‘생체시계’의 비밀은 수학, AI시대 필요한 것도 수학, 잘 먹고 살려면 역시 수학 [월요인터뷰]
쓸모 있는 ‘수학’을 찾아서1년 52주 중 50회 이상 학회 참석다른 사람과 소통하며 쌓는 학문학자들이 ‘혹’할 아이디어를 줘야많은 이 도움 주는 연구하는 게 꿈수학은 왜 중요할까‘언포자’였기에 수포자 마음 이해AI 시대에선 수학은 엄청난 ‘무기’알고리즘 이해 못하고 코딩 교육?글을 잘 쓰기 위해 타자 배우는 꼴한국 수학교육은이과 수학에서 미적분 뺀 것은 패착점수만 딴 학생은 첫 수업부터 멘붕기본 문제들 풀면서 성취감 느껴야지금의 교육으로는 수포자만 양산사람은 누구나 크고 작은 선입견을 갖고 있다. ‘수학자’라고 하면 덥수룩한 머리에 두꺼운 안경을 끼고, 주변 일에는 관심이 없이 오로지 숫자와 식에 빠진 외골수를 떠올리기 십상이다. 그렇지만 기초과학연구원(IBS) 수리 및 계산 과학 연구단 의생명수학그룹을 이끄는 김재경(42) 카이스트 수리과학과 교수를 만나면 그런 선입견은 이내 깨진다.
서글서글한 인상에 장난기 가득해 보이는 눈은 수학자라기보다는 세상일에 관심이 많은 공학도나 심리학자 같은 느낌이다. 게다가 ‘자신감’ 넘치는 목소리와 어조로 수학에 관해 이야기하는 것을 듣고 있노라면 나도 모르게 수학과 사랑에 빠질 것만 같은 느낌이 든다. 응용 수학 분야에서 가장 주목받는 젊은 수학자인 김 교수를 지난 13일 서울신문 광화문 사옥에서 만났다.
-최근 예능 프로그램 ‘유퀴즈’는 물론 과학 관련 유튜브에도 여러 차례 출연했다. 알아보는 사람이 많을 것 같다.
“변한 것은 없다. 주변에 알아보는 사람도 별로 없고…(웃음). 가족들만 좋아해 주는 것 같다.”
김 교수와 그가 연구하는 수리생물학에 대한 대중과 언론의 관심이 최근 급증하고 있지만 그는 훨씬 이전부터 해외에서 주목받아 왔다. 2013년 미분방정식을 이용해 생체리듬을 조절하는 약효를 다양한 환경에서 예측하는 논문을 발표해 글로벌 제약사들의 관심을 한 몸에 받았다. 특히 화이자가 2016년 김 교수에게 공동 연구를 제안해 화제가 되기도 했다.
-최근 수면장애 연구로 관심을 끌었다. 요즘은 어떤 연구를 하고 있나.
“생체 시계 관련 연구와 수면 연구를 계속하고 있다. 지난해 수면 의학자와 함께 만든 수면장애 측정 앱을 계속 수정하고 있다. 이번 겨울에도 추가 지원자를 받아 국내뿐만 아니라 외국에서도 사용할 수 있도록 작업 중이다. 양극성 장애(조울증) 환자의 증세 발현 시기를 수학으로 예측하는 연구도 하고 있다. 이를 스마트 기기나 앱으로 예측하는 기술도 개발 중이다.”
-연구만으로도 시간이 부족할 텐데, 과학문화 확산이나 과학 대중화에 적극적이다.
“사명감이 있다기보다는 수학을 어려워하는 학생들에게 수학 공부를 하면 ‘이런 일을 할 수 있어’라는 것을 알려 주고 싶었다. 그리고 수학을 포기하는 학생이 조금이라도 줄었으면 하는 바람 때문이다.”
-사람들은 ‘수학자’라고 하면 떠올리는 이미지가 있다. ‘그런’ 수학자처럼 보이지 않는다.
“연구 특성 때문인 것 같다. 내가 하는 응용 수학은 결코 혼자 할 수 있는 학문 분야가 아니다. 연구 문제를 찾을 때는 나도 즐거워야 하지만 사람들에게 쓸모가 있는 것인지부터 고민한다. 쓸모를 알기 위해서는 다른 사람과 담을 쌓고 살 수 없다. 그러다 보니 삶의 자세나 행동까지 달라진다. 1년 52주 중 50회 이상 수학 이외 학회에 참석해 사람들을 만난다. 연구실에 있는 학생들도 처음 들어올 때와 몇 년 지난 뒤 성격이나 태도가 확 달라진 것을 자주 본다.”
