<생명의 수학>을 읽고

도서: 이언 스튜어트, (안지민 역), 2015. 생명의 수학, 사이언스북스

<생명의 수학>을 읽고

 <생명의 수학>은 이언 스튜어트^[각주:1] 교수님의 저서로 <The Mathematics of Life>라는 원제를 가진다. 이 책에서는 생물학에서 수학이 어떻게 사용되어 왔는지, 사람들에게 생소한 수리생물학이라는 분야에서 무엇을 하는지 다양한 예를 통해 설명한다. 약 500페이지, 총 19장(19 chapter)으로 구성되어 있으며, 그 내용은 현재 생물학에서 뜨겁게 연구되고 있는 흥미로운 주제들을 담고 있다. 이 책에서 저자는 생물학과 수학, 두 분야가 서로 상호작용하며 그 결과로 서로의 분야를 이전과 비교할 수 없을 정도로 바꿔놓을 것이라 주장한다. 필자 또한 두 분야의 상호작용의 결과로 수학과 생물학의 새로운 지평이 열릴 것이라 생각한다.

 

 생물학을 탐구하는데 어떤 수학 분야가 쓰이고 있을까? 이러한 질문을 하면 대부분 통계학이나 확률론을 가장 먼저 떠올릴 것이고, 혹자는 미적분학을 떠올리는 사람도 있을 것이다. 통계학과 확률론 외에 다른 수학 분야가 생물학에 쓰이긴 할까라는 생각도 있을 수 있겠다. 그만큼 생물학과 수학이라는 두 분야는 상당히 떨어져 있다는 인식이 있다. 다른 자연과학 분야, 특히 물리학이 가지는 인식과는 상당히 대조된다. 그러나 <생명의 수학>에서는 각각의 생물학 분야에서 다양한 수학 분야가 사용되고 있음을 보여준다. 특히 각각의 생물학 분야에서 사용됨이 잘 알려져 있는 게임 이론, 미적분학, 통계학뿐만 아니라 동역학, 카오스, 네트워크, 매듭 이론과 같은 분야도 생물학에서 유용하게 사용되고 있음을 보여준다.

 

 생물학에 관심을 가지고 있는 학생들이 <생명의 수학>을 반드시 읽어봤으면 한다. 이는 두 가지 이유에서 비롯되는데 하나는 이 책이 다양한 생물학 분야를 설명하고 있다는 점이며, 다른 하나는 수학이 생물학에서 중요해지고 있다는 점이다.

 먼저 첫 번째 이유를 보자. 이 책에서 소개하는 생물학 분야만 해도 분류학, 진화, 생태학, 유전학, 분자생물학, 바이러스 및 단백질 구조, 네트워크 형성, 생리학, 우주생물학 등 다양한 분야를 넘나 든다. 아무래도 생물학의 주류 분야는 거의 다 언급되지 않았나 싶다. 그런 만큼 다른 생물학 분야를 다양하게 맛볼 수 있으리라 본다.

 이제 두 번째 이유를 살펴보자. 흔히 "수학은 자연을 설명하는 우주의 언어이다."라고 말한다. 그만큼 과학에서 자연현상을 설명하고, 이론을 세우기 위해 수학을 사용한다. 그러나 많은 생물학 연구에서는 수학을 통계를 내고 해석하기 위해 사용되는 것처럼 보인다. 그렇다 보니 생물학에 관심을 가지고 있는 학생들에게 생물학에서 수학이 중요하게 사용된다는 인식은 상대적으로 덜한 것 같다. 그러나 현재 생물학의 여러 분야의 수많은 이론이 수학적 토대 위에서 정립되었으며, 심지어는 유전자의 발현 및 조절 과정, 단백질 폴딩의 연구에도 수학을 사용한다. 필자의 생각에는 앞으로 생물학 연구에도 어느 정도의 수학적 기술을 요하는 분야가 많아질 것이라 본다.

 

 필자 개인적으로는 <생명의 수학>을 통해 다양한 것을 배울 수 있었다. 우선 이 책을 통해 필자가 기존에 알지 못했던 생물학 분야를 접할 수 있었다. 또한 기존에 어느 정도 관심을 갖고 있던 계통분류학, 생태학, 유전학에서 수학이 어떻게 사용되었는지에 대해서도 접하는 기회가 되었다. 이외에도 전혀 다른 분야의 연구가 생물학 연구의 시발점이 될 수도 있음을 알 수 있었다. 그러므로 여러 분야에서의 다양한 경험과 지식이 (어떤 분야에서든지) 본인의 분야에서 큰 메리트가 될 것이다. 필자가 생각하기에 지금까지 해결하지 못한 생물학 난제를 해결하는데 수학이 큰 도움을 될 것이다.

 

 

 <생명의 수학>을 집필하여 수리생물학이라는 분야가 어떤 것이고, 또 무엇을 하는지 조금이나마 접할 수 있도록 해주신 이언 스튜어트 교수님께 감사를 전합니다. 또한 이 책을 한국어로 읽을 수 있도록 번역하고 출판하여 주신 번역가와 출판사에 감사를 전합니다.

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이언 스튜어트(Ian Stewart)

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1. Ian Stewart, 영국의 수학자이자 과학저술가.

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