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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 축적의 시간, 축적의 수학

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은퇴에 따른 지식 소멸 대신에 세대 뛰어넘는 지식 축적 움직임 등장
시간 걸리더라도 지식 축적 독려해야

KAIST 는 최근 '초세대 협업 연구실 제도'를 국내 처음으로 시행한다고 발표하고 그 일환으로 2개의 연구실을 선정 발표했다. 앞으로 수년간에 걸쳐서 30 여개가 선정될 것으로 예측한다.

제안된 '초세대 협업연구실'에는 1명의 시니어 교수를 중심으로 2-3명의 주니어 교수들이 모여 협업 연구를 진행하며, 5년여 동안 연구 공간과 운영비를 학교로부터 지원받는다. 그리고, 필요 시에 그 기간을 계속 연장할 수 있다.

그동안 일반적으로 학교에서 교수들끼리의 협력은 매우 어려웠다. 이러한 새로운제도를 통해서 세대를 뛰어 넘는 교수간 협력을 도모하려 한다. 이렇게 되면 그동안 교수가 65세에 은퇴하면 함께 사라지던 연구 업적과 노하우 등 학문적 유산을 후배 교수들이 이어 받아 발전시킬 수 있다. 그 결과 세대를 뛰어넘어 상호 보완적, 연속적 협력을 통해 학문의 대를 잇게 할 수 있을 것으로 기대한다.

이렇게 되어서  2~3 세대에 걸쳐 우수한 연구가 한 분야로 지속된다면 언제인가 KAIST 에도 노벨상 수상자가 나올 수 있다. 특히 자연과학 분야의 노벨상은 단기간에 이루어 지는 것이 아니라 오래 기간 '축적의 과정'이 필요하다.

 

축적의 수학, 복소수 수열

축적의 효과를 수학적으로 표현하는 방법으로 '등비수열'이 있다. 일정 부분 곱으로 계속 늘어나는 비율을 갖고 계속 곱해지면 그 크기가 늘어 나는 현상이다. 일상 생활에서 가장 흔한 예가 복리 은행 이자가 된다. 가장 쉬운 예가 은행 예금의 원금이 계속 매년 일정 비율로 곱해서 추가로 늘어나게 되며 늘어난 예금은 '등비수열'로 늘어 나게 된다.

이러한 등비수열의 합 Sn은 대단한 축적의 효과를 표현한다. 이처럼 일정 증가 비율과 축적의 시간은 강력한 결과를 만든다. 이때 등비 r 이 '1' 에 가까워 지면 등비수열의 총 합 Sn 은 무한대 값이 된다. 무섭고 놀라운 등비수열의 합 Sn의 법칙이다.

등비수열의 합 Sn 계산식, 여기서 a 는 초기값, r 은 등비, 출처: 수학방


자연과학에서 등비수열의 합 Sn 수식이 사용되는 경우가 안경 코팅 층의 물질과두께 설계 분야이다. 빛은 다른 매질을 만나면 전자기적 특징인 “임피던스”가 바뀌게 되면 반사가 일어 난다. 이 임피던스 차이가 반사 계수 r 을 결정한다. 그런데 이 반사된 빛이 반대편 코팅 층에서 다시 반사가 일어난다. 이러한 과정에서 안경 코팅 필름 안에서 무한대의 반사가 일어난다. 이 반사파의 총합을 구하면 최종적으로 투과된 빛의 크기, 반사된 빛의 크기를 구할 수 있다.


그런데 이때 코팅 층의 두께에 따라 빛의 전파속도가 달라지게 되는데, 바로 이 효과를 반사 계수를 복소수 r= R+jX로 표현하는 방식으로 계산한다. 여기서 R 은 실수(Real) 을 표시하고 X 는 허수를 표시한다. 코팅 층을 통과하면서 위상차 X 가 생긴다. 그래서 두께와 그로부터 발생하는 합해진 복소수 X 의 합을 조절하면 전반사를 만들거나 특정한 파장의 빛이 통과하지 못하게 설계할 수 있다. 그래서 자외선 필터 기능을 가진 선 글라스도 설계도 가능하다. 여기서는 등비 수열의 합 이론과 복소수 등비를 이용하면 이러한 효과를 표현할 수 있다.


고주파 통신 회로에서도 이러한 축적의 이론이 사용된다. 회로의 구조를 바꾸면 고주파의 반사가 일어난다. 이때 선의 길이가 고주파 전자파의 위상 변화를 일으킨다. 그 결과 연속적으로 반사하는 전자파의 복소수 등비수열의 합의 결과는 특정 주파수는 통과하고 다른 모든 전자파는 반사를 일으킬 수 있다. 이러한 기능의 소자를 필터라고 한다. 4차 산업혁명에 필요한 5G 통신의 28GHz 전자파의 경우 기지국과 스마트폰에도 반드시 이러한 원리의 필터가 필요하다.

