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| 작성자 : 이정구 작성자ID : jk0620 조회 : 27 추천 : 2 |
작성일 : 2004-02-12
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수학적인 DNA.뉴런정보를 지닌 사람들이 태백산맥을 이루는 실업대란/ 누구 책임인가 |
인간은 사회적 동물이기 때문에 그 사회의 정치적 모순에도 그 책임은 분명히 있다. 잘못된 정치는 국민의 잠재력을 죽인다. 아무튼 사람들은 수학.과학문제에 기호 얘기만 나와도 고개를 설랜다.
어떤 학생은 골치가 아프기 시작한다고 했고 어떤 어른은 질문하는 사람의 표정만을 흥미있어 한다. 수학과 과학은 공통적으로 논리적인 설명을 근거로 얘기하며 그 언어에 익숙치 않으면 좀체로 알아들 수 없는 언어처럼 보인다.
그런데 그 원리로 만들어진 자동차, 티비와 핸드폰, PC들은 무척 애호한다. 과학 소식은 분명히 정치 얘기보다 더 흥미롭고 일상생활에 도움을 주는 폭넓은 지혜의 도구(유틸정보)이다. 학 얘기를 흥미롭게 하기 위해서는 우주 탐사선 소식이나 뭔 것을 발견하고 떼돈을 벌게 되었다는 일반상식 부터 시작해야 한다.
이제 과학.수학은 더 이상 소수 엘리트가 고립된 채 몰두하는 학문이 아니다.
컴퓨터 자바언어로 화성사진 전송하는 힘이 수학이라고도 한다. 수학은 이미 인류가 등장하기 이전 부터 기록된 자연 정보가 있었다. 사람이 만들어낸 수학이란 학문도 대단하지만 분자 가운데에서 가장 경이로운 분자를 꼽으라고 하면 디엔에이(DNA)라고 부르는 디옥시리보 핵산이 틀림없을 것이라 말한다. 그 정보는 아데닌(adenine:A) ·구아닌(guanine:G) ·시토신(cytosine:C) ·티민(thymine:T)의 네 가지 단위의 정확한 조합으로 연결된 수학적 구조를 지녔다. 바로 그 세포의 정보가 개개인의 신비스런 생명체의 비밀을 간직하고 있음이다. 더나아가 인간이 그저 뭐든지 아무렇게 생각하는 작동의 원리도 알고보면 수학적 신호를 가진 신경계 정보단위인 뉴런이라고 알려져 있다. 언어를 흔히 교육적인 사회적 언어이라 말하지만 인간은 본시 원시언어만으로도 대자연과 교류할 수 있음이 속속히 밝혀지고 있다. 바로 개인의 '생각의 자유'는 바로 그런 원리에서 나타난 것이리라.
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http://www.chosun.com/w21data/html/news/200402/200402100479.html
[과학] 대수학의 대가 美 젤마노프 박사
화성사진 전송·MP3… 이 모든게 '수학의 힘'
‘어떻게 화성에서 찍은 사진을 지구에서 볼 수 있을까.’
최근 미국의 오퍼튜니티·스피릿 등 화성 탐사선이 보낸 선명한 화성사진을 봤다면 떠올렸을 만한 의문이다. 지구상에서 쓰는 휴대전화에서조차 잡음이 이는데, 5000만㎞ 이상 떨어진 화성에서 무선으로 보내오는 영상이 어떻게 그처럼 선명할 수 있을까. 답은 바로 ‘수학의 힘’ 때문에 가능하다는 것이다. 사람들을 들뜨게 만든 화성의 생생한 사진은 1960년대 미국 버클리대 등에서 수학자들이 연구실에서 끼적거리던 수학 개념 때문에 가능해졌다. 이른바 ‘부호이론’이다.
먼 거리에서 사랑하는 애인이 프러포즈를 해왔다고 하자. 당신은 “네” 또는 “아니오”로 대답할 수 있다. 하지만 거리가 너무 멀면 애인은 주변의 잡음 때문에 “아니오”를 “네”로 들을 수 있고, “네”를 “아니오”로 들을 수도 있다. 이 같은 실수(에러·ERROR)를 줄이려면 방법은 간단하다. “네, 네”라고 대답하거나, “아니오, 아닙니다”라고 대답하는 것이다. 대답 앞부분이나 뒷부분이 잡음 때문에 잘 안 들렸어도, 애인은 한 가지 대답으로 다른 한 가지 대답을 미루어 짐작할 수 있다. 또 확신이 없다면 애인은 당신에게 ‘뭔가 잘 안 들린다. 다시 대답을 보내달라’고 요청해올 것이다.
