통합형 공부(?)라는 걸 준비하기 위해 읽으라는데, 그게 뭔지는 몰라도 아마 대학입시를 준비하는 사람들을 위한 수학교양서라는 건 알겠다. 광고문구는 300 여장이 넘는 풍부한 사진과 함께 수학의 역사를 따라가다 보면 수학이 쉬워진다고 하는데, 도대체 어느 세월에 비유클리드 기하학이 쉬워지는지 물어보고 싶다. ㅋㅋㅋ





1장부터 4장까지는 그래도 수학에 관한 이야기를 어느 정도 이해하면서 따라갈 수 있었다. 하지만, 이눔의 14세기 서유럽에서 수학이 흥성하면서부터는 당최 뭔소리를 하는지 알 수가 없었다. ㅡㅡ;; 

피보나치의 수열 얘기가 시작되는 5장에서부터 페르마의 대정리를 증명했다는 현대수학 얘기가 나오는 10장까지는 뭔놈의 알 수 없는 수학용어가 난무해서 비극적인 수학자들의 얘기나 에피소드가 고소하게 느껴질 정도다. ^^;; 

제5장 유럽 수학의 르네상스에서는 기독교에서 수학을 장려하여 서유럽 쪽에서 수학이 발전했고, 점성술과도 연관이 있었다고 한다. 피보나치 수열의 정의는 이해하겠는데, 대자연의 규칙을 담았다는 데는 잘 공감이 가질 않는다. ㅎ

네델란드의 시몬 스테빈이라는 사람이 소수의 표기법을 만들어냈던 때가 이때쯤이라고 한다. 시몬 당신은 아는가 소수점 숫자들과 비교해도 손색이 없을 정도로 뽑혀졌던 우리나라 수험생들의 머리카락 갯수를.. ㅋㅋㅋ

로그는 영화 엑스맨에 등장하는 캐릭터의 이름을 더 익숙한데, 이 당시에 존 네이피어라는 인물이 로그(logarithm)라는 걸 발명해서 수학계산에 일대 혁명을 가져왔다고 한다. 

다음 두 수열을 주목해 보자. 

0      1      2      3      4      5       6       7       8       9      10     ...
1      2      4      8     16     32     64     128    256    512   1024    ...

가령 16 X 64를 계산할 경우를 생각해 보자. 16 X 64 = 2⁴X 2ⁿ(2의6승) 이므로 첫째 수열에서 이 지수에 상응하는 4와 6을 찾아 더하면, 즉 4 + 6 = 10 이 되고 상응하는 숫자를 아래 수열에서 찾으면 1,024 가 된다. 1,024 가 바로 우리가 계산하려는 두 수의 곱이다. 반대로 나눗셈의 경우 '더하기'를 '빼기'로 바꾸기만 하면 된다. 이처럼 '곱셈과 나누셈'을 '덧셈과 뺄셈'으로 바꾸는 방법이 바로 네이피어 로그의 핵심이다. 

아래의 로그 공식은 고등학생이라면 잘 아는 내용이다.

logAB = logA + logB

log A/B = logA - logB

라플라스가 말했듯이  이처럼 간단한 로그의 성질이 당시에는 '계산의 수고를 덜어주어 천문학자의 수명을 늘려주었다'는 사실을 어렵지 않게 짐작할 수 있다. 

- 수학의 역사. 제5장 유럽 수학의 르네상스. 118쪽 발췌.  



이 상황에서 갈릴레이는 "나에게 공간과 시간 그리고 로그를 달라. 그러면 또 다른 우주를 만들어 보이겠다"라는 황당한 소리를 했다고 한다. 지렛대의 원리를 이해한 아르키메데스가 공간을 주면 지구를 들어보이겠다고 한 소리의 업그레이드된 버전으로 보인다. ㅋㅋㅋ


6장에서는 데카르트의 억울한 죽음이 눈에 띄는데, 철없는 여황의 허영심으로 인해 54세로 생을 마감했다. 17세기 무렵 페르마가 " 나는 경이로운 증명을 했다. 다만, 책의 여백이 너무 좁아 증명은 남기지 않는다 " 라고 낙서(?) 해놓는 바람에 얼마 전까지 고생한 수학자가 많은 것으로 알고 있다. 이하 자세한 설명은 생략한다. ㅋㅋㅋㅋ

뉴턴과 라이프니치라는 수학자가 대세였다는 17세기.. 