고주파 전자파의 복소수 축적의 효과를 표현한 스미스 차트, 출처: RF 디자인 하우스

 

고주파 측정기를 이용해 구한 RF 주파수 필터 특성, 출처:와이즈 시스템

 

공짜는 없다. 시간과 실패의 축적이 필요해

우리 사회에는 “빨리 빨리”를 외치는 문화가 있다. 그래서 외국인이 제일 먼저 배우는 말이 “빨리 빨리” 이다. 지금까지 우리는 패스트 팔로우어(Fast follower) 전략으로 성공적으로 발전해 왔다. 하지만 4차 산업혁명을 맞아 이제 그러한 접근 방법에는 한계가 다가왔다.

이제는 창조적 리더 (Creative leader) 전략이 필요하다. 창조적 리더에는 새로운 발상, 시도가 필요하고 수많은 실패를 거친다. 다양한 분야끼리의 융합과 세대를 뛰어 넘는 협업이 필요하다. 이 과정은 시행착오와 시간을 거친다. 시간에는 꽁짜가 없다. 이러한 문화를 구축하는 데는 축적의 과정이 필요하다. 복소수 수열의 합 Sn 수학으로부터 지혜를 배운다.

 

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]

 

김정호 카이스트 교수

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경남지사 후보에 김경수 단수 공천 [서울=뉴스핌] 조승진 기자 = 더불어민주당은 5일 경남지사 후보로 김경수 대통령 직속 지방시대위원장을 단수 공천하기로 했다. 김이수 민주당 공천관리위원장은 이날 서울 여의도 국회에서 열린 기자간담회에서 "민주당 공천관리위원회는 김경수 후보를 경남도지사 후보로 단수 선정했다"며 "김 후보는 2018년 경남지사에 당선돼 성공적으로 도정을 이끈 경험이 있다"고 밝혔다. 이번 단수 공천은 인천시장 후보로 박찬대 의원, 강원도지사 후보로 우상호 전 대통령 정무수석비서관을 단수 공천한 데 이어 세 번째다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 경남지사 후보로 단수 공천된 김경수 지방시대위원장이 5일 오후 서울 여의도 국회에서 소감을 밝히고 있다. 2026.03.05 pangbin@newspim.com 김 위원장은 "이재명 정부 출범과 함께 지방시대 위원장을 맡아 정부의 국정 철학은 물론 지역 균형 발전에 대한 이해도 역시 최고 수준"이라고 했다. 그러면서 "부·울·경 메가시티 꿈이 무너진 자리엔 5극3특 꿈이 빛나고 있다"며 "이재명 정부 국정 철학 이해와 지역 균형 발전 DNA 갖춘 사람만이 이 꿈을 현실로 만들 수 있다"고 말했다. 정청래 민주당 대표는 "우상호 후보, 박찬대 후보, 김경수 후보 모두 6.3 지방선거에서 이재명 정부 성공이라는 시대정신을 반영하기 위해서 반드시 승리할 필승 카드"라고 했다. 이어 "김경수 후보는 고 노무현 대통령을 지근거리에서 보좌했던 참여정부의 마지막 비서관"이라며 "노무현 대통령 퇴임 이후 귀향할 때 같이 봉하마을로 내려갔고, 노무현 대통령 서거 이후에도 봉하마을을 지켰던 의리와 뚝심의 봉하마을 지킴이 중 한 명"이라고 설명했다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 정청래 더불어민주당 대표가 5일 오후 서울 여의도 국회에서 경남지사 후보로 단수 공천된 김경수 지방시대위원장과 포옹하고 있다. 2026.03.05 pangbin@newspim.com 그러면서 "김경수 후보자의 건승을 바라며 노짱(노무현 전 대통령)을 기리는 동지로서 꼭 당선될 수 있도록 당대표인 나도 혼신의 노력을 다하겠다"고 강조했다. 김경수 위원장은 "지역 발전에서 갈수록 잊히는 경남을 다시 일으켜 세우라는 민주당 당원과 도민 뜻이 담긴 결정이라고 생각한다"며 "경남을 반드시 바꾸고 경남과 부울경에서 이재명 정부의 성공을 앞장서서 이끌어야 한다. 당원과 도민이 주는 엄중한 명령"이라고 했다. 이어 "당 결정을 무겁게 받아들이고 반드시 승리로 보답하겠다"고 밝혔다. 댓글조작 사건인 이른바 드루킹 사건으로 인해 지사직을 상실하고 복역한 것과 관련해서는 "도지사 직을 어떤 이유로든 끝까지 완수하지 못하고 도정 중단한 건 죄송스러운 일"이라며 "진실 여부를 떠나서 대단히 죄송하고 송구하다"고 했다. chogiza@newspim.com 2026-03-05 14:28
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코스닥 매수 사이드카 발동 [서울=뉴스핌] 양윤모 기자= 이란 전쟁 확전 불안감속 6일 오전 코스닥이 전장 종가보다 34.41포인트(3.08%) 상승한 1150.82로 거래를 시작한 가운데, 서울 중구 하나은행 을지로본점 딜링룸에서 직원들이 업무를 보고 있다. 2026.03.06 yym58@newspim.com   2026-03-06 09:41
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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