사랑지기
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에우클레이데스(영어명 Euclid, 이하 유클리드)는 프톨레마이오스 1세(기원전 323년~기원전 283년)의 스승으로 잘 알려진 그리스 수학자다. 프톨레마이오스는 알렉산드로스 대왕 사후 이집트 영토에서 왕조를 열었던 인물이다. 

 

유클리드는 특히 오늘날 정수론 및 기하학을 체계적으로 정리한 《유클리드의 원론 Euclid's Elements》(총 13권)을 집대성한 것으로 유명하다. 그는 《원론》에서 10개에 불과한 공리를 활용하여 무려 400개가 넘는 정리를 도출하고 있다.

 

프톨레마이오스 1세는 유클리드에게서 수학을 배웠다. EBS의 다큐프로그램 『문명과 수학』(2부)의 한 장면

 

《원론》의 주요 내용을 살펴보면 다음과 같다.

 

제1권 : 필수적이고 예비적인 정의와 설명 및 공준과 공리로 시작한다. 제1권의 정리 중에는 합동, 평행선, 직선으로 이루어진 도형 등에 관한 친숙한 정리들이 포함되어 있다. 마지막 두 정리는 피타고라스 정리와 그 역이다.

제2권 : 14개의 정리가 서술돼 있고, 주로 피타고라스 학파의 기하 대수학을 다루고 있다. 정리 12와 13은 근본적으로 오늘날 코사인 법칙으로 알려진 피타고라스 정리의 일반화이다.
제3권 : 39개의 정리로 이루어졌으며, 원, 현, 할선, 접선, 연관된 각도의 측정 등에 관한 정리들을 포함하고 있다.

제4권 : 16개의 정리로 이루어져 있으며 자와 컴퍼스를 이용한 작도, 주어진 원에 내접하는 경우와 외접하는 경우의 작도, 정다각형의 작도를 포함하고 있다.

 

제5권부터 비율과 비례로부터 시작해 기초적인 수론을 다룬다. 제6권에서는 제4권에 이어 이를 도형에 적용하고 제10권까지 다시 수론을 다룬다.


제5권 : 에우독소스의 비율 이론에 대한 대가다운 설명에 충당했다. 이 책은 수학적인 문헌 중에서 가장 훌륭한 걸작 중의 하나로 간주된다.

제6권 : 에우독소스의 이론을 닮음 도형의 연구에 응용하고 있다.

제7권 : 두 개 이상의 정수에 대한 최대공약수를 구하는 방법(유클리드 호제법)으로 시작된다. 또한 초기 피타고라스 학파의 비율 이론에 대한 설명을 발견할 수 있다.
제8권 : 주로 연비례와 그것과 관련된 등비수열을 다루고 있다. 만약 a : b = c: d가 성립하면 a, b, c, d는 등비수열을 형성한다.

제9권 : 수론에서 중요한 많은 정리들이 설명돼 있다. 특히 마지막 정리 36은 짝수인 완전수를 만드는 놀라운 공식을 증명하고 있다.
제10권 : 무리수들, 즉 어떤 주어진 선분의 길이를 단위로 재어 비율로 나타낼 수 없는 길이를 다루고 있다.

 

제11권에서 제 13권까지는 3차원 기하학에 관한 내용들 담고 있다.

제11권 : 선과 면·면과 면·평행육면체·정육면체·각기둥
제12권 : 원의 면적과 각뿔·각기둥·원뿔·원기둥·구의 체적(단, 원주율은 쓰지 않음. 원의 면적은 지름의 제곱에 비례하고 구의 체적은 지름의 세제곱에 비례함을 이용)
제13권 : 정사면체, 정육면체, 정팔면체, 정십이면체, 정이십면체의 다섯 종류만이 정다면체임을 증명하고 있다.

 

한글 완역본은 현재 교우사에서 1997~2002년에 펴낸 9권짜리 시리즈다. 구성이 이원화돼 있다. 우선 앞의 4권(가~라)에서 원론 13권을 실었다. 이어 후반 5권(마~자)에서 각 권의 해설을 맡았다.

 

올해 5월 교우사에서 개정판을 내기 시작했다. 우선 가권과 마권(가권의 해설서)이 각각 『기하학원론 평면기하 가 제1권 (상)』과 『기하학원론 평면기하 가 제1권 (하)』로 제목을 바꿔 달고 나왔다. 출판사에 문의해보니 나권과 나권의 해설서(사권)는 이달 나올 예정이라고 한다. 아마도 한데 묶일 모양이다. 한두 달 터울로 개정판이 나올 것이라 하니 넉넉잡아 연말께는 모든 개정판을 볼 수 있겠다.

 

유클리드의 《원론》은 근 2천 년 동안 인류의 수학적 보고였다. 우리가 배운 정수와 기하 등 수많은 수학의 공리가 《원론》에서 유래된 것이다.

 

《원론》은 철학적 수고와 논리적 사고 등을 위해 현대인들도 기꺼이 정독할 가치가 높다. 특히 기하학을 공부하는 학생들은 정리와 증명 등 기초를 차근차근 익힐 수 있어 더 좋겠다.  도서출판 자음과모음에서 학생들을 위해 쉽게 정리한 《원론》 시리즈를 펴내기도 했다.

 

한편 미 클라크대 수학·컴퓨터학과 David E. Joyce교수는 《원론》의 풀 버전을 온라인(https://mathcs.clarku.edu/~djoyce/java/elements)에 제공하고 있다.

 

기하학원론 평면기하 가 제1권 (상)

유클리드 저/이무현 역
교우사(오판근) | 2018년 05월

 

기하학원론 평면기하 가 제1권 (하)

유클리드 저/이무현 역
교우사(오판근) | 2018년 05월

 

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2023.04.26

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