간단한 수학으로 이해하는 미래과학 세상
신비한 수학 실험이 있는 상점으로 오세요!
‘2017년 미국의 물리학자들은 실험실에서 루비듐Rubidium이라는 물질을 차가운 온도에서 응축시켰다. 물리학자들이 그 루비듐을 회전시키면서 힘을 가해 봤더니 루비듐은 특이한 반응을 보였다. 보이지 않는 벽에 부딪혀 튕겨 나오는 것처럼 움직인 것이다. 이 물체는 밀면 멀어지는 게 아니라 오히려 더 가까워졌다. 보통 물질과는 다르게 힘의 반대 방향으로 움직이는 ’이상한‘ 물질이었다.’
이처럼 이 책은 수학과 과학을 연계시켜 ‘매스아이디어숍’이라는 가상의 상점을 무대로 미래 과학이 변화시킬 세상을 수학의 언어로 그 신비로운 스토리를 전개시켜 나가고 있다. 이는 마치 얼마 전 베스트셀러였던 『달러구트 꿈 백화점』이라는 소설에서 ‘꿈’을 판다는 스토리 설정처럼 흥미롭게 또 잼있게 얘기를 전해준다.
특히 이 책의 도입 부문인 머리말을 읽다 보면 나도 모르게 호기심이 발동되게끔 수학에 관해 얘기하는데, 저자는 ‘수학은 미래를 내다보는 능력과 창의력, 사고력을 키우는 가장 좋은 방법’이라면서 그리고 저자가 소개하는 그 내용은 모두 다 중학교 교과서에 나오는 아주 쉬운 수학이라며 다음과 같은 10가지의 수학 이야기를 통해 소개한다.
① 양수와 음수 ② 음수의 연산 ③ 대수 문자 ④ 차원의 정의와 식 ⑤ 좌표계 ⑥ 2진법과 연산 ⑦ 0으로 나누기 ⑧ 확률의 크기 ⑨ 경우의 수 ⑩ 함수의 정의
여기서 몇 가지 기억에 남는 얘기로 첫 번째 주제인 ‘–10kg 음수 질량과 암흑에너지’와 두 번째 주제인 ‘–10m 같은 음수 길이와 대칭’ 얘기와 관련하여 과연 음수인 질량과 길이가 존재할 수 있을까라는 신비로움과 오묘한 얘기.
그리고 여섯 번째 주제인 ‘+0과 –0이 있는 수 체계와 반도체’와 일곱 번째 주제인 ‘0으로 나눌 수 있는 연산과 블랙홀‘ 얘기와 관련하여 컴퓨터 오작동으로 1997년 미 해군 전함이 몇 시간 동안 바다 한가운데서 멈춰 서버린 얘기 등을 읽으면서 수학과 과학의 미지의 세계에 대한 무서움과 한편으로는 희망찬 기대가 함께 전해 오기도 한다.
그러나 세 번째 주제인 ’0보다 작은 변화량과 엔트로피‘ 얘기나 그 밖의 주제들은 그 내용이 상당 난해한 부문이 많아서 이를 이해하는 데 많은 시간이 소요됐다. 예를 들어 세 번째 주제에 나오는 엔트로피와 관련된 그 내용 일부를 발췌해 보면
엔트로피는 ’무질서의 정도‘를 뜻하고, 네트로피(네거티브 엔트로피)는 ’질서의 정도‘를 뜻한다며 얘기를 시작한다. 엔트로피는 과학자가 아닌 제레미 리프킨의 인문학 저서 『엔트로피』 덕분에 더 유명해진 개념이라며 음수 엔트로피로 움직이는 우주가 (대칭적으로) 따로 존재하여 정리를 게을리하는 사람들도 청소 걱정 없이 잘 사는 모습이 작가 지망생분의 상상력을 통해 제공된다고. 그런데 거기서는 우리와 반대로 사람들이 뭘 어지럽히는 게 일이 되어 역시 그 나름대로 고생을 할지도 모른다고 얘기한다.
또 우리가 "생사를 알 수 없는 고양이"로 잘 아는 에르빈 슈뢰딩거는 네트로피의 개념을 처음 제안했다며 영화 <벤자민 버튼의 시간은 거꾸로 간다>가 어쩌면 이 네트로피 이야기인지도 모르겠다고 한다. 이것이 제대로 이론화하여 실체가 규명된다면 그때는 진시황이 꿈꾸었던 불로장생이 가능해질지도 모르겠다는 얘기... 조금은 난해한 얘기라 하겠다.
또 하나의 조금은 어려운 얘기를 하나 소개하면 다섯 번째 주제인 ’소수 차원의 좌표계와 메타버스‘의 경우 좌표계는 일반적으로 2차원의 직교좌표계와 3차원의 원통좌표계나 구면좌표계가 있는데 여기서 2.7차원의 좌표계를 얘기하면서 ’프랙털 도형‘의 좌표 얘기를 한다. 그리고 맹거 스펀지로 이해되는 소수 차원의 좌표계를 소개하는데... 조금 난해하다.
하여간 이와 관련하여 메타버스 즉 가상공간이지만 현실적 사건들이 똑같이 벌어지는 우주라고 소개하면서 무식하게 ‘메타뻐스‘라고 발음하지 말라고 한다. 이는 메타버스가 meta universe이기 때문에 교통수단인 버스bus하고는 무관하다며 말이다.
그 밖에도 이 책에는 수학 개념과 관련하여 반도체, 블랙홀, 유전자 가위, 머신러닝 등등이 수학과 짝을 이뤄 주제로 소개된다. 더 나아가 수학 상점에서는 하늘을 날아다니는 보드, 노화를 막는 캡슐, 오류가 없는 계산기, 차원 측정기 등등 미래 언젠가에 등장할지 모르는 발명품까지 자유롭게 상상하게끔 소개한다.
저자는 얘기한다. 머리 모양을 살짝만 바꿔도 다른 사람이 되듯이, 생각을 조금만 바꾼다면 여러분도 얼마든지 수학자처럼 수학의 세계를 탐구해 볼 수 있다고. 그래서 독자 여러분에게 상상하는 즐거움과 생각하는 재미를 줄 수 있었으면 좋겠다고 말이다. 관심 있는 분은 책을 구하여 한번 일독하기 바란다.
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