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복잡한 세상을 이해하는 김범준의 과학 상자(큰글자책) : 과학은 복잡하지 않다 세상이 복잡할 뿐
큰글자책(바다출판사)1 ㅣ 김범준 ㅣ 바다출판사
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  • 발행일
2024년 06월 04일
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296page/210*290*0
  • ISBN
9791166892455/116689245X
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  • 상세정보
  • 통계물리학자 김범준에게 배우는 복잡한 세상에서 과학적으로 사고하는 법 물리학의 눈으로 복잡한 세상만사를 바라보는 통계물리학자 김범준 교수가 새 책으로 돌아왔다. 이번에는 단순한 과학적 사실의 전달을 넘어 이 복잡한 세상에 숨겨진 보편적인 규칙을 발견할 수 있도록 돕는 생각 도구들의 집합인 과학 상자를 전해주고자 나섰다. 저자는 이 책에서 세상을 이해하는 강력한 도구인 11가지 과학 상자를 어떻게 사용해야 하는지 친절하게 안내한다. 얽히고설킨 관계를 점과 선으로 그리는 법, 마당발 찾는 법, 확산을 예측하는 법, 사람을 원자로 보는 법 등 다양한 과학 도구는 여러 구성 요소가 모여 만들어내는 복잡한 현상을 단순하게 분해한 뒤 그 이면에 숨은 단순한 패턴들을 발견하도록 이끈다. 저자는 “인간관계에서 마당발은 왜 생기는 걸까? 카사노바 같은 마당발에게 백신을 전달하면 어떨까? 커피숍과 학교 같은 시설물은 어떤 방식으로 배치해야 효율적일까?” 같은 흥미로운 질문을 통해 과학 도구들을 어떻게 써야 하는지 몸소 보여준다. 과학적 도구들의 사용법은 그다지 어렵지 않으니 겁먹지 마시길. 저자는 말한다. “과학은 복잡하지 않다. 세상이 복잡할 뿐.”
  • 세상이 복잡할 뿐 과학은 복잡하지 않다 복잡할수록 단순하게 생각하는 법 물리학자가 남녀의 사랑을 이야기한다면 어떨 것 같은가? 그는 열정으로 뜨거운 가슴이나 잠 못 이루는 밤에 대해 이야기하지 않는다. 일단 컴퓨터를 켜고 남자를 빨간색 점으로, 여자를 파란색 점으로 칠한다. 연인 하나가 아니라 어떤 집단 전체에 대해서 말이다. 그러고는 연인 관계를 맺는 점들을 선으로 연결한다. 마지막으로 점과 연결선을 지긋이 바라본다. 뭐 하는 거냐고? 조금만 기다려보자. 얼마 지나지 않아 흥미로운 사실들이 눈앞에 드러난다. 어떤 점은 카사노바다. 다른 점과 달리 연결선이 무수히 많다. 또 어떤 점들은 사각형을 이루고 있다. 오래전 사귀다 헤어진 남녀가 새로운 짝을 만날 때 역시 연인이었던 새로운 쪽 파트너에서 각각 짝을 선택한 것이다. 뭐 이런 아침 드라마 같은 일이! 어떤가? 감정을 이야기하지 않아도 점과 선만으로도 사람과 그 관계의 역사가 보인다. 때로는 절절한 사랑에 빠진 개인이 아니라 집단 전체의 관계를 봤을 때 얻을 수 있는 통찰이 있다. 통계물리학자 김범준이 하는 연구가 바로 이런 것이다. 나무를 이해하려고 나무 하나하나를 연구하는 것이 아니라 먼저 숲 전체를 바라본다. 숲을 보는 방법은 여러 가지다. 최근 ‘핫’한 건 행위자 기반 모형이라는 방법이다. 전체는 저절로 생기지 않는다. 항상 전체를 구성하는 요소들이 있다. 