엔트로피를 읽고

엔트로피를 읽고…
저자 : 제레미 리프킨
출판사 : 세종연구원
새로운 충격...엔트로피..
엔트로피. 주위의 친구들은 벌써 많이 읽어본 책이다. 나는 아직 읽어보지 못해서 이번 방학을 맞아 읽어보게 되었다. 하지만 그것은 나에게 평생 잊지 못할 충격을 안겨주었다. 그냥 보통의 과학서적이라고 생각하고 읽은 이 책의 서문은 상당히 사회적인 내용으로 가득 차 있다. 현대 사회의 문제점과 인간에 대한 비판이 아주 신랄하게 이루어져 있다. 내가 책을 잘못 산 것이 아닐까라고 생각할 정도로 말이다. 세계관이란 인간이 세상을 관찰하는 하나의 큰 원칙을 말한다. 그리고 이 책은 우리들은 우리가 전통적인 세계관에 얼마나 묻혀서 살고 있는지 모른다고 한다. 즉, 세계관이라는 것은 아무도 거기에 의문을 제기하지 않을 만큼 어릴 적부터 사람들의 마음속에 철저히 세뇌되어 있다는 것이다. 지금 우리는 고대의 신적인 세계…(생략)

를 거의 신격화하여 글을 쓴 것 같다는 것이다. 엔트로피를 신처럼 절대적인 것으로 보고 있는 듯하다. 한편, 물질 세계는 엔트로피에 종속되고, 엔트로피는 정신적 세계에 종속된다.
1877년 유명한 과학자 볼츠만에 의해 증명됐듯이, 엔트로피 법칙은 확률적 법칙이다. `맥스웰의 도깨비`를 등장시킨 사고실험에서 추론 됐던 것처럼, 이 법칙에 위배되는 과정이 일어날 수는 없다. 그러나, 그런 가능성이란 책에서 표현했듯이 `한 떼의 원숭이들이 타자기 위로 멋대로 돌아다닐 때 영국 박물관에 소장된 모든 책을 찍어낼 수 있는` 가능성보다 못한 것이다. 슈뢰딩거가 생명현상에 도입한 네겐트로피 즉 옴의 엔트로피 개념은 부분계에 국한되는 것일 뿐, 어떤 이론이나 기술에 의해서도 계 전체의 엔트로피를 감소시킬 수 있는 길은 없다. 엔트로피 법칙은 우주의 어느 곳에 질서가 더 생기는 것은 다른 곳에 그보다 더 큰 무질서가 생긴다는 것을 절대진리로 천명한다. 기계론적 세계관에서 이른바 발전에 의해 `더 질서 있는` 물질적 환경을 만든다는 것은 동시에 다른 한 편에 그보다 더 큰 무질서를 만들어 낸다는 것을 의미한다. 결국 자연세계에서의 인공적 변화란 사용 가능한 에너지를 불가능한 형태로 바꾸면서 주위의 엔트로피를 증가 시키는 방향, 즉 값어치가 있는 상태에서 값어치가 없는 상태로의 한 방향으로 밖에는 일어날 수가 없다는 한계를 깨우쳐 주는 것이다. 그러므로 전 지구가 경쟁적으로 벌이는 경제 성장이란 결국 사용 가능한 자원을 사용 불가능한 쓰레기로 바꾸면서 그렇게 하지 않아도 저절로 늘어날 수 밖에 없는 엔트로피의 증가를 가속적으로 높임으로써 끝장을 향해 달리고 있는 형상이 되고 만다.
엔트로피는 여러 현상들이 어떤 방향으로 진행되겠는가를 우리에게 알려준다. 어떤 현상이든 간에 그것은 질서 있는 것에서 무질서한 것으로, 간단한 것에서 복잡한 것으로, 사용 가능한 것에서 사용 불가능한 것으로, 차이가 있는 것에서 차이가 없는 것으로, 분류된 것에서 혼합된 것으로 진행된다 엔트로피의 법칙에 대해 말해 보면 열역학 제 1, 2 법칙은 매우 힘들고 오랜 기간에 걸쳐 모습을 드러내게 된 것이다. 열역학 1, 2법칙은 우주의 에너지 총량은 일정하며 엔트로피의 총량은 지속적으로 증가한다는 것이다. 그러므로 에너지를 창조하거나 파괴하는 것은 불가능하다는 것이다. 즉, 하늘 하래 새로운 것은 없다고 말 할 수 있다. 그리고 우리는 한 번 숨 쉴 때 플라톤이 호흡했던 그 공기의 분자 5천만 개를 끌어들이는 것이다. 하지만 정작 중요한 것은 제 2법칙, 엔트로피의 법칙이다. 에너지는 한가지 상태에서 다른 상태로 옮겨갈 때마다 일정 금액의 벌금을 낸다. 이것이 바로 엔트로피이다. 엔트로피가 증가하고 있다는 것은 쓸모 없는 에너지가 늘어간다는 것을 의미한다. 어떤 시스템 내의 무용한 에너지의 총량이 엔트로피이다. 