지난 연말 온라인 논문 투고 사이트인 arXiv.org에 흥미로운 논문이 게재되었다.

제목은 Constellations in prime elements of number fields, 저자는 일본 도호쿠 대학(Tohoku University)의 Wataru Kai, Masato Mimura, Akihiro Munemasa, Shin-ichiro Seki, Kiyoto Yoshino의 다섯 명이었다.

이 논문은 유명한 그린-타오 정리(Green-Tao Theorem)를 일반화한 것이다. GT 정리는 소수만으로 이루어진 임의의 길이의 등차수열이 존재한다는 것으로, 예를 들어 3-5-7은 길이 3, 5-11-17-23은 길이 4인 등차수열이다.

이 정리를 대수적 수체(algebraic field)로 확장하여, 대수적 정수 가운데 소수에 해당하는 수들의 집합을 생각할 때, 어떤 모양의 배열이든 항상 찾을 수 있다는 것이 일본 수학자들이 얻은 아름다운 결과였다.

며칠 전 KAIST 수학과에서 주관하여, 이 결과에 대한 강연이 온라인으로 개최되었다. 공저자인 Wataru Kai 교수가 발표를 시작하면서, 2006년에 시작했던 우리나라 드라마 "눈의 여왕"을 언급해서 깜짝 놀랐다. 내가 이 드라마의 자문위원 가운데 한 명이었기 때문이다.

저 문제는 드라마 막바지에 제시되는데, 지금은 고등과학원(KIAS)에 계신 김정한 교수님이 작가들에게 제시한 것이었다. 사실 너무 유명한 문제였고, 방송이 시작된 해인 2006년에 필즈 메달을 수상한 Terence Tao의 대표적 업적이어서, 나는 드라마에 사용하기에는 곤란하다고 반대했지만 작가들이 비주얼을 그런대로 잘 살려내어 나쁘지 않은 선택이었다.

강연이 끝나기 전에 나가야 해서 끝까지 못 들어 아쉬웠는데, 호스트였던 교수가 발표자에게 이 문제에 관심을 가지게 된 계기를 물어보고 나에게 답변을 전해주었다.

공저자 중의 한 명인 Shin-ichiro Seki 교수가 학생일 때 드라마 "눈의 여왕"을 처음 보았고, 드라마에 나온 GT 정리에 관심이 생겨 세부적인 부분까지 모두 공부했다고.

작년(2020년), 코로나 바이러스 때문에 학회고 뭐고 아무 데도 못 가는 상황에서, 도호쿠 대학 교수들이 Seki 교수에게 GT 정리를 가르쳐 달라고 했고, 이 강연을 바탕으로 일반적인 대수적 수체로 확장한 문제에 도전하여 결국 해결한 것이었다.

이 이야기를 "눈의 여왕" 작가들에게 전했더니 아주 기뻐하며 일본 수학자들에게 감사 인사를 전해달라고 했다.

트위터와 페이스북에도 이 이야기를 올렸는데, 어제 이 이야기의 주인공인 Shin-ichiro Seki 교수가 트위터에 댓글을 달았다!

고등학생 때 K-드라마 팬이던 어머니께서 "눈의 여왕"을 추천해서 보게 되었고, 드라마뿐만 아니라 GT 정리와도 사랑에 빠졌다고. 이렇게 시작된 인연이 멋진 정리를 증명하는 데 이르렀고, 증명을 발표하는 현장에 그 드라마  자문을 맡았던 사람이 참석했고, 이 흥미로운 이야기가 작가에게도 전해졌으니 정말 놀랍고 신기한 인연이었다.

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