21세기는 아톰(atom)의 세계에서 비트(bit)의 세계인 디지털 세계로의 급속한 이전이 이루어진 세상이라는 표현이 가능할 것이다. 이에따라 엄청난 초연결과 초융합의 세계가 열리면서 빅데이터를 이용한 인공지능에 의해 새로운 차원의 서비스 세계를 보여주고 있다. 무수히 복잡한 세계 그물망의 상호작용에 의한 창발이 곳곳에서 일어나고 있으나, 이것이 인간 삶의 행복 증진과는 괴리된 양극화와 불평등 심화의 도구가 될 뿐이다. 과학의 급격하고 가공할만한 진전이 인간 개체의 삶에 소용되지 않는다면 과연 그것이 어떤 의미를 지닐 수 있는 것일까를 자문해보게 된다.

2001년에 초판이 출간 되고, 매 10년마다 개정증보를 하여 2020년까지 두 차례 증보(增補)가 이루어진 이 대중 과학 저술을 읽게 된 동기일 것이다. 특히 2021년 노벨물리학상을 수상한 조르조 파리시의 복잡계 상호작용에 대한 저술이 직접적 계기가 되었다고 하겠다. 2020년 추가된 글에서 과학자 정재승은 복잡계 과학이 최근 10년 가장 많은 발전을 이룬 과학 분야라 말하고 있다. 무작위적이고 우연에 의해 촉발된 현상으로 이해되던, 무수한 변수들이 복잡하게 얽혀있어, 어떤 법칙이나 질서를 알 수 없었던 대상으로부터 고유한 물리적 특성을 발견 규명하는 연구를 복잡계 물리학이라 거칠게 정의할 수 있을 것이다.

우리들 삶의 현실로 돌아와서, 과학의 발전이 인간을 대체할 정도의 인공지능 구현의 시대에 들어섰다고 선전하지만, 이 세계에 작용하고 있는 변수들에 대한 이해는 여전히 자신들이 손쉽게 정량화할 수 있는 것만을 과대평가하고, 정작 사회구성원인 인간 개체에게 소중한 가치들인 쾌적한 환경, 창의적 교육, 국민건강, 민주주의와 같은 요소는 거의 고려조차 되지 않는 지표들로부터 벗어나지 못하고 있다. 자, 복잡계 과학의 연구는 이제까지 보여진 국민행복을 저해하는 방식으로 경제적 성장만을 주도하는 GDP(국민총생산)를 대체하는 새로운 지표의 수립을 위해 헌신해야 하지 않겠는가? 물론 물질적인 공공성격의 투자(후원)가 뒷받침되어야겠지만 말이다. 복잡계는 이미 자연 대상물과 교통망, 통신망, 주가 예측, 심장 박동의 질서 등에서 질서가 있는 카오스 운동을, 무질서해 보이는 미세 개체들의 상호작용에서 불완전한 질서를 발견, 입증해왔다. 그리고 이들을 표현하는 비선형 함수를 포함하는 카오스 방정식을 만들어내고 그 결과의 물리적 해석을 해내기도 했다.

인간 세상에 대한 불합리성과 혼잡성에 관심을 가지고 입자물리학, 통계 물리학자들이 복잡계 경제학에 대한 관심을 보이고 있다는 것도 이 책을 통해서 알게 되었다. 물론 작은 변화에도 민감하게 격변과 혼란으로 가득 차있는 복잡계로부터 정확한 예측을 기대하는 것이 분명 어려운 일일 것이다. 그럼에도 불구하고 복잡계 물리학은 인간 행동과 인간관계에 대한 상호작용에서 발생하는 질서를 발견하고 입증하는 데 나름 성과를 보여주고 있다.

네 사람만 연결되면 전 지구의 인간이 연결될 수 있다는 ‘케빈 베이커 게임( Six Degrees of Kevin Bacon)이론’이 작은 세상 네트워크를 입증하면서, 몇 가닥의 무작위 연결이 국소적 무리로 이루어진 폐쇄사회를 전체에 열린사회로 만들 수 있음을 이 세계의 인간들에게 알려주었다. 잘 짜인 네트워크에서 이탈한 엉뚱한 단 몇 가닥이 거대한 조직이 모두 연결되도록 만든다는 물리학적 연구가 우리 포유류 인간 뇌의 신경 세포 작동 이해에 단서를 제공하였듯, 도로 설계와 통신망 설치에 유용한 상상적 도구가 되고 있음을 알게 되었다.

