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“위로!” “던져!” “천천히 던져 봐”

10월 24일 기자가 찾은 경주고등학교 2학년 6반 수학 체험 수업. 학생들이 쉴 새 없이 막대를 책상 위와 바닥에 우수수 던지고 있습니다. 배철민 경주고등학교 교사는 이렇게 던지다 보면 π의 근삿값을 구할 수 있다고 자신하는데요. 도대체 어떤 원리로 구할 수 있다는 건지 기자도 함께 던져보며 알아봤습니다. 

근삿값 해결사 몬테카를로 방법

구해야 하는 값을 어떻게 계산해야 할지 모를 때, 계산 방법이 너무 복잡할 때 어떻게 해야 할까요? 근삿값을 구해보는 게 도움이 될 텐데요. 이때 수학이나 물리학에서 자주 쓰는 것이 ‘몬테카를로 방법’이에요. 경주고 수학 수업에서도 이 방법을 이용했습니다.

구하고자 하는 값의 근사치를 구하는 방법 중 하나인 몬테카를로 방법은 무작위로 추출된 난수를 이용해 실험하고 확률을 계산해요. 미국의 원자폭탄 개발 계획인 ‘맨해튼 프로젝트’에 참여한 20세기 폴란드계 미국인 수학자 스타니스와프 울람이 중성자가 원자핵과 충돌하는 과정을 이해하고 묘사하기 위해 처음 고안했어요. 확률은 도박에서부터 연구가 시작됐다보니 당시 카지노로 유명한 도시인 모나코의 몬테카를로의 이름을 땄어요. 

오늘 소개할 체험에선 수십 개의 작은 막대를 여러 번 던져서 나온 데이터를 이용합니다. 신기하게도 이 데이터를 정리하다 보면 π의 근삿값을 구할 수 있어요. 배 교사는 올해 미국 샌프란시스코 과학관을 방문했을 때 여러 개의 동전을 던져 π의 근삿값을 구하는 실험기를 보고 이번 수업을 기획했어요. 이 체험에 대해 배 교사는 “단순한 활동이지만 직접 통계 수치를 만들고 계산하며 확률의 의미를 깨달을 수 있다”고 설명했어요. 그럼 본격적으로 막대를 던지러 가볼까요?