삼 일 문화상 수상 소감 | main 
 연세대 학교 계산 과학 공학 과 서진근 교수 
 Jin Keun Seo , Prof of CSE & Director of BK 21 + 
 Haeeun Han 
 csedept @ yonsei . ac . kr 
 yonseicsedept @ gmail . com 
 대한 수학회 2016 년 9 월 호 잡지 ( 3 . 1 문화상 수상 소감 , 서진근 ) 
 우선 오랜 전통 과 권위 를 자랑 하 는 3 . 1 문화상 ( 학술 상 ) 의 영예 를 받 을 수 있 도록 도와 주 신 모든 분 들 에게 감사 를 드립니다 . 수상 소감 은 순수 수학자 였 던 필자 가 의공학 의 새로운 영역 에 도전 하 게 되 는 과정 과 목표 에 벗어난 현학 적 인 연구 로 시간 을 낭비 하 기 도 했 던 자신 에 대한 반성 을 애기 하 고자 한다 . 
 2001 년 12 월 31 일 밤 11 시 쯤 에 미네소타 를 안식년 을 보내 던 필자 는 우응제 , 권오인 교수 에게 이메일 ( “ 노벨상 받 는다 ” ) 을 보냈 다 . 그때 , 필자 는 생체 를 MRI 장치 내 에서 회전 하 지 않 고 생체 내 의 도전 율 및 전류 밀도 영상 을 동시 에 얻 어 내 는 방식 을 골똘히 생각 하 고 있 었 는데 , 갑자기 환상 적 인 수리 모델 이 떠올랐 다 . 그 아이디어 는 주입 전류 에 의해 유기 된 자기장 의 z - 방향 성분 의 라플라 시안 이 도전 율 분포 의 변화 를 전류 밀도 의 수직 방향 으로 측정 할 수 있 다는 것 이 다 . 그 이후 우리 는 목표 향해 닥치 고 전진 하 였 다 . 문제점 이나 난관 이 발견 되 면 , 전공 에 상관없이 지구 끝 까지 쫓아가 서 우리 스스로 문제 를 해결 해 내 려고 했 다 . 수치 시뮬레이션 을 시작 으로 , 수많 은 난관 을 헤치 고 동물 실험 까지 새 역사 를 써 가 며 거침없이 전진 하 였 다 . 그러나 , 마지막 골 인지 점 ( 임상 에 적용 ) 바로 직전 에서 마지막 난관 을 넘 지 못하 고 멈춰 버렸 다 . 
 우리 의 가장 큰 문제 는 이런 난관 에 봉착 할 때 마다 , 이론가 로서 쉬운 현학 적 인 연구 에 빠지 기 쉽 고 , uncertainty 문제 로 귀찮 은 ( 실제 상황 에서 중요 한 가치 를 지닌 ) 연구 는 후 순위 로 밀린다는 것 이 다 . 이런 문제 를 수없이 반성 하 고 고민 해 왔 지만 , 여러 가지 현실 적 인 이유 ( 학계 와 저널 은 현학 적 인 연구 를 멋있 어 하 는 경향 이 있 음 ) 로 과감 하 게 떨치 지 못하 고 있 다 . 
 과거 를 거슬러 올라가 보 면 , 필자 는 교수 가 되 고 나 서 까지 도 시나리오 창조 능력 이 매우 취약 해 , 문제 해결 형 수학 에 몰입 할 수 밖 에 없 는 한계 를 가지 고 있 었 다 . 대학원 시절 , 지도 교수 ( Eugene Fabes ) 로 부 터 배운 것 은 어려운 수학 이란 없 다는 것 이 다 . 주위 에서 무척 어렵 다고 하 는 이론 도 ( 증명 을 따라가 는 대신 ) 수식 내 의 연관 성 을 머릿속 으로 그려 가 며 몰입 하 면 어렵 지 않 게 이해 한다는 것 이 다 . 그러나 , 지나친 몰입 은 불면증 을 동반 하 고 , 전체 를 바라보 는 시야 를 흐리 게 하 여 , 지엽 적 인 것 에 올 인하 게 되 어 자기 만족 에 빠지 는 경향 이 있 다 . 결국 감기 몸살 에 시달리 고 나서 야 , 자신 을 되돌아보 며 반성 하 는 듯 하 다 . 늘 균형 잡힌 시각 에 대해 고민 을 하 지만 , 필자 자신 의 능력 의 한계 성 으로 인해 자꾸 편협 한 이론 에 빠지 는 경향 이 있 다 . 그래서 , 필자 는 이론 과 현실 검증 이 라는 iteration process 이 실행 할 수 있 는 시스템 을 갖추 려고 부단히 노력 했 던 것 같 다 . 
