2015년 6월 1일부터 6월 9일까지, 독일/스위스 일대로 수학여행을 다녀왔다. 6월 1일 오전 7시에, 학교를 출발하여, 버스로 인천 공항까지 이동하였다. 그리고, 약 11시간 정도 비행기를 탄 후, 현지 시각 6월 1일 오후 5시에 독일 프랑크푸르트에 도착하였다. 그리고, 공항 근처의 식당에서 식사를 한 후, 버스를 타고 라이프치히로 이동하였다. 약 4시간 정도 이동하여, 12시가 거의 다 되어, 호텔에 도착하였다. 독일이 한반도의 약 1.6배의 면적을 갖는, 매우 큰 나라임을 실감할 수 있었다. 라이프치히로 이동하면서 가이드 선생님께서는 독일의 전반적인 특징에 대해 설명해 주셨다. 먼저, 프랑크푸르트는 독일의 도시들 중 인구가 5번째로 많은 도시라고 하셨다. 또한, 땅이 매우 넓기 때문에 대부분의 건물이 1층 건물이라고 하셨다. 일부 높은 건물들은 보통 은행 건물이며, 2차 세계대전 이후 재건된 건물들이라고 하셨다.


6월 2일 오전에는 막스 플랑크 연구소를 방문하였다. 막스 플랑크 연구소 방문이 첫 번째 공식 일정이었는데, 이런 공식 일정들을 미리 예약하시고, 준비해 주신 선생님들께 매우 감사하다는 생각이 들었다. 이런 연구소 방문을 통해, 연구소들에서 구체적으로 어떤 연구를 진행하고 있는지 알 수 있었고, 앞으로 목표를 이루기 위해 더 열심히 노력해야겠다는 생각을 하게 되었기 때문이다. 먼저, Max Planck 연구소에서는 수리 과학, 물리, 화학 등 다양한 분야에 대한 연구가 이루어지고 있으며, 우리는 수리 과학 분야를 연구하시고 계시는 교수님께 강의를 들었다. Max Planck 연구소에는, 상주하는 연구원보다는 6개월~1년 정도 일하고 가는 연구원이 많으며, 수학을 자연과학에 적용하는 연구뿐 아니라, 자연과학을 수학에 적용하는 연구도 진행하고 있다고 하셨다. 그리고, Moser의 문제를 소개해 주셨다. 원 위에 n개의 점이 있으며, 임의의 두 점을 잇는 선분을 모두 그렸을 때, 원은 최대 몇 개의 공간으로 분할될 수 있는지를 구하는 문제였다. 나는 이 문제의 풀이 방법을 간단히 알고 있었다. 하지만, 교수님께서 설명해주신 풀이를 보니, 비슷한 풀이였지만, 약간 다른 개념을 도입하고 있었다. 한 수학 문제의 풀이 방법은 매우 다양하며, 다양한 풀이를 공부하는 것이 수학 실력 향상에 큰 도움이 된다는 것을 다시 한 번 깨달을 수 있었다. 교수님의 강의가 끝난 후에는, 연구실/도서관을 방문하는 등 연구소를 견학하였다. 점심식사를 한 후, 구시청사, 니콜라이 교회, 토마스 교회, 바흐 박물관 등 라이프치히의 명소들을 관광하였다. 가이드 선생님께서 충분한 설명을 해 주셔서, 각 관광지들이 가지는 의미들을 충분히 이해할 수 있었다. 그리고, 드레스덴으로 이동하여 쯔빙어 궁전, 교회 등 명소들을 관광한 후 호텔로 이동하였다.


6월 3일 오전에는 드레스덴 프라운호퍼 연구소(IKTS)와 드레스덴 공대 Medical Theory Center를 방문하였다. 프라운호퍼 연구소에서는, 먼저 교수님께서 간단한 소개 강의를 해 주셨다. 그리고, 5개의 팀으로 나누어 Lab을 방문하였다. 나는 SHM Lab(Structural Health Monitoring Lab)을 방문하였다. 이 실험실에서는 파동을 이용하여 물질의 구조를 분석하는 방법을 연구하고 있었다. 이 실험실에서 이루어지는 실험들의 원리는, 다음의 상황을 보면 쉽게 이해할 수 있다. t초의 시간 간격을 두고 천둥과 번개가 쳤다고 하자. 그러면, 우리는 빛과 소리의 속도를 이용해, 관측 지점부터 번개가 친 지점까지의 거리를 계산할 수 있다. 이것이, SHM Lab에서 이루어지는 실험들의 기본적인 원리였다. 실제로 파동의 속도는 매질에 따라 변할 수 있기 때문에, 파동 방정식을 이용한 계산이 필요하다고 한다. Lab 견학을 마친 후에는, 5팀이 모두 모여, 팀별로 대표 1명이 방문한 Lab에서 보고 들은 내용들을 간단히 요약하여 발표하는 시간을 가졌다. 나는 SHM Lab에서 이루어지고 있는 실험을 요약하여 발표하였는데, 실험실에서 보고 들은 것을 발표할 수 있었던 것은 매우 좋은 기회라는 생각이 들었다. 지금까지 내가 Lab 견학을 했을 때에는 실험실에서 어떤 실험들이 이루어지고 있는지 소개해 주는 것이 전부였다. 하지만 이렇게 Lab 견학을 마치고, 그 내용을 요약하여 발표하는 시간을 가지니, 실험실에서 보고 들은 내용들을 정리할 수 있었으며, 이 과정에서 실험과 관련된 또 다른 의문점이 생겨, 이것을 교수님께 질문함으로써, 더 많은 내용들을 얻어갈 수 있었다.


