[Review] 수학으로 생각하는 힘 (키트 예이츠 著, 웅진지식하우스)

수학으로 생각하는 힘 - 일상의 모든 순간, 수학은 어떻게 최선의 선택을 돕는가
키트 예이츠 지음, 이충호 옮김 / 웅진지식하우스 / 2020년 7월

“수학으로 생각하는 힘 (키트 예이츠 著, 이충호 譯, 웅진지식하우스, 원제 : The Maths of Life and Death - 7 Mathematical Principles That Shape Our Lives)”을 읽었습니다. 최근 수학과 관련한 대중 과학 서적이 많이 출간되고 있는데 이 책 역시 수학을 주제로 한 대중과학서적 중 하나입니다. 

저자인 키트 예이츠 (Kit Yates)는 옥스포드 대학에서 수학 박사 학위를 취득하고 현재 배스 대학에서 교수로 일하고 있는 수리생물학자이면서 과학 커뮤니케이터로 활발하게 활동하고 있는 분이라고 합니다.  

이 책이 다른 수학 관련 대중 과학서와의 가장 큰 차이는 수학적 개념을 실제의 사례에 녹여 내어 이야기를 들려준다는 점입니다. 그리고 이러한 사례와 이야기들을 통해 독자가 수학적 개념, 도구, 사고 방식에 보다 익숙해질 수 있도록 도와줍니다. 그러면 이 책에서 저자가 들려주는 이야기를 몇 가지만 소개해드리도록 하겠습니다.

‘전염병 예방에 도움을 주는 수학’

최근 COVID-19가 아주 기승입니다. 덕분에 이러한 전염병에 대한 학문은 의학의 영역이기도 하지만 수학의 영역에도 걸쳐 있다는 사실을 이제는 많은 사람들이 알게 되기도 했습니다. 그동안 이러한 수리역학은 HIV를 비롯한 수많은 감염병의 확산에 대항하는 싸움에서 매우 중요한 역할을 해 왔고 지금도 COVID-19를 비롯한 감염병의 확산 패턴을 읽어내기 위한 수학자들의 노력은 계속되고 있습니다.

‘질병 확산 모델 S-I-R 모형’

스코틀랜드 출신의 의사인 앤더슨 매켄드릭 (Anderson Gray McKendrick, 1876~1943)은 인도 봄베이의 페스트 발병 데이터에서 영감을 얻어 질병 확산에 관한 수학 모형을 만들었는데 이것을 바로 S-I-R 모형이라고 합니다. 

S-I-R 모형은 개인의 질병 상태에 따라 인구 집단을 세가지 범주로 구분하는데 아직 질병에 걸리지 않은 ‘감염대상군 (Susceptibles)’, 질병에 감염되어 감염대상군(S)에 질병을 옮길 가능성이 있는 ‘감염군 (Infectives)’, 그리고 질병에 걸렸다가 회복되어 면역을 획득하였거나 사망한 ‘제거군 (Removed)’이 바로 그 범주입니다. 이러한 모형은 질병의 감염 경로 및 확산 상황에 대해 설명이 가능하다는 장점도 있지만 무엇보다 예측 능력이 뛰어나다는 점에 더 큰 장점입니다.  특히 돌발 발벙의 폭발적 동영학을 예측하고 불가사의해 보이는 질병의 진행 패턴을 예측 가능하게 만들어주었다고 합니다.  

저자는 수학 모형은 일상적인 상황의 이해에 도움을 주지만 반드시 방정식이나 코드의 형태가 피요한 것은 아니라고 이야기하고 있습니다. 그는 가장 기본적인 수준에서 수학은 패턴이라고 말할 수 있기 때문에 주변 세계를 지배하는 규칙을 이야기하고 이해하는 것으로 수학적 영향력을 체감할 수 있다고 합니다. 그래서 그는 이 책에 수학 공식이나 방정식을 최소화하여 비수학적 서술을 통해 독자를 이해시키려고 한 것 같습니다. 물론 수학책에 수학 공식이나 방정식이 없는 것이 꼭 좋은 서술 방식인가에 대해서는 여러 이야기들이 있을 수는 있습니다. 하지만 수학에 익숙하지 않은 사람들을 대상으로 하는 대중과학책으로서는 이러한 방식을 채택할 수 밖에 없는 사정도 있을 것입니다. 더구나 저자인 키트 예이츠는 수학적 개념의 비수학적 서술에 대한 우려를 날려버릴 정도의 훌륭한 탁월한 스토리 텔링으로 재미있게 풀어내 주고 있습니다.  

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