수학이 생명의 언어라면 도서 소개

“미국 통계학 박사 2명 중 1명,
수학 박사 6명 중 1명, 의생명과학 연구”
수학, 21세기 과학혁명의 최전선에서 생명을 만나다!

병원으로 출근하는 수학자,
KAIST 김재경 교수가 전하는 수학의 진짜 ‘쓸모’

 

1. 수학이 생명의 언어라면 도서 소개

19세기에는 물리학에서, 20세기에는 화학에서 활약하던 수학이 21세기에 들어서는 생명과학에서 과학혁명을 선도하고 있다. 미국에서는 이미 통계학 박사 2명 중 1명, 수학 박사 6명 중 1명이 의생명과학 연구로 학위를 받고 있고, 이러한 흐름에 동참하기 위해 미국 국립과학재단에서도 최근 미국 동부, 중부, 서부, 남부 각각에 수리생물학 연구소를 설립했다. 그러나 의학과 생명과학에 수학을 접목하는 수리생물학의 가파른 성장이 무색하게도, 오늘날 수학이 생명 현상을 이해하는 데 실제로 어떻게 쓰이고 있는지를 소개하는 책은 사실상 없었으며, 수학이나 생물학을 좋아하는 학생이나 독자조차 대부분 수리생물학이 무엇인지 전혀 알지 못하는 실정이다.
수리생물학의 최전선에서 수리 모델을 이용해 생명 현상을 탐구하는 KAIST 수리과학과 교수이자 수학자인 저자는 이 책에서 생체 리듬, 신약 개발, 수면 패턴, 팬데믹 등에 관한 다양한 문제에 수학이 실제로 어떻게 활용되고 있는지를 친절하게 설명한다. 또한 수학교육을 전공한 교육자로서, 의학이나 생명과학, 수학에 관심 있는 학생들에게 이 시대가 요구하는 역량과 자질이 무엇인지, 수학의 진정한 쓸모와 아름다움이 무엇인지 자신의 경험을 통해 생생하게 보여준다.

“이 책은 수학이 생명 현상을 설명하는 데 얼마나 유용한 언어인지를 보여주는 수리생물학 입문서다. 마치 학창 시절 수학 선생님처럼, 책은 독자에게 수식 하나하나의 의미를 짚어주고, 일상의 사례를 들어주고, 해답의 의미를 친절하게 설명해 준다. 학창 시절의 골칫거리였던 미적분에서 출발해 미분방정식을 향해 단숨에 달려가더니, 그것이 자동차의 운동만이 아니라 우리의 하루 생체 리듬이 어떻게 형성되고, 수면과 각성이 어떻게 조절되는지를 이해하는 데 매우 유익한 도구임을 생생하게 보여준다.
이 책의 가장 큰 매력은 수리생물학의 다양한 응용 사례를 저자의 최신 연구 성과로 설명한다는 데 있다. 그는 자신이 연구해 온 수면 패턴과 일주기 리듬의 수학적 모델을 수리생물학의 예로 설명하면서 이를 탐구해 온 자신의 일상도 솔직하게 보여준다. 덕분에 우리는 생명 현상을 탐구하는 수학자의 삶을 엿보고, 그가 물리학자, 의사, 대학원생들과 어떻게 협업하고 있는지 독자들이 머릿속으로 상상할 수 있게 해준다. 수학이 단지 숫자를 다루는 학문이 아니라, 그 너머 ‘자연과 생명을 번역하는 아름다운 언어’라는 사실을 부디 독자들이 마지막 책장을 넘기기 전에 발견하길 희망해 본다.”
─정재승, KAIST 뇌인지과학과 · 융합인재학부 교수

 

2. 저자 소개

김재경_수학자. KAIST 수리과학과 교수이자 한국차세대과학기술한림원 회원으로서 수리 모델을 이용해 생명 현상의 비밀을 탐구한다. 기초과학연구원(IBS)에서 의생명수학그룹을 이끌고 있으며, 생명과학의 60년 난제를 해결하고 생체 시계에 관한 연구를 바탕으로 암 환자가 하루 중 언제 치료받는 것이 가장 좋은지 밝혀 화제가 되었다.

서울대학교 수학교육과를 졸업한 뒤 미국 미시간대학교에서 응용수학으로 박사학위를 받았고, 글로벌 제약회사인 화이자에서 신약개발에 참여했다. 2015년에는 대한수학회 상산젊은 수학자상을, 2021년에는 올해의 최석장상을 받았으며, 젊은 학자로서는 이례적으로 2024년 국제 수리생물학회의 기조 강연자로 선정되었다.

 

3. 들어가며 중에서 

학창시절, 어려운 수학 공부에 매달리면서 누구나 한번쯤은 이런 의문을 가져보았을 것입니다. "수학을 왜 공부하는 거지?", "수학은 어디에 필요한 거지?" 이 의문은 수학 교사들에게도 골칫거리로 여거지지요. 수학자로 일하고 있는 저조차도 학창 시절에는 수학이 왜 필요한지 선생님들에게 물어보기 일쑤였는데, 그럴 때마다 "좋은 대학교에 가려면 필요하다"라는 현실적인 대답이나 "논리적 사고를 키우는데 좋다"라는 추상적인 답만 들을 수 있었습니다. 심지어 저는 학부에서 수학교육을 전공하면서도 이 질문에 대한 만족스러운 답을 찾지 못했습니다.

이 '난제'에 대한 명쾌한 답을 찾은 것은 학부를 졸업하고 군생활을 하던 때였습니다. 우연찮게 읽은 신문에서, 해외에서는 심장이 어떻게 뛰고 심정지가 어떻게 발생하는지를 수학자가 연구하고 있다는 내용을 접한 것이었습니다. 이 기사를 읽자 저의 심장도 급격히 빠르게 뛰기 시작했고, 그 순간 수학이 생명을 구하는데 실제로 어떻게 쓰일 수 있는지 온갖 궁금증이 샘솟았습니다. 이 기사 덕분에 수학을 이용해 의생명과학을 연구하는 수리생물학 분야를 알게 되었고, 국내에 몇 명 없는 수리생물학자로서 지금까지도 매일매일 연구를 이어가며 수학의 쓸모를 몸소 경험하고 있습니다.