다음으로, 드레스덴 공대 Medical Theory Center를 방문하였다. 드레스덴 공대에서도 5개의 팀으로 나누어, 대학 실험실들을 견학하였다. 교수님께서는 실험실에서 어떤 실험이 이루어지고 있는지 ppt로 간단히 소개해 주신 후, 실험실에 있는 다양한 실험 기구들을 소개시켜 주셨다. 그런데, 실험 기구들을 소개시켜 주실 때, 이 실험 기구들이 구체적으로 어떤 실험에 어떻게 사용되는지 자세히 말씀해 주시지 않았던 점이 아쉬웠다. 드레스덴 공대 Medical Theory Center 방문을 마치고, 대학 구내 식당에서 점심 식사를 한 후, 프랑크푸르트에 있는 호텔로 이동하였다. 프랑크푸르트로 이동하면서, 가이드 선생님께서는 독일의 교육 제도에 대해 간단히 설명해 주셨다. 독일의 교육 제도 중 특징적이었던 것은, 9학년에 3주 동안 학교를 가지 않고, 일을 해 보는 교환학생 같은 제도가 있다는 것이었다. 이런 교육 제도는 진로 탐색에 매우 큰 도움이 될 것이라는 생각이 들었다.


6월 4일 오전에는 하이델베르크로 이동하였다. 하이델베르크는 대학 도시, 관광 도시로 유명한데, 인구 약 15만 명 중, 약 5만 명이 학생이라고 한다. 하이델베르크에서 하이델베르크 대학, 구시가지, 하이델베르크 성, 철학자의 길 등 명소를 관광한 후, 스위스 제네바 근처의 호텔로 이동하였다. 6월 5일 오전에는 CERN(유럽원자핵공동연구소)을 방문하였다. 먼저, 교수님께서 CERN에 대해 간단히 설명해 주셨다. 그리고, 실험실로 가서, 입자 가속기 내부의 온도는 어떻게 유지하며, 자기장의 방향은 어떻게 조절하는지 등 입자 가속기의 전반적인 특징들에 대해 설명해 주셨다. 마지막으로, 실제로 입자가 가속되는 전체 과정과 반물질의 존재를 밝히기 위해 ISS(국제 우주 정거장)에서 이루어지는 실험들을 설명해 주셨다. 나는 미래에 양자 정보 분야를 연구하는 물리학자가 되는 것이 꿈이며, 이후 CERN이나 NIST(미국표준기술연구소) 등에서 연구를 하고 싶었다. 그래서, 이렇게 수학 여행을 통해 CERN을 방문할 수 있었던 것이 매우 큰 도움이 되었다. CERN 견학을 통해, 먼저, CERN에서는 사용되지 않는 물리학 이론이 없다는 생각이 들었다. 매우 작은 입자의 움직임을 연구하는 것이므로, 양자역학을 고려하지 않을 수 없으며, 빛의 속도에 가까운 속도로 움직이는 입자들을 연구하는 것이므로 상대론을 고려하지 않을 수 없을 것이다. 또한, 입자가 자기장에서 받는 힘으로 인해 입자가 가속되는 것이므로 전자기학을 고려하지 않을 수도 없을 것이다. 뿐만 아니라, 반물질의 존재 등 아직 물리학에서 밝혀지지 않은 것들이 매우 많다는 것을 다시 한 번 실감할 수 있었다. 이후, CERN 구내 식당에서 식사를 한 후, UN 제네바 본부로 이동하였다. UN 제네바 본부에서는, UN에서 하고 있는 활동들, 각 국가에서 준 선물들 등을 소개해 주셨다. UN 제네바 본부 견학을 마친 후, 스위스 인터라켄으로 이동하였다.


6월 6일 오전에는 산악열차를 이용하여 알프스의 최고봉인 융프라우 등정을 하였다. 얼음궁전 등을 볼 수 있었다. 그리고 루체른으로 이동하여, 카펠교, 빈사의 사자상 등 명소를 관광한 후, 루체른에서 자유탐사 시간을 가졌다. 6월 7일에는, 프랑크푸르트를 경유하여 쾰른으로 이동한 후, 쾰른 대성당, 시청사, 초콜릿 박물관 등 명소를 관광하였다. 특히, 쾰른 대성당은 1248년부터 1880년까지, 매우 오랜 시간에 걸쳐 지어진 고딕 양식의 건축물인데, 그 규모가 매우 컸다. 6월 8일에는 프랑크푸르트로 이동하여 괴테하우스, 뢰머 광장, 시청사 등 명소 관광을 한 후, 프랑크푸르트 공항으로 이동하였다. 현지 시각 오후 7시에 프랑크푸르트를 출발하여, 한국 시간으로 오후 12시 20분에 인천 공항에 도착하였다.


이번 수학 여행을 통해 다양한 명소 관광과 식사를 통해, 새로운 문화를 경험할 수 있었으며, 다양한 연구소 방문을 통해, 실제로 연구소에서는 연구가 어떻게 진행되고 있는지 알 수 있었고, 앞으로 목표를 이루기 위해 더 열심히 노력해야겠다는 생각이 들었다. 매우 유익한 시간이었으며, 이런 기회를 마련해 주신 선생님들께 다시 한 번 감사하다는 말씀을 드리고 싶다.