-여러 분야에 걸쳐 협업 연구를 많이 한다고 들었다. 전공이 다른 연구자들과 함께한다는 것이 쉽지 않을 텐데.
“다른 분야 사람들과 이야기하면서 에너지를 받는 느낌이다. MBTI로 따지면 대문자 E 정도 될 것이다(웃음). 다른 사람과 소통하면서 새로운 것을 배우는 것이 좋다. 사람을 어려워하지 않는 성격 때문인지는 모르겠지만, 모르는 것은 모른다고 솔직히 얘기하고, 원하는 결과가 나오지 않더라도 자주 연락하며 이야기하는 것이 비결이라면 비결이다.”
-수리생물학은 어떤 학문인가.
“세포 발달이나 암 생성, 수면 주기 등 생체에서 나타나는 모든 생명 현상을 수학이라는 언어로 표현하는 분야다. 쉽게 얘기하면 컴퓨터가 복잡한 생명 현상을 이해할 수 있도록 숫자로 표현해 주는 학문이다. 수리생물학자는 실험하는 학자들이 ‘혹’할 만한 아이디어와 인사이트를 수학으로 제공해 준다.”
-그렇다면 학창 시절 수학과 생물을 좋아했었나.
“수학을 열심히 하고, 재미있어하기는 했지만 특출나게 잘했다고는 말할 수 없다. 학창 시절 가장 어려워했던 과목은 국어였다. 사실상 ‘언포자’(언어영역 포기자)였기 때문에 ‘수포자’(수리영역 포기자)의 심정을 너무나도 잘 이해한다. 국어보다 수학을 좋아했던 것은 똑같은 노력을 했을 때 수학 점수가 월등히 높게 나왔기 때문이기도 하다. 수학 전공으로 대학에 가서 제일 즐거웠던 것은 수학만 공부해도 된다는 생각이 들어서였다. 물리, 화학, 생물, 지구과학 등 과학 4과목 중 생물학을 제일 싫어했다. 뭔가 정리되지 않고 산만한 느낌이었다. 그렇지만 싫어했던 생물학을 연구하고 있고, 어렵지만 꾸역꾸역 공부했던 국어 덕분에 책도 쓸 수 있었다. 싫어하는 공부도 해야 하는 이유가 아닌가 싶다.”
-프로필을 보면 승승장구했던 것으로 보인다. ‘실패’한 연구가 있었나.
“예상대로 나왔던 것이 절반, 실패한 것이 절반이다. 사실 연구에서 실패라는 것은 없다고 생각한다. 당장은 실패했더라도 그 경험이 남아서 언젠가는 송곳처럼 튀어나와 다른 연구에 도움을 준다. 원하는 결과가 나오지 않으면 뭐가 더 필요할까, 뭘 더 보강해야 할까를 고민한다. 대학원생들과 열심히 고민했는데 실패하면 학부생을 합류시켜 함께 연구하기도 한다. 새로운 시각이 돌파구를 마련해 줄 때도 적지 않기 때문이다.”
-수학은 왜 중요한가.
“컴퓨터나 인공지능(AI)과 소통하기 위해서는 그것들이 이해할 수 있는 알고리즘을 짜야 하는데, 그것을 가능하게 하는 것이 수학이다. 수학을 잘한다는 것은 1980~90년대에 영어를 잘한다는 것과 비슷하다. AI가 발전할수록 수학의 유용성은 더 커질 것이다.”
-누구나 학창 시절 한 번쯤 ‘수학은 왜 배울까’를 고민한다. 수학자로서 어떤 대답을 해 주고 싶나.