평형 상태란 엔트로피가 극대화된 상태이며, 일을 할 수 있는 에너지가 더 이상 존재하지 않는 상태이다. 또 오늘의 풀 한 포기가 있다는 것은 내일의 적은 풀을 의미한다. 이것은 열역학 제 4법칙, 폐쇄 계에서 물질 엔트로피는 궁극적으로 극대점을 지향한다 의 다른 의미이다. 그러니까 에너지는 상태가 계속 바뀌다가 엔트로피가 극대화되면 멈춘다는 것이다. 열 엔트로피란 간단히 말하자면 「무질서도(度)」다. 즉, 얼마나 질서가 없는가, 또는 얼마나 예측 불가능한가를 나타내는 말이다. 여기서 그럼 엔트로피라는 개념이 무슨 의미가 있나 여겨질지도 모르지만 사실 「엔트로피 증가의 법칙」 은 이 우주를 지배하고 있는 자연계의 기본 원리 가운데 하나다. 자연의 모든 일은 엔트로피가 증가하는 방향으로 진행된다. 히터를 틀면 실내 공기가 더워진다. 히터가 정상적으로 가동하는데 온도가 내려가는 일은 절대로 벌어지지 않는다. 기온이란 공기 분자들의 운동 에너지 평균치를 구하는 것이다. 따라서 기체 분자들이 열에너지를 받으면 받을수록 더 활발히 운동하게 돼 온도는 더 높게 측정된다. 이 현상을 엔트로피의 입장에서 말하자면, 기체 분자들이 활발하게 운동하면 할수록 그만큼 그 궤적은 예측 불가능하게 되는 것이다. 이처럼 자연의 모든 현상은 엔트로피가 증가하는 방향으로 진행되며 그 반대의 현상은 결코 일어나지 않는다. 다시 말해서 엔트로피가 증가하는 현상은 언제나 비가역 적이다. 불 위에 올려놓은 주전자의 물이 얼어붙는 일은 절대로 일어나지 않으며, 엎질러진 물이 고스란히 그릇 안으로 다시 모이는 일도 불가능하다. 자연계의 모든 일은 확률이 더 큰 방향으로 진행돼 마침내 평균이 되어서야 멈춘다. 그런데 자연에는 반 엔트로피를 만들어 내는 존재들이 있다. 대표적인 것이 바로 생물이다. 특히 인간은 엄청나게 강력한 반 엔트로피의 창조자다. 자연 상태로 존재하는 각종 자원들을 가공해서 인공적인 형태로 바꾸어 놓는다. 그러나 긴 세월이 흐르면 인간이 만들어 놓은 것들도 결국은 자연 상태로 돌아간다. 건물은 무너져서 다시 흙이 되고 음식물이나 배설물도 썩어서 다시 흙으로 돌아가며 인간 스스로도 늙어 죽어서 결국은 흙으로 돌아간다. 결국 이 우주는 까마득하게 오랜 세월이 흐르면 엔트로피 최대의 수준, 다시 말해서 열적 평형상태에 도달하게 되고 그것이 바로 우주의 종말이라는 얘기가 된다. 맞는 말이지만 여기에는 한 가지 조건이 있다. 엔트로피 증가의 법칙은 폐쇄된 시스템 안에서만 적용되는 일이다. 주전자의 물은 그 자체로 두면 점점 식어서 온도가 내려가겠지만 열을 가한다든가 기온이 올라간다든가 하는 외부의 영향이 있으면 오히려 데워질 수도 있다. 마찬가지로 이 우주도 만약 닫힌 세계가 아니라 열린 세계라면 미래가 어떻게 될 지 알 수 없다.
물리 학자들은 `빅뱅`으로 우주가 창조된 이후 지금까지 계속 팽창하면서 엔트로피가 증가하는 방향으로 가고 있다고 본다. 우주 전체가 점점 식어가고 있으며 별이나 가스 같은 물질들도 서서히 우주 공간에 흩어져 가고 있다. 그렇다면, 이 세계는 끝내 멸망하고 만다는 것일까? 하지만 여기서 우리가 꼭 멸망을 비난하면서 그 멸망을 조용히 기다리는 것은 잘못된 행동일 것이다. 엔트로피는 반드시 증가하는 방향으로 흐른다. 그것은 절대로 위배될 수 없는 절대적인 것이기 때문이다. 하지만 그 속도를 우리는 조절할 수 있다. 우리의 멸망을 조금이라도 늦추기 위해, 그래서 우리의 후손들이 조금이라도 더 긴 영화를 누리기 위해 우리는 더 이상의 자연과 환경을 오염시켜선 안되고 그들을 최대한 보호하고 지켜나가야 할 것이다. 그것이 우리의 멸망을 최대한 늦추는 유일한 길이 될 테니까 말이다.
나에게 새로운 충격과 새로운 생각들을 갖게 해준 엔트로피...이 책을 아직 읽어보지 못한 친구가 있다면 꼭 추천해 주고 싶다. 아마 그 친구에게도 신선한 충격이 될 것이다.