과학도서 - 카오스이론 독후감 CHAOS이론

CHAOS이론`을 읽고
우주 왕복선이나 보이저 우주 탐사선을 미리 예정된 궤도 위에 정확히 쏘아 올리는 경이로운 현대 과학 기술은 지금으로부터 300년 전 뉴턴에 의해 확립된 `뉴턴 역학`의 빛나는 성과물이다.
그러나 뉴턴 역학은 그런 빛나는 성과와는 전혀 다른 또 하나의 다른 얼굴을 가지고 있다. 뉴턴 역학으로는 나뭇가지에서 나풀거리며 떨어지는 하나의 나뭇잎이나 수도꼭지에서 떨어지는 물방울의 움직임을 예측할 수는 없는 것이다. 이처럼 `카오스`라 불리는 매우 불가사의한 현상이 오늘날 과학이나 기술에 마치 산사태와도 같은 엄청난 구조 변혁을 일으키고 있다.
완전한 예측을 철저히 신조로 삼았던 뉴턴의 고전 역학적 세계관은 본질적으로 장기 예측이 불가능함을 간파한 카오스의 새로운 바람에 의해 카오스 역학적 세계관으로 다시 태어났다. 그리고 현대 공학의 근간을 이루는 기초 이론인 제어 이론, 계산 이론, 예…(생략)

원은 19세기말까지 거슬러 올라갈 수 있지만, 그 중요성이 본격적으로 밝혀지기 시작한 것은 지금부터 20년 전부터이다. 학문의 전 역사라는 큰 관점에서 볼 때 알아보기조차 힘들만큼 짧은 20년 사이에 응축되어 오늘날 상당한 세력을 형성하고 있는 젊은 연구자들의 정렬적인 연구 활동은 현대 과학과 기술의 패러다임 자체를 뒤바꾸어 놓았다.
카오스는 누구라도 납득할만한 수학적 정의를 내릴 수는 없다. 하지만 큰 맥락에서는 이렇게 정의할 수 있을 것이다.
"카오스란 어떤 `계`가 확고한 규칙에 따라 변화하고 있음에도 불구하고, 매우 복잡하고 불규칙하면서 동시에 불안정한 행동을 보여서 먼 미래의 상태를 전혀 예측할 수 없는 현상이다."
카오스가 발생하기 위한 하나의 중요한 요소는 그 기체가 상태 변수(어떤 계의 시시각각의 상태를 나타내는 숫자의 조합)의 변화 법칙이 단순한 비례 관계로는 나타낼 수 없다는 점이다.
카오스는 우리에게 어떤 영향을 미치는가. 우리는 인공적인 환경 속에서 살아가는데 지극히 익숙해져 있다. 따라서 인공적인 것과 자연적인 것을 구분하는 데에도 익숙해져 있다. 울창한 숲 속에 지어진 집이나 끝없이 펼쳐진 백사장에 서 있는 파라솔을 구분해내지 못할 사람은 아무도 없다. 비행기를 타고 하늘에 올라가면 인공물과 자연물의 구분은 더욱 분명해 진다. 비행기를 타고 하늘에 올라가거나 우주선을 타고 지구를 내려다 볼 수 있는 위치에 서면 우리가 몸담고 살고 있는 질서의 세계가 얼마나 좁은지 알 수 있다. 다시 말해 우리들이 익숙해져 있는 질서의 세계란 우리의 세계를 포괄하고 있는 더 넓은 우주 속에서 지극히 작은 일부에 지나지 않으며, 어떤 측면에서는 오히려 예외적인 현상에 속한다는 것이다.
그런데 카오스 이론은 굳이 비행기나 우주선의 힘을 빌어 우리가 살고 있는 세계를 벗어날 필요도 없이 우리가 살고 있는 주변에서 이러한 현상을 쉽게 발견할 수 있음을 보여 준다.다시 말해서 우리 눈에 보이는 질서와 혼돈의 차이라는 것은 표면적인 것에 불과하며 실제로는 동전의 앞 뒷면처럼 동일한 본질의 다른 표현이라는 사실을 이야기해 준다. 카오스 이론은 지금까지 상반되는 개념인 것처럼 받아들여지던 질서와 혼돈의 경계를 무너뜨렸다. 질서는 더 이상 칼로 자르듯 구분되는 혼돈과 질서가 아니며, 혼돈 또한 아무런 규칙성도 없는 혼돈이 아닌 것이다. 우리가 카오스 이론을 통하여 좁은 영역으로 한정되어 있던 사고의 폭을 넓힐 수 있는 것은 바로 그 때문이다.
그리고 우리는 우리 주위의 구체적인 현실을 설명할 수 있는 중요한 도구를 얻게 된다. 카오스 이론은 전혀 예측할 수 없는 것으로 보이던 장기간의 기상 변화, 주가나 경제 지표의 변동, 지진의 발생 등 여러 현상 속에서 규칙성을 발견할 수 있음을 암시하고 있다.
이 책을 보고 느낀 것은 우리가 항상 느끼고 있는 질서 속에 `CHAOS`라는 이론이 존재한다는 것이었고, 그 응용성은 무한하며, 궁극적으로 우리가 이 세계를 바라보는 시각의 변화를 의미한다는 것이다. 우리 눈에 보이는 질서와 혼돈은 표면적인 것이고 실제로는 동전의 앞 뒷면처럼 동일한 다른 표현이라는 것이다. 앞으로 이 카오스 이론이 수학적으로 정의를 내릴 수 있다면 우리 세계의 과학은 지각 변동을 겪게 될 것이다. 그리고 한층 더 발전하고 성숙해질 것이다.