🧮기원과 변천사

수학자 · 바빌로니아 서기관에서 필즈상 수상자와 AI 보조 증명까지: 어려운 질문을 영구적 확실성으로 바꾸는 직업, 정리 하나하나마다.

수학은 수학자라는 직업보다 오래되었다. 기록된 역사 대부분에서 이 일을 한 사람들은 서기관, 철학자, 점성술사, 궁정 천문학자, 신사 계급 아마추어였다. 새로운 수학을 증명하는 것이 전체 업무인 유급 일자리는 19세기 독일 대학 이전에는 거의 존재하지 않았다. 청동기시대 메소포타미아 이래 끊임없이 존재해 온 것은 작업 그 자체였고, 다른 어떤 과학과도 구분되는 기이한 속성이 있었다. 결과가 증명되면 그 결과는 결코 만료되지 않는다는 것이다.

그 영속성이 역사 전체를 형성한다. 물리학은 자신의 과거를 버리지만 수학은 그것을 복리로 쌓는다. 오늘날의 정수론 연구자는 유클리드(기원전 300년경), 페르마(1640년), 가우스(1801년), 리만(1859년)의 결과를 하나의 논증 안에서 직접 사용한다. 이 직업의 역사는 사회가 시대마다 그 영구적 축적물에 더할 사람에게 급여를 지불하기로 계속 결정해 온 이야기이며, 누가 그 사람이 될 자격을 얻었는가의 이야기다.

시작된 곳

기원전 1800년경바빌로니아 & 이집트

수학을 하고 급여를 받은 최초의 사람들은 서기관이었다. 니푸르와 바빌론의 서판 학교에서 수련생들은 60진법으로 역수와 제곱의 표를 베끼고 오늘날 이차방정식이라 부를 것을 풀었다. 플림턴 322 서판(기원전 1800년경)은 피타고라스보다 천 년 앞서 정교한 피타고라스 삼조를 나열한다. 이집트에서는 린드 파피루스(서기관 아메스가 기원전 1550년경 더 오래된 문서에서 베낌)가 배급, 곡물창고, 피라미드 경사에 관한 84개 문제를 다룬다. 이들은 이론가가 아니라 행정가였지만, 훈련·교재·급여를 갖춘 수 계산 전문가였고, 이후 모든 형태의 이 직업은 그들로부터 이어진다.

연표

기원전 1800년경플림턴 322와 서판 학교

현재 컬럼비아 대학교에 있는 바빌로니아 점토판은 60진법 표기로 피타고라스 삼조 열다섯 개를 나열하며, 피타고라스보다 천 년 앞선 체계적 정수론의 증거다. 이는 신전과 궁전 행정을 위해 전문 계산원을 양성한 서판 학교 문화에서 만들어졌다 — 세계 최초의 제도적 수학 교육이다.

기원전 300년경알렉산드리아의 유클리드 원론

프톨레마이오스 1세 치하 알렉산드리아에서 활동한 유클리드는 그리스 기하학을 정의, 공준, 465개의 명제 등 13권의 책으로 정리했고, 각 명제는 이전 내용에서 증명되었다. 원론은 공리적 방법을 수학적 진리의 표준으로 확립했고, 2천 년 넘게 실제 사용된 교과서로 남아 성경을 제외하면 거의 어떤 책보다도 많은 판본으로 인쇄되었다.

820년경알콰리즈미가 바그다드에서 대수학의 이름을 짓다

칼리프 알마문의 지혜의 집에서 무함마드 이븐 무사 알콰리즈미는 방정식 풀이에 관한 논문을 썼는데, 핵심 연산인 알자브르("복원")가 대수학(algebra)이라는 단어가 되었다. 그의 산술 교재는 인도의 십진 숫자를 이슬람 세계와 이후 유럽으로 전했고, 그의 이름의 라틴어 오기인 "알고리트미"는 "알고리즘"이라는 단어가 되었다.

1545년카르다노가 삼차방정식을 출판하며 불화를 일으키다

제롤라모 카르다노의 『아르스 마그나』는 삼차·사차방정식의 일반해를 인쇄했는데, 여기에는 니콜로 타르탈리아가 1539년 비밀 유지를 맹세하며 그에게 알려준 삼차방정식 풀이법이 포함되어 있었다. 타르탈리아의 공개적 분노와 당시의 방정식 풀이 대결 — 수학자들이 공개 경쟁에서 생계를 지키던 방식 — 은 르네상스 수학이 얼마나 경쟁적이고 전문적이었는지를 보여준다.

1687년뉴턴의 프린키피아

에드먼드 핼리가 인쇄비를 직접 부담해서야 출판된 아이작 뉴턴의 『자연철학의 수학적 원리』는 세 가지 법칙과 만유인력으로부터 행성, 위성, 조수의 운동을 도출했다. 뒤이은 라이프니츠와의 미적분 우선권 다툼은 영국과 대륙 수학을 한 세기 동안 갈라놓았다 — 자존심의 대가에 대한 이 분야의 가장 유명한 교훈이다.

