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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 복소수에서 배우는 상생의 원리

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"복소수는 균형과 조화를 알려주는 개념"
"4차 산업혁명 시대, 불평등과 차별 해소 노력해야"

복소수를 기억하십니까? 

고등학교 수학 시간에 '복소수'(Complex number)라는 개념을 배운다. 실수와 허수의 합으로 이뤄지는 수를 말하는데, 사실 듣기만해도 골치가 아프다. 대부분 사람들이 까맣게 잊었을 것이다.

이런 골치 아픈 개념을 꺼내 든 이유는 이 개념이 4차 산업혁명에서 살아남기 위해 필요해서다. 복소수는 실수부와 허수부로 나누고 허수부는 보통 'i' 또는 'j'로 표현한다. 실수는 우리가 아는 것처럼 제곱을 하면 양수가 된다. 설사 음수라 하더라도 제곱을 하면 양수가 된다. 음수와 음수의 곱은 양수가 되기 때문이다. 그런데 허수인 'j' 는 제곱하면 -1 이 된다. 그래서 실존하지 않는 수라 하여 허수라고 한다.

고등학생 때는 머리를 쥐어 짜매고 복소수 계산을 열심히 해 시험에 임한다. 그런데 왜 이런 숫자가 우리에게 필요한 지에 대한 토론은 없다. 오로지 시험을 위한 공부다.

그런데 복소수는 유용하다. 우선, 학문의 세계에서 복소수 개념은 광범위하게 쓰인다. 대학 이후 전공 문제 해석, 그리고 지금도 실제 설계 문제에 복소수를 사용한다. 복소수는 상상의 결과지만 실제로는 회로, 안테나, 시스템 설계에 아주 많이 사용된다.

대학원 신입생을 뽑을 때, 면접을 보는데 이러한 문제를 칠판에 그린 뒤 학생들이 풀게 한다. 결과적으로 물리량의 크기와 위상을 묻는 문제기도 하다. 결과가 실수 지수함수인지, 정현파 삼각함수인지, 위상을 파악하는 지 묻는다. 그리고 위상을 잘 아는 학생은 학부에서 배운 과목의 개념을 확실히 익힌 학생이다.

지수 함수에서 변수 x를 허수로 표현하면 바로, 이 허수가 정현파 삼각함수의 위상을 나타낸다. 삼각함수를 복소수 지수함수로 표현하면 삼각함수의 미적분, 곱하기 나누기, 더하기 등등의 복잡한 삼각함수의 계산을 더하기 빼기 곱하기 나누기의 단순한 수식으로 풀 수 있다.

그런데 회로이던 전자파이던 최대의 전력을 공급하기 위해선 전류와 전압이 같은 위상이어야 한다. 위상이 바로 0이어야 한다. 그럼 시스템 혹은 회로, 안테나의 전류와 전압의 관계를 표시하는 그 임피던스(전류가 흐르기 어려운 정도)의 복소수 허수 성분이 0이 돼야 한다. 위상이 0도가 되면 허수 값이 0이 되기 때문이다.

복소수의 근간은 균형과 조화

임피던스의 허수 부분이 0이란 얘기는 실제 회로에선 캐패시터(축전기)에 저장된 전력과 인덕터(전압을 유도하는 코일)에 저장된 전력이 같고 서로 주거니 받거니 하면서 서로 사이 좋게 지내야 한다.

마찬가지로 안테나에서도 전기장 에너지와 자기장 에너지가 균형을 맞춰야 한다. 서로 균형과 조화가 필요하다. 그래서 전기공학 전자공학 학생들은 복소수로 표현되는 임피던스를 열심히 계산한다. 이 뿐만 아니나 물리 기계 등 분야도 시스템의 특성을 복소수로 표현하고, 그 분석을 많이 한다. 복소수가 상상의 함수지만 아주 유용하다.

우리 사회도 균형과 조화가 필요한 부분이 많다. 가정에서 수도권과 지방의 발전, 정규직과 비정규직의 배려, 기업과 노동자의 협력, 정치에서 여야 협상 등 이루 헤아릴 수 없이 많다.

4차 산업혁명 시대에는 많은 전력 공급이 필요하다. 클라우드 컴퓨터와 데이터 센터를 위해 원자력 발전소를 세워야 할 수도 있다. 인공지능 알고리즘이 돌기 위해선 더 많은 전기가 필요하다. 자율주행 전기차 시대가 도래하면 그 만큼 더 많은 전기 에너지가 필요하다. 자율주행 자동차의 인공지능이나 센서보다 전력 확보가 더 중요할 지 모른다. 사물 인터넷 시대에 센서에 공급하는 전력도, 무선 인터넷 통신에 필요한 RF(무선 주파수) 전력도 증가한다.