수학자들은 이 문제에 몰두해 최소한의 노력으로 주변의 잡음을 극복하고, 올바른 대답을 전달하는 방법을 하나의 학문으로 만들었다. 이 연구가 발전해, 수천만㎞ 떨어진 화성에서 보낸 영상신호를 지구에서 재구성할 수 있는 수준에 이른 것이다.
수학은 더 이상 소수 엘리트가 고립된 채 몰두하는 학문이 아니다. 과학기술, 더 크게는 문명 발전의 동력(動力)이 되고 있다. 화성 탐사가 가능해지고, 정보화 시대가 열리고, 고화질 TV를 볼 수 있는 것은 현대 수학의 공로에 많이 의존하고 있다.
스마트카드(교통요금결제·개인인증 등 필요한 여러 가지 기능을 하나의 칩에 모아서 만든 카드)의 확산도 ‘수학의 힘’이 거둔 성과이다. 스마트카드 보급에 가장 큰 장애물 중 하나는 개인정보 누출이었다. 스마트카드의 암호체계가 허술하면, 해킹으로 개인정보가 누출될 수 있다. 수학자들이 처음 만들어낸 암호체계는 우리가 중학교 때 배우는 소인수분해를 이용한 것이다.
즉, 금고에 6이 쓰여 있을 때, 6은 2 곱하기 3이므로 2와 3을 답하면 문을 열어주는 식이다. 풀기 쉬울 것 같지만, 그 수가 6이 아니라 수백억 단위의 소수를 여러 개 서로 곱해야 나올 수 있는 엄청난 단위의 수라면 수퍼 컴퓨터로도 암호를 풀기는 어렵다. 90년대 미국의 NSA(National Security Ageny·국가 안보국)는 이 방식으로 이른바 ‘난공불락’의 암호를 만들어냈다고 밝혔다가, 6개월 만에 수퍼컴퓨터를 사용한 수학자들에게 뚫리기도 했다. 수학자들은 최근 소인수분해 대신, 도넛 형태의 면(타원곡선)에서 여러 개의 위치 좌표를 합해 또 다른 위치 좌표를 만들어내는 방법으로 암호체계를 만들어내고 있다. 최근의 스마트카드 암호체계는 이 방식으로 만들어지고 있다.
또 하나 현대수학이 이뤄낸 성과가 ‘압축’이다. 컴퓨터상의 데이터 파일용량 압축, 동영상 압축, 고화질(HD)TV의 영상 압축 등이 모두 현대수학의 ‘신호압축(signal compression)’ 때문에 가능해졌다.
신호압축이란 어떤 데이터의 쓸데없는 부분을 생략하고, 사람들이 중요하게 인식하는 부분을 남겨 전체 데이터를 줄이는 학문이다. 예를 들면 인물사진을 찍어 파일을 압축하면 머리카락, 옷주름 등 세밀한 변화가 많은 부분이 생략되는 대신 용량을 크게 줄일 수 있다. 때문에 전송·복사할 때도 비용과 노력을 크게 줄일 수 있다. 최근의 인터넷 동영상·고화질 TV 등은 모두 이 ‘신호압축’의 수학적 알고리듬(algorithm)이 낳은 산물이다. 흔히 ‘mp3’라고 부르는 엠펙(MPEG)과 컴퓨터 그림 파일의 끝에 붙어 있는 JPEG(제이펙) 등이 바로 수학자와 공학자들이 개발한 압축기술을 나타내는 표시들이다.
현대수학은 놀랍고 경이로운 발전으로 응용 분야를 넓혀가고 있다. 하지만 그와 더불어 수학의 내적 아름다움과 조화로움 또한 간과해서는 안 된다는 것이 내 생각이다. 많은 수학자들이 수학연구를 계속하는 이유는 이러한 수학의 아름다움 때문이다. 마치 음악가들과 예술가들이 그들의 창조적 행위를 지속하는 이유와 흡사하다고 할 것이다.
입력 : 2004.02.10 18:51 06'
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http://www.hani.co.kr/section-010100007/2004/02/010100007200402102249193.html
인류의 평등 일깨워준 디엔에이의 유전 정보
오늘날 우리가 알고 있는 분자 가운데에서 가장 경이로운 분자를 꼽으라고 하면 디엔에이(DNA)라고 부르는 디옥시리보 핵산이 틀림없을 것이다. 당의 일종인 디옥시리보오스와 인산 그리고 뉴클레오티드라는 유기 염기가 차례로 이어져 만들어지는 두 가닥의 사슬이 정교하게 나선 모양으로 꼬인 디엔에이는 우리의 생명을 지켜주는 정보 창고의 구실을 한다.
