[지식] 최고의 방정식을 소개합니다!

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지구 역사에 길이 남은 17가지 방정식을 담은 영국 수학자 이언 스튜어트의 책 <세계를 바꾼 17가지 방정식>이 최근 우리나라에서 출간됐다. 그가 뽑은 17가지 방정식은 무엇이며, 사람들은 어느 방정식을 가장 좋아하는지 알아봤다. 내 생애 최고의 방정식은 과연 무엇일까?
 

수학동아는 <세계를 바꾼 17가지 방정식>을 출간한 사이언스북스와 함께 지난 2월 18일부터 약 한 달 동안 재미난 투표를 진행했다. 이언 스튜어트가 뽑은 17가지 방정식 가운데 자신이 가장 좋아하는 식을 뽑는 투표가 각종 온라인 서점과 SNS를 통해 이뤄졌다. 과연 영광의 1위를 차지한 방정식은 무엇일까?

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어린 시절 함께한 피타고라스 정리가 1등!

총 607명이 참여한 투표에서 175표를 얻은 ‘피타고라스 정리’가 1위에 올랐다. 피타고라스 정리를 뽑은 이유로는 ‘수학을 깊게 공부하지 않은 사람도 알 법한 기본적인 공식’, ‘배운 지 오래됐지만 공식을 기억하고 있다’ 등 친숙하고 이해하기 쉽다는 점이 많이 나왔다.

최고의 방정식 2위는 ‘상대성 이론’이 차지했다. 최근 중력파의 존재가 입증되면서 아인슈타인과 상대성이론에 대한 관심이 높아졌다. 공대 출신 군 동기들과 쉬는 시간에 모여 앉아 상대성 이론에 대한 논쟁을 벌였던 기억이 생생하다며 애정을 드러낸 참여자도 있었다.

그렇다면 학자들의 생각은 어떨까? 박형주 국가수리과학연구소장의 선택은 ‘미적분’이었다. 박 소장은 ‘미분 개념이 도입되면서 인간이 동적 세계도 다룰 수 있게 됐다’며 미적분을 ‘움직이는 세계로 뛰어들 수 있는 무기’라고 표현했다. 이 17개 외에 다른 의견도 나왔다. 이동헌 고려대 물리학과 교수는 ‘F = ma(힘은 질량과 가속도의 곱)’을 뽑았는데, 복잡한 물리법칙을 간단한 수식으로 나타내 일반인에게도 어렵지 않고 친숙한 공식이라고 평가했다. 엄상일 KAIST 수학과 교수는 e, π, i 가 아름답게 엮인 오일러의 공식(eπi +1=0)을 최고의 식으로 뽑았다.
 

전문가의 색다른 선택은?
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여러 이론을 접하는 학자들은 기타 선택으로 대중에게 잘 알려지지 않은 공식을 뽑기도 했다. 박성찬 연세대 물리학과 교수는 ‘디락 방정식’을 최고의 방정식으로 꼽았다. 박 교수는 “자연의 기본 입자인 쿼크와 전자의 행동을 기술하는 이 방정식이 간결하면서도 아름다운 방식으로 상대성 이론과 양자역학의 정수를 모두 포함하고 있기 때문”이라고 전했다.

김재경 KAIST 수학과 교수는 신경세포의 원리를 묘사하는 비선형미분방정식인 ‘호지킨-헉슬리 모델’을 선택했다. 이 모델은 1952년에 만들어진 이후 뇌 연구에 중요한 역할을 하고 있으며, 이 공로로 개발자인 호지킨과 헉슬리가 1963년에 노벨 생리의학상을 받았다.

17가지 방정식은 멀게는 기원전, 가까이는 1970년대에 혜성같이 나타나 인류에게 큰 공헌을 했다. 앞으로 또 어떤 발견이 이뤄져 우리를 즐겁게 할까?

글 : 고은영 기자 (eunyoungko@donga.com
도움 : 사이언스북스
수학동아 2016년 04호


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