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수학과 과학이 언제부터 시작되었는지는 정확히 짚어 말할 수 없다. 선사시대에도 사람들은 초보적인 수준으로 수를 세거나 자연을 관찰했다. 기원전 3000년경에 이르면 이집트와 메소포타미아를 비롯한 몇몇 지역에서 문명이 발달했고, 수학과 과학이 발달하기 시작했다. 하지만 이 때 수학과 과학을 연구한 사람들의 이름은 지금 알 수 없다.

수학자와 과학자에 대한 기록이 남기 시작하는 것은 고대 그리스 시대다. 기록에 따르면 가장 오래 된 사람이 바로 탈레스다. 탈레스는 기원전 7세기에 태어났으며 이집트와 메소포타미아를 여행하면서 기하학과 천문학을 배웠다고 한다.

탈레스가 실제로 있었던 인물인지는 확실히 모른다. 탈레스보다 나중에 살았던 사람들이 남긴 기록만 있을 뿐, 탈레스가 직접 쓴 책이 하나도 남아 있지 않기 때문이다. 하지만 많은 사람들은 탈레스를 최초의 수학자이자 과학자로 인정하고 있다.

기록에 따르면 수학자로서의 탈레스는 몇 가지의 기하학 정리를 증명했다. 이렇게 어떤 발견을 해 냈다고 이름이 기록에 남은 수학자는 역사적으로 탈레스가 처음이다. 또한 그림자의 길이를 이용해 피라미드의 높이를 구했거나 삼각형의 닮음비를 이용해 멀리 떠 있는 배까지의 거리를 계산했다는 등의 일화도 전한다.

한편 과학자로서의 탈레스는 자연 현상을 합리적으로 설명하려고 한 최초의 인물이다. 예를 들어, 지진이 일어났을 때도 신의 분노가 아니라 물 위에 떠 있는 지구가 흔들리기 때문에 일어난다고 설명했다. 지금 우리가 보기에는 틀린 설명이지만, 미신에 의존하지 않고 합리적인 원인을 찾아보았다는 점에서 의미가 크다.

최초의 수학자와 최초의 과학자가 한 사람이라고 하니 수학과 과학은 왠지 떼려야 뗄 수 없는 사이처럼 보인다. 그러나 수학과 과학이 밀접한 관계를 맺은 것은 그렇게 오래 된 일이 아니다.

17~18세기 이전에 과학은 그리스 철학자 아리스토텔레스의 자연철학에 큰 영향을 받고 있었다. 아리스토텔레스는 실제 자연 현상이 아니라 가상의 대상을 연구하는 학문이라는 이유로 수학을 중요하게 생각하지 않았다. 예를 들어, 수학에서 정삼각 형은 세 변의 길이가 정확히 같다고 말하지만 실제로 그런 삼각형을 그리는 것은 불가능하기 때문이다. 

또한 수학의 수준이 지금처럼 높지 않았기 때문에 다양한 현상을 설명하기 어려웠다. 아리스토텔레스는 수학이 우주의 원리를 연구하는 심오한 학문에 비해 수준이 낮다고 여겼다.

수학이 자연을 설명하는 언어로 뛰어오른 것은 17~18세기의 과학 혁명기였다. 이탈리아의 수학자이자 과학자인 갈릴레이는 “자연이라는 책은 수학이라는 언어로 쓰여 있다”고 말했고, 프랑스의 수학자 데카르트도 수학이야말로 진리라고 생각했다.

이 시기가 되면 미적분의 발달과 더불어 여러 가지 현상을 수학으로 설명할 수 있게 되었다.

그 이후 수학의 중요성은 점점 커졌다.원래 수학과 관련이 매우 깊은 물리학이나 천문학은 수학 없이는 할 수 없는 정도며, 전통적으로 수학과 관련이 없던 생물학에서도 이제 수학을 이용하고 있다. 드디어 수학과 과학이 떼려야 뗄 수 없는 관계가 된 것이다!

아리스토텔레스의 자연철학
 

기원전 4세기에 살았던 철학자 아리스토텔레스는 그리스 최고의 사상가로 꼽힌다. 아리스토텔레스의 사상은 이후 2000년 동안이나 유럽의 과학계를 지배했다. 과학 혁명 이후 아리스토텔레스의 과학 이론으로 바뀌었지만, 서양의 사상과 철학에서는 아리스토텔레스의 영향을 아직 찾을 수 있다.

또다른 수학의 선구자, 피타고라스

피타고라스의 정리로 유명한 피타고라스도 탈레스와 비슷한 시기에 활동한 수학자다. 피타고라스는 만물의 근원을 수라고 보았으며, 그를 따르는 집단은 종교 집단과 같은 성격을 띠었다. 워낙 비밀을 중시했던 탓에 피타고라스의 업적도 정확히 기록으로 남아 있지 않다.



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