4차 산업혁명은 전기 에너지를 먹고 산다. 이런 전기 에너지를 효율적으로 최대 전달하기 위해선 크게는 나라 전체, 작게는 작은 반도체 하나의 임피던스 복소수의 허수 부분을 0으로 설계해야 한다. 그러기 위해선 4 차 산업혁명에도 균형과 조화가 필요하다. 복소수에는 상생의 개념이 들어 있는 듯하다.

<김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수>

 

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엔비디아판 '나를 사랑한 스파이' [서울=뉴스핌] 오상용 기자 = 인공지능(AI) 반도체 시장을 선도하는 엔비디아(NVDA)의 젠슨 황 최고경영자(CEO)가 중국 스파이로 의심받는 여성과 불륜 관계를 맺은 사실이 드러나면서 미국 국가안보를 뒤흔드는 스캔들에 휘말렸다. 술집에서 시작된 인연은 은밀한 밀회로 이어졌고 상대 여성의 중국 스파이 의혹이 불거지면서 '사장님'의 불륜은 시총 4조3000억달러의 회사를 뒤흔드는 악몽으로 돌변했다. 월스트리트저널(WSJ)은 9일(현지시간) 젠슨 황과 싱가포르 데이터센터 기업 메가스피드의 임원이던 앨리스 황의 관계가 어떻게 미국 국가안보 스캔들로 번졌는지 상세히 보도했다. 두 사람의 첫 만남은 2024년 3월 미국 캘리포니아에서 열린 엔비디아 행사였다. 기업인들의 일상적 모임으로 끝나지 않고, 둘의 재회는 석달 뒤 타이베이의 칵테일 바에서 이뤄진다. 그날 기술기업 임원들이 모인 자리에서 앨리스 황은 젠슨 황과의 친분을 과시("젠슨은 나의 아주 친한 친구")하며 그에게 술자리로 오라는 문자를 보냈다. 실제 몇 분 뒤 젠슨 황이 등장하자 좌중의 놀라움은 컸다. 젠슨 황은 위스키를 주문하고 자리에 모인 사람들과 잠시 이야기를 나눈 뒤 피곤하다며 혼자 자리를 떴다고 한다. 당시 소셜미디어에 공개된 사진에는 트레이드마크인 검은 가죽 재킷을 입은 젠슨 황이 진주 목걸이를 착용한 앨리스 황과 붉은색 소파에 나란히 앉아 있는 모습이 담겼다. 불륜 냄새 짙은 멜로물이 첩보물로 장르를 바꾸는 데는 채 몇 달도 걸리지 않았다 WSJ에 따르면 미국 정부는 그해(2024년) 말 앨리스 황이 소속된 메가스피드가 엔비디아의 AI 반도체를 중국으로 불법 우회 공급했는지 조사하기 시작했다. 대만과 싱가포르 당국도 앨리스 황이 중국 및 중국 정보기관과 연계돼 있다는 의혹을 들여다봤다. 조사에 참여했던 일부 관계자들은 그녀가 젠슨 황과 가까워진 뒤 중국 정보기관에 포섭됐을 가능성을 제기했다고 한다. 젠슨 황 엔비디아 대표(오른 쪽)와 메가스피드인터내셔널 전 임원 앨리스 황[출처 =샤오홍슈 캡처] '황과 황의 만남'은 이후로도 계속돼 2025년 5월 타이베이의 한 저녁 식사 자리에서는 서로 뺨에 입을 맞추고 팔을 만지는 모습이 사진에 포착됐다. 이 만남은 젠슨 황이 트럼프 대통령을 따라 중동을 다녀온 직후 이뤄졌다. 당시 순방에서 트럼프 대통령은 걸프 국가들과 엔비디아 반도체 수출 계약을 맺었다. 그리고 몇 주 뒤 젠슨 황과 회사의 고위 로비 담당자들은 크리스토퍼 랜도 국무부 부장관을 찾았다. 중국 시장을 겨냥해 설계한 H20 반도체의 수출 허가를 승인해줄 것을 요청하는 자리였다. 며칠 뒤 젠슨 황과 트럼프 대통령의 만남이 이뤄지고서 엔비디아는 H20의 중국 판매 승인을 얻게 된다. 그 대가로 엔비디아가 중국 매출의 15%를 재무부에 납부한다는 조건이었다. 엔비디아가 중국 시장의 문을 다시 두드리던 바로 그 무렵, 미국 정부는 엔비디아의 사업 파트너를 겨냥해 수사망을 좁히고 있었다. 비슷한 시기 미국 정부가 메가스피드를 조사하고 있다는 사실을 알아 챈 엔비디아측이 당국 조사에 영향력을 행사했다는 의혹도 짙다. 엔비디아는 고객사에 대한 제품 공급 과정에서 법적 위험을 확인하기 위해 정부기관에 문의한 것은 정상적인 절차라고 해명했지만 논란은 쉽게 가라앉지 않고 있다. ☞ 엔비디아 법률고문, 美 상무부 'AI 칩 밀수' 조사에 개입 정황 작년(2025년) 10월 트럼프 대통령은 한국에서 시진핑 중국 국가주석과 회담을 준비하면서 참모들에게 엔비디아의 상위 AI칩을 중국에 판매하도록 허용하는 방안을 검토하고 있다고 알렸다. 