복잡한 세계 숨겨진 패턴

▣ 출판사서평

전문 학자가 정리한 복잡성 연구의 현재와 미래

흔히 복잡성 이론이 인류 미래를 밝혀줄 과학적 도구라는 사실은 대체로 인정된다. 물리학에서 비롯되어 경제학에서 꽃 피운 이 이론은 응용 분야가 넓어 교통 체증, 주식시장 붕괴, 테러 공격, 암을 이해하고 극복하는 데 이미 일정 부분 성과를 내고 있기 때문이다.

하지만 복잡성 과학은 복잡하다. 워낙 넓은 분야에 쓰이다 보니 용어 자체도 복잡계, 카오스(혼돈) 등과 뒤섞여 쓰여 정확한 개념과 원리를 알기가 쉽지 않다. 이는 그간 복잡성 이론이 주로 과학저널리스트들이 쓴 대중 교양서를 통해 소개된 탓이 크다. 또 이런 책들은 대부분 경제학이나 사회학 등 한 분야에만 초점을 맞췄기에 복잡성 이론의 가치를 제대로 알기도 어려웠다.

그런 점에서 이 책은 크게 두 가지 미덕을 갖췄다. 우선 물리학을 전공했고, 영국의 옥스퍼드 대학에서 학제간 연구팀을 이끌며 금융 분야에서 상당 부분 학문적 성과를 거둔 전문 복잡성 연구자가 저술했다는 점이다. 연구 경험을 바탕으로 복잡성 이론의 원리를 명쾌하게 풀어 가면서, 경제학 외에 생물학, 의학, 정치학 등에서 싹 트고 있는 복잡성 이론 활용 가능성을 짚은 점 또한 눈길을 끈다.

복잡성이란

과학에 어지간히 관심을 가진 이라도 복잡성 이론을 정의하라면 헤매기 마련이다. 지은이는 이를 사전을 예로 들어 보여준다. ‘복잡성(complexity)’이란 항목을 찾아보면 “복잡계(complex system)에서 보이는 행태”라고 정의되어 있는데 ‘복잡계’를 찾아보면 “복잡성을 표출하는 행태를 지닌 시스템”이라고 풀어 있다는 것이다.(영국 사전도 순환논법에서 크게 벗어나지 못하는 모양이다)

1부 ‘세상은 뜻밖에 단순하다’에서 지은이는, 다양한 분야에서 복잡성 연구가 진행되는 만큼 그 정확한 개념을 정의하기가 쉽지 않다면서도 사무실 파일 정리를 예로 들어 복잡성이 무엇을 뜻하는지 쉽게 풀이해 준다.

그에 따르면 복잡성 과학은 상호작용하는 다수의 개체들의 집합에서 나타나는 ‘창발 현상(emergent phenomenon)’을 이해하고 예측하고 제어하는 것이 목표다. 여기서 ‘창발 현상’은 “각 부분 또는 구성원이 상호작용한 결과, 구성요소의 특성과는 별도로 전체 집합체에서 나타나는 복잡한 현상”을 가리킨다. 예를 들면 저마다 최대 이익을 추구하는 주식투자자들이 모였는데 홀연히 급등락 하는 주가 움직임이 그렇다. 여기서 중요한 요소는 ‘되먹임(feedback)''으로, 과거의 기억이나 상대의 전략에 관한 정보 등에 따라 각 개체의 대응이 달라지기 때문이라고 설명한다.

지은이는 수식 사용을 극도로 자제하면서 복잡성 이론의 원리를 설명하는 데 성공했다. 그러기에 책을 읽어보면 자기 아이들을 포함해서 나이나 배경, 과학지식 수준에 관계없이 즐겁게 읽을 수 있는 책을 싶었다는 지은이의 집필 의도가 성공했다는 사실을 확인할 수 있다.

왜 복잡성인가

현실 세계에서 일어나는 대부분의 현상은 ‘복잡성’을 띤다. 한정된 자원을 놓고 다수가 경쟁하는 일이 비일비재하기 때문이다. 지은이가 예로 든 교통 체증을 보자. 이는 다수의 운전자가 도로 위 공간이라는 한정된 자원을 놓고 다투는 일이라 할 수 있다. 인기 밴드가 나와 늘 붐빌 가능성이 있는 술집에 가서 좋아하는 연주를 즐기느냐 아니면 음악을 포기하고 집에 죽 치고 있느냐 하는 문제는 술집 좌석을 놓고 벌어지는 전략게임이다. 심지어 암 역시, 영양분을 놓고 정상 세포와 암 세포가 벌이는 투쟁이다. 이렇게 0과 1이라는 2진 의사결정 모델로 바꾸면 세상사 거의 모두에 복잡성 이론이 적용될 수 있다.

