아무런 영향이 미치지 않을것 같지만 토네이도와 연관을 짓고 있어서 호기심이 생겼습니다. 이런 효과에 대해 깊이 연구하게 된 것도 우연이었네요. 소수점 아래로 여러자리인 숫자 데이터를 다루면서 검증을 위해 똑같은 실험을 했을때 같은 결과가 나올 것으로 기대하였지만 최종 결과는 크게 달랐습니다. 알고 보니 프로그램을 다루면서 소수점 일부 자리가 잘려져 나갔는데 미세한 값이라 거의 영향이 없을것 같았지만 결과는 예상밖이었고 카오스 이론이 탄생하는 계기가 되었습니다. 이제 카오스 이론은 수학 뿐만 아니라 다른 여러 학문에도 적용되고 있는데 아마 처음 이 이론을 발표했던 사람들도 이렇게 많은 영향을 미칠지는 모르지 않았을까요.

인류가 달에 착륙한 것은 1969년입니다. 지금은 개인이 노트북, 스마트폰, 태블릿 등 다양한 전자기기를 가지고 있는데 과거에는 스마트폰보다 훨씬 성능이 낮은 컴퓨터 밖에 없었습니다. 아폴로 11호는 지구 대기권 밖으로 나가 달에 접근해 착륙을 하고, 다시 달의 중력에서 벗어나 지구로 무사히 귀환해야 합니다. 이 과정에서 고려해야 할 요소들은 무척 많고 만에 하나라도 계산 실수나 고려하지 못한 변수가 있다면 우주인들의 생사는 장담할 수 없습니다. 이 프로젝트에 많은 뛰어난 과학자들이 참여하였는데 그중 마거릿 해밀턴의 역할은 독보적이었네요. 하나하나 모든 상황을 통제할 수 있도록 프로그래밍을 하였고, 오류가 발생할 가능성을 고려해 이를 보완하는 부분도 넣으면서 실제 이 부분이 아폴로 11호의 귀환에 빛을 발하기도 하였습니다. 무려 50여년 전의 일인데 지금 생각해도 정말 대단하네요.

수학하면 흔히 공식이 떠오르지만 하나의 공식도 논리적으로 완벽하게 설명할 수 있는 환경에서 나왔고, 이러한 공식들은 실제 생활에 적용되면서 우리 삶을 바꾸어 놓았습니다. 수학이 어떤 역할을 하였는지 읽어볼 수 있어서 도움이 되었습니다.