1972년 서울 출생. 1988년 경기과학고 입학. 1990년 한국과학기술원 입학. 그후 같은 학교에서 석, 박사학위 받음. 미국 예일대학에서 박사 후 연구원(post-doc.)으로 근무. 현재 고려대학교 물리학과 연구 교수로 재직. 어렸을 적부터 물리학자가 되는 꿈을 꾸던 싸이언스 키드. 고등학교 때부터 음악과 문학, 철학, 글쓰기에 흥미를 품기 시작했고 영화 보기를 좋아하는 이과적 전문성과 문과적 소양을 전천후로 갖춘 신인류.

보고 있는 것만으로도 기분 좋아지는 프로필이 있다. 『정재승의 과학콘서트』의 저자 정재승이 그렇다. 과학자가 되는 최고의 엘리트 코스를 밟아오면서도 고집불통 모범생처럼 한 곳만 바라보며 살지 않은 자유로움. 카뮈와 사르트르에 심취하기도 하고 학교 신문에 글을 쓰기도 하며 할리우드 고전 영화들과 일본 영화들 그리고 VH1 뮤직 비디오 채널을 보며 주말을 보내는 취미까지.

그가 관심을 품는 것은 세상이다. 이 세상이 얼마나 복잡한지 어떻게 돌아가는지 이해하는 것이다. 적어도 20년 전까지만 해도 물리학자들은 이런 문제에 큰 관심을 보이지 않았다. 더더구나 시스템을 몇 개의 요소로 단순화하는 데 익숙했던 물리학자들에겐 구성 요소들이 서로 영향을 주고받으며 복잡한 행동 패턴을 만들어내는 자연과 사회 현상을 이해하는 데 보인 관심은 적어도 세상에 알려질 정도는 아니었을지 모른다.

그러나 20세기 후반에 이르러 `복잡한 시스템을 다루는 과학적 패러다임' 이른바 카오스 이론과 `복잡성'의 과학 분야가 발전하면서 물리학자들은 사람들이 만들어 내는 행동 패턴에도 관심을 느끼기 시작한다. 젊은 물리학자 정재승도 이 대열에 합류하여 복잡한 세상을 명쾌하게 헤집고 다닌다.

그는 머피의 법칙을 증명하기도 하고, O. J 심슨 사건을 무죄로 결말 나게 했던 어리석은 통계학의 허구를 `과학적으로' 명쾌하게 보여준다. 만리장성을 따라다니는 `달에서도 보이는 유일한 인공건축물'이라는 멋진 수식어와 `인간은 죽을 때까지 자신의 뇌의 10%도 채 못 쓰고 죽으며 아인슈타인도 자신의 뇌를 15%밖에 쓰지 못했다' 같은 과학이라는 이름의 상식, 또는 거짓말을 들추어 보기도 하며 '잭슨 폴록'을 거론하면서 현대 미술에 대한 폭넓은 이해 위에 카오스 이론을 접목시키고, 바하에서 비틀즈까지 성공한 음악을 들으며 프랙탈(Fractal) 패턴을 추출해 낸다. 백화점 설계에 숨은 자본주의 심리학과 파레토 법칙을 예리하게 파헤치기도 하고, 그런가 하면 경제학과 과학을 넘나들며 복잡성의 경제학을 말하기도 하고, 증권회사에서 물리학자를 모셔 가는 이유를 설명하며 주가의 복잡성을 물리학적으로 이야기한다.

물리학의 최신 이론인 카오스 이론을 배면에 깔며 우리 주변에서 벌어지는 사회 현상을 하나의 콘서트로 재구성한 이 책에는 우리와 동시대를 살아가는 과학자들이 관심을 보이는 문제와 주장에 일반인이 동참하기를 바라는 저자의 마음이 깃들여 있다. 그것은 우리가 산타클로스가 하루 동안 돌면서 선물을 나눠 주기엔 너무 크지만 아끼고 사랑하는 친구들에게 선물을 건넨다면 온 세상 사람이 모두 하루만에 선물을 받을 수 있는 이 모순적인 공간, 수많은 변수만큼이나 수많은 패턴이 만들어지고 공존하는 이 복잡한 세상에서 우리는 살고 있기 때문이다. 그리고 그 세상은 “우리가 충분히 이해할 수 있을 만큼 복잡”한 것이며 과학은 우리에게 “세상을 이해하는 새로운 눈”을 제시해 주리라 기대할 만한 것이기 때문이다. 좀더 자세한 정보를 알고 싶은 독자를 위해 각 장이 끝날 때마다 소개한 논문과 자료, 웹페이지 주소는 기분 좋은 덤.

