전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
광장 ANDA 칼럼

속보

더보기

[김정호의 4차혁명 오딧세이] 복소수에서 배우는 상생의 원리

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

"복소수는 균형과 조화를 알려주는 개념"
"4차 산업혁명 시대, 불평등과 차별 해소 노력해야"

복소수를 기억하십니까? 

고등학교 수학 시간에 '복소수'(Complex number)라는 개념을 배운다. 실수와 허수의 합으로 이뤄지는 수를 말하는데, 사실 듣기만해도 골치가 아프다. 대부분 사람들이 까맣게 잊었을 것이다.

이런 골치 아픈 개념을 꺼내 든 이유는 이 개념이 4차 산업혁명에서 살아남기 위해 필요해서다. 복소수는 실수부와 허수부로 나누고 허수부는 보통 'i' 또는 'j'로 표현한다. 실수는 우리가 아는 것처럼 제곱을 하면 양수가 된다. 설사 음수라 하더라도 제곱을 하면 양수가 된다. 음수와 음수의 곱은 양수가 되기 때문이다. 그런데 허수인 'j' 는 제곱하면 -1 이 된다. 그래서 실존하지 않는 수라 하여 허수라고 한다.

고등학생 때는 머리를 쥐어 짜매고 복소수 계산을 열심히 해 시험에 임한다. 그런데 왜 이런 숫자가 우리에게 필요한 지에 대한 토론은 없다. 오로지 시험을 위한 공부다.

그런데 복소수는 유용하다. 우선, 학문의 세계에서 복소수 개념은 광범위하게 쓰인다. 대학 이후 전공 문제 해석, 그리고 지금도 실제 설계 문제에 복소수를 사용한다. 복소수는 상상의 결과지만 실제로는 회로, 안테나, 시스템 설계에 아주 많이 사용된다.

대학원 신입생을 뽑을 때, 면접을 보는데 이러한 문제를 칠판에 그린 뒤 학생들이 풀게 한다. 결과적으로 물리량의 크기와 위상을 묻는 문제기도 하다. 결과가 실수 지수함수인지, 정현파 삼각함수인지, 위상을 파악하는 지 묻는다. 그리고 위상을 잘 아는 학생은 학부에서 배운 과목의 개념을 확실히 익힌 학생이다.

지수 함수에서 변수 x를 허수로 표현하면 바로, 이 허수가 정현파 삼각함수의 위상을 나타낸다. 삼각함수를 복소수 지수함수로 표현하면 삼각함수의 미적분, 곱하기 나누기, 더하기 등등의 복잡한 삼각함수의 계산을 더하기 빼기 곱하기 나누기의 단순한 수식으로 풀 수 있다.

그런데 회로이던 전자파이던 최대의 전력을 공급하기 위해선 전류와 전압이 같은 위상이어야 한다. 위상이 바로 0이어야 한다. 그럼 시스템 혹은 회로, 안테나의 전류와 전압의 관계를 표시하는 그 임피던스(전류가 흐르기 어려운 정도)의 복소수 허수 성분이 0이 돼야 한다. 위상이 0도가 되면 허수 값이 0이 되기 때문이다.

복소수의 근간은 균형과 조화

임피던스의 허수 부분이 0이란 얘기는 실제 회로에선 캐패시터(축전기)에 저장된 전력과 인덕터(전압을 유도하는 코일)에 저장된 전력이 같고 서로 주거니 받거니 하면서 서로 사이 좋게 지내야 한다.

마찬가지로 안테나에서도 전기장 에너지와 자기장 에너지가 균형을 맞춰야 한다. 서로 균형과 조화가 필요하다. 그래서 전기공학 전자공학 학생들은 복소수로 표현되는 임피던스를 열심히 계산한다. 이 뿐만 아니나 물리 기계 등 분야도 시스템의 특성을 복소수로 표현하고, 그 분석을 많이 한다. 복소수가 상상의 함수지만 아주 유용하다.

우리 사회도 균형과 조화가 필요한 부분이 많다. 가정에서 수도권과 지방의 발전, 정규직과 비정규직의 배려, 기업과 노동자의 협력, 정치에서 여야 협상 등 이루 헤아릴 수 없이 많다.

4차 산업혁명 시대에는 많은 전력 공급이 필요하다. 클라우드 컴퓨터와 데이터 센터를 위해 원자력 발전소를 세워야 할 수도 있다. 인공지능 알고리즘이 돌기 위해선 더 많은 전기가 필요하다. 자율주행 전기차 시대가 도래하면 그 만큼 더 많은 전기 에너지가 필요하다. 자율주행 자동차의 인공지능이나 센서보다 전력 확보가 더 중요할 지 모른다. 사물 인터넷 시대에 센서에 공급하는 전력도, 무선 인터넷 통신에 필요한 RF(무선 주파수) 전력도 증가한다.