이는 미중 무역협상에서 중국에 내밀 협상 카드 중 하나였다. 그러나 마코 루비오 국무장관과 하워드 러트닉 상무장관 등 참모진은 국가안보를 해칠 수 있다며 만류했다. 올해 5월 트럼프 대통령의 방중에 앞서 루비오 장관은 젠슨 황 CEO가 중국 스파이로 의심되는 인물과 사적인 관계를 맺고 있다는 경고를 담은 기밀 메모를 작성해 고위 당국자들에게 배포했다. 해당 보고 때문이었을까, 젠슨 황은 당초 중국 방문 수행단에서 제외됐다. 그러나 트럼프 대통령은 알래스카에서 그를 대통령 전용기에 태워 중국으로 데려갔다. 9일 트럼프 대통령은 루비오가 작성했다는 해당 문건에 대해 기억나지 않는다고 말했다. 그는 "정보 담당자들이 보여줬을 가능성은 있지만 기억나지 않는다"며 "내게 별 영향을 미치지 않았다는 것은 틀림없다"고 했다. 앨리스 황이 실제 중국 정보기관을 위해 활동했는지, 엔비디아의 기밀이 유출됐는지, 젠슨 황이 관련 사실을 알고 있었는지는 이후 의회와 수사당국의 조사를 통해 밝혀져야 겠지만, 이미 이 사건은 최고경영자의 사생활 논란을 넘어 국가안보 이슈로 부상했다. 이번 사건을 계기로 중국에 대한 첨단 반도체 수출 제한 조치 또한 한층 강해질 분위기다. 국방예산 법안에 강력한 반도체 수출통제 조항을 포함하는 방안이 초당적으로 추진되고 있다. 존 튠 공화당 상원 원내대표는 "온갖 사이버 위협과 초지능 기술이 존재하는 환경에서 이번 사안은 더 중대한 의미를 갖는다"고 강조했다. '엔비디아를 울린 마타하리'라는 수식어가 붙은 앨리스 황은 중국 관영매체에서 TV 기자로 일하다가 2023년 메가스피드에 합류한 것으로 전해진다. 싱가포르 기업등록 자료에는 2023년 3월부터 11월까지 메가스피드의 이사로 등재됐다. 중국 기업 세븐로드홀딩스(7Road Holdings)에서 분사한 메가스피드는 아시아·태평양 지역에 엔비디아 하드웨어를 제공하는 클라우드 서비스 기업이라고 스스로를 홍보해왔다. 메가스피드는 불법행위에 관여하지 않았다는 입장을 유지하고 있다. 지난해 5월 22일 대만 타이베이의 한 식당에서 앨리스 황(우)과 함께 식사하는 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)의 모습. 사진은 영상 스크린샷. [사진=로이터 뉴스핌] osy75@newspim.com 2026-11-10 14:55
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값싼 원전 5기 놀리면서 전기요금 인상한다고? [세종=뉴스핌] 최영수 선임기자 = 최근 한국전력공사 사장이 연이어 "전기요금 현실화" 필요성을 주장하고 있어 주목된다. 전력인프라 확대를 위해 막대한 비용이 필요한데, 누적된 적자가 심각한 상황이어서 전기요금 인상이 필요하다는 주장이다. 하지만 정부가 값싼 원전을 제대로 활용하지도 못하고, 심지어 원전 5기가 '낮잠'을 자고 있는 상황에서 전기요금 인상을 주장하는 것은 앞뒤가 맞지 않다는 지적이 나온다. ◆ 수익성 악화된 한전, 전기요금 인상론 '군불' 김동철 한국전력공사 사장은 지난 4일 열린 기자간담회에서 "누적 적자가 한때 40조원까지 갔다가 지금은 34조원"이라며 "전력 판매 수입을 통해서 적어도 누적 적자는 해소돼야 한다"고 강조했다. [서울=뉴스핌] 정일구 기자 = 김동철 한국전력공사 사장이 12일 오후 서울 여의도 국회 산업통상자원중소벤처기업위원회에서 열린 대한무역투자진흥공사 등에 대한 국정감사에서 의원 질의에 답하고 있다. 2026.10.12 mironj19@newspim.com 문재인 정부 시절 도입한 '연료비 연동제'가 제대로 작동되지 못하면서 누적 적자를 해소하기 힘들다는 주장이다. "전기요금 현실화가 필요하다"는 말은 결국 전력 소비자 입장에서는 '전기요금 인상'으로 받아들여진다. 