그럼 이 요소들이 특정한 규칙을 따른다고 가정하고 시뮬레이션을 해볼 수 있다. 구성 요소들에게 단순한 규칙을 주어보니 그들이 만들어내는 패턴은 다양했고 현실을 닮아 있었다. 과학자들은 놀랐다. 이를 바탕으로 흥미로운 연구가 많이 수행됐다. 간단한 규칙으로 새떼가 무리지어 날아가는 모습을 구현했다. 어떻게 인종 간 거주지 분리가 발생하는지 시험해 보기도 했다. 통행 규칙을 안 지키는 소수의 행위자가 있을 때 오히려 전체 통행 흐름이 원활해진다는 사실을 검증했다. 산불, 지진 같은 불행한 사건이 일어나면 과학자들은 원인을 찾는다. 전체를 보는 과학자들은 여기서도 특별한 패턴을 발견했다. 전체에 어떤 조작을 가하지 않더라도 전체는 스스로를 조직화해 특정한 상태에 다가간다는 것을. 이를 ‘스스로 조직하는 임계성’이라고 한다. 산불은 한 그루 나무의 자연 발화 같은 사소한 어떤 변화가 서로 늘어선 나무들의 변화를 만들고 그것이 임계점에 이르러 거대한 산불이 된다. 어떤 큰 사건 하나가 재해의 원인이 아니다. 전체의 짜임이 만드는 임계성이 숨은 원인이다. 만일 이를 무시하고 작은 산불을 모두 초기에 진화한다면 과도하게 울창한 숲의 밀도는 초임계상태에 접어들어 순식간에 불타버릴 것이다. 저자 김범준은 말한다. 전체를 보고 질서를 찾는 과학적 시각을 갖는 것은 이제 모든 시민의 교양이라고. 인간은 무질서한 세상의 패턴을 찾고 미래를 예측하는 동물이다. 질서를 찾아야 안심한다. 문제는 여기서 생긴다. 우리는 여전히 불안하다. “도대체 세상이 어떻게 돌아가는지 모르겠어.” 전 세계를 고통에 빠트리는 전염병, 인류의 지속을 의심하게 하는 기후 변화, 하다못해 어디로 튈지 모르는 사람의 마음까지. 우리에게는 이 불안에 맞설 도구가 필요하다. 숲을 보는 방법을 배워야 한다. 전체를 ‘흘깃’ 보기 단순하게 볼 때 비로소 보이는 것들 문제 해결 공구가 든 과학 상자를 열듯 이 책을 편 독자는 언뜻 사소해 보이지만 우리 삶과 사회에 중요한 질문에 답하는 과정을 따라가며 도구 사용법을 습득할 수 있다. 몇 단계를 거치면 미국의 특정 사람에게 소포를 전달할 수 있을까? 왜 카사노바에게 ...
  • 들어가는 말 복잡한 세상을 이해하는 과학의 도구 모음 7 과학 상자 ① 얽히고설킨 관계를 점과 선으로 그리는 법 29 -우리 세상을 연결망으로 보기 과학 상자 ② 유독 선이 많은 마당발 찾는 법 51 -카사노바에게 백신 전달하기 과학 상자 ③ 마당발이 생기는 이유를 이해하는 법 73 -척도 없는 연결망과 허브가 중요한 이유 과학 상자 ④ 점이 뭉치는 커뮤니티 찾는 법 99 -커뮤니티 찾는 모형들 과학 상자 ⑤ 거시적인 패턴을 발견하는 법 119 -키, 소득, 성씨의 확률 분포 과학 상자 ⑥ 몇 가지 규칙으로 전체를 만들어내는 법 139 -미분 방정식과 행위자 기반 모형으로 전체 그리기 과학 상자 ⑦ (거의) 모든 확산을 예측하는 법 155 -전염병 확산을 예측하는 다양한 모형들 과학 상자 ⑧ 사회를 이해하기 위해 사람을 원자로 보는 법 185 -의사소통 구조와 시설물의 위치 설명하기 과학 상자 ⑨ 물질에서 비물질이 떠오르는 현상을 이해하는 법 215 -신경 세포와 인공 신경망 모형들 과학 상자 ⑩ 서로 다른 것들이 하나가 되는 구조를 찾는 법 235 -때맞음을 설명하는 모형들 과학 상자 ? 스스로 질서를 찾는 시스템을 이해하는 법 253 -저절로 다가서는 임계성으로 ...
