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생명의 수학 : 21세기 수학과 생물학의 혁명 본문
The Mathematics of Life
생명의 수학 ｜ 이언 스튜어트 ｜ 안지민 옮김
21세기 수학과 생물학의 혁명
수학이 일으킨 생물학 혁명
위대한 수학자 이언 스튜어트의 생명 속 수학 이야기
영국에서 가장 뛰어난 수학 저술가 -《가디언》
수학을 즐기는 생물학자, 혹은 생물학을 즐기는 수학자를 찾기란 쉽지 않지만 이언 스튜어트는 그러한 크로스오버에 성공했다. -《디스커버》
이언 스튜어트가 없었다면 수학은 이처럼 흥미진진하지 않았을 것이다. -《뉴 사이언티스트》
수학의 가장 심오한 깨달음을 매력적인 문체로 엮어냈다. -《워싱턴 포스트》
생명이란 무엇인가라는 인식은 현미경, 생물 분류법, 진화론, 유전자, DNA 구조의 등장이라는 다섯 차례의 혁명을 통해 극적으로 바뀌었습니다. 그리고 여섯 번째 혁명은 수학입니다. 『생명의 수학(The Mathematics of Life)』의 저자 이언 스튜어트는 여섯 번째 혁명, 즉 수학적인 영감을 생물학에 응용하는 일은 벌써 그 길을 가고 있다고 강조합니다. 그는 수학적인 기술과 관점이 어떻게 생명을 이해하는 데 적용되는지를 차례차례 펼쳐보입니다.
생명과 관련된 수학의 범위는 매우 넓습니다. 확률, (동)역학, 카오스 이론, 대칭, 네트워크, 탄성, 심지어는 매듭 이론까지 그 범위에 포함됩니다. 이 책에서 다루는 응용 수학의 대부분은 주류 수리 생물학(mathematical biology)과 관련된 것입니다. 주류 수리 생물학에서는 복잡한 생명 과정을 조직하는 합성 분자의 구조와 기능, 바이러스의 형태, 이 땅에 가지각색의 생명을 낳게 했고 지금도 진행 중인 진화 게임, 신경계와 뇌의 작용, 생태계의 역학들을 연구합니다. 더 나아가 생명의 본성과 외계 생명체의 존재 가능성에 관한 주제와도 연결됩니다.
생물학에서의 수학의 역할은 매우 중요해지고 있다. 21세기의 생물학은 20세기가 시작할 때 어느 누구도 상상하지 못했던 방식으로 수학을 활용하고 있다. 22세기가 되기 전까지, 수학과 생물학은 서로를 알아볼 수 없을 정도로 변화시킬 것이다. -본문에서
수학은 수천 년 전에 시작되었지만 여전히 새롭습니다. 흔히 수학이 이미 오래전에 완성되었다고 생각하겠지만, 매년 100만 편 이상의 수학 논문이 나온다는 점에서 보듯 새로운 수학은 놀라운 속도로 끊임없이 태어나고 있습니다.
수학적 사고는 생물학이 쓰는 도구들 중에서도 표준이 되고 있습니다. 생물학자들이 통계학을 사용한 지 한 세기가 넘지만 이제 수학은 생명체에 대한 자료를 분석할 뿐만 아니라, 그 정보를 이해하는 도구입니다. 형태, 논리, 과정처럼 구조나 패턴이 있는 모든 것이 수학의 주제가 됩니다. 패턴이 아예 없는 것처럼 보이는 불확실성도 마찬가지입니다. 무작위로 보이는 사건들도 결국 평균적인 패턴이 나타난다는 사실을 통계학자들이 알아냈기 때문입니다. 매듭 이론에서 게임 이론, 미분 방정식에서 대칭군에 이르는 다양한 수학으로 인해, 생물학에서 얻는 결과뿐만이 아니라, 생물학을 어떻게 보아야 하는지조차 바뀌고 있습니다.
20세기에 새로운 수학이 나타나게끔 한 힘이 물리학이었다면, 21세기에는 생명 과학이 될 것이다. 수학자인 나는 이러한 기대에 가슴이 두근거리고 마음이 들뜬다. 수학자들은 새로운 의문이 끊임없이 나오는 샘물을 가장 좋아한다. 생물학자들은 수학자들이 낸 답에 제대로 감동할 것이다. -본문에서
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