세상에서 가장 아름다운 수학 공식을 아시나요? 수학이 아름답다는 말도 잘 이해되지 않지만, 가장 아름다운 수학 공식이 있다는 표현도 아주 낯설게 느껴집니다. 하지만 정말로 많은 사람이 ‘세상에서 가장 아름다운 수학 공식’으로 추앙하는 식이 있습니다. 바로 ‘오일러의 공식(Euler’s formula)’입니다. 수학자와 과학자에게 “당신이 생각하는 가장 아름다운 수학 공식은 무엇인가요?”라고 질문했을 때 가장 많은 표를 받은 것이 바로 오일러의 공식입니다. 물리학자 리처드 파인먼(Richard Feynman)은 이 식을 “수학에서 가장 놀라운(remakable) 공식”이라고 극찬했습니다.
---「01. 가장 아름다운 수학 공식」중에서
흥미로운 것은 각각 다른 나라에 살던 뉴턴과 라이프니츠가 동시대에 미분과 적분을 독자적으로 만들어냈다는 사실입니다. 세상을 바꿀 세기적 발명을, 1642년 영국에서 태어난 뉴턴과 1646년 독일에서 태어난 라이프니츠가 서로 의견을 주고받은 것도 아닌데, 거의 같은 시기에 만들어내다니! 우연일까요? 그것은 우연이라기보다 누군가가 미적분이 탄생하기 위한 완벽한 토대를 만들어놓았기 때문이었습니다. 뉴턴이나 라이프니츠가 아니라도 누군가 미적분을 만들 수밖에 없는 토대가 형성되어 있었지요. 그 토대를 만든 사람이 바로 데카르트입니다. 데카르트는 기하학과 대수학을 연결해 해석기하학이라는 분야를 만들어냈습니다. 이를 토대로 뉴턴과 라이프니츠가 미적분을 만들 수 있었던 것이죠. 그가 멀리 본 것이 미적분의 발견이라면 그를 어깨 위에 올려 세워준 거인은 바로 데카르트였습니다.
---「04. 거인의 어깨」중에서
신경세포 뉴런은 시냅스를 통해 서로 연결됩니다. 두뇌를 잘 활용하려면 뉴런이 많고 크게 발달하는 것도 중요하지만, 그보다 시냅스가 많이 형성되고 그 밀도가 높아지는 것이 더 중요합니다. 흔히 뇌가 큰 사람보다 뇌 주름이 많은 사람이 똑똑하다고 하는 이유입니다. 세상의 많은 지식을 알고 있는 것도 대단하지만, 그 지식을 잘 연결해 사용하는 사람의 현명함을 이기지는 못합니다. 깊이 파고드는 생각도 중요하지만, 복잡한 현대를 살아가는 우리에게 필요한 것은 다양한 생각을 연결하는 방식입니다. 강력한 하나보다 평범한 둘을 연결하는 것이 훨씬 더 효과적입니다.
---「05. 하나보다는 둘」중에서
벤포드의 법칙이 알려진 후 사람들은 건물 높이, 주소의 번지수, 전기 요금, 세금, 주식, 집값 통계, GDP 등 다양한 분야에서 벤포드의 법칙을 확인해봤습니다. 그 결과, 놀라울 만큼 많은 곳에 이 법칙이 적용되고 있었습니다. 2001년 미국의 에너지 기업 엔론(Enron)의 회계 부정 사건이 터 졌을 때 전문가들은 엔론의 회계 장부에 나타나는 수들이 벤포드의 법칙을 따르지 않는 것을 확인하고, 장부가 조작되었다는 것을 확신했다고 합니다. 2009년 국가 부도 위기에 몰린 그리스가 유로존 가입을 위해 재정 적자의 규모를 조작해 회계 부정을 일으켰을 때도 전문가들은 벤포드의 법칙을 적용해 회계 조작을 간파했다고 하죠.
