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수학/수학 이야기

확률론의 시초 '블레즈 파스칼'

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파스칼(Blaise Pascal, 1623~1662)은 프랑스의 수학자, 과학자, 철학자, 신학자로 대부분의 시간을 신학에 많은 시간을 보내며 39세란 나이에 일찍 사망했음에도 불구하고 수학, 과학분야에 많은 업적을 남겼다. 어릴 적의 천재성은 가우스를 능가할 정도라고 한다.

12세에는 삼각형의 내각의 합이 180도라는 사실을 스스로 발견하였으며 14세에는 수학적 능력을 인정받아 프랑스 수학자 단체(현재 프랑스 학술원)의 정회원으로 회의에 참여하였다. 16세에는 사영기하학의 기초가 되는 파스칼정리를 발표하였고, 19세에는 회계사인 아버지의 일을 돕고자 파스칼 라인이라고 불리는 세계 최초의 계산기를 발명하였다. 과학 분야에서도 많은 업적을 남겼으며 1653년 액체의 평형에 관한 논문집에서 파스칼의 원리로 불리는 압력의 법칙을 설명하였다. 이러한 업적을 인정받아 현재 압력에 대한 SI 유도단위로 파스칼의 이름을 따서 파스칼로 사용하고 있다.
오늘날에는 수학자, 과학자보다는 미완성 작품인 철학 서적 '팡세'에서‘인간은 생각하는 갈대’라는 유명한 말을 남긴 것으로 잘 알려져 있다.

확률이론은 도박게임에서 시작되었는데 확률이론을 처음으로 연구한 수학자는 평소 도박을 좋아했던 카르다노(Cardano, 1501~1576)이다. 그 이후 확률이론에 대하여 체계적으로 연구가 진행된 것은 17세기의 프랑스에서였다. 

오늘날 3차 방정식의 해법을 카르다노의 해법으로 알려져 있는데, 타르탈리아(말더듬이란 뜻)로 불리던 이탈리아 수학자 폰타나에게서 3차 방정식의 해법을 알아내어 자신의 제자인 페로와 함께 자신이 발견한 것으로 논문을 발표하여 아직까지 3차 방정식의 해법을 카르다노의 해법으로 불린다.

카르다노는 3차 방정식의 해법을 연구하던 중 음수의 제곱근의 필요성을 느껴 허수의 개념을 처음으로 도입하였다. 본업은 의사이나 말년에는 점성술에 빠져 돈을 받고 점을 봐줬는데 자신이 언제 죽을지 스스로 예언을 하였고 자신이 예언한 날이 되자 자신의 예언이 옳다는 것을 보이기 위해 자살하였다고 한다.

당시 유명한 도박사였던 드 메레(Chevalier de Mere)는 당시 명성이 높은 수학자 파스칼(Pascal, 1623~1662)에게 ‘도박 중 게임이 중단되었을 때 판돈을 어떻게 나누는 것이 가장 합리적인가?’라는 문제를 제기했다. 
 문제를 해결하기 위하여 연구하던 중 파스칼은 파스칼의 삼각형을 이용하여 이 문제를 해결한다. 중국 송나라 가헌(賈憲, 1010~1070)은 파스칼의 삼각형의 처음으로 생각하였는데, 1303년경 파스칼의 삼각형은 중국에서 유럽으로 전파되었고 파스칼은 이 삼각형에서 흥미로운 성질을 많이 발견하였으며 파스칼의 이름을 따서 파스칼의 삼각형이란 이름으로 불리게 된다. 파스칼의 삼각형은 단순해 보이지만 다양한 성질이 포함되어 있으며 조합(combination)이나 이항정리(binomial theorem), 피보나치 수열과도 연관되어 있다.

파스칼은 자신의 생각을 페르마(Fermat, 1601~1665)와 편지를 주고받는 과정에서 확률론을 구축하게 되고 파스칼은 확률론의 창시자로 불리게 된다.

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