  • 많은 사람의 생각과 달리 과학은 어려울 수는 있어도 복잡하지는 않다. 복잡한 것은 과학 자체가 아니라 과학의 대상이다. 과학자의 눈앞에서 시시각각 변화무쌍하게 펼쳐지는 온갖 복잡한 현상을 이론이라는 도구를 가지고 단순하게 이해하는 것이 바로 과학의 정수다. ‘복잡한 것을 단순하게’ 보는 것이 바로 과학이라는 말이다. 들어가는 말 / 9~10쪽 살다 보면 우리는 많은 사람을 만난다. 어쩌다 식사 자리에 합석한 처음 본 사람과 얘기를 나누다 그분과 나를 연결하는 사회 관계를 깨달아 깜짝 놀란 경험을 한 독자가 많을 것이다. 오늘 처음 만난 그분이 내 고등학교 친구와 같은 직장에 다니는 사람이었다든가 하는. 이런 일을 겪으면 우린 무릎을 치면서 “와, 정말 신기하네요, 세상 참 좁네요”라고 말하고는 한다. 드물지만 간혹 이런 일이 생기는 이유는 밀그램의 좁은 세상 효과 때문이다. 많은 사람이 함께 살아가는 우리 사회에서 생면부지의 두 사람은 놀라울 정도로 짧은 경로로 연결될 수 있다. 1장 얽히고설킨 관계를 점과 선으로 그리는 법 / 44쪽 언뜻 생각하면 상당히 어려울 것 같은 ‘카사노바에게 백신 전달하기’의 방법을 제안한 연구가 있다. 방법도 아주 단순하다. 먼저 스톡홀름 중앙역 앞을 지나가는 사람들에게 마구잡이로 백신을 주는 거다. 물론 백신을 받아가는 사람 중에 카사노바는 없다. 그 대신에 아무에게나 백신을 나눠주면서 백신 받는 사람에게 부탁을 한다. “직접 백신을 사용하지 마시고, 상대방에게 드리세요.” 이렇게 하면 카사노바에게 오래지 않아 백신이 전달된다. 왜 그럴까? 카사노바는 성관계 상대방의 숫자가 1000명이다. 카사노바는 백신을 받아가지 않지만 이 사람의 성관계 파트너 1000명 중 한 명이 백신을 받아가면 오래지 않아 카사노바에게 백신이 전달된다. 아무에게나 나눠주면서 상대방께 드리라는 부탁만 하면 된다는 이야기다. 2장 유독 선이 많은 마당발 찾는 법 / 66쪽 우리 주변의 많은 연결망은 소수의 노드가 많은 링크를 가지는 데 반해 대부분의 노드는 링크가 몇 개 없는 ‘척도 없는scale-free 연결망’의 모습을 띤다. 척도 없는 연결망의 대표적인 예가 바로 인터넷이다. 링크가 몰려 있는 소수의 허브 덕분에 인터넷은 통신망이 공격받는 전쟁이나 재난 상황에서도 굳건히 정보를 전달하지만 바로 그런 이유로 허브가 무너지면 전체 통신망도 파괴된다는 특성이 있다. 이 척도 없는 연결망은 사회 연결망뿐만 아니라 연결망으로 그릴 수 있는 모든 관계에 적용될 수 있는, 통계물리학에서 가장 중요한 도구 중 하나이다. 척도 없는 연결망을 통해 우리는 왜 마당발이 생겨나는지 이해할 수 있으며 이를 통해 현실에서 일어나는 다양한 사건의 미래를 예측할 수도 있다. 3장 마당발이 생기는 이유를 이해하는 법 / 75~76쪽 링크의 유무라는 정보만을 이용해서 연결망 안에서 사람들이 어떤 커뮤니티 구조를 갖는지를 객관적이고 정량적인 방법으로 살펴볼 수 있을까? 각자는 한 커뮤니티에 속하고 이렇게 구성된 커뮤니티가 모여 전체 연결망을 구성한다고 생각하는 것이 출발점이다. 사람 하나하나를 노드로 해서 그리면 노드가 너무 많아 정말 복잡해 보이는 연결망이라도, 여러 노드로 구성된 커뮤니티 하나를 하나의 노드로 표현해서 다시 그리면 직관적으로 더 쉽게 전체 구조를 한눈에 파악할 수 있을 때도 많다. 4장 점이 뭉치는 커뮤니티 찾는 법 / 101~102쪽 많은 나무가 모여 숲을 이루듯 많은 구성 요소는 서로 영향을 주고받으며 한데 모여 전체를 이룬다. 복잡계 과학을 연구하는 사람들은 전체가 보여주는 큰 규모의 ‘거시적 ...
  • 김범준 [저]
  • 출간작으로 『복잡한 세상을 이해하는 김범준의 과학 상자』 등이 있다.
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