2부 ‘증권시장, 짝 찾기, 테러 그리고’에서 지은이는 금융, 사회, 전쟁, 의료 등 각 분야에 걸쳐 각국의 연구팀이 진행하고 있는 복잡성 응용 연구를 짚어낸다. 언뜻 별 상관없어 보이는 교통 체증, 주식시장 급락, 암 치료 등에 공통적으로 숨어 있는 복잡성 패턴에 관한 설명을 보면 세상은 의외로 단순함을 엿볼 수 있다. 그러면서 교통 혼잡을 덜려면 적정한 우회도로를 어떻게 정해야 하는지, 왜 완벽한 주가 예측 모델은 있을 수 없는지, 전쟁의 거듭제곱 법칙이란 무엇인지, 암을 고사시키려는 새로운 치료법의 원리는 무엇인지 등 다양한 응용 사례를 설명해준다.

복잡성 과학은 경제학에서 물리학까지 다양한 분야를 포괄한다는 점에서 ‘거대 과학’이라 할 수 있다. 게다가 우리 자신의 건강, 재산, 생활양식부터 사회 전체의 안전과 번영에 이르기까지 막대한 영향을 미칠 것이기에 ‘모든 과학의 과학’이기도 하다.
이 책은 권위 있는 연구자가 쉽고 명쾌하게 풀어냈기에 복잡성 이론에 관한 ‘교과서’ 역할을 할 것으로 기대된다.

▣ 작가 소개

저자 : 닐 존슨 (Neil F. Johnson)
미국 플로리다 주의 마이애미 대학 물리학과 교수로, 양자이론에서 경제물리학에 걸치는 다양한 복잡성 연구로 유명하다. 2007년까지는 영국 옥스퍼드 대학에 재직하며 복잡성 분야 협동연구센터의 공동 센터장을 지낸 바 있다. 국제적 학술지에 200여 편의 연구논문을 게재했고,월드 사이언티픽 출판사의 ‘복잡계와 학제간 과학’시리즈의 편집자로도 참여하는 등 국제적으로 인정받는 복잡성 연구 권위자. 저서로는 금융시장의 복잡성( Financial Market Complexity)(옥스퍼드대 출판부, 2003) 등이 있다.

역자 : 한국복잡계학회
한국복잡계학회(Korea Academy of Complexity Studies, KACS)는 2006년에 결성된 복잡계 연구모임 ''복잡계 네트워크''를 모태로 2014년에 출범했다. 한국의 사회경제적 문제에 대해, 복잡계를 키워드로 통합적인 이해와 해법을 도출하는 것을 목표로, 자연과학과 사회과학, 경제/경영학, 예술 및 인문학 등 다양한 분야의 연구자 및 업계 종사자들이 참여하고 있다. 홈페이지는 http://www.complexity.kr, E-mail: secretary@complexity.kr이다.

▣ 주요 목차

1부 세상은 뜻밖에 단순하다
1장 둘만은 좋아도 셋이면 복잡해
핵심은 ‘되먹임’과 ‘창발현상’ 32/복잡성, 모든 과학의 과학 38

2장 무질서가 지배하는데 괜찮아?
우리를 살리는 무질서 57

4장 따라쟁이 심리
군중이 생기면 반(反)군중이 절로 132/모두에게 이득이 되는 다양성 136

5장 연결되기
네트워킹으로 본 세계화 평가 169/1부를 정리하며 171

2부 복잡성 과학으로 무엇을 할 수 있나

6장 금융시장 예측
금융시장도 예측 가능한 기간이 있다 190

7장 교통 네트워크와 기업의 ‘사다리’
창조적인 혼잡통행료 208/기업 내 ‘사다리’와 정보 소통 217

8장 천생연분을 찾아서
짝 찾기 또한 복잡계 224/늑대, 개와 양의 게임 237

9장 분쟁 대처하기: 차세대 전쟁과 글로벌 테러리즘
전쟁의 거듭제곱 법칙 246/현대전과 테러리즘의 보편적 패턴 253

10장 감기 발병, 슈퍼 독감 회피, 암 치료
암을 고사시키는 새로운 시도 279

11장 모든 복잡성의 어머니: 우리의 나노 양자 세계
식물, 박테리아 두뇌의 비밀스러운 양자 효과 301/쓸모없는 것들의 쓸모 309