“속된 말로 잘 먹고 잘살 수 있기 때문이다. AI와 컴퓨터가 일상이 되는 시대에 수학은 엄청난 무기다. 금수저, 은수저, 흙수저를 이야기하는데 나는 ‘수학 수저’를 말하고 싶다. 수학을 잘하는 것이 경력과 연봉에 막대한 영향을 미치는 시대가 됐다. 이미 미국은 그런 상황이다. 우리나라에서는 AI 시대에 대비하기 위해 코딩 교육이 필요하다고 하는데, 말이 안 된다. 세계적 AI 기업에서 필요로 하는 것은 프로그램을 잘 짜는 사람이 아니라 알고리즘을 이해하고 설계할 수 있는 사람이다. AI 시대 대비를 위해 코딩 교육을 하는 것은 마치 글을 잘 쓰기 위해 타자 연습을 열심히 한다는 말과 다르지 않다. 이상하지 않나?”
-지난해 정부가 이과 수학에서 미적분을 빼는 결정을 했다. 어떻게 생각하나.
“학업 부담 때문에 범위를 줄인다는 것은 수학자 입장에서 말이 안 된다. 당장 고등학교 때 학습 부담을 낮추자고 미적분을 빼고 뭘 빼고 하는데, 그러면 결국 대입에 유리한 과목을 선택해 진학하게 된다. 문제는 그렇게 대학에 들어간 친구들은 첫 수업을 듣자마자 그야말로 ‘멘붕’에 빠지게 된다는 것이다. 지금 제가 보기에는 일반계 고등학생과 수학의 모든 분야를 제대로 배우고 오는 과학고나 영재고 같은 특목고 학생 사이에 격차가 뚜렷하게 존재한다. 똑같은 서울대, 카이스트 학생이라도 수학 수준이 2년 이상 벌어져 있다고 본다. 과거에는 1년 정도였는데 이 차이가 평생 갈 수 있다. 범위를 줄이고 성적별로 줄을 세우려고 하다 보면 기본적이고 핵심적인 개념을 묻기보다는 어렵게 꼬아서 문제를 내게 된다. 제일 안타까운 것이 이런 교육 정책 때문에 수학을 좋아하고 잘할 수 있는 아이들도 수포자가 되는 것이다. 수학 공부 범위를 줄인다고 수포자 비율이 줄어들었나? 절대로 그렇지 않다. 한 번 통계를 내봤으면 좋겠다.”
-수학을 잘할 수 있는 방법, 아니 수학을 못하더라고 싫어하지 않게 하는 방법이 있을까.
“수학을 포기하지 않게 하는 방법은 기본 문제를 많이 풀어 보고, 그날 배운 것은 그날 다시 확인하는 것이다. 다른 학문도 그렇겠지만 수학은 복습이 중요하다. 고등학교뿐만 아니라 대학에서도 마찬가지다. 수학의 기본 개념을 모른다는 것은 어려워서가 아니라 손을 놔서 그런 것이다. 수학에서 중요한 것은 성공의 경험을 많이 갖게 하는 것이다. 지금의 교육이나 시험 방식은 수학에 대한 성취감을 못 느끼게 한다는 점이 문제다. 솔직히 지금 같은 교육 체계에서 수학을 잘하는 방법이나 수학 점수를 잘 받는 방법은 사교육밖에 없지 않나 싶다. 꼬인 문제를 풀려면 그런 꼬인 문제를 반복해서 풀어 보는 방법밖에 없다. 결국 교육 시스템이 수포자를 양산하고 있다.”
-학창 시절 수포자였다는 사람들이 성인이 돼서는 의외로 수학에 관심을 갖는다. 요즘 서점가에 수학 관련 교양서가 많고 수학 동영상도 인기를 끄는 것만 봐도 알 수 있다. 이런 현상을 어떻게 생각하나.
“그런 것을 보면 수포자도 사실은 수학을 좋아했던 것 아닐까 하는 생각이 든다. 학교 수업에서 배울 수 없는 이야기를 들으면서 수학에 대한 매력을 느끼는 것이 아닐까? 물론 학교에서 그런 것을 가르쳐야 한다고 말하기는 어렵다. 시험에 나오지 않는 것을 가르치면 곧바로 학부모의 항의 전화가 폭주할 것이다. 학교에 그런 것을 바란다는 것은 쉽지 않다. 요즘은 자기가 조금만 노력하면 수학의 뒷이야기나 재미있는 수학 관련 콘텐츠를 찾아볼 수 있다.”
-연구자로서의 꿈은.
“수리 생물학자로서의 꿈이자 가장 행복한 일은 많은 사람이 내가 한 연구에 도움을 받는 것이다. 말 그대로 사람들에게 도움이 되는 수학을 하고 싶다.”
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