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1. 주제 다가서기

지난 2022년 7월 5일 수학계의 노벨상이라고 불리는 필즈상 최초 한국인 수상자가 탄생하였다. 필즈상은 ‘수학계의 노벨상’으로 불리며 4년에 한 번, 4명의 수학자에게 수여된다. 이 시기는 국제수학연맹 총회가 열리는 해에 시상을 하기 때문인데 만 40세 미만의 수학자에게 주어지고, 기존의 우수한 연구 업적을 기릴 뿐 아니라 앞으로 수학계에 기여할 바에 대한 인정도 포함되는 상이라고 볼 수 있다. 따라서 이 상은 수학 분야에서 뛰어난 업적을 인정받은 젊은 수학자에게 주는 가장 명예로운 상으로 꼽히고 있다. 1936년 캐나다의 수학자 ‘존 찰스 필즈(John Charles Fields)’에 의해 설립되었다. 

최근 모교 졸업식의 축사 내용으로 다시 주목을 받고 있는 허준이 교수가 수상한 필즈상에 대해 알아보고, 실용적이지 않은 학문 분야 즉 순수 학문 분야에 대해 우리 사회가 가져야 할 관심과 지원에 대해 이야기를 나눠보자.

 

2. 주제 관련 신문기사 

‣ 중앙일보 2024년 3월 14일 위대한 업적의 잣대

‣ 내일신문 2024년 4월 9일 한국 과학자들이 노벨상을 못받는 이유

‣ 서울신문 2024년 6월 25일 고급두뇌 해외 유출, 경제안보 차원서 대응을

 

3. 신문 읽기

<읽기자료1>

   ‘위대한 업적의 잣대

 필즈상은 수학의 노벨상이라 불린다. 2022년에 허준이 교수가 받은 상이다. 필즈상을 받으면 작은 메달을 준다. 앞면에는 고대 수학자 아르키메데스 얼굴이 새겨져 있고 뒷면에는 원기둥이 내접하는 구가 새겨져 있다. 뒷면의 그림은 아르키메데스가 자신의 묘비명으로 새겨달라고 유언한 것이다. 궁금하다. 필즈 메달에 기원전 3세기 인물인 아르키메데스가 새겨진 이유가 무엇일까? 가우스를 필두로 위대한 수학자가 숱하게 많은데도 말이다. 구의 부피를 구한 것이 인류 최고의 수학적 업적이던가? 요즘은 자연계 대학생들도 구의 부피를 손쉽게 구할 수 있다. 그래서 그것이 왜 최고인가 하는 의문이 들 수도 있다. 그러나 이유가 있다. 인류가 원기둥의 부피를 구한 후 구의 부피를 구하기까지 무려 1500년의 세월을 기다렸다. 그리고 아르키메데스를 만난 것이다. 더구나 그의 이론을 넘어서는데 다시 2000년의 세월이 걸렸다.

인류 지성사에서 위대한 업적을 말할 때 그 진위는 중요하지 않다. 그 발견이 얼마나 오랜 관심을 넘어섰는가, 또 그 업적을 넘어서는데 얼마나 오랜 세월이 걸렸는가 하는 것이 판단법이다. 그렇다. 로마제국 시대의 거장 프롤레마이오스의 『알마게스트』는 지구중심설을 주장한 책인데도 불구하고 위대한 작품으로 손꼽힌다. 이 천문학책을 넘어서는데 인류는 1400년의 세월이 필요했다. 더구나 케플러가 행성의 운동법칙을 발견하면서 프롤레마이오스의 알마게스트에 빚진 것이 많다고 얘기했다. 신기한 일이다. 태양중심설을 논증하는 데 지구중심설 이론이 중요했다고 한다. 이는 인류 지성사를 오늘이 잣대로 기술하면 안된다는 교훈을 준다. 흔히 시대가 변화할 때 “그때는 맞고 지금은 틀리다”라고 얘기한다. 그러나 그때가 언제냐에 따라 가치는 달라진다. 오늘 우리가 믿고 있는 과학적 진리도 어느 날 엉터리 취급을 받을 수도 있다. 과학적 가치를 판단할 때 신중해야 하는 이유이다.

