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[김정호의 4차혁명 오딧세이] '세상 움직이는 진짜 힘' 경계 조건을 아십니까?

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문제의 해법이 많아지면 최종 해법은 경계선에 있는 조건이 결정
한반도의 복잡한 정세 해법을 결정하는 '경계 조건'에 관심 가져야

문제의 궁극적 해법을 결정하는 '경계 변수'

대학교와 대학원에선 공학문제 연습에 있어 미분 방정식 문제를 가장 많이 푼다. 전자공학의 전자파의 전파 문제, 안테나 설계 문제, 반도체 내의 전자 존재 문제, 반도체 내의 에너지 문제, 기계공학에서의 진동 문제, 마찰문제 등이 이에 해당한다.

이러한 연습 문제에선 기술과 자연 내의 현상을 대부분 아주 간단한 선형 2차 미분방정식으로 모델을 하고, 그 수학식으로 해를 얻는다. 이를 통해 어떤 솔루션이 존재하는 지, 어떤 물리적 의미를 갖는 지를 해석한다. 하지만 이러한 접근은 한계가 있다. 실제 자연 문제는 비선형적인 경우가 많다. 

필자의 연구실에선 하이브리드 전기 자동차의 전자파 문제를 컴퓨터로 계산한 적이 있다. 자동차의 경우 나노 미터급 크기의 반도체 구조에서 시작해 자동차 전체 바디 사이즈인 미터 크기까지 큰 크기의 범위 내에서 동시에 컴퓨터로 계산한다. 결국 컴퓨터를 이용해 시뮬레이션할 때, 반도체도 모델해야 하고, 케이블, PCB, 샤시, 바퀴까지 포함해서 계산해야 한다. 컴퓨터로 계산한다 해도 2차 미분방정식이 이 범위이면 계산이 매우 어렵다. 아주 다양한 컴퓨터 계산 알고리즘을 사용한다. 

그런데 이러한 미분방정식의 해는 좌표계에 따라 다른 함수 해를 갖는다. 예를 들어 (x,y,z)로 표현되는 직각 좌표계의 경우 정현파 삼각함수인 sin(x), cos(x) 등의 해를 갖는다. 그래서 시간 또는 공간에 따라 주기적으로 변화하는 함수 해를 갖는다. 

그런데 각각의 좌표계에는 미분방정식의 무한대의 해가 존재하며, 이 무한대의 해에서 특정 해답은 바로 '경계 조건'(Boundary condition)에 의해 결정된다. 직각 좌표계의 경우 (x, y, z) 세 축 방향으로 맨 끝의 길이와 상태가 3가지 경계 조건이 된다. 이 경계 조건이 결정되면 특정한 주파수, 에너지의 정현파 삼각함수가 최종 해가 된다.

여기서 결정되는 특정한 주파수, 에너지 등은 연속적인 값이 아니라 뚝 뚝 끊어진 불연속 값을 갖는다. 따라서 미분방정식의 해와 특정 값은 최종적으로 경계 조건이 결정한다. 4차 산업혁명은 디지털 세계다. 그렇게 보면 4차 산업혁명은 경계 조건을 만족하는 미분방정식의 해가 될 수 있다.

한반도 운명을 결정할 수 있는 '경계 변수' 에 관심 가져야

한반도는 미국, 일본, 중국, 러시아 등 강대국들과 인접하고 있다. 우리는 항상 힘의 균형과 비균형 사이에서 생존해 왔다. 그 힘은 때론 대륙세력이 되기도 하고, 때론 해양세력이 되기도 한다. 최근 북한 핵 문제가 전면에 등장하면서 우리 주변의 경계 조건에 대해서 다시 한번 실감하고 있다. 한반도 주변의 경계 조건이 우리가 취할 수 있는 해를 정한다.

아메리카 대륙을 맨 처음 발견한 크리스토퍼 콜럼버스(아래 사진)는 동생인 바르톨로메오 콜럼버스와 지도 제작 일을 하고 있었다. 그런데, 그 당시 베스트셀러였던 동방견문록을 읽고 기존의 관념과는 다르게 지구는 둥글고 세상은 그다지 크지 않으며, 바다 서쪽 끝에는 낭떠러지가 아닌 무언가가 있을 것이라는 생각을 하게 됐다고 한다.

