* 수학 그리고 03
- 음악
수학과 음악의 이야기 중에 빠지지 않은 것이 피타고라스다. 피타고라스는 현의 길이와 음의 높이, 옥타브의 관련을 밝혀냈다. 이 사실은 수학과 음악의 관련성을 나타낸다기보다 수학과 물리학의 관계를 밝은 것으로 보는 것이 합당하다. 그러니까 피타고라스는 음악가라기보다 음향학자다. 12평균율과 화음도 마찬가지다. 라이프니츠는 이런 말을 남겼다고 한다. Music is the pleasure the human mind experiences from counting without being aware that it is counting
나는 수학과 음악에 대해 잘 알지 못하면서도 직관에 의해 관련성이 있다는 느낌을 가지고 있었다. 그러나 책에서 수학과 음악의 직접적인 연관성을 이야기하는 것을 보지 못했다. (여기서부터의 글은 Reference를 확인하지 않고 기억에 의존해 글을 쓰기 때문에 오류가 있을 수 있습니다. 틀린 부분이 있으면 지적해 주세요.) 그러던 중 뇌과학 책을 읽던 중 공통점을 발견했다.
초등학교 (사실 그 이상의 청소년과 어른을 포함해서) 학생의 건강한 생활 습관에 TV를 너무 많이 보지 말라고 하거나 컴퓨터, 인터넷, 전자기기를 이용한 게임을 자제하라고 한다. 그 이유가 무엇일까? (사실 그 이유를 이야기하는 사람을 보지 못했다.) 내가 아는 바에 의하면 두뇌사용에 있다. 컴퓨터 게임은 측두엽만 한정해서 사용한다. 제한된 두뇌사용은 에너지 사용이 적기 때문에 편안하게 느낀다. 여기에 적응이 되면 두뇌 전체를 사용하는 것을 싫어하게 된다. 비유해서 설명하면 건강에 운동이 좋은 것은 알겠는데, 달리기를 하려니 귀찮다. 침대에 누워 양팔을 휘두르는 것을 운동으로 하는 것이다.
몇 부모님이 ‘우리 아이는 스마트 폰, 컴퓨터 게임을 하라고 해도 안 한다’고 이야기하신 분이 있었다. 그럼 뭐하냐고 되물었더니, 책을 읽는다고 답하셨다. 독서는 컴퓨터 게임보다 훨씬 많은 두뇌를 사용한다. 비유해서 설명하면 달리기를 한 것이다. 달리기에 희열을 느낀 사람은 침대에 누워 팔을 휘두르는 것을 운동으로 보지 않는 것과 같다.
어떤 일을 수행할 때, 가장 많은 두뇌를 사용하는 것은 무엇일까? (또 눈치를 채셨나요?) 바로 수학공부이다. 수학은 전뇌前腦에서 시작해서 (거의) 전뇌全腦를 사용한다. (오류를 최소하면 가장 많은 부위의 두뇌를 사용한다.) 많은 사람들이 수학을 두려워하거나 싫어하는 이유는 살을 빼기 위해 달리기를 해야 됨에도, 하지 않은 이유와 같다. 시작이 어렵다. 그러나 희열을 한 번 느끼면 그 희열을 잊기도 힘들다. 그래서 한번 수학 mania가 되면 대개 수학 mania로 남는다. 역사에 남은 천재적인 수학자가 사춘기 이전에 수학적 재능을 보여도 수학에 몰입하지 않는다. 사춘기를 지나면서 수학에 빠지게 된다. 이것도 ‘사춘기를 지나면서 뇌사용 범위가 확대된 상황’으로 설명할 수 있지 않을까 생각한다.
음악에 대해 이야기를 해 보자. (여기서 음악은 주로 클래식 음악을 말한다. 클래식 음악이 락 음악이나 포크송과 어떻게 다른지는 모르겠다.)
인간이 사회생활을 하면서 음악은 선사시대에 주술적이고 원시종합예술의 한 형태였고 이것은 인간 사회를 통한 진화적 압력을 즉 문화-유전 공진화를 통해 음악을 발전시킨 것으로 생각할 수 있다. 그러나 애초에 왜 음악이 발생하였는지 아직 설명하지 못한다. 다시 말하면 진화론에 의거한 자연 환경에 적응의 산물로는 설명이 안 된다. 현재까지의 설명은 (언어기능인지, 사회인지 기능인지 알 수 없지만) 뇌기능 발달에 따른 부수적 작용으로 판단하고 있다.
그런데 음악에 따른 뇌사용을 보면 시작은 측두엽에서 시작하는데, 음악 활동을 할 때, 사용하는 뇌의 범위는 (거의) 전뇌whole brain를 사용한다. 일단 이런 cycle이 형성되면, 음악은 뇌발달을 촉진시키고, 뇌발달은 음악을 선호하게 될 것이다. 이 사실은 아이가 왜 클래식 음악을 듣자마자 좋아하지 않는지를 설명할 수 있다. 아이들은 전뇌whole brain를 사용하는 훈련이 되어 있지 않기 때문이다. 이런 전뇌 뇌사용의 전환은 사춘기에서 시작해서 27세 전후로 완결된다고 한다.
친구의 잡담에 의하면 일반인들이 음악을 감상할 때는 우뇌가 활동한다고 한다. 그러나 (천재적인) 작곡가가 작곡을 할 때는 좌뇌가 활동한다고 한다. (믿거나 말거나)
나의 서재 소개에서 수학은 애인으로 음악은 애인의 이복동생으로 표현되어 있다. 수학은 전뇌forebrain에서 시작하고 음악은 측두엽에서 시작하기 때문에 어머니가 다르다. 그러나 전뇌whoe brain을 사용한다는 점에서 아버지가 같다. (써 놓고 보니 어머니가 다른 것이 아니고 아버지가 다른 자매가 더 어울리나?)
(‘수학과 음악’으로 인터넷 검색을 해 보면 대칭, 비율 등에 관한 이야기들도 있다.)
