학생들이 가장 힘들어하는 대표적인 과목은 바로 ‘수학’이다. 그런데 원숭이들도 하루 2~3시간씩 꾸준히 수학 문제를 풀면 어린아이들과 비슷한 기하학적 직관을 갖게 된다는 재미있는 연구가 발표돼 주목받았다.
기하학 같은 수학적 개념은 인간이 갖고 있는 능력으로 알려졌지만 실제로는 비인간 유인원도 공유한 것으로 확인됐다.
언스플래쉬 제공
미국 카네기멜론대 심리학과, 버클리 캘리포니아대(UC 버클리) 심리학과, 로체스터 공과대(RIT) 심리학과 공동 연구팀은 개코원숭이와 붉은털원숭이가 어린아이들에게서 발견되는 것과 똑같은 기하학적, 수학적 직관을 공유한다고 22일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 7월 21일 자에 실렸다.
침팬지, 오랑우탄, 고릴라 같은 유인원과 원숭이는 도구를 사용하고 얼굴을 기억하며 심지어 수어(手語)를 이용해 인간과 소통하는 법까지 배우는 능력을 갖고 있어 지구상에서 가장 영리한 생명체 중 하나로 꼽힌다. 그러나 기하학 같은 수학적 개념은 인간만이 갖고 있는 능력으로 알려졌다.
연구팀은 올리브 개코원숭이와 붉은털원숭이를 대상으로 2차원 기하학적 도형을 터치스크린으로 맞추는 게임에 참여하도록 하고 문제를 맞출 경우 영양가 있는 과일 간식을 제공하는 실험을 했다. 연구팀이 활용한 문제는 얼핏 쉬워 보이지만 대상들 사이의 특징이나 색상, 크기, 형태 면에서 큰 차이가 없는 도형을 보고 기하학적 유사성만을 바탕으로 올바른 짝을 찾는 것이기 때문에 인간 성인들에게도 쉽지 않다.
연구팀은 카네기멜론대 부설 어린이 학교에 다니는 3~6세 미취학 아동 수십 명과 볼리비아 원주민 치마네족 성인 남녀 79명, 미국 성인 남녀 21명을 대상으로 같은 실험을 했다. 치마네족은 농경과 수렵, 채집을 하는 집단으로 우리가 흔히 이야기하는 정규 교육을 받지 않았다. 연구팀이 이렇게 실험을 설계한 것은 나이와 문화적 경험의 영향을 명확하게 구분하기 위해서였다.
실험 결과, 두 종의 비인간 영장류와 인간 아이들, 성인 등 모든 집단에 걸쳐 기초 기하학에 대해 생각하는 방식에 명확한 연속성이 존재한다는 사실을 발견했다. 특히 아이들은 형태와 공간에 대한 깊고 진화적으로 오래된 직관을 갖고 시작한다는 것을 발견했고 이는 원숭이들과도 공유하는 것으로 나타났다.
원숭이들이 우리 안에서 기하학 문제를 풀고 있는 모습.
미국 로체스터 공과대 제공
재미있는 점은 수학 학습에 대한 욕구를 원숭이들에게서 발견했다는 것이다. 개코원숭이 중 한 마리는 2~3시간 동안 가만히 앉아서 다양한 수학적 과제를 수행했다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀에 따르면 반복되는 평행선이 새겨진 7만 년 전 돌부터 열을 지어 정렬된 88개 눈금이 새겨진 3만 5000년 전 매머드 상아에 이르기까지 고고학은 인간이 아주 오랜 세월 동안 유클리드 기하학에 민감하게 반응해 왔다. 인간이 오래전부터 기하학에 관련된 기록을 남긴 것은 관련된 직관이 우리 깊은 곳에 각인돼 있기 때문이다. 2차원 도형을 생각하고 그것이 다른 사물과 공유하는 속성을 이해하는 것조차 대단히 추상적 형태의 인지 능력이라고 연구팀은 설명했다.
연구를 이끈 제시카 캔틀런 카네기멜론대 교수는 “기하학적 직관은 인간이 궁극적으로 수학과 과학을 발전시키는 바탕이 됐다”며 “그런데 이번 연구는 원숭이, 어린아이, 성인들이 기하학적 관계에 대해 근본적으로 동일한 방식으로 생각한다는 점을 밝혀냄으로써 이런 수학적 직관이 영장류 정신의 기본 구조 중 일부라는 것을 시사한다”고 밝혔다. 캔틀런 교수는 “아이들이 형태와 공간에 대한 직관을 갖고 있는 만큼 수학 교육을 할 때 이런 본능적 직관 위에 지식을 쌓아 올리는 방식으로 이뤄질 수 있음을 알 수 있다”고 덧붙였다.