프랙탈 음악 : 바하에서 비틀즈까지, 히트한 음악에는 공통적인 패턴이 있다

클래식 음악을 잘 모르는 사람도 모차르트의 음악을 들으면 이 음악이 모차르트의 음악이라는 것 정도는 짐작할 수 있다. 하이든의 교향곡은 말러의 교향곡과 다르며, 쇼팽의 피아노 곡은 베토벤의 피아노곡과 확연히 다르다. 설령 곡을 모른다 해도 작곡자의 이름을 맞추는 것은 그다지 어려운 일이 아니다. 그들에게도 뭐라 설명하기 힘든 그들만의 색깔과 스타일, 이른바 '풍'이라는 것이 있다.

지리산 계곡에서 뉴스를 수신하기 위해 단파 라디오의 주파수를 맞추고, 지지직거리는 소음 너머로 조그맣게 들려오는 아나운서의 날씨 예보에 온 신경을 곤두세우다 보면 저절로 터져 나오는 한마디. '도대체 이 세상은 망할 놈의 소음들로 가득 차 있는 거야!' 짜증없는 세상을 위해 오늘도 몸 상해가며 연구하는 엔지니어들의 영원한 숙제도 바로 이 '소음을 줄이는 문제'다. 그러나 최근 10년동안 과학자들이 새롭게 밝혀낸 사실에 따르면, 때로는 '듣기 싫은 소음이 약이 되는 경우'도 있다고 한다. '소음 공명(Stochastic Resonance)' 현상이 바로 그 주인공이다.

우리는 음악을 들을 때 자기도 모르게 종종 음의 흐름을 따라가는 경향이 있다고 물리학자들은 말한다. 곡이 너무 뻔해서 예측하기가 쉬우면 재미가 없고 졸리며, 반대로 전혀 엉뚱한 방식으로 진행되면 짜증이 난다.

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우리가 1/f 음악을 아름답다고 느끼는 것도 이 같은 이유라고 물리학자들은 설명한다. 우리는 음악을 들으면서 끊임없이 질서(규칙성)와 의외성(불규칙성)을 즐긴다. 아주 잘 짜여져 있으면서 어딘지 모르게 머리를 치는 새로움이 들어있을 때 우리는 그 음악을 좋아하고 아름답다고 느낀다.

우리 주위에는 근거없는 과학이야기들이 많다. 과학의 탈을 쓰고 우리 앞에 찾아온 이야기는 그럴듯해 보여서 쉽게 우리 근처에 머문다. 우리에게 필요한 것은 과학지식이 아니라 논리적이고 합리적으로 생각할 수 있는 능력이 아닐까 싶다.

아인슈타인의 뇌가 발휘할 수 있는 최대 성능을 측정할 수 있고 아인슈타인의 업적이 그에 약 15%정도 밖에 미치지 못했다면, 아인슈타인이 자신의 뇌를 15%밖에 사용하지 못했다고 말할 수도 있을 것이다. 그러나 뇌의 잠재능력을 어떻게 측정할 수 있을까? 결국 아인슈타인이 자신 뇌의 15%밖에 사용하지 않았다는 주장은 아무런 근거 없는 낭설인 것이다.

미국 캘리포니아 의대(샌프란시스코 소재)폴 에크먼Paul Eckmann박사는 입 꼬리를 위로 올리고 억지로라도 웃는 시늉을 하면 기분이 좋아질 수 있다는 것을 실험적으로 보였다. 그가 주장하는 대로라면, 인위적으로 특정한 감정을 만들어내면 몸도 거기에 따른 생리적 변화를 보인다는 것이다. 일례로, 슬픈 역할을 오랫동안 맡은 배우는 실제로도 우울증에 걸릴 위험이 높다고 한다. '세상에서 가장 심하게 고통받는 동물이 웃음을 발명했다'고 말한 니체의 말처럼 인간은 행복해서 웃는 것이 아니라 웃기 때문에 행복한 것이었다.

또 오른손잡이들은 백화점 매장 사이를 돌아다니며 구경할 때 주로 오른쪽을 먼저 쳐다보는 경향이 있으며, 물건을 집을 때도 오른손으로 집는 경우가 많다. 나 같은 왼손잡이가 아니라면 왼손을 사용해 몸을 가로질러 상품을 집는 것보다 오른손으로 오른쪽에 있는 상품을 집는 것이 훨씬 편하게 느껴질 것이다.

