[사이언스 칼럼] 4개의 사과 이야기

윤강준 수리과학연구소 부산의료수학센터장

윤강준 수리과학연구소
부산의료수학센터장

인류의 역사에서 중요한 변화를 가져온 4개의 사과가 있다. 아담의 선악과, 뉴턴의 만유인력의 사과, 오스트리아로부터 스위스의 독립을 촉발시킨 윌리엄 텔의 민중봉기의 사과, 그리고 트로이 전쟁을 촉발시킨 질투의 사과다.

성경의 창세기에 의하면, 하나님은 천지를 창조하신 후에, 아담을 데려다가 에덴동산을 돌보게 하시며 "이 동산에 있는 나무 열매는 무엇이든지 마음대로 따먹어라. 그러나 선과 악을 알게 하는 나무 열매만은 따먹지 마라. 그것을 따먹는 날, 너는 반드시 죽는다." 라고 하셨지만 아담은 뱀의 유혹에 넘어가 선악과를 먹음으로 인해 아담과 하와의 후손인 인류는 에덴의 낙원에서 추방되어, 이전과 달리 노동과 출산의 고통을 얻게 됐다.

뉴턴의 최대의 관심 중 하나는 변화에 대한 이해였다. 운동의 변화는 왜 일어나며 그 원인은 무엇인가에 대한 답을 얻고자 그는 연구에 연구를 거듭했다. 그러던 어느 날, 사과가 땅에 떨어지는 것을 보고 우리가 잘 알고 있는 뉴턴의 운동법칙이 만들어지게 됐다고 알려져 있다. 뉴턴은 이 운동법칙을 설명하기 위해서 먼저 변화를 수학적으로 표현하는 방법인 미분을 고안하고 이 미분을 이용하여, 변화의 정도는 그 물체의 힘의 크기에 의존한다는 운동법칙 F=ma (F:힘, m:질량, a: 운동(속도)의 변화량, 즉 속도의 미분)을 발표했다. 프린키피아로 알려진 '자연철학의 수학적 원리'을 통하여 뉴턴은 미분과 운동법칙을 세상에 알렸으며, 이 프린키피아는 과학적 전개의 패러다임을 관찰과 실험에 의한 귀납적 추론에서 자연현상을 수와 식으로 표현하여 분석하는 연역적 방법으로 전환하는 과학역사의 대변혁을 가져왔다. 그런데, 뉴턴이 사과가 떨어지는 것을 보고 왜 사과는 떨어지는 것일까에 의문을 품어 만유인력을 깨달았다고 알려졌지만, 실은 '사과는 떨어지는데 하늘에 떠 있는 저 달은 왜 안 떨어질까?'에 의문을 품었다고 한다.

필자가 4개의 사과에 대해서 이야기하는 이유는 이제 전하고자 하는 질투의 사과와 관련이 있다. 그리스로마 신화에서 의하면 테티스가 신과 인간을 망라하여 가장 아름다워 제우스와 포세이돈의 구애를 받았지만, "테티스가 낳은 아들은 아버지보다 위대해질 것이다."라고 말한 앞날을 내다보는 능력을 지난 프로메테우스의 신탁 때문에 제우스는 테티스가 신과의 결혼으로 인하여 자신을 능가하는 신의 탄생이 두려워 테티스를 인간인 펠레우스와 강제로 결혼시킨다. 그런데 이 결혼식에 많은 신들과 인간들은 초대를 받았지만, 불화의 여신 에로스는 초대받지 못하여 신들의 축제자리에 '가장 아름다운 여신에게'라고 적힌 황금사과를 던졌다. 당연히 헤라와 아테나, 그리고 아프로디테는 가장 아름다운 여신으로 인정받고자 이 사과를 쟁취하기 위하여 서로 싸웠으며, 급기야 이로 인하여 트로이 전쟁이 일어나게 된다. 아킬레우스 등 이 전쟁에서 출연하는 많은 영웅들의 이야기는 서양에서 잠들기 전에 베드 타임 스토리로 어린이들에게 꿈과 용기를 심어줬다. 그런데, 트로이 전쟁을 한낱 신화로 여기지 않고 역사적 사실일 것이라고 상상해 이를 밝히려고 꿈을 꾼 하인리히 슐리만이라는 소년이 있었으며 그는 그의 상상을 증명하고자 평생을 통하여 노력하였으며 결국은 유적지를 발굴하여 트로이 전쟁은 신화가 아닌 역사적 사실임을 규명했다.

AI와 정보통신기술의 급속한 발전으로 촉발된 4차 산업혁명시대에서 이제 AI가 인간의 육체적 정신적 활동뿐만 아니라 사회적 가치를 창조하여 미래를 선도하고 있다. 이런 상황에서 우리는 우리의 미래를 책임질 젊은 세대들에게 어떻게 새로운 미래를 꿈꾸는 상상력을 기르고 그 상상력을 발현할 수 있는 환경과 시스템을 마련할 것인가를 고민해야 한다. 이는 오늘과 다른 우리의 미래를 창조하고 이끌어갈 가장 소중한 역량은 4개의 사과 이야기처럼 상상력과 그 상상력을 실현시키고자 하는 용기에 있다고 여기기 때문이다. 이제 기성세대들은 젊은이들에게 '어떻게 상상력을 키우고 그들의 꿈을 실현하고자 도전하는 용기를 주는 환경을 마련할 것인가?'에 대해서 고민이 집중됐으면 한다.

윤강준 수리과학연구소 부산의료수학센터장