또한 20세기 초 표현추상주의 회화를 이끌었던 잭슨 폴록의 물감을 질질 흘려 놓은 것 같은 그림이 모든 자연 현상에 본질적으로 내재된 특징인 카오스와 프랙털이 반영된 작품임을 물리학이 규명해냈듯, 무작위 시스템에 내재한 불안정하지만 규칙의 존재를 입증해내지 않았던가? 아무리 작은 스케일에서 들여다보더라도 미세에서의 구조가 전체 구조와 유사한 구조를 되풀이하는 자기유사성, 프랙털을 발견했듯, 인간 사회의 여러 현상들에서도 물리학은 분명 결정론적 시스템과 무작위 시스템 사이에 놓여있는 카오스 시스템을 규명해내리라 생각된다. 이 세계가 얼마나 불합리하고 불균형한가? 언제까지 측정할 수 없는 것이라 무시하고 측정 가능한 것들로만 이 세계를 왜곡하는 짓을 방관할 텐가? 과학이 지배질서인 주류에 편승하며 자기 이익에만 골몰한다면 아마 과학은 지금까지 학문으로서 생존하지 못했을 것이라 생각된다.

【출처: 본문 107쪽, 잭슨폴록과 카오스 부분 발췌】

인간의 심장 박동의 주기적 규칙성에 대한 신봉을 무너뜨리는 심장박동 간격의 불규칙성이 건강한 환자의 신호라는 과학적 발견처럼, 한동안 박동이 증가하다 반대로 줄어드는 요동을 반복하는 카오스 운동의 역동적 유연성이 이 세계의 자연 법칙에 숨은 질서임을 배운다. 질서와 균형을 통한 정적 평형상태의 항상성은 결코 생명 현상이 아님을, 오히려 정적 평형상태를 깨고 끊임없이 요동치고 변화하는 그것으로서의 항상성임을 알게 되었다. 나사(NASA)의 로켓 과학자들이 월스트리트에 금융공학자가 되어 입성하고, 경제주체들의 상호작용의 원리를 연구 규명하듯, 인간 삶의 균등한 성장과 생활터전의 건강성을 밝혀주는 지표를 왜 개발할 수 없겠는가? 국가의 공공투자가 이루어져야 하는 부분일 것이다. 기득권을 차지한 정치권력과 관료집단은 분명 이러한 실질적 삶의 반영에 나서려 하지 않을 것이다. 국민 대중이 권력에 요구해야 한다. 과학이 국민의 삶에 기여하는 연구에 나서도록 말이다.

자연의 가장 창조적 혼돈상태, 어떤 계의 물리적 형상이 변하는 것을 상전이(相轉移)라 부른다. 물이 끓어올라 수증기로 변화할 때 물이라는 계의 큰 요동을 우리는 눈으로 볼 수 있다. 즉 요동이 크다는 것은 그 계가 어떤 새로운 형태로 변화하는 순간이라 해석할 수 있다. 지금 한국사회는 혼돈으로 요동치고 있다. 나는 이 혼돈을 무엇인가를 창발하려는 인간사회의 새로운 상태로의 전환을 알려주는 신호로 여기고 싶어진다. 연주회 관객의 박수소리가 동기화되는 박수의 물리학, 노이즈가 필수인 인간 정상 뇌에 대한 연구, 흐르는 모래 알갱이의 자기조직화와 임계성이라는 현상의 발견으로부터, 인간과 사회를 이해하는 데 많은 시사점과 자극을 얻었다. 한편으론 현재 과학이 해결해야 할 과제들, 인간 지식의 한계에 대한 구체적 사실을 비로소 직면하기도 했다.

세상의 많은 복잡계가 임의 연결망이 아니라 정교하게 연결된 독특한 특성을 지닌 구조체임도 아울러 명료하게 인식하게 되었다. 양자물리학의 대두와 함께 과학의 겸허함도 아울러 이해하게 되었다. 어쩌면 이 책은 세상 탐구에 나선 물리학, 나아가 과학의 동태보고서라 해도 될 것 같다. 아무튼 삶을 행복하지도 지속가능하게도 하지 못하는 GDP 성장 중심의 성장 경제를 대체할 새로운 지표의 개발을 위한 물리학자들의 전방위적 도전을 기대해 본다.