우리 몸에는 대략 1경(10의 15승)개에 가까운 세포가 있고, 그런 세포에는 정말 중요한 ‘핵’이라는 기관과 에너지를 만들어주는 발전소인 ‘미토콘드리아’라는 기관들이 들어 있다. 세포의 핵에는 아버지와 어머니에게서 물려받은 유전 정보를 담은 ‘핵 디엔에이’가 들어 있고, 미토콘드리아에는 어머니에게서 물려받은 ‘미토콘드리아 디엔에이’가 들어 있다. 에너지 소비가 많은 세포에는 수천 개의 미토콘드리아가 들어 있는 경우도 있다. 디엔에이는 1869년 독일에서 일하던 스위스 과학자 요한 미셔가 외과 수술용 붕대에 묻은 고름을 현미경으로 관찰하다 처음 발견했다. 그러나 디엔에이의 화학적 구조가 밝혀진 것은 그로부터 무려 84년이 1953년 영국의 과학자 왓슨과 크릭 덕분이었다.
우리의 핵 디엔에이는 그 길이가 무려 1.8m에 이르고, 23억개에 이르는 유전 암호를 담고 있다. 우리 몸에 들어 있는 모든 핵 디엔에이를 한 줄로 이으면 그 길이가 무려 2천만㎞나 된다. 그런데 디엔에이는 살아 있는 것이 아니다. 사실 디엔에이는 생명의 세계에서 가장 활성이 낮은 분자다. 살인사건 수사에서 말라버린 체액이나 머리카락에서 디엔에이를 채취할 수 있는 것도 그런 특성 때문이다. 그런 디엔에이가 우리 몸을 살아 움직이게 해주는 수없이 다양한 단백질을 만들어내고, 우리의 유전 정보를 후손에게 전해주는 구실도 한다. 디엔에이에 담긴 유전 정보를 읽어내고, 그 작동 원리를 밝혀냄으로써 생명의 신비를 밝히려는 것이 바로 현대 생명과학의 목표다.
우리는 그런 과학 지식을 통해 히틀러가 주장했던 인종주의나 우생학이 완전한 허구임을 밝혀냈고, 우리의 디엔에이가 침팬지의 것과 크게 다르지 않다는 사실도 알아냈다. 결국 모든 인류는 평등한 존재이고, 우리 호모 사피엔스가 조물주한테 특별히 선택받은 존재도 아니라는 사실을 분명하게 밝혀낸 것이 바로 현대 과학의 가장 중요한 업적이다. 우리가 평등과 자유를 지향하는 민주주의를 추구해야 하고, 지구상의 다른 생물들과 나눔의 삶을 살아야 한다는 근원적 이유를 이보다 더 확실하고 명쾌하게 보여줄 수는 없다. 그에 비하면 요즘 관심을 끌고 있는 동물 복제와 유전병 치료와 같은 생명공학 기술은 작은 소득에 불과하다.
이덕환 서강대 교수(화학 및 과학커뮤니케이션) duckhwan@ccs.sogang.ac.kr
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인간이 육체의 물질적인 요소에서 신비스런 작용을 하는 두뇌적 활동을 하는 이유는 추상적인 부호를 이해하고 활용하는 데 있을 것이다. 물건을 단순하게 언어로 부를 수 있고 전달하는 방법을 알아낸 것은 개개인이 세포내에 DNA를 가지듯 두뇌가 가진 뉴런의 신호체계을 활용하는 자유권의 평등성에 있을 것이다. 생각도 맘대로 못하게 하는 정치적.종교적 세뇌(brainwashing)교육도 개인의 자유로운 공상이나 꿈현상 같은 생각을 통제하지는 못한다. 하늘을 자유롭게 나는 새의 날개의 활동을 고정화 시킬 수 없음과 같다. 인간의 본능은 생각하는 자유를 통해 대자연을 또다른 방향에서 내다보는 시야적 의식을 가졌다. 사람들은 본능적으로 생각하는 날개를 지녔다. 호킹을 본 사람은 그 사람의 정신세계가 육체적인 중증장애에 머물러 있지 않음을 실증한게 아닌가. 어리석은 자들은 타인들의 인간적인 인간의 창조성을 너무도 과소평가한다. 인간의 노동력은 거의가 두뇌를 의존할 때, 인류는 진화를 하는 것이다.
