숫자의 블록들

모든 숫자는 작은 건물 같아요. 그리고 어떤 건물이든 그렇듯, 숫자도 작은 블록들이 특별한 방식으로 쌓여 만들어져요. 궁금한 것은 바로 이것이에요. 숫자를 하나하나 떼어 보면, 정확히 어떤 블록들로 이루어졌는지 어떻게 알 수 있을까요?

먼저, 끝까지 가지고 갈 수 있는 정의부터 알아봐요. 약수란 어떤 수를 나누었을 때 딱 나누어떨어지고 아무것도 남지 않게 하는 수예요. 12에게 물어보세요. "3이 너에게 딱 들어맞니?" 네. 3 × 4 = 12예요. 그래서 3과 4는 둘 다 12의 약수예요. 부스러기도, 나머지도 없지요.

약수를 찾는 한 가지 방법은 씩씩하고 즐겁게 하나하나 확인하는 거예요. 1부터 차례로 올라가며 문을 두드려요. "너는 나를 딱 나눌 수 있니?" 12에게 그렇다고 대답하는 수는 1, 2, 3, 4, 6, 12예요. 이것들이 12의 모든 약수예요. 곱셈으로 12를 만들 수 있는 완전한 팀이지요.

하지만 어떤 숫자들은 고집 센 외톨이예요. 7을 생각해 보세요. 모든 문을 두드려도 딱 두 개만 열려요. 1과 7 자신이지요. 이렇게 1과 자기 자신으로만 나누어떨어지는 수를 소수라고 불러요. 소수는 더 이상 깨뜨릴 수 없는 블록이에요. 소수는 더 작은 온전한 조각으로 나눌 수 없어요.

이것이 가장 중요한 생각이에요. 소수가 아닌 모든 수는 소수들로, 오직 소수들로만 쪼갤 수 있어요. 소수는 산수의 진짜 LEGO 블록이에요. 소수에 이르면 더 이상 쪼갤 수 없지요. 어떤 수에서 그런 특별한 블록들을 찾는 일을 소인수분해라고 해요.

이렇게 하면 돼요. 숫자를 하나 고르고, 꺼낼 수 있는 소수를 아무거나 떼어 내세요. 2부터, 그다음 3, 그다음 5처럼 작은 수부터 시작해요. 60을 볼까요. 짝수니까 2를 하나 꺼내면 30이 남아요. 아직도 짝수니까 2를 하나 더 꺼내면 15가 남아요. 이제 2는 더 들어맞지 않으니 다음으로 올라가요.

계속 올라가 볼게요. 3은 15를 나눌 수 있을까요? 네. 15는 5가 돼요. 그리고 5는 소수니까 여기서 멈춰요. 우리가 떼어 낸 것을 모두 늘어놓으면 2, 2, 3, 5예요. 다시 곱하면 60을 완벽하게 다시 만들 수 있어요. 이 네 소수가 60의 비밀 레시피예요.

그리고 여기 마법 같은 부분, 수학자들이 믿고 기대는 규칙이 있어요. 모든 수에는 딱 하나의 소수 레시피가 있어요. 다른 어떤 소수 묶음으로도 그 수를 만들 수 없어요. 60은 언제나 2 × 2 × 3 × 5예요. 어떻게 쪼개기 시작하든 말이에요. 소수를 고르는 순서는 마지막에 남는 블록들을 절대 바꾸지 않아요.
