자연과 생활 속에서 수학의 아름다움을 찾아서 그것을 예술로서 체험해 보는 ‘Math-Art페스티벌’이 지난 2일부터 4일까지 국립광주과학관에서 열렸다.

‘수학의 美를 찾다’라는 주제로 열린 이번 페스티벌은 수학에 담긴 유용성을 보고, 듣고, 체험하며 과학과 인문의 융합에 대한 창의력과 표현력을 기르는 시간이 됐다.

체험으로 만나는 수학의 아름다움

행사에서는 ‘기하학적 패턴과 예술의 만남’과 ‘대칭으로 꽃피운 규칙 공간’, ‘종이접기로 알아보는 피타고라스의 증명’ 등 어려운 수학적 원리 속에 담겨있는 예술의 아름다움을 배우고 직접 만들어 볼 수 있는 체험프로그램이 진행됐다.

관람객들은 이를 통해 정사면체 2개를 겹쳐서 나타낼 수 있는 복합사면체를 만들어 보면서 각각의 유닛을 여러 가지 색으로 만드는 경우의 수에 대해서도 배워볼 수 있었다.

또 러시아 수학자 보로노이의 별빛상자를 만들고 그것을 활용해 공간을 효율적으로 나누는 방법도 익힐 수 있었다.

이중 특히 인기가 있었던 프로그램은 거미블록을 이용해 변형오각형으로 공을 만들어보고, 이를 통해 축구공의 원리를 배워보는 체험이었다.

정이십면체는 꼭짓점이 12개이고, 정삼각형이 한 꼭짓점에 다섯 개씩 모인다. 이를 깎으면 그 단면이 오각형을 이루게 되고, 그것들을 연결하면 구 모양을 만들수 있는 것이다.

그래서 축구공의 수학적 명칭이 ‘깎은 정이십면체’이라는 진행자의 설명에 아이들은 수학의 즐거움을 느낄 수 있었다.

또 정삼각형과 H모양의 종이를 서로 끼워서 ‘깎은 정이십면체’의 변형인 ‘사이드 스타볼’을 제작하는 체험도 있었다.

여기에 참여한 보성 용정중학교 1학년 이성현 학생은 “원래 수학은 물론이고 미래에 로봇공학자가 되기를 꿈꿀 만큼 만드는 것을 좋아한다.

특히 수학적 원리를 바탕으로 무엇인가를 만드는 것은 더 재미가 있을 거라고 생각했다”라며 “막상 해보니 좀 복잡하고 어려웠지만, 완성하고 나니까 뿌듯하고 좋았다”고 말했다.

다른 쪽에서는 ‘예술과 함께하다’, ‘미술을 음악하다’, ‘아름다움을 말하다’ 등 3가지 주제를 통해 음악, 미술과 수학의 융합을 알아보는 전시프로그램도 진행됐다.

여기서는 스마트패드로 문양을 만들고 그것을 음악으로 직접 들어볼 수 있었다. 관람객들은 마음대로 문양과 패턴을 그려 나만의 음악을 만들며 그 재미에 빠져들었다.

프로그램 운영자는 “음악에는 수학적 원리가 숨어 있다. 바흐 역시 작곡할 때 수학을 사용했다”라며 “이런 작곡과정을 프로그래밍하면 AI가 음악을 만들 수 있다”고 설명했다.

수학의 美, 미술과 음악으로 표현하다

한편 매스아트 갤러리에는 공모전 선정 작품 24점이 전시되어 수학적 사고와 예술적 감수성을 함께 느껴볼 수 있었다.

대상 수상작인 ‘오작교를 잇는 급수와 테셀레이션’은 세종과학예술영재학교 권정준, 김승우, 황창환 학생의 작품이다.

이들은 “한 벌의 카드의 무게중심을 급수를 통해 계산한다면 카드를 무너뜨리지 않고 무한히 긴 다리를 만드는 것도 가능하다”며 “이 점을 이용해 칠월칠석에 견우와 직녀가 만날 수 있는 오작교를 수학적 구조물로 만들었다”고 기획의도를 밝혔다.

공모 전시물뿐 아니라 1m 이상의 거대한 ‘정다면체 거울대칭 구면 분할’ 작품도 전시되어 아이들의 호기심을 자극했다. 이 작품을 창작한 윤원준 교사(강원도 춘천고)는 저자와 함께하는 작품해설 시간을 가졌다.

윤 교사는 “완벽하게 거울대칭이 되는 정다면체를 구로 옮겨놓은 작품”이라고 설명하면서 “학교의 기하구조제작반 동아리 학생들과 함께 제작을 했다. 처음에는 삼각뿔만 있었던 것을 끼워 맞추며 딱딱 맞아떨어지는 것을 보면서 성취감을 느끼게 됐다”고 소개했다.

아울러 “수학이 머리로만 생각하고 손으로만 계산하는 것이 아니라 실제로 뭔가를 제작할 수 있으며, 완벽하게 만들기 위해서는 계산을 해야 한다는 것을 느끼면서 무의미해 보였던 계산이 의미가 있어졌다”며 “수학에서 구체적인 대상이 없어서 넘어서기 어려운 부분이 있었는데, 그 중간 소재와 모델로 이 작업이 의미가 있다고 생각한다”고 덧붙였다.

인문학과의 융합으로 수학과 친해지기

또 성균관대 이상구 교수의 ‘한국 근대수학의 개척자들’ 전시도 인기였다. 이는 한국 수학의 발달 과정에서 핵심적인 역할을 한 근현대 한국 수학자를 중심으로, 그들의 사진과 업적을 소개하여 전시물로 제작된 것이었다.

이를 관람한 광주 경신여고 송윤아 학생(고2)은 “그동안 외국의 수학자들에 대해서는 많이 배우고 알려져 있는데, 우리나라에도 이렇게 큰 업적을 낸 수학자들이 많이 있다는 것을 처음으로 알게 되었다”고 말했다.

학생들과 학부모에게 어려운 수학을 쉽게 알려주는 ‘수학교육 콘퍼런스’도 많은 호응을 얻었다. ‘아르키메데스 갤러시’란 주제의 콘퍼런스에서 황홍택 금오공대 명예교수는 마치 손주에게 이야기를 들려주는 할아버지처럼 우주론을 재미있게 풀어냈다.

“플라톤 할아버지는 우주를 철학적으로 설명하는데 많은 공헌을 했어요. 본질은 변하지 않으면서도 영원한 것인데, 우주를 본질적으로 설명하고 싶어 했어요. 그런 설명이 가능한 언어는 수학만으로 가능하다고 봤어요. 우주는 형상이 있으니 기하학적으로 설명해야 한다고 생각했어요.”

이런 설명을 들은 학생들과 학부모들은 “어른들도 쉽게 이해하기 어려운 우주론을 초등학교 5학년 눈높이에 맞춰서 아주 쉽고 재미있게 설명하고, 그것을 이론적으로 완벽한 공을 만드는 방법도 알게 되어 좋았다”고 입을 모았다.