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서문 승부의 세계에서 수학은 어떻게 작동하는가
제1장 무지의 3단계_ 룰렛은 우연의 게임일까 룰렛의 무작위성 · 데이터의 패턴을 찾는 통계적 접근 · 무엇이 무작위성을 만드는가 · 룰렛 회전의 물리적 원리 · 유대몬스와 룰렛 알의 궤적 · 과학적 베팅 전략의 시작 제2장 복권의 비밀_ 이기는 운을 설계하는 법 스크래치카드의 허점 · 베팅 조직의 등장 · 완전한 사업 제3장 수학자와의 한판 승부_ 베팅은 어떻게 과학이 되는가 카드 카운팅, 카지노와의 대결 · 경마의 패리뮤추얼 베팅 · 회귀 분석에 의한 경마 예측 · 완벽한 예측 모델을 찾아서 · 솔리테르에서 몬테카를로 법까지 · 마르코프 연쇄 · 자금 관리를 위한 켈리 기준 · 베팅의 세계를 움직이는 과학 제4장 수학은 어디까지 예측할 수 있을까_ 과학기술이 가져온 베팅의 진화 스포츠 예측 · 마이클 켄트와 컴퓨터 그룹 · 예측을 좌우하는 데이터 · 베팅 업체는 데이터를 어떻게 활용하는가 · 베팅의 방식이 바뀌다 · 베팅의 세계에 뛰어든 금융투자 회사 · 예측 모델의 한계 제5장 로봇의 등장_ 금융시장에 돈을 걸다 자동 갬블러의 등장 · 자동 프로그램의 오류 · 금융시장을 휘젓는 자동 프로그램 · 복잡한 거래 생태계 · 금융과 갬블링의 경계 제6장 게임에 허풍이 필요할까_ 승리에 도달하기 위한 게임 이론 내시 균형과 블러핑 전략 · 포커 월드 시리즈 결승전 · 최적 전략 · 페널티킥과 미니맥스 이론 · 자동 프로그램의 규칙 기반 전략 · 후회 최소화 기법 · 게임 전체를 통제할 수 없는 자동 프로그램 · 치누크의 승부 전략 · 복잡성의 문제 제7장 기계는 어떻게 배팅하는가_ 인공지능과 게임 자동 프로그램과 포커 게임 · 사람 같은 기계가 가능할까 · 패턴 인식과 신경망 · 기계는 게임 이론을 어떻게 활용하는가 · 기계 vs 인간 · 인간이 아닌 갬블러를 찾아라 제8장 승리는 운일까, 실력일까_ 과학과 베팅의 관계 운과 실력의 상관관계 · 현실에 대한 모델로서의 과학 · MIT의 갬블링 수업 · 과학에 영감을 불어넣다 |
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‘무작위성은 수학 공식으로 추론될 수 있고, 운도 수학 공식에 의해 통제될 수 있다.’ 이런 생각에 매료된 사람들은 ‘베팅’이 존재해온 시간만큼 오랫동안 게임에서 승리할 수 있는 방법을 찾아왔다. 하지만 이처럼 완벽한 베팅을 추구하는 일은 갬블러들에게만 영향을 미친 것은 아니었다. 역사 전반에 걸쳐 인간이 운을 받아들이는 방식 자체를 바꾸어 놓았다.