<출처 : 중앙일보 2024-3-14>

<읽기자료 2>

한국 과학자들이 노벨상을 못받는 이유

노벨상의 계절이 반년 앞으로 다가왔다. 대한민국 과학자의 현실은 노벨상 수상 대신 ’왜 나는 노벨상을 못 받는가?‘를 주제로 반성문을 쓰는 것에 더 익숙하다. 국가차원에서 노벨상을 못 받는 이유는 해마다 치밀하게 분석되고 있으니 이번에는 과학자 개개인들이 밝히는 ’내‘가 노벨상을 못받는 이유를 알아볼 때다.

필자는 지난 겨울방학 때 미국 산타바바라대학 내에 소재한 이론물리학연구소를 한달 가까이 방문했다. 그곳에 있는 교수연구원들과 대화하며 좋은 연구 주제를 도출한 뒤 귀국하려는 계획이었다. 태평양 바다가 창문 밖으로 햇빛을 받아 아름답게 반짝이는 교수 연구실에서 필자를 포함한 몇 명이 이런저런 이야기를 나누었다. 대화는 기존 이론에 대한 비판적 복습으로 시작해 새로운 주제 발굴에 대한 난상 토론으로 이어졌다. 교수가 갑자기 한 마디를 던진다. “이해가 안 되네!(I don’t understand)”이미 정설로 알려진 이론을 대학원생 한명이 설명하는 걸 듣다 반사적으로 내뱉은 한마디였다. 상대론적인 상황과 비상대론적인 상황에서 전자의 거동이 달라진다는 학생의 설명이 그의 물리학적 감수성에는 거슬렸던 것이다. 그때 이해가 안된 문제는 필자가 귀국한 지 석달이 지난 지금도 원격 화상회의를 통해 논쟁 중이다.

필자는 그 교수만큼 자신있게 “모른다” “이해가 안된다”고 말하지 못한다. 초등학교 입학부터 고등학교 졸업할 때까지 전교1등만 한 탓이다. 요즘 유행하는 인공지능 학습 관점에서 말하자면 필자의 뇌를 구성하는 뉴런은 ‘모른다’가 아닌 ‘안다’에, ‘이해 못한다’ 대신 ‘이해한다’라는 답변을 할 때 가산점을 받으면서 훈련되어 왔다. 필자의 뇌와 함께 인성조차 그렇게 학습됐고, 이미 학습된 뉴런은 이해가 안되는 것을 안된다고 말해야 할 새로운 환경의 입력값이 들어올 때도 ‘안다’로 반응하려 한다. 

대한민국을 유교국가라고 비아냥거리지만 정작 공자는 ‘아는 것은 안다고 하고 모르는 것을 모른다고 해야 진짜 아는 것’이라고 했다. 필자는 ‘모르는 걸 모른 체하고 아는 것만 아는 체’하는 반쪽짜리 유교관념 속에 키워졌다. 98%를 이해하고 2%를 이해하지 못하는 사람은 98점짜리 답안지를 만들 수 있고 어떤 시험이든 합격할 수 있다. 그러나 과학은 아무도 이해 못하는 2%를 먹고 자란다. 

그 교수는 아주 적은 학과의 행정업무에도 한숨을 쉬며 투털거렸다. 필자를 포함한 한국 연구자들은 그보다 훨씬 부지런히 살아왔고 그래야만 했기 때문에 그의 한숨이 투정으로 보인다. 부지런함의 대부분은 연구가 아닌 잡무 수업 회의와 사회활동이다.

필자가 만난 그 교수는 한 학기에 한 과목을 가르친다. 강의가 있는 학기면 연구에 집중할 수가 없다며 투덜거린다. 그런데 그의 일정표는 빽빽하기만 하다. 일단 연구소에서 진행하는 세미나를 관리하고 참석한다. 매주 한번씩 열리는 세미나를 통해 최신 물리학의 흐름을 접한다. 

필자 또한 하버드대학에서 안식년을 보낼 때 세미나만 듣다가 하루가 후딱 가는 경험을 종종 했다. 하버드는 최신 최고급 지식이 가장 활발히 판매‧유통되는 곳이다. 산타바바라는 보스톤에 비하면 매우 한적한 곳이지만 그 정도 수준의 세미나라도 운영하는 곳이 대한민국에는 없다. 

공부는 ‘각자 알아서’하는 것이란 인식이 강하기 때문에 누구를 불러 강의를 듣고 직접 대화하며 배우는 방식에 익숙하질 않다. 간혹 만나보기 쉽지 않은 훌륭한 연사가 와서 세미나를 하더라도 당장 자기 연구와 관계없는 주제라면 참석 안하는 게 한국 대학원생과 교수들 사이에는 상식으로 통한다.

