“미국 통계학 박사 2명 중 1명,
수학 박사 6명 중 1명, 의생명과학 연구”
수학, 21세기 과학혁명의 최전선에서 생명을 만나다!

병원으로 출근하는 수학자,
KAIST 김재경 교수가 전하는 수학의 진짜 ‘쓸모’

19세기에는 물리학에서, 20세기에는 화학에서 활약하던 수학이 21세기에 들어서는 생명과학에서 과학혁명을 선도하고 있다. 미국에서는 이미 통계학 박사 2명 중 1명, 수학 박사 6명 중 1명이 의생명과학 연구로 학위를 받고 있고, 이러한 흐름에 동참하기 위해 미국 국립과학재단에서도 최근 미국 동부, 중부, 서부, 남부 각각에 수리생물학 연구소를 설립했다. 그러나 의학과 생명과학에 수학을 접목하는 수리생물학의 가파른 성장이 무색하게도, 오늘날 수학이 생명 현상을 이해하는 데 실제로 어떻게 쓰이고 있는지를 소개하는 책은 사실상 없었으며, 수학이나 생물학을 좋아하는 학생이나 독자조차 대부분 수리생물학이 무엇인지 전혀 알지 못하는 실정이다.
수리생물학의 최전선에서 수리 모델을 이용해 생명 현상을 탐구하는 KAIST 수리과학과 교수이자 수학자인 저자는 이 책에서 생체 리듬, 신약 개발, 수면 패턴, 팬데믹 등에 관한 다양한 문제에 수학이 실제로 어떻게 활용되고 있는지를 친절하게 설명한다. 또한 수학교육을 전공한 교육자로서, 의학이나 생명과학, 수학에 관심 있는 학생들에게 이 시대가 요구하는 역량과 자질이 무엇인지, 수학의 진정한 쓸모와 아름다움이 무엇인지 자신의 경험을 통해 생생하게 보여준다.

“이 책은 수학이 생명 현상을 설명하는 데 얼마나 유용한 언어인지를 보여주는 수리생물학 입문서다. 마치 학창 시절 수학 선생님처럼, 책은 독자에게 수식 하나하나의 의미를 짚어주고, 일상의 사례를 들어주고, 해답의 의미를 친절하게 설명해 준다. 학창 시절의 골칫거리였던 미적분에서 출발해 미분방정식을 향해 단숨에 달려가더니, 그것이 자동차의 운동만이 아니라 우리의 하루 생체 리듬이 어떻게 형성되고, 수면과 각성이 어떻게 조절되는지를 이해하는 데 매우 유익한 도구임을 생생하게 보여준다.
이 책의 가장 큰 매력은 수리생물학의 다양한 응용 사례를 저자의 최신 연구 성과로 설명한다는 데 있다. 그는 자신이 연구해 온 수면 패턴과 일주기 리듬의 수학적 모델을 수리생물학의 예로 설명하면서 이를 탐구해 온 자신의 일상도 솔직하게 보여준다. 덕분에 우리는 생명 현상을 탐구하는 수학자의 삶을 엿보고, 그가 물리학자, 의사, 대학원생들과 어떻게 협업하고 있는지 독자들이 머릿속으로 상상할 수 있게 해준다. 수학이 단지 숫자를 다루는 학문이 아니라, 그 너머 ‘자연과 생명을 번역하는 아름다운 언어’라는 사실을 부디 독자들이 마지막 책장을 넘기기 전에 발견하길 희망해 본다.”
─정재승, KAIST 뇌인지과학과 · 융합인재학부 교수