콜럼버스는 지구는 둥글테니까 서쪽으로 계속 항해를 하면 언젠가는 세계를 한 바퀴 돌아서 중국과 인도에 닿을 수 있으리라 믿었다. 그는 이사벨 1세의 후원으로 탐험을 시작할 수 있었다. 그리고 1492년 8월 3일 스페인 카디스를 떠나 3달뒤인 10월 12일 지금의 바하마 제도에 상륙한다.

역사를 돌이켜 보면 해상을 지배한 국가가 세계를 지배했다. 해상을 점유한 이후 무역 교류를 통해서 문화와 기술이 전달되고, 부를 축적하고 전쟁을 했다. 2차 세계 대전 중의 미국과 일본의 태평양 전쟁도 결국 태평양을 누가 점유할 것인가에 대한 '경계 조건' 전쟁이었다. 이처럼 많은 자연, 기술, 국가의 상태는 경계 조건에 의해서 결정된다.

지금 한반도는 경계 조건이 너무 좁다. 저 멀리 태평양, 인도양, 시베리아까지 넓어 지면, 우리가 취할 수 있는 해법이 다양할 것으로 생각한다. 아름다운 기타 줄 소리처럼, 기타 줄이 길어지고 굵어 지면, 웅장한 저음을 만들 수 있다. 4 차 산업혁명은 인공지능 빅데이터, 사물인터넷 등을 근간으로 세상이 바뀐다. 이러한 새로운 미분방정식에서 새로운 확장된 경계 조건이 되면 우리에게 새로운 기회가 된다. 경계 조건을 크게 확장할 필요가 있다.

