현 정부가 4대강 사업 및 유지관리에 매년 천문학적인 돈을 투자하였다. 기존 하천시설 외에 4대강 시설에 대한 보수점검, 홍수피해나 긴급한 문제해결을 위한 대수선, 4대강 시설에 대한 안전진단 비용, 강바닥을 파내는 하도 준설비 등 현 정부의 명운을 건 대역사였지만 평가는 그렇게 만족하지 못한 것 같다. 예산이 한곳으로 집중되는 까닭에 다른 건설경기가 침체돼 서민들의 경제가 힘들어졌고 사전조사가 충분하지 못해 자연환경도 많이 파괴됐다고 평가를 하는 견해도 많다.

강은 왜 흐르는가? 중력은 물을 높은 곳으로부터 낮은 곳으로 흐르게 하기 때문이다. 자연은 항상 가장 효과적인 방법으로 작용한다. 그러나 물이 낮은 곳으로 흐르는 가장 효과적인 방법은 분명히 직선인데 강은 직선으로 흐르지 않고 곡선으로 흐른다. 강의 친숙한 비틀림과 굴곡을 꼬부랑길이라고 부른다. 고대에는 마이안드로스(Maiandros)라고 불렀지만 현재 멘데레스(Menderes)라고 부르는 터키의 어떤 특별한 강으로부터 유래되었다고 한다.

강은 왜 꼬부랑길을 따라 흐를까? 강은 가장 적게 일을 하는 경로를 찾기 때문에 꼬부랑길이 형성된다. 이것은 컴퓨터의 도움을 받아서 수학적으로 입증할 수가 있다. 강은 흐르면서 좀 더 단단하거나 좀 더 부드러운 서로 다른 지형과 마주치고 이에 따라 가장 쉬운 경로를 따라 흐르려는 경향이 있다고 추측할 것이다. 그러나 매우 균질한 지형을 통과해서 흐르는 강도 꼬부랑길을 형성한다. 특히 빙하 밑으로 흐르는 강도 꼬부랑길을 형성하고 바다의 조류도 멕시코 만류와 같이 꼬부랑길을 따라 흐른다. 그리고 모래 바닥을 흐르는 인공적인 강을 만들면 처음에 아무리 똑바르게 흐르기 시작하더라도 결국 꼬부랑길을 형성하게 된다. 분명히 확실한 증거에서 꼬부랑길을 만들며 흐르는 모든 강은 굴곡의 정도는 다를 수 있지만 세계 어디에 있더라도 전반적으로 똑같은 형태를 갖고 있다.

그리고 강은 왜 굽이쳐 흐르는가? 아인슈타인이 처음으로 제시한 답은 수학에서 발견된다. 현대의 연구를 통해 굽이쳐 흐르는 강은 강에서 물 입자에 제멋대로의 행동을 허락할 때 가능한 한 가장 적은 일을 하는 가장 효율적인 경로를 따른다는 아인슈타인의 가정이 확증되었다.

물의 경로에서 이런 제멋대로의 변동은 강둑을 침식시키고 그 결과로 퇴적물을 만들어서 꼬부랑길을 형성하는데 이것은 강물의 속도 및 지형의 형태 등과 같은 많은 변수와 관련된 꽤 복잡한 과정을 거칠 것이다. 컴퓨터 모의실험으로 확인할 수가 있지만 이 설명에 대한 논박의 의견도 있다.

현 정부의 대명사인 4대강 사업에는 분명히 장단점이 있었다. 차기 정부는 4대강 사업에 대한 유지보수 계획을 수립할 때 반드시 관련기관에서 전문가를 동원해 친환경적이고 자연을 최대한 활용할 수 있는 계획을 수립할 수 있도록 노력을 해야 한다. 자연의 법칙을 거스르며 허술한 계획을 세우면 언젠가는 대재앙이 따른다는 것을 역사는 증명해 왔기 때문이다.

/김용수·김용수수학학원 원장