자연계에서 일어나는 현상을 연구 대상으로 삼는 자연과학은 그로부터 일정하게 반복되는 법칙을 찾고, 그것을 이론적으로 설명하고자 하는 학문이다. 따라서 적절하게 설명하기 힘든 자연 현상은 대체로 연구 대상에서 예외적인 것으로 치부했으며, 일정한 법칙이나 합리적 이론을 통해서 엄밀성을 추구하는 학문으로 여겨졌다. 하지만 자연 현상에는 이론적으로 설명하기 힘든 예외적인 상황이 늘 진행되고 있으며, 그러한 뷸규직성이 오히려 자연계에서 자연스럽게 발생하고 있음을 쉽게 목격할 수 있다. 그리하여 현재의 상황을 토대로 예측하는 미래의 모습이 정확하게 재현하지 않는 것이 자연스럽게 받아들여지고 있으며, 그러한 ‘예외적인 상황’이야말로 사람들의 삶을 역동적으로 만들어가는 계기가 되기도 한다.

이 책은 자연 현상에서 발생하는 ‘불규칙한 현상의 배후에 감추어져 있는 규칙성을 찾는 이론’으로서 카오스 이론에 대한 연구사적 흐름과 그 의미를 독자들에게 쉽게 설명하는 내용으로 채워져 있다. 흔히 혼돈 혹은 무질서로 번역될 수 있는 ‘카오스(chaos)’라는 용어에서 취한, ‘완전한 무질서는 아니고 겉으로는 무질서하게 보이지만 내적으로 놀라운 규칙성을 보이는 현상’을 ‘카오스 이론’으로 정의하여 설명하고 있다. 처음에는 자연과학 이론으로서 적절하지 못하다는 평가를 받기도 했으나, 이제는 과학계에서 ‘엄청난 변화의 물결’을 불러 일으킨 이론으로 받아들여지고 있다. 더욱이 이제는 카오스 이론이 자연과학뿐만 아니라 사회과학과 인문학에서도 폭넓게 활용되고 있음을 확인할 수 있다.

“카오스 이론이 고전과학과 다른 점은 이같이 불연속적이고 변덕스러운 자연 현상을 탐구한다는 것이다. 고전과학은 이러한 자연 현상을 풀리지 않는 수수께끼나 기형적인 현상으로 치부하고 연구의 대상에서 일찌감치 제외했다. 고전과학이 탐구의 대상으로 삼는 것은 균질하고 매우 단순한 조건을 갖춘 자연 현상이다. 그러나 우리를 둘러싸고 있는 우주와 자연은 균질하고 단순한 것이 아니라 매우 불규칙하고 무질서하며 변덕스럽기까지 하다.”(‘역자 후기’에서)

번역자의 이러한 언급은, ‘현대 과학의 대혁명’이라는 부제를 단 이 책의 성격을 요약적으로 제시하고 있는 내용이라고 이해된다. 특히 자연과학에서는 이론가의 역할을 더 중시하는 풍토가 존재했다고 하는데, 실제의 현상을 관측하고 측정하는 실험가들의 관찰에 의해서 카오스 현상이 발견되었음도 주목할 필요가 있다. 이 책에서는 개별 연구자들이 실험 결과를 통해 발견한 카오스 현상이 다른 분야의 연구 결과에서 이미 발표되기도 했음을 보여주는 사례들이 적지 않게 소개되어 있다. 그렇기에 실험 혹은 이론을 통해 정립된 이론들이 공유되지 못하던 상황을 타개하기 위해, 연구자들 사이는 물론 서로 다른 학문 분야의 성과가 공유될 필요가 있음을 확산하는 계기로 작용했다고 한다. 서로 다른 학문 분야의 결합을 뜻하는 '통섭' 혹은 '융합'의 중요성이 강조되었던 경향도 어쩌면 이러한 과정에서 촉발된 것으로 이해될 수도 있겠다. 