 필자 는 IMF 시작 무렵 인 1998 년 부터 역문 제 의 순수 이론 연구 에서 벗어나 실질 적 인 응용 연구 에 관심 을 갖 기 시작 했 다 . 그 무렵 필자 의 연구실 에 는 당시 대학원 생 이 였 던 김성환 ( 한밭 대 교수 ) , 우현 균 ( 과학 기술대 교수 ) , 윤정 록 ( Clemson U . 교수 , 당시 KAIST 학생 ) 과 포스트 닥터 였 던 권오인 ( 건국대 교수 ) 가 있 어 응용 연구 를 수행 할 수 있 었 다 . 세미 나중 우리 가 필요 로 했 던 공학 적 인 지식 을 다루 는 E . J . Woo 의 논문 을 읽 게 되 었 는데 , 그 가 1999 년 겨울 응용 수학 포럼 ( KSIAM 전신 ) 에서 자신 을 소개 할 때 까지 중국인 으로 추측 했었 다 . 우응제 교수 와 의 만남 을 통하 여 우리 수학 팀 은 공학 기술 의 한계 에 의한 실질 적 인 제한 요소 를 이해 하 게 됐 고 , 순수 이론 에서부터 생체 실험 에 이르 기 까지 검증 가능 한 체계 적 인 연구 를 수행 할 수 있 었 다 . 
 2000 년 초 연구 모임 에서 우응제 교수 는 자기 공명 임피던스 단층 촬영 법 ( Magnetic Resonance Electrical Impedance Tomography , MREIT ) 문제 를 토론 의 주제 로 제기 했 고 , 우리 는 이 문제 에 즉각 적 으로 막대 한 관심 을 가지 게 됐 다 . MREIT 에서 는 주입 전류 에 의해 유기 된 인체 내부 의 자속 밀도 분포 를 자기공명영상 시스템 으로 측정 한 뒤 , 이 를 이용 해 인체 내부 의 도전 율 영상 을 계산 하 여 화면 에 출력 한다 . 도전율 과 주입 전류 에 의해 유기 된 자속 밀도 사이 의 관계 는 복잡 한 비 선형 성 을 가지 고 있 기 때문 에 , 자기 공명 임피던스 단층 촬영 법 에서 는 다른 의료 영상법 들 에 비하 여 매우 복잡 한 이론 적 해석 과 정교 한 영상 복원 알고리즘 의 개발 이 필요 하 다 . 필자 는 우응제 , 권오인 교수 와 수학 이론 을 통한 수리 모델링 에서부터 , 알고리즘 개발 , MRI 계측 방식 , 임상 실험 에 까지 여러 분야 의 지식 을 상호 연계 하 고 융합 하 는 체계 적 인 연구 를 수행 하 였 다 . 
 우리 연구 팀 은 도전율 과 측정 데이터 사이 의 비 선형 적 인 연관 성 을 기술 하 는 Biot - Savart 법칙 을 분석 해 , 측정 된 Bz 데이터 의 2 차 미분 인 Laplacian 이 도전 율 분포 의 등전위면 방향 변화 율 을 감지 한다는 사실 을 규명 했 다 . 두 개 의 서로 독립 된 ( linearly independent ) 전류 주입 에 의해 측정 대상 영역 에서 유기 된 두 종류 의 전류 밀도 벡터장 이 이루 는 평행사변형 의 면적 이 모든 영역 에서 0 이 아니 라면 , Bz 데이터 만 으로 충분히 도전율 의 공간 변화 를 완벽 하 게 표현 해 낼 수 있 음 을 이론 적 으로 증명 한 것 이 다 . 또한 수학 에서 의 기하학 적 인덱스 이론 ( Geometric index theory ) 을 이용 하 여 측정 대상 물체 의 표면 에 적절 하 게 두 쌍 의 전극 을 배열 하 면 , 주입 전류 에 의해 유기 된 두 종류 의 전류 밀도 벡터장 이 이루 는 평행사변형 의 면적 이 모든 영역 에서 영 이 아님 을 증명 했 다 . 이러 한 수학 적 이론 을 통해 도전율 의 표현 공식 을 유도 했 고 , 무 회전 MREIT 의 핵심 알고리즘 인 harmonic Bz 알고리즘 을 이 도전 율 표현 공식 을 기반 으로 개발 하 게 되 었 다 . 이 표현 공식 은 도전율 과 측정 데이터 사이 의 비 선형 성 으로 인해 암묵 적 형태 ( implicit form ) 로 표현 되 나 고정 점 이론 ( fixed point theory ) 을 쓸 수 있 도록 구성 되 어 있 다 . 즉 , 수축 매핑 성질 ( contraction mapping property ) 을 갖 도록 표현 되 어 있 어 반복법 ( iteration method ) 을 적용 할 수 있 다 . 이때 , 흥미 로 는 점 은 EIT ( electrical impedance tomography ) 에서 도전율 의 국소 변화 가 전류 밀도 의 변화 에 둔감 ( ill - posedness ) 하 다는 치명 적 인 단점 을 장점 으로 활용 했 다는 것 이 다 . 