7장에서는 지지리도 고생한 수학자들이 등장한다. 아벨과 갈루아인데, 갈루아는 고생고생하다가 21살에 한 여성을 두고 결투를 치루고 죽었다고 한다. ㅡㅡ;; 

8장이후부터는 무한소이니, 비유클리드 기하학이니, 해석학이니 하는 등 평범한 인간의 범주를 넘어서는 기괴한 단어들이 출몰하면서 사람의 정신상태를 몽롱하게 만든다. 이걸 교양서로 읽어야 하는 게 요즘 수험생들의 일상인지는 모르겠지만, 부모님께 이 책을 선물받은(?) 수험생들이 있다면 약간의 위로를 전하고 싶다. 눈에 촛점을 맞추지 말고 읽으시게.. ㅡㅡ;; 




오래 전 수학의 역사가 시작됐던 때에 대한 정리가 좋고, 평소 잘 알려지지 않았던 수학에 관련한 에피소드와 수학자들에 관한 얘기가 재밌긴 하지만, 교양서라고 보기에는 후반부 내용이 너무 무성의하고 어렵기만 하다. 개인적으로는 책의 두께를 늘리는 한이 있더라도 좀 더 자세하고 재밌게 서술할 수 있었을 것 같기도 하지만, 수학자들의 세계라는 게 워낙 알려진 부분이 드물어 뭐라 하기에는 좀 무리다. ^^;; 

수학의역사
카테고리 과학 > 교양과학
지은이 지즈강 (더숲, 2011년)
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일반인에게도 필요한 수학교양서라고 했지만, 그건 좀 아닌 것 같다. 그래도 좀 더 쉽고 재밌게 접할 수 있는 수학교양서의 샘플 정도는 충분히 된다고 보여진다.  

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솔직히 1 장 수학의 기원을 읽고 2장 그리스 수학의 번영이라는 제목을 보는 순간 계속 읽을지를 조금 고민했다. 
'이거 계속 읽을 수 있을까?' 하는 의구심때문에 그냥 편하게 읽다가 머리에 쥐가 나면 바로 덮자 싶은 마음으로 읽었는데, 의외로 쪽수가 다 넘어갔다. 물론 중간중간 머리가 아파오긴 했지만. ^^;; 특히 "이등변삼각형의 두 밑각은 서로 같다" 라는 명제를 증명할 때는 한 서너번을 다시 읽었다. ㅡㅡ;; 


기하학(幾何學) :
[수학] 공간의 성질과 공간 안의 물체에 대한 성질을 연구하는 수학의 한 분야.
수학의 가장 오래된 분야 가운데 하나로, 고대 이집트와 메소포타미아의 토지 측량을 위한 도형의 연구에서 유래되었다. 고대 그리스의 에우클레이데스에 의해 유클리드 기하학으로 체계화되었다.
- 출처 : DAUM 사전. 



기하(幾何) :
(1) 잘 모르는 수효나 분량, 정도 따위를 물을 때 쓰는 말.

(2) [수학] 도형 및 그것이 차지하는 공간의 성질에 대하여 연구하는 분야. 원어  기하학 (幾何學)


기하급수(幾何級數) :
[수학] 서로 이웃하는 항의 비(比)가 일정한 급수. 각 항이 그 앞의 항에 일정한 수를 곱한 것으로 이루어진다.

기하급수적 (幾何級數的) : 

[명사] I. 어떤 사물이 항상 이전 수량의 몇 배로 증가하는 경향이 있는 것.

[관형사] II. 어떤 사물이 항상 이전 수량의 몇 배로 증가하는 경향이 있는. 

- 출처 : DAUM 사전. 



geometry : 

[Noun] I. the pure mathematics of points and lines and curves and surfaces
- 출처 : DAUM 사전 



평소 기하학이니, 방정식이니 하는 수학의 분야들을 전혀 구분하지 못했는데, 이제는 어렴풋이나마 감이 오기 시작했다. 기하학 ( 지오메트리 ) 는 결국, 점, 선, 면과 기존의 명제들을 기반으로 뭔가를 측량하고 계산해 내는 학문으로 보인다. 단어의 정의가 너무 딱딱하고 어려워 머리 속에 잘 남지 않는 게 수학의 흠이다. ㅋㅋㅋ
 


고대 이집트인과 바빌로니아인, 인도인은 사물을 있는 그대로 바라보았다. 그들의 수학은 '어떠한가'만 얘기할 뿐, '왜 그런가'에 대해서는 생각하지 않았다. 그러나 그리스인들은 어떤 사물이든 그것의근원을 파헤치고 증거를 찾으려고 했다. 이런 진리를 추구하는 정신에 힘입어 그들은 수학 증명 분야에서 큰 발전을 이룩했고 세계 문화 발전에 크게 기여했다. 
- 수학의 역사. 제2장 그리스 수학의 번영. 28쪽 발췌. 