---「서문」중에서 ‘초기 조건에 민감한 의존성’이라고 알려진 이 문제는 룰렛 바퀴의 회전이든 열대 폭풍우든 어떤 상황에 대한 정밀한 측정치를 확보한다 하더라도 쉽게 간과하는 작은 요인으로 예상하지 못한 극적인 결과로 이어질 수 있다는 사실을 말한다. 수학자인 에드워드 로렌츠(Edward Lorenz)가 한 강연에서 “브라질에서 나비가 날개를 한 번 펄럭였던 것이 텍사스에서 회오리바람을 불러일으킬 수 있을까요?”라고 질문하기 한참 전에 푸앵카레는 이 ‘나비효과’의 개요를 설명했던 것이다. 다른 것이 있다면 로렌츠는 주로 미래를 내다보는 예측에 초점을 맞췄지만, 푸앵카레는 그 반대의 문제에 관심이 있었다. ‘어떤 현상이 무작위가 되기까지 시간이 얼마나 걸릴까?’, ‘룰렛 알의 경로가 완벽하게 무작위가 되는 때가 오기는 할까?’ ---「제1장 무지의 3단계」중에서 수소폭탄과 관련된 계산이 수학적으로 해결되지 않는 상황이 계속됐다. 스타니슬라프 울람은 자신이 병원에 있을 때 종종하던 솔리테르(혼자 하는 카드 게임의 일종)를 기억해냈다. 게임 도중에 특정 카드 배열이 나타날 확률을 계산하려고 했던 일 말이다. 그는 어마어마한 확률 조합의 가능성을 계산해야 하는 상황에서는 그냥 카드를 몇 번씩 펼쳐보고 무슨 일이 일어나는지 관찰하는 편이 더 빠를 수도 있으리라 생각했다. 이 실험을 충분한 횟수로 반복하면 계산을 한 번도 하지 않아도 꽤 정답에 근접할 수 있을 것 같았다. 이와 같은 기법이 중성자 문제를 해결하는 데 도움이 될지 궁금하던 울람은 가장 친한 동료였던 존 폰 노이만에게 생각을 전했다. 그러자 폰 노이만은 즉각 그 아이디어의 가능성을 알아차렸다. 그들은 중성자 충돌을 반복적으로 모의 실험하여 연쇄 반응 문제를 풀 수 있는 방법을 전체적으로 그려나갔다. 그들은 이 방법을 갬블링의 본거지와 같은 지역의 이름을 따 ‘몬테카를로 법’이라 부르기로 했다. ---「제3장 수학자와의 한판 승부」중에서 블러핑 전략(자신의 패가 좋지 않을 때, 상대를 기권하게 할 목적으로 거짓으로 강한 베팅을 하는 것)이 정말 게임에 꼭 필요한 것일까? 1944년 폰 노이만과 경제학자 오스카 모르겐슈테른은 《게임과 경제 행동의 이론》이라는 제목의 책에서 수학적으로 증명해냈다. 폰 노이만은 말했다. “현실은 블러핑으로 구성되어 있다. 블러핑은 작은 기만전술이고 상대방이 나의 의도를 어떻게 예상할지에 대해 자신에게 물어보는 일이기도 하다.” 그러나 포커 선수들이 이런 폰 노이만의 생각을 활용하여 이길 수 있는 방법을 알아낸 것은 수십 년이 지난 후였다. ---「제6장 게임에 허풍이 필요할까」중에서 룰렛은 무작위를 대표하는 게임 이미지로 유명한데도 불구하고 처음에는 통계학에, 그 다음에는 물리학에 공략당했다. 다른 게임들도 수학과 과학에 무릎을 꿇었다. 포커 선수들은 게임 이론을 활용해왔고 조직들은 스포츠 베팅을 투자 개념으로 전환시켰다. 로스알라모스에서 수소폭탄 제작에 참여했던 스타니슬라프 울람에 따르면 그런 경기들에서 운이 존재하는지 실력이 존재하는지가 늘 분명하지는 않다. 울람은 말했다. “어쩌면 카드 게임처럼 실력이 중요한 게임에서 숨겨진 재능이 있어야 운이 좋았다고 할 수 있는지 모르죠.” ---「제8장 승리는 운일까, 실력일까」중에서 |
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‘모든 승리의 배후’에 수학이 있다!