1900년힐베르트가 세기의 의제를 설정하다

1900년 8월 8일 파리 국제수학자대회에서 다비트 힐베르트는 23개 미해결 문제 목록 중 열 개를 발표하며 수학에는 "우리는 모를 것이다(ignorabimus)가 없다"고 선언했다 — 알 수 없는 것은 없다는 뜻이다. 이 목록은 백 년 동안 연구 방향을 이끌었고, 리만 가설을 포함한 몇몇 문제는 오늘날에도 미해결이다.

1931년괴델이 불완전성을 증명하다

빈의 25세 쿠르트 괴델은 산술을 포함할 만큼 풍부한 어떠한 일관된 형식체계도 증명할 수 없는 참인 명제를 포함한다는 것을 증명했다. 이 결과는 모든 수학을 완전한 공리적 기초 위에 확립하려던 힐베르트의 계획을 무너뜨렸고, 수학자들이 자신의 분야에 대해 정직하게 주장할 수 있는 바를 영구히 바꾸었다.

1976년사색정리가 컴퓨터에 의해 무너지다

일리노이 대학교의 케네스 아펠과 볼프강 하켄은 모든 평면 지도를 색칠하는 데 네 가지 색이면 충분함을 증명했는데, 사람이 손으로 검증할 수 없는 약 2천 가지 구성을 확인하는 데 약 1,200시간의 컴퓨터 시간을 사용했다. 학과는 우편물에 "네 가지 색이면 충분하다"고 소인을 찍었고, 철학자들은 사람이 검증할 수 없는 증명이 유효한지 논쟁했다 — 컴퓨터 보조 수학의 첫 번째 대위기였다.

1995년와일스가 페르마의 마지막 정리를 증명하다

프린스턴의 다락 서재에서 7년간 비밀리에 작업한 끝에, 앤드루 와일스는 1993년 6월 케임브리지에서 페르마의 마지막 정리 증명을 발표했다. 이후 심사위원이 발견한 간극을 메우는 데 14개월을 더 쓰며 리처드 테일러와 함께 1994년 9월 이를 마무리했다. 1995년 『수학연보』에 실린 이 증명은 여백에 휘갈겨 쓴 358년 묵은 도전을 끝냈다.

2025년AI가 올림피아드 금메달에 도달하다

구글 딥마인드와 오픈AI의 시스템이 2025년 7월 국제수학올림피아드 문제에서 금메달 수준의 성적을 냈다. 딥마인드의 알파프루프가 은메달 수준에 도달한 지 1년 만이었다. Lean 증명 보조 도구의 mathlib 라이브러리가 백만 줄이 넘는 형식화된 수학을 통과하면서, 이 직업은 증명 작업 중 어느 부분이 인간의 일로 남을지를 진지하게 논쟁하기 시작했다.

시대별 흐름

A section of the Rhind Mathematical Papyrus, an ancient Egyptian mathematical text.
unknown ( c. 2000 B.C ) · Public domain · Wikimedia Commons
기원전 3000년경 – 서기 500년

서기관, 기하학자, 그리고 최초의 증명

바빌로니아와 이집트 서기관들은 세금, 나일강 범람 후 토지 측량, 곡물창고 부피 등 급여를 받는 행정 기술로 수학을 만들었고, 탈레스 이후 그리스 사상가들은 이를 예시로 검증하는 것이 아니라 연역적 증명으로 확립된 명제라는 새로운 것으로 바꾸었다. 알렉산드리아 박물관은 유클리드, 아폴로니우스, 훗날의 히파티아를 품었는데, 415년 폭도에 의한 그녀의 살해는 흔히 이 시대의 상징적 종말로 여겨진다. 그리스의 혁신인 증명은 여전히 이 직업의 대표 산물로 남아 있다.

A page from a manuscript of Fibonacci's Liber Abaci, which introduced Hindu–Arabic numerals to Europe.
Unknown author · Public domain · Wikimedia Commons
500 – 1500

바그다드, 케랄라, 그리고 중세의 다리

라틴 유럽의 수학이 줄어드는 동안 이슬람 세계는 그리스와 인도의 기초 위에 쌓아 올렸다. 알콰리즈미의 대수학, 오마르 하이얌의 기하학적 삼차방정식, 서쪽으로 전해지며 다듬어진 십진 숫자였다. 피보나치의 『산반서』(1202년)는 이 숫자들을 유럽 상업으로 옮겨왔다. 케랄라에서는 상가마그라마의 마드하바가 1400년경 유럽보다 2세기 앞서 원주율과 삼각함수의 무한급수를 도출했는데, 이 학파의 업적은 근대에 이르기까지 인도 밖에서는 거의 알려지지 않은 채 남았다.

Portrait of Isaac Newton, whose Principia mathematized the physical world.
Godfrey Kneller · Public domain · Wikimedia Commons
1500 – 1800

궁정, 학술원, 그리고 미적분학

르네상스와 계몽시대의 수학자들은 후원으로 생계를 이었다. 카르다노와 타르탈리아는 명성과 제자를 두고 공개 방정식 대결을 벌였고, 오일러는 상트페테르부르크와 베를린의 제국 학술원에서 급여를 받으며 경력을 보냈으며, 라그랑주는 프리드리히 대왕의 초청으로 그의 후임이 되었다. 뉴턴과 라이프니츠는 수학을 새로운 물리학의 엔진으로 만든 미적분학을 세웠고, 두 사람의 우선권 다툼은 그때나 지금이나 명예가 이 직업의 진짜 통화임을 보여주었다.

