수학이 아름다운 이유는 무엇일까?

수학이 아름답지 않다면 도대체 아름다운 것이 어떤 것인지 난 정말 모르겠소.

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인천국제공항

  21세기 수도권 항공운송의 수요를 분담하고 동북아시아의 허브(Hub)공항으로서의 역할을 담당하기 위해, 영종도와 용유도 사이를 매립하여 1992년 착공하여 8년 4개월만에 총공사비 7조 8,000여 억원이 투입되어 2001년 3월 29일 개항하였다.
  1단계 공사가 마무리되어 2001년에 개항한 인천국제공항은 연간 17만 회의 항공기 운항을 통해 2,700만 명의 여객과 170만 t의 화물을 수송할 수 있게 되었다. 1995년 기본계획에서 공항 인접 동쪽에 배후지원단지와 이주단지를 조성하려던 당초의 계획을 변경하여, 이 일대를 활주로 확장에 대비한 유보지로 남겨두고 공항에서 1.7km 떨어진 영종도 중심부로 이전하였다.
  시설은 여객터미널, 화물터미널, 계류장시설, 항행안전시설, 교통시설 등으로 구분된다. 여객터미널은 체크인 카운터가 270개, 여권심사대 120개, 보안검색대 28개, 출발여객 처리용량은 시간당 6,400명이다.
화물터미널은 항공기 24대를 동시에 세울 수 있는 시설을 갖추고 있으며, 연간 화물처리능력은 170만 t이다. 계류장 시설은 33만 평으로 항공기 60대를 동시에 계류할 수 있는 능력을 갖추고 있다.
  관제통신시설은 지상 22층 높이의 100m의 관제탑이 설치되었으며, 활주로의 시정거리가 200m인 상태에서도 항공기의 착륙이 가능하도록 계기 착륙시설과 표지시설을 갖추고 있다.
  인천국제공항을 중심으로 한 영종도 일대는 단독, 주택용지에 6,200여 가구가 건설되어 입주할 예정이며, 공공시설 용지에는 교육시설과 공원 등이 조성될 예정이다. 인천국제공항의 마스코트는 허비(Huby)이다.
최종 공사가 마무리되는 2020년 이후에는 활주로 4개로 증대되며, 여객 터미널 규모 875㎢, 여객수 1억 명, 화물 700만 t, 운항 횟수 53만 회(연)로 증대될 것으로 예상된다. - 출처 네이버 백과사전.

오전 11시경에 제주에서 출발하였다. 12시 30분에 대한항공 리무진 버스에 탑승하여 인천국제 공항으로 출발하였다. 12시 55분에 드디어 국가의 관문이자 물류의 중심인 인천국제공항에 도착하였다. 전체 출입국 인원의 83%가 여기를 이용한다고 한다. 인천공항의 납세액은 전체 국민 예산액의 2.9% 수준으로 약 3.1조원이라고 하고 GDP의 1.05%에 해당하는 연간 6조의 부가가치를 창출한다고 한다. 이건 축하할 이야긴가? 인천국제공항이 세계적으로 권위있는 여행전문 월간지인 글로벌 트래블러로부터 '2006년 세계 최고의 공항상'을 받았다고 한다.

1시 10분 경에 점심을 먹고 잠시 흩어져서 공항을 둘러 보았다. 여객터미널의 천장을 보니 직선이 아니라 부드럽게 휘어져 있다. 공기와 물의 역학적 흐름과 대형 선박의 돛대를 구상화해 상승감과 역동성을 부각시킨 디자인이라고 했다. 그 아래를 받치고 있는 구조는 사면체와 반팔면체(정사각뿔 )로 구성된 입체 트러스다.
이런 구조물이 같은 장점은 가벼우면서도 힘을 잘 견딘다는 것이다. 그럼 이 구조는 어떻게 나온 것일까? 지붕이나 다리가 매우 길어지면 자체의 무게 때문에 붕괴될 수 있다. 사람들은 자제를 적게 사용하여 지붕이나 다리의 무게를 줄일려고 노력했다. 물론 강하면서도 튼튼하게. 해결책은 불필요한 부분을 없애는 것이었다. 불필요한 부분이 모두 없어지자 그물 같은 앙상한 구조만 남았다.(헉)

밖으로 나왔더니 교통센터가 보였다. 하지만 교통센터는 들어가보지 못했다.(들어갈 수는 있나?) 외부에서 보기만해도 모양이 수학적이다. 모두 삼각형으로 만들어졌다. '하필이면 삼각형이냐'고 묻는 사람들이 많다. 사각형은 모서리를 밀면 모양이 쉽게 변하지만 삼각형은 변하지 않는다. 압력에도 모양이 변하지 않은 유일한 구조가 바로 삼각형이기 때문이다. 속에 들어가보지는 못했지만 아마 그 곳의 구조도 입체 트러스일 것이다.
그런데 이런 구조는 이미 자연이 선택한 구조다. 얇은 피망 껍질 속에 숨어 있는 삼각형은 생각도 못했을 것이다. 피망은 속이 거의 비어서 비슷한 크기의 다른 야채에 비해 매우 가볍다. 그런데도 피망을 만져보면 상당히 단단하다. 그것은 피망 속에 있는 삼각형 모양의 뼈대 때문이다.

  찾아보는 김에 삼각형의 힘에 대해서 더 알아보자.
  흔들리는 버스나 지하철에 서 있을 때 몸의 균형을 잡기 위해 어떻게 하는가? 나는 다리를 벌리고 서 있는다. 이건 우리 몸을 삼각형으로 만든다는 말이다. 삼각형은 튼튼하고 강하다. 때문에 가벼운 다리나 송전탑을 만들 때 삼각형 모양을 이용하는 것이다. 기중기의 긴 가로대는 얇은 강철로 만들어져 있다. 하지만 삼각형 구조로 된 몸체가 강하게 받쳐 주기 때문에 무거운 물건을 충분히 들어 올릴 수 있다. 우리 주변에 생활 용품에도 삼각형은 이용된다. 종이 상자를 잘라보면 두 종이 사이에 삼각형으로 접힌 종이가 들어 있다. 종이를 삼각형 모양으로 접어 준 것만으로 300배 이상 강해진다. 선반 받침대, 창문 지지대, 자전거 프레임, 안락의자, 지붕 서까래는 어떤가? 모두 삼각형 모양이다.
  그럼 삼각형이 강하고 단단한 이유가 뭘까? 삼각형은 변의 길이가 길어지거나 짧아지지 않는 한 그 모양이 변하지 않는다.                                                                                                               (참고: 삼각형, 캐서린 셀드릭 로스, 비룡소)