자연의 비밀을 알아내면 사람들을 행복하게 해 줄 수 있는 무언가를 만들 수 있다. 그렇다면 사람들의 행복과 자연의 비밀 사이에는 무슨 관계가 있을까? 사람들은 자연의 구성 요소이다. 따라서 사람들을 행복하게 해 줄 수 있는 비밀은 자연 속에 들어 있다. 현대인들은 잘못된 식습관과 환경의 오염, 스트레스 등으로 인해 암에 걸릴 가능성이 매우 크다. 이를테면 어떤 사람이 암에 걸렸다고 생각해 보자. 그 사람에게는 심각한 문제가 생긴 것이다. 사람은 자연의 구성 요소이므로 자연에 큰 문제가 생긴 것이다. 그런데 자연은 자신에게 어떤 문제가 생기면 그 문제를 스스로 해결할 수 있는 능력을 가지고 있는데 이것이 자정 작용(self-purification)이다.

암 치료제는 우리 눈에는 잘 보이지 않는다. 그러나 자연 속에서 어떤 화합물의 형태로 존재하고 있다. 암 치료제는 발명의 대상이 아니라 발견의 대상이다.

그렇다면 오늘날 사람들을 행복하게 해 주려면 어떻게 해야 할까? 사람들의 외로움을 달래 주고 미묘한 감정들을 고려해 줄 수 있는 무언가가 있다면 사람들은 행복해질 수 있다. 그리고 사람들이 오래오래 건강하게 살 수 있다면 이것 또한 행복과 밀접한 관계가 있다. 사람들에게 생명 연장의 꿈을 구체적으로 실현시켜 줄 수 있는 것들에는 신약의 개발, 예방과 예측 의학, 여러 가지 의료 진단 기계, 기술 장치 등이 있다.

수학은 자연의 비밀을 알아내는 학문이다. 자연의 비밀을 알아내면 사람들을 행복하게 해 줄 수 있는 무언가를 만들어 낼 수 있다. 이처럼 사람들의 행복과 밀접한 관계를 가지고 있는 것들을 통틀어서 첨 단 산업 기술이라고 부른다. 수학은 모든 첨단 산업의 원천 기술이다. 한 나라의 수학 실력은 한 나라의 국가 경쟁력이다.

자연의 비밀을 알아내면 사람들을 행복하게 해 주는 첨단 산업 기술을 개발할 수 있다는 것을 몸소 보여 주는 분야로 생체 모방이 있다. 오래전부터 사람들은 자연의 모습을 모방하고 응용하여 과학 기술을 발전시켰다. 물론 처음에는 자연 그대로의 형태를 이용했다. 예를 들어, 동물의 날카로운 이빨이나 뼈를 이용해서 칼이나 창을 만들었고, 더욱 견고한 도구를 만들기 위해서 돌을 쪼개거나 갈아서 사용했다. 자연의 형태를 그대로 이용한 경우도 있지만 자연 속에 숨어 있는 원리를 활용한 경우도 많았다. 나무가 물에 뜨는 것을 보고 뗏목을 제작하기도 했고, 누에고치에서 비단실을 뽑아서 옷을 만들어 입었다. 이처럼 자연의 모습이나 원리를 이용해서 새로운 기술을 개발하는 것을 ‘생체 모방’이라고 부른다.

생체 모방(biomimetics)은 생명을 뜻하는 bios와 모방이나 흉내를 의미하는 mimesis라는 그리스어를 합성해서 만든 단어로 자연에서 볼 수 있는 디자인적인 요소나 생물체의 특성을 연구하고 모방하는 학문이다. 과거부터 자연을 모방하기는 했지만 그 모양만을 흉내 내는 정도였다. 하지만 오늘날에 들어 관찰 장비와 제작 기술이 발달함에 따라 생체 모방 기술은 급속도로 발전하고 있다. 자연을 닮기 위한 인간의 노력 중에서 우리에게 가장 친숙한 것으로 ‘찍찍이’라고 불리는 벨크로가 있다. 1948년 메스트랄(George de Mestral)은 열매 껍질에 갈고리가 있어 동물의 털에 잘 달라붙는 도꼬마리를 보고 벨크로를 발명했다. 벨크로를 보면 갈고리처럼 생긴 한쪽 면이 털이 붙어 있는 다른 쪽 면에 달라붙는 구조를 하고 있다. 벨크로의 등장으로 사람들은 매우 편리해졌다. 벨크로는 의복, 신발, 가방 등 많은 제품에서 단추와 지퍼를 대신하게 되었고, 최근에는 무중력 상태의 우주선에서 물건을 고정하는 데 활용되는 등 쓰임새가 더욱 확대되고 있다.

병에 대한 치료제를 찾아낸다는 것은 세상에 없던 새로운 물질을 개발하는 것이 아니다. 병에 대한 치료제는 자연 속에 어떤 화합물의 형태로 존재하고 있다. 자연에서 발견한 대표적인 치료제로 아스피린이 그것이다. 히포크라테스가 아스피린을 사용했다는 기록이 있고, 아스피린이 진통, 해열 작용을 한다는 것은 수메르 등 고대 중동 지역에서는 이미 알고 있었다. 오늘날처럼 제약 기술이 발달하지 못했던 과거에서부터 이미 사용되었다는 점에서 알 수 있듯이 아스피린은 본래 천연 의약품이었다. 버드나무 껍질을 달여낸 물이 바로 아스피린이었다. 1830년대에 버드나무 껍질 속의 ‘살리실산’이라는 성분이 약효를 낸다는 사실이 밝혀졌다. 몸에 좋은 약이 입에 쓰다는 말처럼 살리실산은 먹기 힘들 만큼 맛이 고약했고, 심각한 위장 장애를 일으켰다. 1897년 펠릭스 호프만이 아세트산과 살리실산을 섞어서 이 문제를 해결했는데 이것이 최초의 아스피린이다. 당시에 아스피린은 장티푸스나 류머티즘에도 효과가 있다고 밝혀지긴 했지만 주로 진통제, 해열제, 소염제로 사용되었다.

육체적 건강만큼이나 현대인에게 중요한 것은 정신적인 건강이다. 현대인들은 온라인 또는 오프라인을 통해 수많은 사람들과 관계를 맺고 살아가고 있지만 사람들은 근본적으로 외로운 존재이다. 여러 세대가 모여서 함께 살던 과거와는 달리 요즘 사람들은 홀로 떨어져 지내는 경우가 많다. 혼자 지내는 시간이 많아지면서 외로움을 달래 주고, 사람들의 미묘한 감정을 어루만져 줄 수 있는 기계, 기술 장치가 필요하게 되었다. 현대인들은 잠자는 시간을 제외하고는 항상 스마트폰을 손에서 놓지 않는다. 심지어는 길을 걸어가면서도 게임을 하거나 인터넷을 검색한다. 잠시라도 혼자 있는 것을 두려워하는 사람들에게 스마트폰은 다른 사람들과 소통하고 교류하는 통로가 된다. 문자 메시지나 사진을 주고받으면서 서로의 존재를 확인하는 동시에 자신의 외로움을 조금이나마 잊으려고 한다. 외로움을 달래주거나 미묘한 감정을 잘 고려해 줄 수 있는 것, 사람들의 생명 연장의 꿈을 구체적으로 실현시켜 줄 수 있는 것이 있다면 이것이 첨단 산업 기술이다. 수학은 모든 첨단 산업의 원천 기술이다. 따라서 한 나라의 수학 실력은 그 나라의 국가 경쟁력이다.