토지를 측량하는 기술이 기하학의 발전을 가져오다. 

이집트의 나일 강이 정기적으로 범람하자 토지의 경계가 사라지는 일이 자주 발생했다. 그래서 강무링 빠질 때마다 사람들은 토지의 넓이를 새로 측정했는데, 이 과정에서 '기하학' 지식이 생겨났다.
역사학의 아버지 헤로도토스는 다음과 같이 기록했다.

만약 어떤 사람이 소유한 토지 일부가 강물에 휩쓸려 가면 국왕은 그곳에 사람을 보내 조사를 실시한다. 그리고 측량을 거쳐 유실된 면적을 정확히 계산해낸다. ...(중략) 나는 이집트인들이 이런 과정을 통해 기하학을 이해하게 되었고 후대에 이를 그리스에게 전해주었다고 생각한다. 
 영어 'geometry'는 라틴어 'geometria'에서 유래했다. 'geo'는 '토지'를 뜻하고, 'metria'는 '측량'을 의미한다. 이집트의 토지 측량인은 '줄을 당기는 사람'이라고 불리는데, 이집트 벽화에 당시 사람들이 줄을 당겨 토지를 측량하는 장면이 묘사되어 있기 때문이다. 

- 수학의 역사. 제2장 그리스 수학의 번영. 30쪽 발췌.  



제2장 그리스 수학의 번영 편에서는 내 어린 시절 주요 원흉이었던 피타고라스가 등장한다. 그놈의 삼각형 그려놓고 별 짓을 다했던 시험시간의 악몽만 남아있다. 

그리스 철학과 자연과학의 창시자인 탈레스 ( Thales, 기원전 624년(?) ~ 546년 ) 로부터 시작된 기하학의 명제들이 피타고라스 (Pythagoras, 기원전 582년(?) ~ 497년 ) 에 의해 자연계의 수학법칙을 탐구함으로써 체계적으로 자리잡고 크게 발전됐다고 한다. ( 그거 발전시키기 전에 태어난 연도나 좀 제대로 기록하시지.. ㅡㅡ;; )

그 다음으로 "기하학원론(element)"라는 책으로 집대성을 하는 바람에 빼도박도 못하게 한 유클리드와 수학분야에서 유쾌한 에피소드를 많이 제공한 아르키메데스가 등장한다. 그리스 수학의 전성기는 이때였는가보다. 그 이후로 지금까지 그리스에서 유명한 수학자가 한번도 안 나왔는지는 모르겠다. ^^;; 

컴퓨터 관련 용어에서도 element 라는 단어가 자주 등장한다. 오늘날의 영단어는 비슷비슷한 단어들이 많아 혼동스러운데 이 챕터를 읽다보니 엘리먼트 혹은 엘레멘트라고 씌여지는 단어의 뉘앙스를 이해하는 데 도움이 됐다. 어떤 책에는 " 구성요소 " 라고 번역해 놓고 component 와 structural element 를 같이 사용는 걸 본 적이 있다. 왠지 혼란스러웠다.

" 나에게 서 있을 공간을 달라. 그러면 지구를 움직여 보이겠다! " 라고 말했던 사람이 아르키메데스다.(지렛대의 원리) " 유레카 ( 알았다! ) " 라고 소리친 사람도 아르케메데스다. 기원전 214년 시라쿠사에서 로마군과 맞서 기계장치(?)로 바다를 지켰고, 성이 함락되자 " 비켜라, 내 그림을 망치지 말지어다!"라고 외친 후, 로마병사의 칼에 맞아 죽었던 사람이 아르키메데스다. 목청이 좋았던 모양이다. ^^;; 일단 흥분하면 소리부터 지르고 보는 스타일이었을지도.. ^^;; 

이 아르키메데스가 남긴 저서를 2000 년 이후에 각종 첨단 기술을 사용해 복원해 내는 작업을 했다고 한다. 아직 사람들은 있는 그대로 두고 자연의 신비를 즐기는 경지에는 이르지 못한 모양이다. ㅋㅋㅋ


원주각 (圓周角) : 원주 위의 한 점에서 그은 두 개의 현이 이루는 각 

영어 : the angle at the circumference 


원둘레 (圓-) : 수학 circumference; the circumference of a circle.

circumference : 

【명사】1. [불][가] 외주(外周), 원주, 주위, 주변; 그 길이[거리]

2. [불] 둘레 안의 면적, 범위.


circumference : 

[Noun] I. the size of something as given by the distance around it

II. the boundary line encompassing an area or object

III. the length of the closed curve of a circle 

- 출처 : DAUM 사전. 