산타바바라의 그 교수는 세미나가 없는 날엔 매일 두세시간씩 학생이나 박사후 연구원들과 지적대련을 한다. 젊은 연구자들의 아이디어를 경청한 뒤 한발 더 진전시킬 방향을 제시하는 게 그의 역할이다. 운동선수로 치자면 매일 세 시간씩 기초체력 훈련과 실전 훈련을 젊은 선수들과 함께 하는 셈이다. 

그렇게 30년 넘게 축적된 그 교수의 내공은 필자의 눈에 경탄의 대상이지만 그가 그동안 쌓아온 수렴과 집중도를 따져보면 오히려 당연하다. 미국의 일류 과학자들은 이런 실전훈련을 매일 한다. 그들이 원해서이기도 하지만 그들과 같이 일하겠다고 끊임없이 전세계에서 몰려드는 인재들을 상대하다보면 어쩔 수 없이 그렇게 살아야만 한다. 

마이클 프리드먼은 필즈상을 받은 천재 위상수학자이자 최근까지 마이크로소프트가 운영하는 양자컴퓨터연구소 스테이션-Q의 소장을 맡았다. 그의 인터뷰엔 이런 대목이 나온다. “회사에서 소장 자리를 제안했을 때 내가 요구한 건 나만의 연구시간을 충분히 보장해 달라는 것이었어요. 막상 소장으로 와 보니 내 개인 시간이 너무 많아 오히려 외로울 지경이더군요.”

과학자에게 최적의 환경은 산타바바라의 그 교수와 프리드먼처럼 수준 높은 지적공동체를 만든 뒤 그 속에 그들을 외로울만큼 ‘가두어 두는 것’이다.

 <출처 : 내일신문 2024-4-9>

<읽기자료 3>

고급두뇌 해외 유출, 경제안보 차원서 대응을

2006년 ‘국가 석학’으로 선정된 이기명 고등과학원부원장이 8월부터 중국 베이징 수리과학응용연구소(BIMSA)에서 일하기로 해 파장이 크다. 올해 정년을 맞는 이 부원장은 우주의 기원을 연구하는 ‘초끈이론’ 권위자다. 정년이후 국내에서 연구를 계속할 곳을 물색했지만 차지 못했다고 한다. 결국 인재영입에 적극적인 중국에 고급두뇌를 빼앗기는 셈이다. 국가적으로 큰 손실이 아닐 수 없다. 

이 부원장의 이직은 우리나라 기초과학 고급인재 유출의 심각성을 보여 주는 단적인 사례다. 국내 연구기관이나 대학, 기업들이 고급 인재들을 제대로 소화하지 못하면서 해외 유츌이 갈수록 심해지고 있다. 기초과학 분야만이 아니다. 인공지능(AI)과 반도체 등 미래산업을 주도할 빅테크 분야는 유출정도가 더 심하다. 미국 시카고대 폴슨연구소는 2022년 기준 한국에서 대학원을 마친 AI인재의 40%가 해외로 나간다는 분석 결과를 내놓기도 했다. 인도와 이스라엘에 이어 세 번째로 많았다.

근본적인 이유는 우리나라의 연구환경이 열악하기 때문이다. 이 부원장만 해도 고등과학원은 ‘석학교수’로 남게 하고 싶었지만 예산 문제로 무산됐다고 한다. 반면에 중국 등 해외의 이공계 인재 쟁탈전은 치열하다. BIMSA만 해도 필즈상 수상자 등 여러 명의 세계적 석학들을 유치했다고 한다. 글로벌 빅테크 기업들은 10억원이 넘는 연봉과 뛰어난 연구 인프라를 무기로 AI인재들을 싹쓸이하다시피 한다. 이공계 인재는 국가 경쟁력을 좌우하는 핵심요소다. 국내 인재마저 지키지 못하면서 국가의 미래를 논할 수 없다. 정부는 경제안보 차원에서 두뇌 유출 방지와 연구환경 개선에 총력을 기울여야 한다. 첨단산업지원과 연구인력 확보에 필요한 ‘AI기본법’과 ‘K칩스법’도 조속히 처리돼야 한다.