 무회 전 MREIT 의 개념 을 세계 최초 로 제안 한 이후 , 세계 학계 의 주목 을 받 기 시작 했 고 , 그 이후 관련 수학 이론 과 실험 기술 이 빠르 게 발전 했 다 . 이렇게 개발 된 새로운 무 회전 MREIT 방식 은 현존 하 는 도전 율 영상 기술 중 에서 공간 해상도 가 가장 뛰어나 다고 학계 에서 인정받 고 있 다 . 그리고 , 세계 최초 로 동물 및 인체 MREIT 실험 에 성공 했 다 . 
 2000 년 대 초기 에 우리 전기 임피던스 영상 연구실 ( IIRC ) 에 참여 한 대학원생 과 포스트 닥터 들 이 이제 다양 한 분야 에서 성공 적 으로 활동 하 고 있 다 . 특히 , 권오인 ( 건국대 교수 ) , 윤정 록 ( Clemson U . 교수 ) , 박춘재 ( 건국대 교수 ) , 김성환 ( 한밭 대 교수 ) , 이석호 ( 동서대 교수 ) , 김용정 ( KAIST 교수 ) , 오동 인 ( 경희대 교수 ) , Liu Jijun ( Southeast U . 교수 ) , Mourad Sini ( Johann Radon Institute , Senior scientist ) 등 은 자신 의 분야 에서 우뚝 선 과학자 로 성장 했 다 . 
 MREIT 기술 은 우리 가 세계 적 인 경쟁력 을 가지 고 있 으나 , 임상 에 적용 하 기 위해선 해결 해야 할 몇 가지 문제 ( 측정 시간 단축 , 주입 전류 의 감소 ) 가 남 아 있 다 . 필자 는 마지막 관문 앞 에서 현학 적 인 연구 에 시간 을 소모 하 는 자신 을 바라보 며 “ 내 가 무 었 을 하 고 있 지 ? ” 하 며 자책 하 곤 했 다 . 그저 “ 열심히 연구 하 기 만 하 면 되 지 “ 하 는 자기 만족 은 낙엽 같 은 논문 만 생산 한다 . 현실 적 인 난관 을 넘 기 부담 스러우 면 , 혼자 서 도 할 수 있 는 논리 의 완벽 성 에 집착 하 며 , 제한 적 인 상황 에서 결론 을 도출 하 려는 경향 이 있 다 . 이 는 혁신 보다 는 자신 이 설정 한 협소 한 틀 안 에서 극히 지엽 적 인 문제 에 세월 을 보내 는 듯 하 다 . 
 외국 을 다니 며 강연 하 다 보 면 , 영어 를 좀 잘 했 으면 훨씬 편하 게 연구 할 수 있 겠 다는 생각 을 하 곤 한다 . 그러나 , 한편 으론 영어 권 에서 태어나 지 않 은 것 을 감사 하 게 생각 한다 . 영어 권 의 유명 대학 교수 의 상당수 는 유창 한 영어 구사 로 새로운 틀 의 창조 는 없이 , 최근 의 연구 경향 만 을 파악 해 가 며 기존 연구 의 개선 만 으로 생존 해 나가 기 도 한다 . 최근 필자 도 체력 과 집중력 을 요하 는 창조 를 되 도록 피하 려고 하 고 , 연구자 문 을 하 며 기존 이론 을 개선 하 는 데 많 은 시간 을 보내 고 있 다 . 연구 조직 에 대한 부담감 과 실용 적 인 연구 결과 에 대한 책임감 에서 벗어나 고 싶 나 보 다 . 3 . 1 문화상 에 누가 되 지 않 도록 마음 을 다시 잡 아야 겠다 . 
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