월스트리트에서 자기 이익에 투신하는 물리학자가 아니라, 인간 세계의 이익을 위한 과학자들의 출현이 있을 것이라 믿어본다. 연구되거나 진행 중인 물리학 연구의 진술들을 통해 새로운 발상의 촉발을 경험하고 또 다른 가능성의 미래를 생각해보는 기회가 되었다. 다가오는 새 십년에는 과학이 어떤 성취를 이뤄낼지, 2030년의 증보판을 벌써부터  기다리게 된다. 2001년 이 책을 처음 쓰던 젊은 과학자가 이제 중년의 경험 많은 과학자가 되었을 터이다. 그의 연구에 인류 유익의 연구 성과가 있기를.

첫 장에 소개된 케빈 베이컨 게임은 실제로는 넓다고 생각한 우리 세상이 얼마나 작은 거리로 둘러쌓여있는지를 보여준다. 세상이 아무리 복잡한 관계로 이루어져있고, 닿을 수 없는 거리에 있다고 해도 몇가닥의 무작위 네트워크가 존재한다면 가까운 곳에 존재한다는 사실이 신기하다. 특히 이런 네트워크 망이 뇌의 기능과 유사한 것을 보고 부분과 전체가 동일한 구성으로 연결되는 프랙탈 구조도 떠올랐다. 책에서 말한 것처럼 작은 사회 네트워크는 현재 코로나 바이러스가 어떻게 빠르게 확산되고 좀처럼 진정 국면에 들어서기 힘든지도 보여준다. 또한 인터넷 연결망과 무선 광랜이 지금까지 겪어보지 못한 급격한 사회를 만들 것이리라는 것도 짐작해볼 수 있다.

몬티 홀 문제와 O.J. 심슨 사건은 워낙 유명한 이야기지만 또 읽어도 재밌다. 특히 O.J. 심슨 변호단의 무지한 확률 가정과 법원의 판단은 지금 생각해도 어이없다. 웃음의 사회학은 더 흥미롭다. 사람들은 유머로 웃는 경우가 10~20% 밖에 되지 않는다고 한다. 웃음은 친밀감과 호감을 느끼는 상대와의 유대감을 위한 사회적 신호인 것이다. 혼자 있을 때와 다른 사람이 있을 때도 웃음 빈도가 다르며, 이성과 있을 때와 동성과 있을 때도 빈도가 달라진다. 웃음은 자신에 대한 호감도를 높이기 위한 신호로도 작용한다. 남자와 여자는 인간관계에 따라 웃음을 이용하는 방식도 다르다. 웃음이 건강에 좋다는 것도 사실이었다. 한 실험에서는 코미디 시청 후 백혈구의 양이 증가하고, 코리티솔 양이 줄어들고, 면역 세포의 활동 영역이 넓어짐을 발견했다. 웃음이 타인과의 접촉과 관계에 따라 빈도가 달라지는 것을 보니 혼자 있으면 우울증이 생기는 것도 연관성이 있지 않을까 하는 생각도 들었다.

근거 없는 과학이야기 중 가장 유명한 두 가지 일화는 아인슈타인이 자신의 뇌의 15%밖에 쓰지 못하고 죽었다는 것과 달이 인간의 감정 상태를 조절한다는 루머다. 뇌를 쓸 때는 각각의 영역에서 상호작용이 일어나며 뇌의 잠재력의 최대치가 얼마인지 추정하는 것도 불가하다. 보름달과 그믐밤에 대한 루머 역시 관련 연구의 헛점이 드러났지만 진실여부를 가리기 위해 같은 주제라도 연구자들의 검증이 필요함을 깨닫게 한다. 잭슨 폴록의 그림 패턴은 초기 조건이 민감해서 정확한 예측이 불가한 카오스 시스템과 일부 미세한 부분이라도 전체 구조와 유사한 구조를 무한히 되풀이한다는 프랙털을 동시에 갖고 있다. 그림을 그리는 행위와 보이는 것과 달리 소수점 차원을 갖는다는 기하학적 구조가 매력적이었지만, 잭슨 폴록이 정말 이를 알고 그림을 그렸을까하는 의문은 든다.

