출판사서평
수학이일으킨생물학혁명
위대한수학자이언스튜어트의생명속수학이야기
생물학에수학이라는혁명이일어나고있다.-이언스튜어트
코끼리DNA로상아의이력을추적하는기술이주목을받고있다.코끼리의배설물을분석해DNA를대조함으로써코끼리의종을밝혀내는것은물론이고코끼리밀렵거점을찾아내며나아가다른멸종위기야생동물들의국제적인거래를막는데에도활용가능하리라는전망이다.한편에서는코끼리DNA와이미멸종된매머드DNA를융합해매머드를복원하려는시도도계속되고있다.코끼리...
수학이일으킨생물학혁명
위대한수학자이언스튜어트의생명속수학이야기
생물학에수학이라는혁명이일어나고있다.-이언스튜어트
코끼리DNA로상아의이력을추적하는기술이주목을받고있다.코끼리의배설물을분석해DNA를대조함으로써코끼리의종을밝혀내는것은물론이고코끼리밀렵거점을찾아내며나아가다른멸종위기야생동물들의국제적인거래를막는데에도활용가능하리라는전망이다.한편에서는코끼리DNA와이미멸종된매머드DNA를융합해매머드를복원하려는시도도계속되고있다.코끼리의‘생명의분자’DNA를열쇠삼아생명의비밀을벗기려는노력은생물학자들만의것은아닐것이다.
DNA는1953년크릭과왓슨이《네이처》에DNA의이중나선구조를밝힘으로써갑자기튀어나온것이아니다.DNA의놀라운분자구조를발견한것은현대의가장큰과학혁명이지만DNA는훨씬더복잡한이야기의한부분일뿐이다.수학기법인브래그의법칙(Bragg’slaw)이있었기에DNA혁명이가능했다.
‘생명이란무엇인가?’라는인식은현미경,생물분류법,진화론,유전자,그리고DNA구조의등장이라는다섯차례의혁명을통해극적으로바뀌었다.그리고여섯번째혁명은수학이다.(주)사이언스북스에서펴낸『생명의수학:21세기수학과생물학의혁명(TheMathematicsofLife:UnlockingtheSecretsofExistence)』의저자이언스튜어트는여섯번째혁명,즉수학적인영감을생물학에응용하는일은벌써그길을가고있다고강조한다.그는수학적인기술과관점이어떻게생명을이해하는데적용되는지를차례차례펼쳐보인다.
수학과생물학의연합은과학에서가장뜨거운주제이다.두학문은매우짧은시간동안먼길을왔다.얼마나더갈수있을지는아무도모른다.하지만확실히,그길은짜릿할정도로재미있을것이다.-본문에서
수학자이언스튜어트(1945년9월24일~)는영국케임브리지대학교에서수학을전공하고워릭대학교에서박사학위를받았다.워릭대학교명예교수인그는1995년영국왕립학회에서대중과학기여자에게수여하는마이클패러데이상을수상했으며2001년왕립학회특별회원으로선출되었다.미국과학진흥회가수여하는과학대중화공로상(2002년)을수상한그는《가디언》에서‘영국에서가장뛰어난수학저술가’라는평을받기도했으며『미래의수학자에게』,『자연의패턴』,『눈송이는어떤모양이지?』,『미로속의암소』,『세상을바꾼17가지방정식』등일반인들이수학을즐길수있도록돕는수많은저술을펴내고있다.『생명의수학』에서저자는생명의가장깊은비밀을풀어내는순간을수학과함께하도록기꺼이독자들을안내한다.
