[KNS뉴스통신=방계홍 기자] GIST(지스트, 총장 김기선) 학사과정인 지스트대학에 재학 중인 오상현 학생(물리전공 4학년)이 저자로 참여한 논문이 세계적인 과학잡지인 매사추세츠 공대 테크놀로지 리뷰(MIT Technology Review)*에 소개되었다.

* MIT Technology Review는 1899년 시작되어 일반 대중, 과학/공학 연구자, 정책 입안 및 재정 전문가를 대상으로 새로운 과학 기술을 소개하는 잡지로, 2011년 유튼 리더(Utne Reader)의 최고 과학/기술 분야 독립 신문 상(Independent Press Award)을 받았다. *https://www.technologyreview.com/s/614704/

해당 논문은 “그래프적 표기법을 통한 벡터 미적분학(Boosting Vector Calculus with the Graphical Notation)”으로, 지스트 물리·광과학과 김근영 교수의 지도로 서울대학교 김준휘 학생(물리천문학부 3학년)과 지스트대학 오상현 학생(물리전공 4학년)이 함께 수행하였다.

물리분야 온라인 논문 저장소인 arXiv*에 11월 3일 발표되었으며, 11월 13일에는 MIT Technology Review에 "How to turn the complex mathematics of vector calculus into simple pictures”로 소개되는 쾌거를 이뤘다.

* https://arxiv.org/abs/1911.00892 arXiv는 논문을 저널에 정식으로 투고하기 전에 미리 논문의 내용을 전 세계 물리학자들에게 알리는 곳이다. 이 논문은 조만간 물리 교육 분야에서 가장 권위 있는 저널인 AJP(American Journal of Physics)에 투고될 예정이다.

저자들은 벡터 미적분학과 학부 물리학에서 다루는 여러 문제들을 통해 그래프적 표기법의 우수성을 입증했으며 이를 교육적 목적으로 참고/활용할 수 있도록 논문으로 정리하였다. 또한 물리학에서 활용되는 다른 그래프적 표기법(Penrose Graphical Notation, Birdtracks, Feynman Diagram 등)을 포함한 전체적 맥락을 소개함으로써 본 연구의 위치와 중요성을 설명하였다.

이 연구에서 저자들은 이공학 전공 학생들에게 필수적인 벡터 미적분학을 수식이 아닌 그래프를 통해 보다 쉽게 이해할 수 있게 하는 방법을 개발하였다. 이것은 리처드 파인만(Richard P. Feynman, 1965년 노벨상 수상)이 수식으로 쓰면 복잡한 기본 입자의 상호작용을 그림을 통해 쉽게 이해하는 방법을 개발한 것과 비슷한 아이디어이다.

이 논문에서 개발된 방법을 이용하면 많은 학생들이 벡터 미적분학을 좀 더 쉽게 이해하고 활용할 수 있을 뿐만 아니라 물리학에서 사용되는 여러가지 그래프적 표기법*에 대한 이해도 넓힐 수 있을 것으로 기대된다.

* 그래프적 표기법이란 점(node)과 선(line)으로 구성된 그래프를 이용한 표기 방법을 의미한다. 전통적인 첨자표기법에서는 벡터와 텐서의 성분을 첨자로 나타내지만, 그래프적 표기법에서는 첨자 대신 선을 사용하므로 식의 전체적인 구조를 그림으로 파악하기 쉽다.

김근영 교수는 “본 연구는 주제와 내용도 우수하지만 오상현, 김준휘 두 학생이 독창적으로 아이디어를 내고 주도적으로 연구를 이끌어 간 공동연구의 가장 우수한 모범 사례들 중 하나로 꼽힐 것”이라면서 “특히 학부 학생들이 모든 면에서 주체적이고 완성도가 높은 연구를 하는 것은 아주 이례적”이라고 평했다.

지스트대학 오상현 학생은 “지스트의 자유로운 분위기와 창의인재 육성을 위한 다양한 교육프로그램 덕분에 전통적인 첨자 표기법이 아닌, 비교적 잘 알려지지 않은 그래프적 표기법에 대해 관심을 갖고 연구를 수행하며 논문을 쓸 수 있었다”라고 말했다.

서울대 김준휘 학생은 “어릴 적부터 수리물리와 상대론의 첨자 계산을 즐겨 왔었는데, 고등학교 3학년 때 읽은 책에서 그 그래프적 표기법을 접하고 공감각적인 영감을 받았다”면서 “본 프로젝트에서 그것을 교육적으로 활용해 보며 오상현 학생과 서로 시너지를 주고받고 교육에 대한 가치관도 공유하는 유쾌한 경험을 했다"고 말했다.

한편 지스트대학의 오상현 학생은 현재 칼텍에 교환 학생으로 파견되어 정규학기를 수강하고 있으며, 필립 홉킨스(Philip Hopkins) 교수의 지도 하에 ‘우주 재이온화 시기에 따른 위성은하 형성 시뮬레이션 분석’ 관련 연구를 수행하고 있다.

방계홍 기자 chunsapan2

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