정재승 교수의 책은 언제 읽어도 재미있고 유익하다고 느끼는데 이번 예스리커버로 나와서 이미 소장하고 있는데도 불구하고 특별판으로 소장하고 싶어 구매하였습니다. 과학콘서트는 아마 많은 분들이 읽어 보셨을 것으로 생각되지만 혹시라도 읽어보지 않으셨던 분들은 이번 특별판을 통해 독서해보시는 것도 추천드립니다. 재미있는 지식들을 더 흥미롭게 느껴볼 수 있습니다. 그리고 귀여운 글씨체로 정재승 교수의 친필복사본 서명도 있어 너무 좋았습니다.

이 책은 도서관에서 권장도서코너에서 제목을 자주 보던 책이였는데

중학교에 입학한 중1 딸아이 학교애서 가져온 권장도서목록에 떡하니 쓰여있더니

아이 수과학영재원에서 나누어 준 권장도서목록에 또 떡하니 쓰여있더라구요.

그리하여 딸아이가 사달라고하여 구입하게 되었습니다.

그런데 책읽기를 좋아하는 중1 딸아이 생각보다 어렵다고 하네요

그리하여 제가 읽어보게 되었습니다. 

복잡한 세상, 명쾌한 과학이라는 부제가 말해주듯이

이 책은 한치앞도 예측할 수 없는 복잡한 세상에서 세상을 이해할 만한 작은 안내를 보여주는 듯해요.

중1 권장도서에 떡하니 쓰여있지만 중1이 읽기에는 조금 어려울 수 있을 것 같다는 생각이 들었어요. 

아이는 시간을 가지고 천천히 읽겠다고 하네요 ^^

잘 읽었습니다

되게 푸근하고 소탈해보이는 작가인데, 얼마나 차분하고 조곤조곤 똑똑히 말을 하는지~~ 매체로 봤을때 참 좋아서 책을 구매해보았습니다

참 재미있게 잘 읽었습니다

잘난척 하지 않고 차분하게 여러가지 사건이나 현상을 과학적으로 풀이해주는데, 참 똑똑하시다는 감탄을 절로 하게 되네요~

잘난척 하지 않은 똑똑함을 가진, 정재승 작가를 응원하고 앞으로도 다른 책도 구매해볼 예정입니다

제일 재미있었던 것은 심장의 생리학 이였어요

＜정재승의 과학 콘서트＞를 읽다보면 왜 피라미드 기업이 기승을 부리는지, 불규칙한 주가 곡선에는 어떤 질서가 숨어 있는지, 비틀스의 음악은 왜 아름답게 들리며, 세상은 왜 그토록 시끄러운 소음으로 가득 차 있는지 설명을 들을 수 있다. 또 그것이 아름다운 조개껍데기 무늬, 숲을 메우고 있는 나뭇가지들, 그리고 그 사이로 흐르는 시냇물 소리와 전혀 무관하지 않다는 사실을 깨닫게 된다.

생명체는 질서정연한 방식으로 규칙적인 운동을 수행하는 정적인 시스템이 아니라 불규칙하지만 유연하고 역동적인 상태를 통해 급변하는 환경에 적응하는 역동적인 시스템임을 알게 되었다. 불규칙적인 곡선을 그리는 건강한 사람의 뇌파도 혼수상태에 빠지면 단순하고 주기적인 모양으로 바뀌고, 건강한 사람의 불규칙하고 예측 불가능한 백혈구의 농도도 백혈병에 걸리면 그 수치가 일정하고 규칙적으로 변한다고 한다. 이제 '심장 박동은 규칙적이다'라는 상식은 과감히 던져 버려야 함을 알게 되었다. 규칙적으로 뛰는 심장 박동 소리, 그것은 우리의 생명을 영원한 안식처로 이끄는 죽음의 진혼곡임을 의미한다는 것을 배우게 되었다.

