수학, 사회 정의 문제 해결에 적극 활용돼
데이터 분석과 모델링으로 불평등과 차별 해결에 기여
다양한 분야와 협업 필수, 때론 새로운 기술 적응도 필요해

[해외DS]는 해외 유수의 데이터 사이언스 전문지들에서 전하는 업계 전문가들의 의견을 담았습니다. 글로벌AI협회(GIAI)에서 번역본에 대해 콘텐츠 제휴가 진행 중입니다.

수학 하면 떠오르는 이미지는 무엇일까? 복잡한 공식, 칠판 가득한 숫자, 골치 아픈 문제 풀이 등이 가장 먼저 생각날 수 있다. 특히 일상생활과는 거리가 멀어 보이는 기호와 숫자 때문에 "수학은 실생활에 쓸모없다"라고 말하는 사람들도 많다.

하지만 최근 수학계는 이러한 고정관념을 깨고 사회 정의(social justice) 문제 해결에 적극적으로 나서고 있다. 수학자들이 가진 데이터 분석 능력, 논리적 사고, 모델링 기술이 불평등, 차별, 질병 확산과 같은 사회 문제 해결에 강력한 도구로 활용되고 있는 것이다.

복잡해 보였던 기호와 숫자는 사실 복잡한 사회 현상을 모델링하고 이해하는 데 쓰인다. 더 나아가 수학은 사회 현상뿐만 아니라 물리 현상 등 사람이 분석하고 싶은 것을 가능하게 하는 유용한 도구이자 계량적인 표현 방법이기도 하다.

수학과 사회 정의의 접점

이러한 변화를 이끄는 대표적인 인물 중 한 명이 바로 캐리 디아즈 이튼 교수(Carrie Diaz Eaton)다. 현재 미국 베이츠대학에서 인종적으로 공정하고 포용적인 STEM(과학·기술·공학·수학) 교육 연구소의 전무이사를 맡고 있는 이튼 교수는 수학자로 훈련받아, 자신의 경력이 사회 정의 연구와 관련될 것이라고는 예상하지 못했다고 한다.

하지만 지역 사회 환경 보존과 소외된 지역 사회 지원에 초점을 맞춘 프로젝트에 참여하면서, 이튼 교수는 자신의 수학적 사고방식이 중요한 역할을 하는 것을 경험했다. 날카로운 분석적 시각과 개연성 높은 스토리텔링을 바탕으로 데이터 분석, 데이터 과학, 그리고 시각화 기술을 이용하여 지역 주민들이 필요한 의료 서비스를 선택할 수 있도록 돕는 퀴즈 프로그램을 만든 것이다.

수학이 사회 정의 연구와는 어울리지 않아 보일 수 있지만, 이튼 교수의 사례는 엄밀한 수학적 접근 방식이 사회 문제에 대한 효과적인 해결책을 찾는 데 유망한 방법임을 보여줬다. 이튼 교수는 수학자들이 사회 정의 연구를 통해 복잡하고 어려운 문제를 해결하는 과정에서 보람을 느끼고 있으며, 이러한 노력은 사람과 지구를 위한 실질적인 해결책을 만들어내는 데 큰 잠재력을 가지고 있다고 덧붙였다.

백신 접종률부터 인종차별까지, 다양한 분야에서 활약하는 수학자들

이러한 흐름 속에서 수학 연구자들은 사회 문제 해결에 다양한 방식으로 기여하고 있다. 사회 불평등, 의료 서비스 접근성부터 인종 프로파일링 및 예측 치안에 이르기까지, 수학자들은 우리 사회의 다양한 문제에 뛰어들고 있다.

미국 소노마주립대학교의 오마이라 오르테가(Omayra Ortega) 응용수학 교수는 지역 사회별 백신 접종률에 영향을 미치는 요인을 분석하여 이집트의 로타바이러스 백신 프로그램이 5년 안에 질병 부담을 줄이고 백신 비용을 76%를 상쇄할 수 있다는 결과를 얻었다. 오르테가 교수는 "자원 분배에 있어 누가 자원을 얻는가 하는 사회 정의 문제가 항상 따라붙는다"며, 수학 연구가 사회 정의 실현에도 기여할 수 있음을 강조했다.

또 다른 예로, 미국 로욜라 메리마운트대학교의 릴리 카자비(Lily Khadjavi) 수학 교수는 로스앤젤레스 경찰국(LAPD)의 교통 단속 데이터를 분석하여 흑인 남성 운전자에 대한 차량 검문 비율이 다른 인종에 비해 3배 이상 높다는 사실을 밝혀냈다. 카자비 교수의 연구는 인종 차별적 프로파일링과 경찰 관행을 검토하는 연구를 시작하는 중요한 계기가 되었으며, 현재 카자비 교수는 캘리포니아 인종 식별·프로파일링 자문 위원회에서 활동하며 인종 프로파일링 근절을 위한 정책 권고에 힘쓰고 있다.

데이터 접근과 협업의 중요성, 그리고 수학자들의 새로운 도전

물론 수학자들이 사회 정의 문제 해결에 기여하기 위해서는 충분한 데이터 확보와 다양한 분야의 전문가들과 협업이 필수적이다. 데이터는 사회 현상을 분석하고 해결책을 찾는 데 중요한 역할을 하지만, 개인정보 보호 문제나 협업 부족으로 인해 접근이 제한될 수 있다. 또한 사회 문제는 복잡하고 다양한 요인이 작용하기 때문에, 수학자들뿐만 아니라 사회학자, 정책 전문가, 현장 활동가 등 다양한 분야 전문가들과의 협력이 필요하다.

아울러 사회 과학 연구의 데이터 집약적 특성상 일부 수학자에게는 새로운 기술을 개발하고 문제에 다르게 접근해야 하는 노력이 요구될 수 있다. 미국 미시간대학교 디어본 캠퍼스에서 수 이론과 표현 이론을 전공한 수학자 티안 안 웡(Tian An Wong) 교수는 범죄 예측 시스템인 '예측 치안' 기술의 효과성 검증 연구를 위해 통계와 데이터 분석 기술을 새롭게 익혀야 했다. 이를 위해 웡 교수은 온라인 통계 입문 과정을 수강하고, 파이썬 프로그래밍 언어를 배우고, 통계적으로 훈련받은 동료들과 교류했으며, 여러 분야의 연구 논문을 읽는 데 익숙해지기 위해 노력했다고 전했다.

수학자들이 사회 문제 해결에 적극적으로 참여하는 것은 학문적 경계를 넘어 사회적 책임을 다하는 모습을 보여주는 좋은 사례다. 이러한 노력은 수학에 대한 사회적 인식을 개선하고, 더 나아가 수학이 세상을 바꾸는 힘이 될 수 있다는 가능성을 제시한다.

[해외 DS] 수학이 만드는 공정한 세상, 사회정의 연구에서의 데이터 과학 접근 ②로 이어집니다.

*편집진: 영어 원문의 출처는 사이언티픽 아메리칸(Scientific American)으로 본지의 편집 방향과 일치하지 않을 수도 있습니다.