피타고라스 생각수업
이광연 지음
책소개
이 책에서는 피타고라스, 유클리드, 페르미, 가우스, 힐베르트, 허준이 등 고대 수학자부터 현대 수학자까지 그들의 수학적 생각을 33가지로 다양하게 다뤘다. 그 가운데 일대일대응, 분수, 함수, 기하학, 피보나치수열, 페르미 추정, 프랙털, 리만 가설 등 초등 수학부터 고등 수학까지 개념과 이론을 두루 접할 수 있다.
저자 역시 오랫동안 수학의 재미와 중요성을 강연과 책으로 설파해 온 수학자이다. 어릴 때부터 수학에 빠져 오랜 세월 수학자로 살면서 문제를 발견하고 생각을 확장하고, 논리적으로 풀어나가며, 상상하고 활용하는 데 탁월한 전문가이다. 피타고라스, 여러 수학자뿐만 아니라 저자의 수학적 생각도 이 책에 고스란히 녹아져 있다.
피타고라스
우주론, 수학, 과학, 미학을 하나의 매듭으로 묶어 이 세계를 단 하나의 법칙에 지배되는 정돈된 전체로 입증하려고 했으며, 만물의 근원이 수라고 주장했습니다. 피타고라스 학파는 무한 앞에서, 그리고 한계 지을 수 없는 것 앞에서 일종의 신성한 공포를 느꼈다고 합니다. 그래서 현실의 경계를 정하고 질서를 부여하며, 현실을 이해할 수 있는 규칙을 숫자에서 찾았습니다.
목차
1장_ 문제에 대한 생각, 보이지 않는 것을 발견하기
01. 세상을 문제로 보는 시선 - 외판원 문제
02. 때로는 추측이 문제를 해결한다 - 페르미 추정
03. 옛것을 알아야 새것을 안다 - 온고이지신
04. 80억 개의 생각을 1로 만드는 능력 - 축소
05. 점, 선, 면을 넘어 n차원으로 - 확장
2장_ 논리에 대한 생각, 일상을 분석하기
06. 일상을 문제별로 분류하는 법 - 기호와 분류
07. 방탄소년단도 이용한 메타버스 - 비트맵과 웨이브
08. 천재 수학자 허준이의 생각 - 연결과 구조
09. 가우스처럼 논리적으로 생각하는 법 - 생각의 끈
3장_ 창의에 대한 생각, 상상하고 질문하기
10. 자동차 번호판을 보고 하는 상상 - 배수
11. 별은 얼마나 밝게 빛날까 - 역제곱의 법칙
12. 병뚜껑에 숨어 있는 각도 - 약수
13. 바이오리듬은 진짜일까? - 최소공배수
14. 60 갑자의 비밀 - 진법
15. 문제 속 숨은 공통점 찾기 - 배열
16. 반복이 무한하면 무엇이 될까? - 프랙털
4장_ 발명에 대한 생각, 발상을 전환하기
17. 짝을 이루는 생각의 발견 - 일대일대응
18. 위대한 숫자 0, '없음'의 발명 - 수
19. 곱하기를 나타내는 기발한 방법 - 곱셈
20. 공평함을 위한 수학적 생각 - 분수
21. 유클리드는 옳았고, 옳지 않았다 - 기하학
22. 오차 범위를 줄이는 법 - 작도
23. 아인슈타인의 사랑 방정식 - 위상수학
5장_ 공부에 대한 생각, 기초에서 확장하기
24. 기초가 튼튼해야 완성된다 - 수리력
25. 개념만 알아도 반이다 - 계산능력
26. 수학은 어렵지 않다는 생각 - 추상화
27. 수학을 잘하는 의외의 방법 - 이해력
28. 하나를 알았다면 열이 보인다 - 규칙성
6장_ 활용에 대한 생각, 수학자처럼 생각하기
29. 죄수의 딜레마와 치킨 게임 - 응용 수학
30. 이세돌이 알파고에게 진 이유 - 몬테카를로 탐색
31. 인구수를 예측하는 손쉬운 방법 - 지수함수
32. 평면을 완벽하게 채울 수 있을까? - 힐베르트 문제
33. 풀리지 않는 수학계 미제 사건 - 리만 가설
느낀 점
우리 은하에 외계 문명이 몇 개나 있을까? 과학자들은 태양계에만 약 36개의 외계 문명이 존재한다고 추정했는데, 어떻게 계산한 걸까요? 바로 드레이크 방정식으로 계산했습니다. 이 방식도 페르미 추정으로 만들어졌습니다. 페르미 추정은 일상생활에서 치킨집, 미용실이 전국에 몇 개 있는지 추정하는 것에서 과학까지 다양한 분야에서 사용 중입니다.
이 책은 수학의 여러 방법들을 일상생활과 과학으로 설명하고 있습니다. 대표적인 일상생활 예로 지문인식 시스템을 설명해주기도 합니다. 수학을 가르치다 보면 아이들이 커서 사칙연산만 할 줄 알면 되는 거 아니에요?라고 이야기 합니다. 평소에는 왜? 그것도 계산기로 하지?라고 놀리면서 넘어가지만, 이 책에서 본 예시들로 재미있게 수학을 배워야 하는 이유를 설명해 줘야겠네요.
경우의 수를 배울 때 2의 배수의 개수는 잘 구하지만, 3의 배수, 4의 배수, 6의 배수의 개수를 찾으라고 하면 "멍~" 하니 알려달라고 하는 데, 배수의 특징까지도 설명해 주시다니... 수학 교육과정과 연관되는 부분들이 많이 들어있습니다.
우리 아이는 초등학교 때까지 수학을 잘했어요. 머리는 좋은데, 중학교부터 수학을 못해요.
이런 아이들은 '수학적 사고'가 약한 아이들입니다. 초등 수학에서 연산을 중점으로 두었기 때문에 '생각 키우기'과정을 거치지 못한 것이죠. 그래서 유형이 다른 문제를 제시하면 처음 본다고 이야기합니다.
요즘 많은 아이들이 가지고 있는 문제를 저자가 바로 이야기합니다. 맞습니다. 한 개념을 다양한 각도로 보는 연습이 필요한 거죠. 생각하고 이해하는 머리를 쓰는 훈련을 하는 아이들이 많아졌으면 좋겠네요.
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