4차 산업혁명은 전기 에너지를 먹고 산다. 이런 전기 에너지를 효율적으로 최대 전달하기 위해선 크게는 나라 전체, 작게는 작은 반도체 하나의 임피던스 복소수의 허수 부분을 0으로 설계해야 한다. 그러기 위해선 4 차 산업혁명에도 균형과 조화가 필요하다. 복소수에는 상생의 개념이 들어 있는 듯하다.

<김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수>

 

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
음주운전 부장판사 감봉 3개월 징계 [서울=뉴스핌] 홍석희 기자 = 서울중앙지법 소속 현직 부장판사가 음주운전으로 감봉 처분을 받았다. 23일 법조계에 따르면 대법원은 지난 3일 서울중앙지법 A 부장판사에게 감봉 3개월 징계를 내렸다. A 부장판사는 지난해 12월 13일 오후 3시 1분께 면허 정지 수준인 혈중알코올농도 0.071% 상태로 중랑구 사가정역 근처 한식당에서 약 4㎞가량 승용차를 운전하다 적발된 것으로 알려졌다. 대법원은 "법관으로서의 품위를 손상하고 법원의 위신을 떨어뜨렸다"고 했다. A 부장판사는 현재 서울중앙지법 민사 재판부에 소속돼 있다. 서울중앙지법 소속 현직 부장판사가 음주운전으로 감봉 처분을 받았다. 서울 서초동 서울중앙지법. [사진=뉴스핌DB] hong90@newspim.com 2026-02-23 09:29
사진
'재명이네 마을'서 정청래 강제 퇴출 [서울=뉴스핌] 조승진 기자 = 정청래 더불어민주당 대표와 이성윤 최고위원이 이재명 대통령의 팬 카페인 '재명이네 마을'에서 강제 퇴출당했다. 네이버 카페 '재명이네 마을' 운영진은 22일 정 대표와 이 최고위원의 강제 탈퇴에 관한 투표 결과 이들의 강퇴가 확정됐다고 밝혔다. 투표 결과에 따르면 전체 투표수 1231표 중 찬성 1001표(81.3%), 반대 230표(18.7%)였다. '재명이네 마을' 카페에 올라온 더불어민주당 정청래 대표와 이성윤 최고위원이 강제 탈퇴 공지. [사진=카페 캡쳐] 운영진은 "정청래, 이성윤 의원은 마을에서 재가입 불가 강제 탈퇴 조치된다"고 했다. 운영진은 "분란을 만들고 아무것도 책임지지 않는 당 대표, 사퇴하라 외쳐 보지만 '너희들은 짖어라' 하는 듯한 태도"라며 "한술 더 떠 정치 검찰 조작 기소 대응 특위 수장으로 이성윤을 임명하며 분란에 분란을 가중하는 행위에 더 이상 용납이 되지 않는다"고 했다. 이어 "한때는 이 마을에도 표심을 얻기 위해 뻔질나게 드나들며 수많은 글을 썼었지만, 지난 당 대표 선거 당시 비판받자 발길을 끊었다"며 "필요할 때는 그렇게 마을을 이용하더니 달면 삼키고 쓰면 뱉는가? 우리가, 지지자들이 그렇게 만만한가?"라고 했다. 또 "이곳 '재명이네 마을'은 오직 이재명 대통령을 최우선으로 지지하는, 존경하고 사랑하는 공간"이라며 "운영자로서 할 수 있는 소심한 조치는 그저 이 공간에서 강퇴하는 것뿐이라 판단한다"고 했다. 그러면서 "이 마을은 운영자 개인 것이 아닌, 마을 주민들과 함께 가꿔온 소중한 공간이므로 이 절차에 대해 주민들과 소통하여 진행하고자 한다"며 "그 결과는 온전히 당 대표께서 받아들이시라"고 했다. '재명이네 마을' 매니저는 그동안 정 대표와 이 최고위원이 이 대통령의 행보와 엇박자를 보이며 당내 분란을 일으켰다고 주장했다. 특히 정 대표가 강행한 조국혁신당과의 합당 제안, '1인 1표제' 추진 등을 문제라고 봤다. 이 최고위원에 대해서는 특검 후보 추천 논란과 '1인 1표제' 관련 중앙위원회 투표 과정에서 제기된 사찰 의혹 등을 강퇴 배경으로 설명했다.  chogiza@newspim.com 2026-02-23 11:30
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동