원주각 정말 싫었다. 둥그런데 뭔놈의 각을 만들겠다고.. ㅡㅡ;; 



그는 제자를 두 부류로 나누었다. 한 부류는 수업만 듣고 토론에는 참석하지 않는 일반 학생(아쿠스마틱스)으로, 그들에게는 심오한 지식을 전수하지 않았다. 또 다른 부류는 그리스어로 '마테마티코이'라 부르며 피타고라스 학파의 진정한 회원이었다. 이 말은 나중에 '수학'을 뜻하는 라틴어 '마테마티카(mathematica)'로 발전했다. 
- 수학의 역사. 제2장 그리스 수학의 번영. 32쪽 발췌. 


피타고라스는 역시 차별주의자다. 왜 같은 공식이 똑똑한 놈들한테는 쉽고, 나에게는 어려웠을까? ㅡㅡ;; 



유리수 ( rational number ) 와 무리수 ( irrational number ) 에 대한 설명을 이렇게 쉽게 했었으면 내 인생은 무지 달라지지 않았었을까하는 망상에 빠져보기도 했다. 

피타고라스가 주장한 '만물은 모두 수' 라는 표현에서 '수'란 정수 또는 정수로 표시할 수 있는 비율의 수, 즉 유리수를 가리킨다. 그러나 이 신념은 루트2(√2) 때문에 문제가 생겼다. 왜냐하면 루트2가 두 정수의 비, 즉 루트2 = n/m ( n, m 은 서로소인 정수 ) 이라고 한다면 2m²=n² 이므로 n²은 짝수가 된다. n² 이 짝수이면 n 도 짝수이므로 m² 도 짝수가 된다. 이렇게 되면 n 과 m 이 서로소인 정수라는 가정에 모순된다. 이런 모순은 피타고라스 학파에게 큰 도전이었다. 

일설에 의하면 피타고라스의 제자 히파수스(Hippasus)가 이 '비밀'을 알게 되었다. 그러자 피타고라스 추종자는 이 비밀을 지키기 위해 배를 타고 가던 중 그를 바다에 빠뜨려 살해했다고 한다. 중학교 교과서에 나오는 '무리수'에 이런 비극적 일화가 숨어 있으리라고는 아무도 상상하지 못했을 것이다. 하지만 '무리수'는 '이치에 안 맞는 수'가 아니라 '비교할 수 없는 수(irrational number)'이다.

- 수학의 역사. 제2장 그리스 수학의 번영. 36쪽 발췌.


피타고라스나 그 제자들이나.. 흠.. 


알고보니 유클리드가 웬수.. 
 

유클리드는 먼저 일부 익숙한 기하학적 대상에 대해 정의를 내렸다. 어떤 기하학적 대상이든 명확한 정의가 있어야만 각기 다르게 해석되는 현상을 방지할 수 있고 또 모든 사람이 해당 전문 용어를 동일하게 인식할 수 있기 때문이다. 따라서 기하학에서 정의는 절대적으로 필요하다. 정의가 있어야만 가장 기본적인 몇몇 명제를 '원시명제'로 사용할 수 있다. 

원시명제는 의심의 여지 없이 정확하며 모두에게 받아들여질 수 있기 때문에 '공리(公理, axiom)' 또는 '공준(公準, postulate)'이라고도 한다. 이들 정의와 공리, 공준에서 출발하여 논리적 추론과 연역을 통해 전체 기하학을 발전시켜나갈 수 있다. 

바로 이런 사고에 기초하여 유클리드는 그의 위대한 사업, <기하학 원론(Element)>의 편찬 작업을 시작했다. 그리고 잠 못 이루는 밤과 헤아릴 수 없는 역경을 이겨내며 드디어 편찬에 성공했다.

- 수학의 역사. 그리스 수학의 번영. 40쪽 발췌.  


그나마 이번 장까지는 수학적 명제들을 읽어도 그나마 참을 만 했다. ㅎ

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요즘 " 수학의 역사 " 라는 책을 읽고 있는데, 제목 외에는 호감이 가질 않는다.

