빅데이터, 딥러닝, Ai 시대는 인류의 문화와 산업 발전을 급속도로 가속 시키고 있다. 그리고 과학과 산업 발전에 있어 컴퓨터 공학의 바탕에 수학의 중요성이 대두되면서 수학 전공자들을 필요로 하는 산업 직종또한 급속도로 증가하고 있다. 응용 수학 전공자들이 재무, 데이터 공학을 포함한 컴퓨터 공학분야, 금융계의 로켓 과학자로 알려진 퀀트, 경제전문가, 펀드매니저, 계리 분석, 기상 분석 예측가, 헤커로부터 데이터를 보호하는 보안 전문가, 회계사등의 분야에서 높은 연봉을 받는 인기를 누리고 있다.

■인공지능과 수학

AI에 수학이 필요한 이유가 무엇일까? AI 시스템은 사람의 생각을 흉내 낸다고 정의할 수 있다. 그럼 AI는 사람의 어떤 생각을 따라 해야 할까? 합리성을 따라야 한다. 그리고 AI는 사람처럼 실수하면 안 될 정도로 여러 중요 분야에 활용되기 때문에 정량적으로 매우 정확하게 생각해야 한다. 이때 수학이 필요한 것이다. 인공지능은 수많은 데이터를 입력하여 공통점과 차이점들을 분석하여 학습한다. 인공지능분야에서 수학이 중요한 이유는 데이터의 입력부터 출력까지 모델을 구성하고 학습시키는 모든 과정이 수학적으로 표현되기 때문이다. 인공지능은 사람의 인지 사고를 흉내 내는 기술로 기본적으로 통계와 확률을 이해하는 것이다.

유튜브를 시청하다 보면 그 사람의 선호도에 대한 방대한 데이터가 쌓이게 되고 인공지능은 그것을 확률에 의해 분석하여 각 사람에게 추천을 한다. 인공지능 논문을 보면 수학의 다양한 분야가 적용된 연구들이 있지만, 기초적인 모델을 이해하기 위한 수학은 크게 선형대수학, 확률과 통계, 미적분, 정보이론, 게임이론등의 고급 수학이 포함된다.

앞으로도 AI 분야에서 수학이 중요할까?

지금은 인공지능 분야에서 수학이 중요하다고 해도, 과연 앞으로도 그럴까? 만약 우리가 모델을 구현할 필요도 없이, 입력 데이터와 해결하고 싶은 문제만 주면 모델이 뚝딱 나올 정도로 인공지능 기술이 발전한다 하더라도 새로운 인공지능 모델과 알고리즘은 계속 발표될 것이고, 이것들을 이해하고 활용하기 위해서는 결국 수학이 필요하다고 한다.

우리가 초, 중, 고등학교 그리고 대학기간 수학을 배웠어도 실 생활에 활용한 경험이 많지 않다고 생각하다보니 이렇게 인류발전에 핵심적 학문 분야가 될 것이라는 예상을 쉽게 하지 못했었다. 그래서 수학 전공이 줄 수 있는 커다란 기회를 볼 수 도 없었다. 하지만 빠르게 변화하는 산업 사회를 이해하고 주도 해 나가기 위해서 반드시 필요한 수학적 사고를 소홀히 대해서는 안된다는 판단이 든다.

■인공지능시대의 수학 학습

한국의 경우 서울시 교육청은 “인공지능•창의융합교육팀”을 개설해 운영하고 있다. 2025년부터 AI 과목을 초•중•고 정규교과로 반영하여 AI 프로그래밍, AI 원리, AI 윤리 등을 교과로 만들 예정이라고 한다. 미국에서는 수년전부터 확률과 통계가 강조 되 왔으며 분석, 그룹핑, 근사값 등을 다루는 비중이 늘어났다. 이는 논리, 추론, 수량화 하는 방식을 강화하며 알고리즘과 연관성을 높이는 사고를 키우기 위한 교육을 실행하고 있다.

또한 고등 수학을 도전 할 수 있는 과목들이 더 많이 제공되기 시작 했는데 이전에는 미적분(calculus)까지 학습과정을 제공하는 고등학교가 대부분이었지만 이제는 통계(statistics), 선형 대수(linear algebra), 다변수(multivariable)의 과목들을 고등학교 기간 학습 할 수 있도록 그 길을 열어주고 있다.

■기초체력 키우기

한국학생들은 모두 수학을 잘한다고 평가 되던 시절이 있었다. 하지만 이제 더이상 그렇지 않다. SAT시험이 필수에서 선택사항으로 바뀌는 중 가장 큰 우려를 낳은 부분이 학생들의 학업능력이 떨어질 수 있다는 부분이었다. 많은 한인 학생들도 힘든 SAT 시험을 공부 하지 않기를 선택하고 있다. 각 지역, 소득수준, 교육 환경에 따라 교육 수준이 다르기 때문에 학교에서 A를 받고 있기에 다 잘 알 것이라는 판단 보다는 앞으로 더 급격히 발달 해 가며 유용하게 사용될 통계, 확률, 미적분, 선형대수에 대한 깊은 이해를 키우기 위해 저학년부터 단단히 기초 수학 실력을 키워가면 좋겠다.

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<세라 박 A1 칼리지프렙 대표>