요양원에서 TV 같은 오락 장치는 우울증 치료에 그다지 도움이 되지 않기 때문에 거실에 TV를 배치하는 것보다 다른 환자들과 더 자주 소통할 수 있도록 방을 배치하는 것이 중요하다는 것도 알게 되었다.

파레토 법칙과 사뭇 다른 현상인 롱테일 법칙도 인상적이었다. 롱테일이란 말 그대로 '긴 꼬리', 즉 수요곡선 그래프를 그렸을 때 왼쪽부터 판매량이 높은 제품 순으로 배치하면 오른쪽에 긴 꼬리 모양의 선이 나타난다고 해서 붙여진 이름이라고 한다. 소수의 80퍼센트가 전체 매출 의 반 이상을 만들어낼 수도 있다는 점에서 80:20 법칙과는 배치되는 주장이다. 예를 들어 아마존의 핵심 매출은 한두 종의 베스트셀러에서 나오는 것이 아니라 큰 서점의 좋은 자리에 잘 진열되지 않는 비인기 도서에서 나온다는 것이다.

"물리학자는 뭘 하는 사랑들인가요?" 누군가 이렇게 물었을 때, '물리학자는 이 우주의 물질이 형성되고 운동하는 법칙을 탐구하는 연구자들이야'라고 대답하지 않고, '신경세포 하나에서부터 도시 문명에 이르기까지, 작은 원자 하나에서 거대한 우주까지, 세상에 대한 애정으로 호기심의 촉수를 평생 뻗고 있는 못 말리는 탐험가들이야'라고 대답해 주고 싶다고 저자는 말한다. 저자야말로 그런 물리학자라는 생각이 든다. 참으로 재미있게 읽은 책이다. 다른 이들에게도 일독을 권하고 싶다.

저자의 열두 발자국을 먼저 읽었는데 역시나 이 책을 찾고 구입하게 되었습니다.

많이 보아왔던 표지가 아인 개정판 표지의 산뜻함이 좋았는데 이 책이 처음 나온 지 정말 오래 되었었군요. 2001년 이라고 합니다.

이 때 왜 나는 이 책을 읽지 않았었는지 잘 모르겠습니다. 하지만 이제라도 이 스테디셀러를 읽게 되어 참 좋았습니다.

요새는 여러 전문분야에 종사하는 전문가들이 인문학을 기본으로 전문지식을 에세이 형식으로 풀어가는 책들이 많지만 2001년 당시에는 정말 손꼽을 수 있을 정도록 적었었지요.

그 때 이 책이 많은 인기를 끌어서 아직까지도 유명한 스테디셀러가 되었었는데 20년이 지난 지금에야 읽게되어 더군다나 과학책이라 좀 시대에 뒤떨어 지지 않을까 했었습니다.

하지만 개정판에서 많은 부분이 수정되었다고 들었는데 그래서인지 지금에도 어색하지 않은 것 같습니다.

정재승님 께서 좋은 책을 앞으로도 많이 써 주시길 바랍니다.

워낙에 유명한 분이라 책을 가지고 있는데 이상하게도 잘 안읽히네요.

아이가 재미있다고 말해줘서 저도 같이 읽고 있습니다.

전반적인 개념들을 자세한 예를 들어 설명해 주어서 좋네요.

재미있는 개념들이 많은데 과학적인 지식이 없어서 그런지 책장 넘어가는 속도가 늦습니다.

그래도 천천히 읽으면 개념이 눈에 보이는 듯 하여 좋습니다.

잘 읽을 뒤에 아이와 독서토론을 하고자 합니다.

정재승의 과학 콘서트는 예전에 읽었던 책인데

이번에 시간이 흐르면서 과학 분야에서 수정이 필요한 부분을 수정, 보완하고,

새로운 사실들을 추가하고 그림이나 도표, 자료 등도 수정할 건 하고 추가할 건 해서

과거보다 (과거에도 내용이 풍부했지만) 내용이 더 풍성해져서

더욱 재밌고 흥미롭게 읽을 수 있었다.

과학이라 하면 어렵고 지루할 거 같은데

저자는 과학을 실생활과 연결지어서 이야기해주니 이해하기 쉽고 재미까지도 있다.

예전이나 지금이나 이 책은 베스트셀러인데

그럴만한 이유가 있다. 추천한다.