감수자의 말은 분명 교양으로써 수학을 더 많은 사람들이 접했으면 싶다는 취지에서 쓴 책이라는데, 대강 흝어봐도 크게 재밌지 않을 뿐 더러 문체가 너무 딱딱하다. ㅡㅡ;; 

지즈강이라는 중국인 저자와 대개 형식적인 우리나라 번역자, 감수자의 모습이 엿보이는지라 크게 기대가 되지는 않지만, ( 아직 제대로 읽기 전임을 분명히 밝혀둔다. ^^;; ) " 수학의 역사 " 라는 흥미로운 소재를 제대로 건드린 책을 보지 못했기에 한 번 끝까지 읽어볼 예정이다. 


남미 페푸 지역에 살았던 잉카인들은 19세기까지도 끈을 묶어 수를 표시했다. 이는 굵은 끈 한 가닥 위에 색깔을 입힌 가는 끈을 묵은 뒤 여기에 다시 매틉을 짓는 방식이었다. 이 지역 사람들은 이를 '키푸 (quipu, 매듭문자)'라고 불렀다. 키푸의가는 끈은 보통 남미에 사는 라마나 알파카의 털로 만들었는데 이것들 중에는 가는 끈 몇 가닥만 있는 경우도 있고 수백, 수천 가닥이 있는 경우도 있다. 키푸는 10개의 매듭을 한 단위로 해서 수를 표시하는 방식이었다. 
- 수학의 역사. 수학의 기원 17쪽 발췌. 



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모두 10 장으로 나뉘어져 있는데, 제 1 장인 수학의 기원에서 여러 곳에서 찾은 고대 수학의 흔적들을 이야기하고 있다. 흔적들이라고 해서 우습게 보면 큰 코 다친다. 기원전 1650년 경의 사람들이 등비수열, 원주율의 근삿값, 구의 부피 등을 알고 있었단다. 지금 읽는 이는 지금 현재 하나도 모른다. ㅡㅡ;; 

역시 피타코라스만 나쁜 놈이 아니었다. 악당은 고대에서부티 이미 존재하고 있었다. 우리나라 대입을 준비하는 모든 이들의 원흉은 결코 밝혀지지 않을 듯 싶다. 그나마 다행인 건 바빌로니아 숫자가 통용되지 않은 점일 것이다. 얘네는 60진법을 사용했다고 한다. ㅋㅋㅋ


나일 강 삼각주에는 갈대 모양의 수생식물인 파피루스가 많이 서식한다. 줄기를 납작하게 편 뒤 햇볕에 말리면 글씨를 쓰는 데 사용할 수 있었다. 이런 식물을 '사이페루스 파피루스(Cyperus papyrus, 종이를 만드는 풀)'라고 불렀는데, 영어 'paper'는 바로 여기에서 유래했다. 
- 수학의 역사. 수학의 기원 18쪽 발췌. 


수학의 탄생도 중요하지만, 종이의 탄생이 그보다 더 중요한 게 아닐까 싶기도 하다. 오늘날 똥도 닦을 수 있지 않은가?

아라비아 숫자로 알려진 '0'은 실제로는 인도에서 처음 사용한 부호이고, 이후 개정을 통해 16세기 중엽에 현재 국제적으로 통용되는 숫자의 체계 속으로 들어왔다고 한다. 단지 유럽인들은 아라비아인들을 통해 '0'을 접했기에 그렇게 불리게 된 것 뿐이다. 

중국의 산대 계산법이라는 걸 알게 됐는데, 0 이 없어서 난감한 것을 빼놓고는 꽤 재밌는 표기법으로 보여진다. 일단위는 세로로 표기하고, 십단위는 가로로 씀으로써 각 단위가 구분되도록 했는데, 방향뿐 아니라 모양도 조금 틀리다. 전체적으로는 비슷한 부분이 많아 십만단위를 써 놓은 샘플을 보니 제법 체계가 있어 보였다. 중국 영화나 드라마의 벽들에서 본 듯도 하다. ^^;; 

나의 청소년 시절을 괴롭힌 주요 원흉 중 한명인 피보나치가 등장한다. 이 사람이 아라비아 숫자의 유용성을 발견하고 유럽에 퍼뜨리는 바람에 수학이 부흥됐다고 한다. ㅡㅡ;; ( 당신 이름으로 된 수열을 봤을 때부터 알아봤어. --+ )

어쨌거나 우리나라 입시의 비극은 이렇게 시작됐다. 문과와 이과를 나누는 절대 기준이었던 수학의 기원이다. ( 요즘도 문과이과는 나누겠지? 흠.. ^^;; )












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