당신이 사는 오닉스 나라는 곧 새로운 궁전을 지을 예정이다. 오닉스 왕의 명령으로 궁전의 대문에는 다른 나라 어디서도 볼 수 없는 아름다운 석영 타일을 장식하기로 했다. 궁전의 대문을 장식할 정도로 아름다운 석영 타일을 만들어낼 수 있는 조각사는 전 세계를 통틀어 진후 단 한 명밖에 없다. 왕실 건축가인 당신은 왕명을 받들어 진후가 사는 토파즈 나라를 찾아갔다. 당신은 궁전의 대문을 장식하기 위해 3×3 석영 타일을 만들어야 한다. 각각의 조각들은 간편하게 조립할 수 있는 형태이기 때문에 적절한 조각들을 구매해 조립하면 쉽게 원하는 모양을 만들 수 있다. 각 조각은 뒤집거나 돌릴 수 있지만, 잘라서 사용할 수는 없다.
1997년, Lagaris, Likas, Fotiadis에 의해 인공신경망을 이용한 상미분방정식과 편미분방정식을 계산하는 방법이 처음 세상에 공개된 이후, 그리고 2012년 알렉스넷과 2016년 알파고 등장 이후 ANN, 나아가 딥러닝을 이용한 다양한 종류의 물리, 공학에서 미분방정식 형태로 기술되는 문제를 신경망 학습을 통해 해결하는 방법론은 지난 20여년 간 지속적으로 발달해 왔다. 사실 대부분의 물리 혹은 공학 문제의 풀이는 결국 시간, 공간에서 기술되는 어떤 현상이나 시스템을 규정하는 특정 변수가 어떻게 바뀌는지를 모사하고 그것을 예측하는 것으로 수렴한다. 수학적으로는 이러한 모사와 예측은 대체로 미분방정식의 해를 구하는 것으로 대체된다.
십수 년 전, 엑스선 현미경에 대한 연구를 처음 시작할 때 만 해도 아직 완성되지 않은 학문 분야로 매년 새로운 기술이 발표되고 있었고, 몇 년 내에 극한의 해상도를 갖는 멋진 3차원 엑스선 영상을 얻어 노벨상을 받을 수 있으리라 예상했었다. 하지만 모든 학문 분야가 그렇듯 많은 기술적인 난제들에 봉착하여 오늘까지 실현되지 않았다. 엑스선 영상은 초등학생도 이해할 수 있는 직관적인 물리 현상이면서, 동시에 빛과 원자의 상호 관계를 다룬다는 점에서 매력적인 물리 분야임이 틀림없다. 이번 연재물에서는 엑스선의 발생부터 특성 등의 기본 개념과 고품질의 엑스선을 제공하는 방사광가속기에 대한 소개를 시작으로, 엑스선을 이용한 다양한 현미경에 대해 알아보고, 어떻게 활용되고 있으며, 한계는 어디인지, 전 세계적으로 진행 중인 선진 연구 방향에 대해 고찰하고자 한다.
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