수학대가가들려주는
생물학과수학의하모니
생물학에서의수학의역할은매우중요해지고있다.21세기의생물학은20세기가시작할때어느누구도상상하지못했던방식으로수학을활용하고있다.22세기가되기전까지,수학과생물학은서로를알아볼수없을정도로변화시킬것이다.-본문에서
이언스튜어트는생물학의다섯가지혁명을소개하며「1장수학과생물학」을시작한다.그리고여섯번째혁명수학의힘을다양성과새로움에서찾는다.컴퓨터와같은새로운기구,수학기술과같은생각도구들을통해생물학에서얻는결과물들이달라지는것이다.「2장작디작은생명체」는첫번째혁명,‘현미경’을다룬다.생각의척도가달라지면서보이는세상이달라진다는점은망원경으로우주의단순성을,현미경으로생명의복잡성을깨닫는과정에서역사가증명한다.발생학의복잡한형태는수학적모형으로해석이가능해졌다.「3장생명의긴목록」은거대한생물학의파악을위한목록제작이자두번째혁명인‘분류’에대한것이다.린네의분류체계는자연사에서무엇보다기본적이다.노아의방주에올라탄생물이몇종이었는지에관한논쟁이무색해진것이다.「4장꽃에서찾은수학」은분류학자들이식물의기관을세면서수학이처음으로생물학의문제,곧꽃과잎의수와모양에서나타나는놀라운패턴에관해폭넓게활용되기시작한과정을좀더자세히들여다본다.
「5장종의기원」은70주년을맞은린네학회에서발표된다윈과월리스의논문에서시작된다.세번째혁명,즉자연선택에따른진화론의시작을알리는자리였다.네번째혁명인‘유전’은멘델이7년동안가꾼완두콩2만9000그루로발견되었다.「6장수도원정원에서」는식물에유전요소가있음을깨닫는과정에수학의조합론과확률론이더해지는과정이다.그리고「7장생명의분자」에서다섯번째혁명,DNA구조가밝혀진다.DNA분자는어떻게생겼을까?그것을이루는원자는어떤순서로놓일까?이러한기본적인의문에대한답은결정속의원자구조가만들어내는회절패턴으로원자구조를재구성하는수학기법중하나인브래그법칙,원자가어떻게배열되었는지를구체적으로알려주는수학기법인푸리에변환이있었기에가능했다.「8장생명의책」에서는인간유전체사업과셀레라사에서진행하는유전체분석작업에서수학과화학이어떤식으로작용하는지를들여다본다.
21세기수학의최전선
「9장생명의나무를따라서」는헤켈의생명의나무그림과함께수학자들이생각하는나무(tree,트리또는수형도)개념을소개한다.「10장4차원에서온바이러스」는복잡한생명과정을조직하는합성분자의구조와기능에대한것이다.「11장숨겨진배선도」는뇌와신경세포에서시작해네발동물의걷기패턴분석이나거머리심장박동그래프등흥미로운연구들이등장한다.
「12장매듭과접기」는DNA연구와위상학을다루며「13장반점과줄무늬」는튜링패턴에서시작해자연에서발견되는다양한대칭구조와무늬를한층수학적으로해석하고있다.이책에서다루는응용수학분야는이땅에가지각색의생명을낳게했고지금도진행중인진화게임(「14장도마뱀게임」),신경계와뇌의작용(「15장정보망형성」),생태계의역학(「16장플랑크톤역설」)들을연구하고더나아가「17장생명이란?」과「18장거기누구없소?」는생명의본성과외계생명체의존재가능성에관한주제와도연결된다.
『생명의수학』은이미시작된수학혁명을돌아보고있다.생명의복잡성을들여다보기위한현미경과광학수학은뗄수없는관계이다.린네의분류법은식물의기관수를세는법에서시작되었고유명한멘델의완두콩은식물개체들의수학적패턴을활용한결과였다.다윈이비글호에오른이유는크로노미터로경도를측정하는피츠로이장교를돕기위해서였다.DNA구조에관한단서들에는샤가프의법칙들이숫자들을새롭게보이게했다.수학이라는여섯번째혁명이전의다섯차례의혁명에서도수학은가까이에있었다.
수학자들은새로운의문이끊임없이나오는샘물을가장좋아한다.생물학자들은수학자들이낸답에제대로감동할것이다.-본문에서
수학은수천년전에시작되었지만여전히새롭다.흔히수학이이미오래전에완성되었다고생각하겠지만,매년100만편이상의수학논문이나온다는점에서보듯새로운수학은놀라운속도로끊임없이태어나고있다.수학적사고는생물학이쓰는도구들중에서도표준이되고