---「06. 무질서의 규칙」중에서
진한 선 2개가 만나는 점의 개수는 100의 자리, 진한 선과 흐린 선이 만나는 점의 개수는 10의 자리, 그리고 흐린 선 2개가 만나는 점의 개수는 1의 자리가 됩니다. 이제 점의 수를 세어보면, 12×13=156이라는 답을 얻을 수 있습니다. 상상해본 적도 없는 재미있는 계산법입니다. 우리는 재미로 이 계산법을 살펴보고 있지만, 당시에는 이런 계산을 누구나 배울 수 있는 것이 아니었습니다. 옛날에는 곱셈도, 나눗셈도 너무나 어려운 학문이었기에 곱셈을 배우기 위해 다른 지역으로 유학을 가기도 했습니다.
---「08. 5,000년 전의 계산법」중에서
1668년 스물네 살이었던 뉴턴은 케임브리지 대학 실험실에서 벽에 난 조그만 구멍을 통해 들어온 빛을 프리즘으로 반대편 벽에 비추어보았습니다. 프리즘을 통해 나타난 빛은 다양한 무지개 색깔이었죠. 세상은 하나의 원리로 통합된다는 믿음을 갖고 있던 뉴턴은 무지갯빛을 보면서 음악의 도레미파솔라시를 떠올렸습니다. 그리고 그것을 프리즘을 통과한 빛에 대입해 ‘빨주노초파남보’라는 일곱 가지 색을 생각하고 연결했습니다. 사실 무지개를 보면 거기에 나타나는 색들은 정확한 경계가 없습니다. 무지개가 일곱 가지 색깔이 된 것은 귀로 듣는 것과 눈으로 보는 것에 연관성이 있을 거라는 뉴턴의 믿음 때문이었습니다. 그는 그 믿음을 자신의 책에 써서 발표했고, 덕분에 오늘날까지 어린이들은 무지개의 일곱 가지 색을 이야기하게 된 것입니다.
---「09. Lucky 7이 되기까지」중에서
중국 송나라의 수학자 양휘(Yang Hui)가 만든 유명한 매직 서클이 있습니다. 1에서 33까지의 수를 한 번씩 사용해 만든 원으로, 가운데 9를 기준으로 만들어진 크고 작은 4개의 원 위에 있는 수의 합은 모두 138로 같습니다. 8개의 반지름 위에 있는 수의 합은 69로 같고, 4개의 지름에 있 는 수의 합은 중앙의 9를 더하여 모두 147로 같습니다. 동그란 원 위에 있는 수의 합이 138이므로 중앙의 9를 더하면 138+9=147, 지름에 있는 수의 합을 모두 더한 것과 같은 값이 됩니다.
---「12. 수의 마술 매직 서클」중에서
당시 수학자들에게 그의 증명은 매우 충격적이었습니다. 소년 가우스도 스스로가 이룩한 업적에 깊은 감명을 받았다고 합니다. 여담이지만 자신의 업적에 자신이 감동을 받는다니 정말 부러운 일이죠. 그리고 그 증명은 가우스의 인생에서도 매우 중요한 사건이었습니다. 17세 가우스는 언어학을 전공하기 위해 준비하고 있었는데, 정17각형의 작도를 계기로 수학으로 전공을 바꾸고 평생 수학을 연구했습니다. 천재의 삶은 정말 신기합니다. 인류 역사상 가장 위대한 수학자 중 한 명인 가우스가 수학을 전공하지 않았다면 수학과 인류의 역사는 어떻게 바뀌었을까요?
---「18. 3월 14일 파이데이」중에서
어쩌면 우리가 살면서 겪는 모든 일은 수학을 닮았습니다. 때로는 너무 어렵기도 하고, 너무 어렵게 만드는 사람을 만나기도 하고요. 가끔은 스스로 위축되기도 하죠. 그러니 항상 별일 아니라고, 할 수 있는 일이라고 생각하는 마음이 중요합니다. 풀 수 있다고 생각하며 적극적으로 달려들었을 때 어려운 수학 문제의 답이 손에 잡히는 것처럼요.
---「19. 수학을 잘하는 사람은」중에서