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이상한 나라의 미적분 - 세상에서 가장 친절한 미적분 수업
김성환 지음 / 오르트 / 2022년 1월
평점 :
“이상한 나라의 미적분 (김성환 著, 오르트)”를 읽었습니다.

저자인 김성환님은 프로그래머로 일하기도 했고, 학생들에게 별, 우주를 강의했다고 하는데 독특한 경력을 가진 분인 것 같습니다.
저자는 세상이 어떻게 돌아가는지, 그 근본 원리가 궁금해 물리학에 관심을 가졌다고 합니다. 물리학을 공부하려다 보니 결국 수학을 공부해야 했고, 그 수학 중 미적분이 가장 이상했다고 합니다. 저자는 미적분이 비정상적이라는 점을 인정하고 나서야 비로소 원리를 이해했다고 하는데, 자신이 이해한 것을 바탕으로 미적분에 대해 설명하기 위해 이 책, “이상한 나라의 미적분”을 집필했다고도 이야기합니다.
이 책은 수와 변화의 기본 개념부터 설명을 시작합니다. 그렇다고 해서 어렵게 설명하는 것이 아니라 막대기, 화살표 등 독자들이 친근하게 여길 수 있는 여러 도구들을 활용해서 쉽게 설명하고 있습니다.
책의 서두에 나오는 ‘유한한 영역 안에 무한한 위치가 존재’한다는 개념도 ‘상상의 막대기’를 통해 아주 쉽게 설명하고 있어요. 단, 상상의 막대기에는 몇가지 성질에 대한 조건이 필요하죠. 부분과 전체가 완전히 똑같아야 한다거나, 틈이 전혀 없어야 한다거나, 어떤 구성요소로 이루어져 있는지 알 수 없어야 한다거나 등등. 이상하죠?
저자는 바로 이 상상의 막대기를 통해 이상한 것을 받아들이라고 이야기합니다. 그래야 미적분을 보다 쉽게 받아들일 수 있다고 하면서.
그리고 변화. 뉴턴(Isaac Newton, 1643~1727)이나 라이프니치 (Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646~1716)가 발명한 미분은 변화를 셜명하고 분석하기 위한 도구로 보아도 무방합니다.
변화를 설명하기 위해서는 바로 옆 위치의 존재, ‘바로 옆 위치가 놓인 방향, 그리고 바로 옆 위치까지의 거리 등 3가지 조건이 필요하다고 합니다. 하지만 앞서 설명한 상상의 막대기의 조건에 위배됩니다. 상상의 막대기는 틈이 전혀 없기 때문에 막대기를 구성하는 위치와 바로 옆 위치는 떨어져 있지 않은 것은 분명합니다.
‘4’라는 숫자를 생각해봅시다. 이 4 바로 옆의 수는 어떤 수가 있을까요?
3.9 ?
3.99 ?
3.99999999999999999999999 ?
결국 9가 무한히 반복되는 수가 바로 옆에 존재한다고 볼 수 있습니다. 그런데 그 수는 바로 4와 같은 수입니다. 이를 위치의 이중성이라고 하는데 두가지 성질을 가지고 있다고 합니다. 하나는 독립성입니다. 각 위치는 서로 독립적으로 존재한다는 의미입니다. 그리고 다른 하나는 혼합연결성인데 이는, 한 위치와 그 바로 옆 위치는 무한으로 연결되어 서로 구별되지 않는 형태로 존재한다는 의미입니다.
이후에도 저자는 책을 읽는 내내 매우 흥미로운 이야기들을 통해 미적분에 대해 알려주고 있습니다. 다른 미적분 관련 교양 서적들은 미적분의 발명, 미적분의 쓰임새 등에 대한 개념이나 혹은 문제 풀이 방법에 대해 집중하였지만 이 책은 기본 개념부터 차근 차근 설명을 해주고 있습니다. 하지만 어려운 수학적 정의보다는 우리가 미적분을 받아들이지 못하는 정상 상태를 깨고 미적분이 비정상적임을 받아들이게 하는데 보다 주력하고 있습니다.
저자의 흥미로운 관점과 비유가 가득한 이 책을 읽으면서 수와 변화, 무한을 바라보는 관점을 얻을 수 있는 독서 경험이 되었습니다.
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※ 출판사로부터 도서를 제공받아 직접 읽고 주관에 따라 서평을 작성하였습니다.