한전의 재무구조 상황만 보면 무리한 주장도 아니다. 원가가 급등했던 2021년~2023년 누적된 적자가 아직도 34조원이나 남아있다. 이자비용만 연간 4조원 이상이다. 영업이익의 절반 이상을 이자 갚는데 급급한 상황이다(아래 그래프 참고). 상황이 이런데도 정부는 호남반도체 산단을 임기 내 조성해야 한다면서 전력망 구축에 속도전을 주문하고 있다. 수십조 규모의 천문학적인 비용이 들어가지만 부채한도에도 여유가 없는 실정이다. 그마저도 내년에는 5배에서 2배로 줄어들게 된다. ◆ 발전비용 '반값'인데 원전 5기 '낮잠'…원안위 늑장심사 그렇다고 전기요금을 인상하는 게 답일까. 정부의 에너지믹스 정책을 보면 한심하기 짝이 없다. 재생에너지 보급에 무리하게 속도를 내면서 값싼 원전을 5기나 놀리고 있기 때문이다. 한국수력원자력에 따르면, 국내 원전 26기 중 무려 5기나 가동이 정지되어 있다. 고장난 게 아니라 계속운전 심사를 담당하고 있는 원자력안전위원회의 늑장심사 때문이다(아래 그림 참고). [AI 일러스트=최영수 선임기자] 2026.11.09 dream@newspim.com 운전허가 만료로 정지 중인 원전은 고리 3·4호기와 한빛 원전 1·2호기, 월성 2호기 등 5기다. 고리 3·4호기(950MW급)는 지난달 27일 승인됐지만 1년~2년 정도 놀렸고 재가동 준비기간을 감안하면 내년 상반기에나 투입될 전망이다. 한빛원전 1·2호기(950MW급)도 사정은 비슷하다. 1호기는 지난해 12월 22일 멈췄고 2호기는 지난 9월 11일 멈췄다. 월성 2호기도 이달 1일 정지됐다. 한수원은 원안위의 심사기간을 감안해 2~3년 전에 이미 계속운전을 신청했지만 정부와 원안위의 늑장 대응으로 값싼 원전을 놀리고 있는 셈이다. 원전의 발전비용은 다른 전원(電源)에 비해 압도적으로 저렴하다. 전력시장 상황에 따라 다르지만, 올해 들어 8월까지 평균가격은 1kWh당 89원 수준이다. 석탄(유연탄+무연탄)은 140.5원, LNG 166.8원, 태양광 148원, 풍력은 169~175원 수준이다. 원전업계 한 관계자는 "원전의 발전비용은 다른 전원에 비해 압도적으로 낮은 수준"이라며 "기저발전으로 활용되는 원전을 놀리는 것은 국가적으로 안타까운 현실"이라고 지적했다. [AI 일러스트=최영수 선임기자] 2026.11.09 dream@newspim.com ◆ 올해 7월까지 원전 감발로 311억 손실…연간 500억~600억 전망 재생에너지가 급증하면서 원전을 감발(축소)하는 것도 문제다. 한낮에 태양광 발전량이 늘어날 경우 남아도는 전력을 해소하기 위해 오히려 값싼 원전의 발전량을 줄이고 있는 게 현주소다. 이 같은 실태는 지난달 국정감사에서도 도마 위에 올랐다. 최근 5년간 원전 감발로 인한 손실액이 1032억원 규모로 파악됐다. 연도별로 보면, 2022년 234억원, 2023년 95억원, 2024년 136억원, 2025년 255억원이며, 올해는 7월까지 311억원으로 집계됐다. 연간 500~600원 규모로 전망된다(그림 참고). [AI 일러스트=최영수 선임기자] 2026.09.28 dream@newspim.com 재생에너지 확대로 인한 전력의 불안전성을 조절하기 위해 값싼 원전을 희생하고 있는 셈이다. 이로 인해 한전의 전력구입 비용이 상승하고, 고스란히 국민의 전기요금 부담으로 작용하게 된다. 이종배 국민의힘 의원은 지난 국감에서 "신재생에너지 발전량이 계통망 수용 한도를 넘어서면서 상대적으로 출력 조절이 쉬운 원전의 가동을 줄인 결과"라고 지적했다. 결국 발전비용을 낮추고 한전의 재무구조 개선과 전기요금 부담을 낮추기 위해서는 값싼 원전을 최대한 활용해야 한다는 게 전력업계 전문가들의 중론이다. dream@newspim.com 2026-11-10 06:00
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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