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[김대수의 수학 어드벤쳐] 계산은 좌뇌, 기하는 우뇌 … 수학은 두 뇌를 쓰는 학문

중앙선데이 2015.04.12 02:15 422호 24면 지면보기
인간 두뇌에 대한 관심과 연구는 오래 전부터 진행되어 왔다. 우리는 인간 두뇌를 탐구함으로써 인간의 두뇌를 활성화 할 수 있는 방법에 보다 가까이 다가갈 수 있으며, 이를 바탕으로 창의적 두뇌 사용 방법에 대한 힌트를 얻을 수 있을 것이다.

사람의 두뇌는 두개골에 의해 보호되고 있는 신경조직의 덩어리로서 중추신경계의 근간을 이루며, 인간의 기억, 판단, 사고, 감정 등을 조절한다. 해부학적으로 뇌는 크게 좌뇌와 우뇌로 구분된다.

그러면 수학과 관련된 인간 두뇌의 능력은 좌뇌나 우뇌 중 어떤 부분의 작용에 크게 영향을 받을 지도 궁금해진다.

1962년 미국 캘리포니아 공대의 스페리(Sperry) 박사는 대뇌를 형성하는 2개의 반구 즉 좌뇌와 우뇌가 각각 정해진 역할을 분담하고 있다는 사실을 밝혀냈다. 그는 좌뇌와 우뇌 사이를 연결하는 뇌량(腦梁)을 절제하여 실험한 결과 ‘좌뇌와 우뇌의 차이’라는 논문으로 1981년 노벨 생리학상을 받았다.

그 후 좌뇌와 우뇌 그리고 뇌량에 관한 관심이 커지게 되었으며, 관련 연구가 활성화되기 시작하였다. 일본의 하루야마 시게오 박사는 『뇌내혁명』이란 저서를 통하여 뇌의 활성화와 관련된 연구 결과를 발표한 바 있다.

인간 두뇌에서 좌뇌와 우뇌의 주요 특징들은 다음과 같이 개략적으로 표현될 수 있다. 먼저 좌뇌는 ‘논리 뇌’라고도 일컬어지는데, 순차적 정보처리를 위주로 한다. 또한 좌뇌는 언어를 다루는 언어 중추 신경을 가지고 있으며, 논리적, 계산적, 분석적 사고를 주로 담당한다.

한편 우뇌는 ‘이미지 뇌’라고 불리며 병렬적인 정보를 주로 처리한다. 우뇌는 감성적 세계와 관련이 많으며, 음악, 문학 등의 예술적인 사고나 공간적, 추상적인 사고를 주로 담당한다.

그런데 좌뇌와 우뇌에서 다루는 이런 정보들은 따로 작동하는 것이 아니라 스페리 박사가 연구한 바와 같이 뇌의 중앙에 위치해 있는 약 3억개의 신경다발로 이루어진 뇌량을 통해 끊임없이 서로 정보를 교환하면서 종합적으로 판단하게 된다.

수학의 관점에서는 계산 능력, 분석 능력, 논리적 추리 등은 주로 좌뇌에서 이루어지며, 기하적인 공간 개념과 도형의 인식과 판단 능력은 우뇌에서 주로 이루어진다.

보다 구체적으로 살펴보면 수학에 있어서의 계산적, 귀납적, 논리적, 분석적, 추상적인 면은 좌뇌와 관련이 많으며, 연역적, 창의적, 구체적, 직관적, 공간 개념 등의 측면에서는 우뇌와 깊은 관련성을 가지고 있다.

[문제 1]에서는 분수와 분모의 증감을 동시에 고려하면 될 것이다.

[문제 2]에서는 위로부터 규칙을 찾아내는데, 해당 값은 바로 위 칸과 왼쪽 칸의 수를 더한 값임에 착안하여 적용한다.

[문제 3]에서는 가로와 세로 방향의 경우의 수를 차례로 암산해본다.



김대수 서울대 사대 수학과·동 대학원 수료, 미국 사우스캐롤라이나대 컴퓨터 공학 석·박사, 인공지능과 신경망 등을 연구해 온 컴퓨터공학자이자 두뇌 과학자다. 『창의 수학 콘서트』와 컴퓨터공학 관련 10여 권의 저서를 출간했다.

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