한 개인이 카지노를 상대로 이기는 일이 가능할까? 과거 갬블러들은 도박장에서 매번 패했다. 하지만 이제는 과학자와 수학자 덕분에 갬블러들도 경쟁력을 갖추게 되었다. 물리학자는 룰렛의 무작위성을 무력화했고, 컴퓨터과학자는 포커 게임에서 승리를 답보하는 전략들을 고안해냈으며, 통계학자는 경마에서 어떤 조건을 갖춘 말이 우승할 수 있는지를 안다. 수학과 과학에 학문적 영감을 주곤 했던 ‘베팅 전략’은, 반대로 수학과 과학 덕분에 진화를 거듭하곤 했다. 그리하여 사람은 이제 거의 모든 게임에서 승리할 수 있다. 『수학자는 행운을 믿지 않는다』에는 수학과, 과학, 통계학으로 완벽한 승리를 설계하는 사람들의 이야기가 전개된다. 그들의 이야기를 따라가다 보면 운과 우연에 의해 결정된다는 ‘승리’가 사실은 예측가능하고 설계할 수 있는 것임을 깨닫게 된다. 나아가 우리가 의사결정을 내리는 방법과 어떤 상황에서도 승리에 도달하게 하는 수학적 사고들을 알 수 있게 된다. 수학과 과학, 통계학으로 완벽한 승리를 설계하는 사람들의 이야기 이 책은 총 8개의 장으로 구성되어 있다. 〈제1장. 무지의 3단계〉에서는 처음 등장한 베팅 게임이라고 할 수 있는 룰렛 게임을 소재로 이야기한다. 승부의 결정타로 여겨지는 ‘운과 우연’을 예측하고 통제하는 방법을 통계학과 물리학에서 찾아본다. 〈제2장. 복권의 비밀〉에서는 로또, 스크래치카드와 같은 복권이 운영되는 시스템의 허점을 노려 수학적으로 수익을 예측하고 추첨에 유리한 확률로 만드는 방법을 알아본다. 〈제3장. 수학자와의 한판 승부〉에서는 포커 게임과 경마 등의 게임에서 이기기 위해 수학과 과학을 활용하는 이야기를 들려준다. 특히 승리를 추구하는 일련의 시도가 회귀분석, 예측 모델, 몬테카를로 법, 마르코프 연쇄, 켈리 기준 등 수학과 과학의 급격한 발전을 가져오는 모습을 엿볼 수 있다. 단순하게 구슬 하나의 위치를 예측하던 과학은 이제 다양한 요소의 영향을 받는 베팅 게임에도 유효하게 되었다. 〈제4장. 수학은 어디까지 예측할 수 있을까〉에서는 측정하기 힘든 변수가 많아 그 예측이 힘든 ‘스포츠 베팅’에도 수학과 과학이 활용되는 모습을 보여준다. 예측을 위해 복잡한 데이터 처리가 필요했던 스포츠 베팅은 컴퓨터의 발명으로 획기적인 전환을 가져왔고, 베팅의 세계가 단순한 게임에서 금융시장으로까지 확장하게 된다. 그 이야기는 제4장에 이어 〈제5장. 로봇의 등장〉에서 본격적으로 다뤄진다. 특히 컴퓨터, 즉 자동 프로그램이 어떤 수학적 시스템으로 금융시장을 움직이는지, 또 어떻게 혼란을 가져오는지 이야기한다. 〈제6장. 게임에 허풍이 필요할까〉에서는 앞서 다룬 다양한 종류의 베팅 상황에서 예측뿐 아니라 확실한 승리에 도달하게 해주는 ‘게임 이론’을 다룬다. 〈제7장. 기계는 어떻게 베팅하는가〉에서는 최근 가장 주목받는 기술인 인공지능의 핵심은 무엇인지, 앞으로 남은 과제가 무엇인지 자동 갬블러, 즉 기계가 게임을 하는 이야기를 통해 흥미롭게 전개된다. 마지막 장인 〈제8장. 승리는 운일까, 실력일까〉에서는 앞서 제7장까지 펼쳐진 수학과 과학으로 완벽한 베팅 전략을 설계한 사람들의 이야기를 요약, 정리한다. 교양으로서 수학과 과학 지식이 각광받는 지금, 『수학자는 행운을 믿지 않는다』는 승리를 향한 인간의 가장 원초적인 도전을 통해 가장 흥미롭게 과학 지식을 습득할 수 있는 유용한 책이 될 것이다. |