<출처 : 서울신문 2024-6-25>

 

4. 생각 열기

기본활동 1) <읽기자료 1>을 읽고, 필즈상 메달의 앞 뒤에 있는 것이 무엇인지 찾아 정리하시오.

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기본활동 2) <읽기자료 1>를 읽고, 필즈 메달에 아르키메데스가 새겨진 이유를 찾아 정리하시오.

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기본활동 3) <읽기자료 2>를 읽고, 필자가 한국 과학자들이 노벨상을 못받는 이유로 생각한 것을 찾아 정리하시오.

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기본활동 4) <읽기자료 2>를 읽고, 과학자에게 최적의 환경에 대해 필자가 생각하는 바를 찾아 정리하시오.

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기본활동 5) <읽기자료 3>을 읽고, 필자는 고급두뇌의 해외 유출의 원인을 무엇으로 보고 있는지 찾아 정리하시오.

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기본활동 6) <읽기자료 1,2,3> 중 하나를 선택하여 기사 내용을 바탕으로 본인 스스로 논쟁적인 문제를 출제하고 이에 대한 자신의 입장을 정리하여 쓰시오.

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5. 관련 주요 내용 정리

■ 필즈상

 필즈상 또는 필즈 메달은 국제 수학 연맹(IMU)이 4년마다 개최하는 세계 수학자 대회(ICM)에서 수상 당시 40세 미만의 수학자들에게 수여하는 상이다. 2명 이상 4명 이하에게 수여되며 필즈상 수상은 수학자들에게 가장 큰 영예로 여겨진다.

필즈상은 캐나다의 수학자 존 찰스 필즈의 유언에 따라, 그의 유산을 기금으로 만들어진 상이다. 1936년에 처음 시상되었고, 제2차 세계 대전으로 인하여 14년간 시상이 중단되었다가 1950년부터 다시 시상이 이어졌다.

(출처: 위키피디아)

■ 안식년(sabbatical year)

안식년은 유대주의에서 일주일 가운데 7일째인 안식일처럼 7년에 휴식년을 갖는 것을 말한다. 주로 대학교 교수들이 6년 강의를 하고 7년째 연구년으로 안식년을 가지고 외국에 가서 연구를 한다.

<출처: 위키피디아>

■ 초끈이론

우주를 구성하는 최소 단위를 끊임없이 진동하는 끈으로 보고 우주와 자연의 궁극적인 원리를 밝히려는 이론이다. 상대성이론의 거시적 연속성과 양자역학의 미시적 불연속성 사이에 존재하는 모순을 해결할 수 있을 것으로 생각되는 이론 후보 중 하나이다.

우주를 구성하는 최소 단위를 양성자, 중성자, 전자 같은 소립자나 쿼크 등 구의 형태가 아니라, 이보다 훨씬 작으면서도 끊임없이 진동하는 아주 가느다란 끈으로 보는 이론이다. 1970년대 초부터 등장하기 시작해, 1980년대 미국의 이론 물리학자 J.슈워츠와 영국의 M.그림이 본격적으로 연구했다.

만약 이 이론이 맞다면, 상대성이론의 거시적 연속성과 양자역학의 미시적 불연속성 사이에 존재하는 모순을 해결할 수 있다. 나아가 두 이론을 하나의 통일된 체계로 설명할 수 있게 됨으로써 마침내 우주의 궁극적 원리를 규명하는 것도 가능해진다. 그러나 우주의 최소 단위인 끈이 시간의 변화에 따라 어떤 특이성을 가지는지, 즉 우주가 왜 갑자기 성장을 하게 되었는지 등에 관한 이유를 입증하지 못해 아직까지는 불완전한 이론으로 남아 있다.

[출처] 두샌백과

 

6. 생각 더하기

◈ 우리나라 과학자들 중 고급인재들의 해외 유출을 막기 위한 방법을 두 가지 이상 제시하고, 이를 뒷받침할 수 있는 정책을 제안하시오.

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◈ 노벨상, 필즈상 등 국제적인 상을 수상하는 것과 국내 수학, 과학 연구의 위상과의 관계에 대해 논하시오.

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◈ 우리나라 각 분야 중 발전시켜야 할 분야가 무엇인지 쓰고, 그 분야를 활성화하기 위한 상을 제정한다면 어떤 취지와 규모로 제정할지 쓰고, 수상자의 기준을 구체적으로 명시하시오.

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/전주효천초등학교 김주연 교사