나는 어떤 장에선 세상이 여섯 다리만 건너면 서로 다 아는 사이일만큼 좁다고 이야기하면서, 또 다른 장에서는 산타클로스가 크리스마스 이브에 온 세상 어린이들에게 선물을 나누어주는 것은 물리적으로 불가능하다는 계산을 해 보임으로써 아이들의 동심을 깨면서까지 '세상이 얼마나 거대한가'를 설파했다. 또 요즘 레스토랑들은 너무 시끄러워서 귀에다 입을 대고 말을 해야 겨우 대화가 가능하다는 불만을 털어놓다가, 이내 '소음이 있어야 소리가 들린다'는 모순적인 주장을 펴기도 했다. 백화점이 효율적이면서 편리한 진열과 배치를 하고 있는 것은 사람들에게 물건을 하나라도 더 팔려는 수작이라고 단죄하면서, 한편으론 비효율적으로 설계된 도로 때문에 사람들이 교통 지옥에 시달리고 있다며 서울시 공무원의 심기를 건드리기도 했다. 프랙탈 음악이나 잭슨 폴록의 그림이 아름다운 것은 그것이 1/f구조를 가지고 있기 때문이라고 하면서 동시에 1/구조를 가진 파레토의 법칙은 불평등을 정당화하는 논리라며 바꿔야 한다고 주장했다.

일견 모순돼 보이는 이런 주장들을 한데 묶어 놓은 것은 그것이 바로 우리가 살고 있는 세상의 모습들이기 때문이다. 지구는 반지름이 6,400킬로미터나 되는 거대한 행성이지만 그 안에 살고 있는 60억 사람들끼리는 서로 가까운 게 우리가 살고 있는 '세상'이다. 물리적으로는 멀리 떨어져 있지만 인간관계의 동역학적인 측면에서는 한없이 가까울수도 있는 곳. 산타클로스가 하루 동안 돌면서 선물을 나눠주기엔 너무 크지만, 아끼고 사랑하는 친구들에게 선물을 건넨다면 온 세상 사람들이 모두 하루 만에 선물을 받을 수 있는 곳. 그곳이 바로 우리가 살고 있는 지구라는 행성이다.

교통체증으로 저녁식사에 늦어본 적이 있는 재기발랄한 물리학자들이 교통 과학에 뛰어든 것은 반가운 소식이다. 나는 그들이 왜 서울의 도로들은 365일 공사 중이며 그럼에도 불구하고 나아지는 건 통 없는지 그 이유를 설명해주길 간절히 바란다. '복잡한 도로, 명쾌한 과학!' 날마다 버스 안에서 시달려야만 하는 한 직장인의 바람이다.

과학이란 마치길 건너편에서 열쇠를 잃어버리고 반대편 가로등 아래서 열쇠를 찾고 있는 술 취한 사람과 흡사합니다. 가로등 아래에 빛이 있기 때문이죠. 다른 선택은 없습니다.
-노암 촘스키(언어학자)