실상 카오스 이론을 설명하는 몇몇 용어들, 예컨대 ‘나비 효과’나 ‘프랙탈’ 혹은 ‘스트레인즈 어트렉트’ 등의 용어가 익숙하게 여겨졌던 것은 사실이다. 하지만 그 용어에 담긴 구체적인 현상과 의미에 대해서는 이 책을 통해서 비로소 이애할 수 있었다. 여전히 저자가 소개한 연구사적 흐름과 설명하는 내용에 대해서는 충분히 숙지했다고는 자신할 수 없지만, 그럼에도 ‘카오스 이론’이 자연과학만이 아닌 사회 현상과 인문학적 관점에서도 충분히 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다.(차니)

  표지에 나오는 그림은 숫자로 그려내는 그림 중 가장 유명하고 멋진 것 중 하나인 만델브로트집합이다. 카오스에 관심을 가지는 큰 이유가 저런 멋지 그림 때문일거라 생각하고, 나 역시 그런 부류였다. 아무리 파고 들어도 비슷하지만 새로운 모습을 보이는 것에 빠져드는 건 당연한 일일 것이다.

  그런 그림이 어떤 과정을 거쳐서 이렇게 모습을 드러내게 되었는지 그 과정을 하나하나 짚어나가는 건 즐거운 일이다. 책을 읽으며 그 길을 열어낸 사람들에 관한 이야기를 양념삼아 즐길 수 있다.

  다른 건 다 관둬도 좋다. 제법 두께도 있고 앞에서 무슨 말을 했는지 생각하면서 읽는게 좋은 책이니 읽기 부담되는 건 사실이다. 하지만 책 중간에 있는 화려한 컬러 그림은 전부 볼 필요가 있다. 그것 만으로도 강렬한 자극이 마음 속 깊이 새겨질 것이다. 그리고 언젠가 "아, 나 그거 본 적 있어."라고 말할 때가 올 것이다.

물리학이 최고로 발달한 시대에 우리는 살고 있다.

초끈이론으로 우주의 전체를 설명하는 Theory of Everything을

만들어낸다고 하는 마당이지만 우리의 과학적 지식은 아직까지

서로 힘을 주고 받은 전자 3개의 운동을 기술할 식을 찾지 못하고 있다.

또한 담배연기의 운동도 처음의 잠시 동안만 근사하게 기술 할 수

있을 뿐 아니라. 기상현상도 제대로 기술하지 못한다.

컴퓨터를 동원한다고 해도 이것은 얼마가지 못하는 일이 된다.

나비효과라고 불리는 이것은 처음에는 함수에 영향을 미치지 않아서

우리가 생략할 수 있었던 값들이 나중에 시간이 흐르고는 함수에

지대한 영향을 미치기 때문에 있을때와 없을 때가 상이한 차이를

보이는 것이다. 그러면 초기부터 그것을 고려하면 되지 않겠냐라고

하겠지만 그것까지 고려한 적분식을 인간은 만들어내지 못했고

있다고 하더라도 매우 복잡한 계산이 되어 메모리를 많이 잡아먹기

때문에 근사법을 사용하게 된다. 이것은 아마 물리시간에 진자의

운동을 배울때 진자의 폭은 아주 작다고 생각해서 sin x를 x로 바꿀수

있는 것과 같다고 보면 될 것이다. sin x로 할 경우에는 미분방정식이

간단한 형태로 풀릴 수 없기 때문인 것이다. 하지만 이 근사는 시간이

흐를 수록 진폭이 커질 수록 오차를 만들어내는 것이다.

카오스 이론은 이러한 내용들에 대해서 다루어지고 있다. 이 책의 카오스

이론에 대한 소개와 카오스 이론의 역사에 대해서 다루고 있는 책이다.

기상학자 로렌츠의 발견에서 부터 시작된 카오스가 물리학자들의 박대에서

벗어나서 엄연한 하나의 분야가 되고 발전해 나가는 것은 다양한 분야에서

소개 해 줌으로써 흥미를 유발한다. 크게 어려운 내용은 없기 때문에 누구나

읽어도 괜찮을 것 같다. 재미있는 책~