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  1. 2012.10.11 생물학자 그리고 수학. 그 넘사벽에 관하여. 2



사람들은 흔히 과학자가 수학을 잘하거나 수학에 매우 친숙하리라 생각한다. 애석하게도, 절반은 진실이지만 절반은 사실이 아니다. 왜냐하면, 어떤 종류의 연구는 수학을 전혀 사용하지 않거나, 사용하더라도 간단한 사칙연산이나 간단한 통계 분석 정도의 수학적 기법만을 사용하기 때문이다. 어떤 학문인지 궁금하지 않은가? 바로 생물학이다.


생물학을 전공하는 본인으로서도 수학적 문제에 다다르면 꽤 곤혹스럽다. 심지어 본인은 부업으로 고등학생에게 수학을 가르쳤음에도 수학적으로 문제를 해결할 때 자주 망설이는 편이다. 설령, 그것이 간단한 통계처리일지라도 말이다. 실제로, 나 같은 곤혹스러움을 겪는 생물학자가 많은 모양이다. 왜냐하면, 생물학자와 수학적 수식 사이의 관계를 조명한 연구가 「지나친 수식(數式) 사용은 생물학자 사이의 의사소통을 가로막는다(Heavy use of equations impedes communication among biologists)」란 제목으로 『미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)』에 실렸기 때문이다 [1].



[출처: MicrobeWorld]


연구팀은 생물학자가 수학과 얼마나 안 친한지 알아보려고 생태학(ecology, 生態學)과 진화생물학(evolutionary biology, 進化生物學) 관련 논문의 인용 빈도를 조사했다. 그런데 왜 생태학과 진화생물학을 골랐는지 궁금해할지도 모르겠다. 솔직히, 생태학과 진화생물학만큼 수식 사용 빈도에 있어서 극과 극을 달리는 분야도 없다. 어떤 논문은 수식에서 시작해 수식으로 끝나지만, 어떤 논문은 수식을 전혀 사용하지 않는다. 따지고 보면 대부분의 생명과학 관련 논문이 이런 식이다.


그렇다면, 어떤 결과가 나왔을까? 당연한 얘기지만, 논문 제목처럼 생물학자 다수는 수학과 안 친한 걸로 나타났다. 특히, 생물학자의 수학에 대한 거부감(?)은 생물학자의 논문에서 인용한 다른 논문의 성격에서 잘 드러나는데, 수식을 많이 사용한 논문일수록 수식을 별로 사용하지 않은 전형적인 생명과학 논문에서는 인용 빈도가 낮은 게 특징이다. 즉, 나처럼 수학과 친하지 않은 생명과학 연구자가 작성한 논문은 수식으로 넘쳐나는 논문을 잘 인용하지 않는다는 말이다.


게다가, 흥미로운 사실이 하나 더 있다. 수식이 가득 담긴 논문은 이론적 성격이 강한 논문, 예를 들어 어떤 신진대사 과정을 수학적으로 모델링 하거나, 시간이 지남에 따라 포유동물의 신체 크기 변화를 수학적 모델로 구현한 이론적 성격이 강한 논문은 마찬가지로 이론 생물학의 성격이 강한 다른 논문에서 인용 빈도가 높게 나타났다. 끼리끼리 노는 것인가? 정말 그런 느낌을 지울 수 없다.


그렇다면 생물학자는 자신의 가설을 뒷받침할만한 내용임에도 수식으로 가득한 논문을 인용하지 않는 걸까? 왜냐하면, 그런 논문은 기본적으로 읽기가 싫기 때문이다. 정확히 말하자면, 논문 초록에 나와 있는 핵심적인 요약문을 제외하면, 본문에 나와 있는 설명 자체를 이해할 수 없기 때문이다. 상상해봐라. 이해하기도 어려운 수식이 가득한 연구 논문의 부담스러움을 말이다. 물론, 생물학자가 이런 논문을 전혀 읽지 않는 것은 아니다. 필요한 경우라면, 즉 자신의 주장을 뒷받침하기 위해서 반드시 인용하고 숙지해야 할 논문이라면 어떤 식으로든 읽어낸다. 하지만 그 과정은 여러분의 예상대로 매우 힘들고 험난하다. 마치 사막 한복판에 홀로 서 있는 느낌이랄까?


진실로, 동서고금(東西古今)을 막론하고 생물학자가 수학을 싫어하는 것―간혹 생물학자에게 히스테리를 일으키거나 기억 속에 트라우마(trauma)로 각인되는―은 진리인 모양이다. 오죽하면 찰스 다윈도 수학을 싫어했다는 소기가 나왔을까? (참고로, 그의 아들인 레너드 다윈은 유명한 수학자였다.) 수학과 담을 쌓은 생물학자. 정말 이러면 안 될 일이지만, 더불어 수학적 문제 해결이 과학 문제 해결에 많은 도움이 되는 것도 사실이지만, 수학이 어려워 수식만 보면 머리가 아프고 정신이 혼미해지는 나 같은 생물학자의 고충은 정말 슬픈 현실이다.


오! 신이시여! 왜 우리 생물학자에게 수학적 능력을 주지 않으셨습니까! 그게 아니라면, 이 문제를 진화적으로 해결하란 말입니까? 오! 정녕 슬픈 현실이로다! 우리 생물학자 다수에게 수학적 능력을 주지 않은 당신의 그 오만함과 실수를 끝까지 규탄하리라!


참고 문헌
[1] Fawcett TW, and Higginson AD. 2012. Heavy use of equations impedes communication among biologists. Proc Natl Acad Sci USA. 109: 11735-11739. [링크]



Posted by metas :