인간에 대한 과학이 자연과학을 포함하게 될 것과 마찬가지로, 자연과학도 앞으로 인간에 대한 과학(인문학)을 다루게 될 것이다. 이 두 과학은 머지않아 하나의 과학이 될 것이다. - 칼 마르크스<br/><br/>지난번 내한했던 데이비드 보더니스는 "지식의 각 분야가 세분화하고 전문화할수록 그들을 종합적으로 이해하는 안목이 커지는 세상이다"(조선일보 인터뷰 참고)라고 말했다. 이 말에서도 알 수 있듯이, 최근의 학문의 경향은 학제간의 교류 혹은 교차 연구가 커다란 흐름이다. 이는 갈수록 복잡한 세계를 인식하는데 있어 학문의 전문화만으로는 한계가 있다는 말로써, 보다 총체적 인식에 도달하려는 노력의 일환으로 보여진다. 마치 그리스 철학자들이 수학자였고 과학자였으며 의사였듯이.<br/><br/>신간 『정재승의 과학콘서트』는 말 그대로 과학과 여러 학문들이 총체적으로 빚어내는 교향곡과 같다고 할 수 있다. 신세대 물리학자 정재승은 어머니 강보에 싸여서부터 영화를 보러 다녔고 과학을 전공하면서도 인문학을 비롯한 다양한 세계의 독서에 심취했던 사람이다. 그는 이 자양분을 바탕으로 다양한 학문과 사회 현상을 과학이란 이름으로 헤집고 돌아다닌다. 가볍게는 '머피의 법칙'을 들먹이며 일상 속에 감추어진 과학의 법칙을 이야기하거나, 차가 밀릴 때 왜 내가 선 차선만 차가 밀릴까 라는 교통의 물리학, 달에서도 만리장성이 보인다는 과학 상식의 오류, O. J 심슨 사건을 무죄로 결말나게 했던 어리석은 통계학의 허구 등을 유쾌하게 그려낸다.<br/><br/>이처럼 때로는 빠르고 유쾌하다가, 불쑥 진지하고 심도 있는 논의를 전개한다. '잭슨 폴록'을 거론하면서 현대 미술에 대한 폭넓은 이해 위에 '카오스 이론'을 접목시키고, 바하에서 비틀즈까지 성공한 음악들을 들으며 그 패턴을 추출해 음악과 음악을 향수享受하는 사람 사이의 정서적 법칙을 토로하기도 한다. 또 신세대 과학자답게 서태지에 열광하다가 그의 헤어스타일에서 '프랙탈 구조'를 발견기도 하며, 백화점에 들렀다가 백화점 설계에 숨은 자본주의 심리학과 파레토 법칙을 예리하게 파헤치기도 한다. 그런가 하면 경제학과 과학을 넘나들며 복잡성의 경제학을 말하기도 하고 증권회사에서 물리학자를 모셔 가는 이유를 설명하며 주가의 복잡성을 물리학적으로 이야기하기도 한다.<br/><br/>아무튼 그는 해박한 지식과 폭 넓은 시선을 과학에 접목시켜, 과학을 이야기하며 동시에 총체적 세계 인식을 말하는 것이다. 따라서 이 책은 과학을 쉽고 흥미 있게 접할 수 있는 교양 과학서인 동시에 인문학적 성찰로도 읽히는 책이다. <br/>복잡성의 과학이란 1970년대 이후 물리학자들을 중심으로 시작된 비선형 물리학의 한 분야로서, 인간 사회의 정치, 경제, 사회, 그리고 생태계의 생명 현상과 군집 운동, 뇌, 기후, 모래 더미의 운동 등 복잡한 시스템을 비선형 동역학, 카오스 이론, 인공생명 등을 통해 새로운 패러다임으로 기술하고 다루는 학문을 말한다. <br/><br/>1970년대 이전까지 물리학자들은 자연의 복잡한 운동을 기술하려면 무한대의 변수가 필요하기 때문에 그것을 정확히 기술하는 것은 불가능하다고 여겼다. 그래서 자연의 모든 시스템을 선형 시스템으로 간주하여 단순화한 후 기술하였다. 그러나 그러한 과정에서 시스템은 고유의 복잡한 행동 패턴의 특성을 잃어버리고 만다. <br/><br/>1970년대 이후 물리학자들은 자연의 복잡한 패턴이 비선형적인 관계를 가진 몇 개의 변수에 의해서 만들어질 수 있다는 사실을 발견하면서 자연과 우리 사회의 복잡한 패턴도 몇 개의 변수로 이루어진 방정식으로 기술될 수 있다는 가능성을 열어 보였다. <br/><br/>이 이론의 발전은 많은 물리학자들을 정치, 경제, 역사, 사회, 생명 활동, 뇌의 사고 과정 등 그 동안 너무 복잡해서 기술할 수 없다고 믿어온 분야들에 뛰어들게 하였다. 저자 정재승도 이 과학자들의 한 사람으로, 자연현상들 속에서 규칙성을 찾고 해석하는 시각을 넘어'복잡한 사회현상'에 이 이론을 적용하는 연구를 수행하고 있다. 즉 왜 피라미드 기업이 그토록 기승을 부리는지, 불규칙한 주가 곡선 안에는 어떤 질서가 숨어있는지, 비틀즈의 음악은 왜 아름다우며 세상은 왜 그토록 시끄러운 소음으로 가득 차 있어야만 하는지를 설명하려 하는 것이다.<br/><br/>그리고 저자는 말한다.<br/><br/>세상은 복잡하지만, 우리가 충분히 이해할 수 있을 만큼 복잡하다고.