우리 몸에 들어 있는 모든 핵 디엔에이를 한 줄로 이으면 그 길이가 무려 2천만㎞나 된다고 한다. 빛의 속도(초속 30만킬로)로 67초 동안 지나가야 도달하는 거리이다. 저거리에 수많은 사람들은 거의 빛의 신호에도 느리게 느껴질 만큼 더빠른 '생각의 속도' 를 가지고 거닐고 있다. 이런 위대한 창조물들이 태백산맥(거의 태반이 백수.백조)이루는 실업대란이라는 한심하다. 정부의 무능함이 여실혀.
인류의 평등을 일깨워준 DNA 유전 정보가 의미하듯 개개인의 논리적.수학적인 능력은 거의 평등함이 교육의 학습발달을 통해 증명되고 있다. 인간의 두뇌에는 그 누구든 성별과 나이, 인종과 문화적 차이를 불문하고 개인은 자기 두뇌에서 개인적인 언어를 만들어내는 신경세포의 단위로 뉴런(neuron)의 신호체계가 존재한다고 인체학은 말하고 있다.
본시 인간은 두뇌에서 별난 수학자들 처럼 개인적으로 어릴적 부터, 장난삼아 낙서로 끼적거리기 좋아하는 수학 개념의 천부성을 지녔을 가능성이 높다. 음악과 미술의 예술성에서 아름다움을 느끼는 것은 이른바 '부호적인 생각'이다. 단지 타인과의 공통된 언어(한글.영어.중국어 등)를 사용하여 신호(signal)을 맞추기만 하면 된다. 이른바 민족어일 뿐이다. 다른 시대에 다른 언어는 다른 사람들에 의해 공통된 언어를 가질 뿐이다. 한글이 없으면 두글.세글.네글도 있었을 것이여. 인간은 그 어떤 언어에 묶여서 생각하고 느끼며 논리적인 생각을 전개하는 게 아니다.
개인은 사회적 존재이기 때문에, 사회적인 언어를 특별히 진화된 교육을 통해 익히게 된 것 뿐이다. 그러나 미래에는 그 사회적 언어가 다양하게 거의 일원화될 가능성이 있다. 이를 연구하는 사람들은 영어와 한글이 쌍방향 완전 통역되는 기계적인 언어를 컴퓨터에서 실현해 보려는 연구가 한창인 것이다. 더나아가 전세계 모든 언어는 음악, 컴퓨터.바디.홀짝 게임처럼 통하는 공통어를 통해서 전통적인 민족어는 자동 도태.소멸될 것으로 보여진다. 이것은 바로 인간이 본시부터 한글.영어가 없어도 개인적인 언어를 만들어내는 능력이 있어 외계인과 영혼,동물과도 언어로 교감할 수 있는 능력에 연유돼 있음을 의미한다. 사회적인 언어는 자바 언어의 등장처럼 시대적으로 만들어지는 것들이다.
어떤이들은 민족적.문화적 개성을 강조하면서 민족어의 고수와 전통을 말하지만 그런 민족 언어에 인간적인 개인의 사고능력은 결코 속박되어 정의되어지지는 않는다. DNA의 정보에서 사회성을 강조되었다는 의미는 찾기가 심들다. 생명체의 DNA의 정보의 역사는 인류의 역사보다 더 오래도록 자연과 신호를 주고 받았음이여. 적어도 개인의 잠재적인 언어는 이를 감지하고 있음이여.
인간의 신비스럽고 위대한 창조적 능력은 거의 개인적인 것이며 그 개인을 통해 상대성이론도 나타났고 미적분도 발견 되었으며 전자기원리에 대해 인류가 자각하기도 했다.
그러나 인류는 개개인이 무수히 모인 집단인고로, 뭔가 다른 의미를 지니고 언어적 능력을 가지게 되었으리라. 바로 이렇듯 감각적에서 부터 추상적인 부호언어까지 '생각의 우주' 를 만들어가는 인류는 개인적인 창조성에만 의존된 진화가 아니다. 원자력 발전과 전자기문명은 많은이 들이 참여된 두뇌의 결정체이고 지금도 계속하여 다른 개개인의 창조성이 공급되면서 버전업되고 있다.
이런 현상은 뭔가 전체적인 심포니(symphony)을 보인 것이다. 일종에 magic sum이다. 전체적인 조화와 질서.균형의 안정상태를 추구한다고 보여진다.
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