<김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수>

김정호 카이스트 교수

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한국 세계 시장 1위 품목 81개 [서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 고대역폭메모리(HBM)와 변압기, 마스크팩 등이 세계 시장에서 약진하며 우리나라 수출 경쟁력이 유지된 것으로 나타났다. 세계 수출시장 점유율 1위 품목은 81개로 집계되며 5년 연속 세계 10위 자리를 지켰다. 한국무역협회 국제무역통상연구원이 17일 발표한 보고서에 따르면 지난 2024년 기준 세계 수출시장 점유율 1위 품목이 가장 많은 국가는 중국으로 2087개를 기록했다. 독일 520개, 미국 505개가 뒤를 이었다. 이탈리아는 199개, 인도는 172개로 집계됐다. 우리나라 1위 품목은 81개다. 이 가운데 20개가 2024년에 새로 1위에 올랐다. 메모리반도체는 HBM 등 고부가 제품 판매 확대 영향으로 중국을 제치고 5년 만에 세계 1위 자리를 되찾았다. 북미 전력 인프라 수요 확대 영향으로 변압기가 새로 1위에 올랐다. K뷰티 확산 영향으로 마스크팩도 세계 1위를 차지했다. [사진=무역협회] 기존 1위 품목의 유지도 두드러졌다. 37개 품목이 2020년부터 2024년까지 5년 연속 세계 1위를 기록했다. 비휘발성저장장치(SSD)는 2020년 대만을 제친 이후 5년 연속 1위를 유지했다. 차량시동용 납축전지와 차부품용 고무 등 전통 산업 품목도 1위를 지켰다. 반면 2023년 1위였던 품목 가운데 17개는 2024년 순위가 하락했다. 액체운송선박은 중국의 저가 유조선 중심 대량 수주 전략 영향으로 1위를 내줬다. 다만 액화천연가스(LNG)선 수주 증가 흐름을 고려하면 2025년 재탈환 가능성이 거론된다. 일본과의 경쟁 격차 축소 흐름도 나타났다. 일본 1위 품목 수는 2020년 159개에서 2024년 118개로 41개 감소했다. 같은 기간 우리나라는 81개를 유지했다. 세계 순위 격차도 줄었다. 일본은 2020년 5위에서 2024년 8위로 하락했다. 한국은 10위 자리를 유지했다. 세계 점유율 2~10위 품목 가운데 순위 상승 품목도 늘었다. 수출액 1억 달러 이상 품목 가운데 2020년, 2022년, 2024년 순위가 단계적으로 오른 품목은 19개로 집계됐다. 주요 수출국과 비교해 1위 품목 대비 상승 품목 비율도 높은 수준을 기록했다. 홍지상 한국무역협회 실장은 "분석기간 중 독일(-168개), 일본(-41개) 등 주요 제조국의 수출 1위 품목 수가 크게 감소하는 상황에서도 우리나라는 81개를 유지하며 상대적으로 선전했다"고 말했다. 이어 "1위 품목의 저변을 넓히기 위해 제품 경쟁력 제고와 차별화 노력을 지속해야 한다"고 강조했다. syu@newspim.com 2026-03-17 11:00
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'케데헌' 오스카 장편애니·주제가상 [서울=뉴스핌] 양진영 기자 = 넷플릭스 애니메이션 '케이팝 데몬 헌터스'의 OST '골든'(Golden)이 제98회 아카데미 시상식에서 주제가상을 수상했다. '케데헌'은 장편 애니메이션상과 함께 오스카 2관왕에 성공했다. '케데헌'은15일(현지 시간) 미국 LA 할리우드 돌비 극장에서 열린 제98회 아카데미 시상식에서 최우수 장편 애니메이션상에 이어 '골든'의 최우수 주제가상을 추가해 2관왕에 올랐다. [서울=뉴스핌] 양진영 기자 = '케이팝 데몬 헌터스'의 레이 에이미, 이재, 오드리 누나가 15일(현지시간) 미국 LA에서 열린 제 98회 미국 아카데미 시상식에서 최우수 주제가상을 수상한 뒤 벅찬 반응을 보였다. [사진=로이터 뉴스핌] 2026.03.16 jyyang@newspim.com 이날 시상식에서 '골든'은 '다이앤 네버 다이'의 '디어 미'(Dear Me), '씨너싀 죄인들'의 '아이 라이드 투 유'(I Lied To You), '비바 베르디!'의 '스위트 드림스 오브 조이'(Sweet Dreams Of Joy), '기차의 꿈'의 '트레인 드림스'(Train Dreams) 등과 경합했다. '골든'의 작곡과 가창을 담당한 이재는 무대에 올라 "훌륭한 상을 주신 아카데미에 정말 감사하다. 자라면서 사람들은 K팝을 좋아한다고 놀렸는데 한국어 가사로 노래를 부르고 있다"라며 "이 상은 성공이 아니라 회복력에 관한 것임을 깨달았다"고 감격스러워했다. 이와 함께 매기 강 감독, 작품 관계자들과 가족에게도 감사 인사를 전했다. [서울=뉴스핌] 양진영 기자 = '케이팝 데몬 헌터스'의 '골든'의 작곡자이자 가창자인 이재가 15일(현지시간) 미국 LA에서 열린 제 98회 미국 아카데미 시상식에서 최우수 주제가상을 수상한 뒤 울먹이며 소감을 말하고 있다. [사진=로이터 뉴스핌] 2026.03.16 jyyang@newspim.com '골든'은 '케데헌' 속 걸그룹인 헌트릭스 곡으로 이재, 오드리 누나, 레이 아미가 가창을 맡았다. 이들은 이날 시상식에서 축하 무대에 오르며 분위기를 한껏 달궜다. '골든'은 미국 빌보드 메인 싱글 차트 '핫 100'에서 8주간 1위를 차지하며 글로벌 인기를 끌었다. 지난 1월 제83회 골든 글로브에서도 주제가상을 수상했으며, 지난 2월 제68회 그래미 어워즈에서는 '베스트 송 리튼 포 비주얼 미디어'(Best Song Written For Visual Media)를 수상하며 K팝 최초로 그래미 트로피를 받기도 했다. 주제가상에 앞서 장편 애니메이션상을 수상한 후 매기 강 감독도 한국에 대한 짙은 애정을 담아 소감을 남겼다. 매기 강 감독은 "'저와 닮은 분들'이 주인공인 이런 영화가 나오기까지 너무 오랜 시간이 걸려 미안하다. 다음 세대는 기다리지 않아도 될 것"이라며 "이 상을 한국과 전 세계 한국인에게 바친다"고 말했다. [서울=뉴스핌] 양진영 기자 = '케이팝 데몬 헌터스'의 매기 강 감독과 관계자들이 15일(현지시간) 미국 LA에서 열린 제 98회 미국 아카데미 시상식에서 최우수 장편 애니메이션상을 수상한 뒤 포즈를 취하고 있다. [사진=로이터 뉴스핌] 2026.03.16 jyyang@newspim.com 한편 '케데헌'은 넷플릭스 사상 최초 3억 누적 시청수를 돌파, '오징어게임'의 기록을 넘어서며 영화·시리즈 통틀어 역대 1위에 등극, 글로벌 신드롬을 일으켰다. 이날 시상식에서는 이변 없이 장편 애니메이션상도 수상했다. jyyang@newspim.com 2026-03-16 11:48
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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.
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