2014년 10월 15일 수요일

영재는 창의력과 수학적 능력에서

훌륭한 과학자의 소질이라면 우선 창의력입니다. 그리고 수학이라는 기초과학이 뒷받침할 수 있어야 합니다. 창의력과 수학적 능력을 겸비할 때 우수한 과학자가 나올 수 있다고 생각합니다. 과학교육도 이러한 방향으로 모아져야 하겠죠.”

 훌륭한 과학자의 소질과 관련, 창의력과 수학능력을 최우선으로 꼽았다.

“기존의 과학이론을 벗어 던질 줄 알아야”
초끈 · M이론에서 지난 10년간 풀리지 않았던 미스터리를 해결해 세계 물리학계의 주목을 받고 있는 이스라엘기술원(Institute of Technology)의 버그먼 교수는 “과학에서 제일 중요한 것이 바로 창의성”이라고 강조하면서 “모방이나 응용에서 진정한 과학은 나올 수 없다”고 강조했다.

“과학자는 창의적인 자신의 주장을 수학이라는 언어를 통해 알릴 수 있는 사람입니다. 창의적인 주장이 때로 틀릴 때가 많지만 그래도 창의적인 생각 속에서 훌륭한 과학이 꽃필 수 있다고 생각합니다.”

그는 “그래서 창의적인 영재에게 실수와 잘못이란 항상 존재하기 마련이며 이를 너그럽게 받아들일 수 있는 과학적 풍토와 여건이 필요하다”고 주장했다.

그는 또 훌륭한 과학자는 과감하게 기존의 이론을 벗어 던질 수 있어야 한다며 “종교는 기존의 것을 버리지 않는 것인 반면, 과학은 언제든지 과거 이론이나 지식을 던져버리고 다시 새로운 것을 찾으려고 애를 쓸 때 비로소 훌륭한 과학이 탄생할 수 있다”고 강조했다.

그래서 버그만 박사는 과학자도 상당한 용기를 지닐 수 있어야 한다고 말했다.

그는 자신의 전공인 끈 이론(String Theory)에 대해 설명하면서 “물리학의 과제는 사물의 현상의 이치를 설명하는 일로 자연의 법칙과 신비를 푸는 것”이라며 “적어도 이제까지는 그러한 현상을 설명하기에 접합한 이론은 끈 이론이라고 생각한다”고 말했다.

“어렵다고요? 과학은 정치보다 훨씬 쉽습니다”
버그만 박사는 이론은 계속 발전하고 다시 새로운 이론이 나오기 마련이라며 앞으로 끈 이론을 대신할 새로운 이론의 등장을 지켜보는 것도 아주 흥미 있는 일이라고 전했다.

그는 과학이 어렵다고 하는 일부의 지적에 대해서 “물론 어렵겠지만 정치보다는 훨씬 쉽고 경제나 경영학보다도 훨씬 쉽다”며 “과학(특히 기초과학)은 수학이라는 정확한 언어가 있기 때문에 커뮤니케이션에서 전혀 오해의 소지가 없으며 확실한 학문”이라고 말했다.

버그만 교수는 “특히 정치학이나 정치는 수천, 수만 가지 언어로도 풀 수 없는 아주 어려운 학문으로 정치를 하는 사람들이 만약 물리학을 하면 너무 쉽다는 것을 깨달을 것”이라며 정치나 이념으로 얼룩진 세상을 간접적으로 꼬집었다.

그는 또 일반적인 생각과 달리 과학은 과학자의 마음이 아주 중요한 학문으로 “항상 열려 있고 넉넉한 마음을 갖는 것이 필요하다”고 지적했다.

“과학자, 마음을 열고 넉넉한 마음을 가져야”
한편 영재교육과 관련, 어릴 때 주로 이스라엘에서 교육을 받은 버그만 교수는 “영재교육의 정규과정(regular course)의 대상이 돼본 적도 없고 필요성에 대해서 생각해본 적도 없었다. 하지만 미국의 각종 고위과정들(advance courses)은 좋은 제도였다”고 말했다.

그는 영재교육이든 특별(special) 교육이든 간에 교육은 그 나라의 중요한 문화이자 전통이기 때문에 그에 맞는 교육이면 좋은 것이라는 생각을 전했다.

참고로 현대 소립물리학의 표준 모형은 특수상대성이론과 양자역학을 통합한 양자장론(quantum field theory)에 기초하고 있다. 이 이론을 통해 우주에 존재하는 4가지 힘, 즉 전자기력, 약력, 강력, 중력이 모두 한 가지 근원에서 나온 것이라는 대통일이론(grand unification theory)을 만들려는 것이 물리학의 목표다.

그러나 현재까지 다른 3가지 힘은 통합에 성공한 반면 중력을 양자장이론에 입각해 설명하는 것은 잘 되지 않았다. 그래서 입자를 점이 아닌 끈으로 보고 그 끈의 진동에 따라서 소립자들의 성질이 결정된다는 끈 이론이 나왔다.

M이론은 여러 가지 초끈 이론을 통합하려는 시도에서 나온 것으로, 우주의 기본 구성 요소는 끈이 아니라 얇은 막이고 필요한 차원은 11차원이라고 가정한다. 최근 에드워드 위튼(Edward Witten)과 같은 몇몇 물리학자들이 주장하는 이론이다.

M이론의 M이 무슨 뜻인가에 관하여는 여러 가지 이야기가 있다. M이론에서 입자의 모습으로 보는 막(membrane)에서 나온 거라고도 하고, 위튼은 모든 초끈 이론의 통합이므로 어머니(mother) 이론이라고 말했다고도 한다. 또 아직 알 수 없는 미스터리(mystery)로 표현하는가 하면 버그만 교수는 매직(magic)이라는 말을 썼다.
 ScienceTimes

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