Portrait of David Hilbert, whose 23 problems set the agenda for 20th-century mathematics.
Unknown author Unknown author · Public domain · Wikimedia Commons
1800 – 1950

엄밀함의 교수 세기

19세기 독일 대학들은 박사 학생을 둔 교수-연구자, 1826년 크렐레지를 시작으로 한 전문 학술지, 세미나라는 현대적 직업을 발명했다. 가우스, 리만, 클라인, 힐베르트 치하의 괴팅겐은 1933년 나치 숙청이 단 한 해 만에 이를 비워버릴 때까지 세계 수학의 수도였다. 교육부 장관이 그의 연구소가 피해를 입었는지 묻자 힐베르트는 더 이상 존재하지 않는다고 답했다. 엄밀함 자체도 다시 세워졌다. 코시와 바이어슈트라스의 극한, 칸토어의 집합론, 그리고 전반적인 공리화가 그것이다.

1950 – 현재

컴퓨터, 협업, 그리고 arXiv

전후 국가 지원 — 무엇보다 미국과 소련의 냉전 과학 예산 — 은 프린스턴 고등연구소와 모스크바 메흐맛 학부 같은 거점을 중심으로 이 직업을 크게 늘렸다. 컴퓨터는 도구로, 이후 1976년 사색정리부터는 증명자로 등장했다. arXiv 프리프린트 서버(1991년)는 즉각적인 전 세계 유통을 표준으로 만들었고, 폴리매스(2009년) 같은 프로젝트는 개방된 온라인 군중에 의해 정리가 증명되는 모습을 보여주었다 — 고독한 천재 모델이 눈에 띄게 네트워크화된 기술로 바뀌고 있다.

이 직업이 대체한 직업들

더 이상 존재하지 않는 인접 직업들 — 흡수되거나, 자동화되거나, 규제로 사라졌다.

인간 계산원

1760년경–1970년경

두 세기 동안 "컴퓨터"는 직함이었다. 1767년 시작된 영국 『항해력』의 재택 계산원 네트워크에서 하버드 천문대의 여성 계산원, 그리고 존 글렌이 비행을 거부할 만큼 신뢰한 궤도 계산을 검토한 캐서린 존슨이 속한 NASA의 서부지역 계산 부서까지, 손으로 계산하는 사람들의 팀이었다. 전자 컴퓨터는 1945년 에니악 등장 이후 약 10년 만에 이 직업을 지워버렸다 — 기계는 노동자들의 이름 자체를 가져갔다.

계산의 대가

1200년경–1700년경

이탈리아 상업 도시의 마에스트리 다바코와 독일 마을의 레헨마이스터는 대학 밖 사설 학교에서 상인 자제들에게 통화 환전, 이자, 동업 분배 같은 실용 산술을 가르쳤다. 아담 리제의 독일어 산술 교재(1522년부터)는 매우 권위 있어서 오늘날에도 독일어로 "나흐 아담 리제"("아담 리제에 따르면")는 "정확히 계산된"이라는 뜻으로 여전히 쓰인다. 인쇄 교과서와 보편 교육이 이 직업을 서서히 해체했다.

궁정 점성술사-수학자

1450년경–1700년경

수 세기 동안 "마테마티쿠스"라는 칭호는 천문학, 달력 작업, 점성술을 한 직업으로 수행하는 궁정 직원을 뜻했다. 1601년부터 루돌프 2세의 제국 수학자였던 요하네스 케플러는 행성 운동 법칙을 쓰는 동안 발렌슈타인 장군의 별점을 봐 주었고, 점성술을 자신의 분별 있는 어머니인 천문학을 먹여 살리는 "어리석은 딸"이라고 솔직히 불렀다. 과학혁명은 이 직업들을 분리했고 점성술 쪽의 지위를 굶주리게 했다.

사라진 직업들 →

이 직업은 이미 여러 번의 종말에서 살아남았다. 점성술 후원자의 상실, 인간 계산원의 죽음, 아무도 읽을 수 없는 증명이 던진 사색정리의 충격 등이다. 매번 그 일은 새로운 제도적 터전으로 옮겨갔다. 신전, 궁정, 학술원, 대학, 그리고 이제 점점 더 연구소와 트레이딩 룸으로.

결코 변하지 않은 것은 그 산물이다. 23세기 전 알렉산드리아에서 올바르게 증명된 정리는 그 이후 어떤 유지보수도 필요하지 않았다. 다른 어떤 직업의 산물도 그런 보증을 달고 나오지 않으며, 그것이 모든 시대와 모든 경제체제에서 사회가 계속해서 몇몇 사람에게 급여를 지불하며 그것을 더 만들어내게 하는 이유다.

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