과학으로 세상을 바라보는 방법

과학문화

과학으로 세상을 바라보는 방법
[2020 우수과학도서] 관계의 과학

2021.03.05 09:00 김지혜 객원기자

복잡계 과학의 여러 방법 중 연결망(network)을 만들어보는 방식은 우리 일상의 무작위하고, 특별한 규칙이 없어 보이는 존재와 사건들의 의미를 드러나게 해준다. ⓒ게티이미지

복잡계는 시스템의 내부 구성요소들이 서로 긴밀하게 연결되어 있다. 구성요소 사이의 강한 연결은 하나의 구성요소에서 발생한 사건의 규모를 파급 시켜 엄청난 규모의 격변을 만들 수도 있다. 한 사람의 패셔니스타가 유행을 만들 수 있고, 땅속 어딘가 바위 하나의 위치 차이가 지진의 규모를 결정할 수도 있다는 의미다.

무엇이 연결되었는지를 보는 것은 전체를 보는 것이고, 변화의 순간을 포착하는 일이다. 부분과 전체가 어떻게 연결되었는지, 그중 어떤 연결의 힘이 센지를 살피는 것은 복잡계 과학이 세상을 바라보는 방식이다.

‘관계의 과학’에서는 우리의 일상과 친구 관계에서부터 사회 현상과 재해 등 자연현상까지 어떻게 작은 부분들이 전체로서의 사건이 되고 현상이 되는지 통계물리학의 방법으로 조명한다. 복잡한 세상의 숨은 규칙과 패턴을 연결망(Network)으로 만들어 살펴보고, 연결고리를 찾아 전체의 의미를 읽는다.

통계물리학자의 시선에서, 세상의 숲을 보는 법을 안내한다. 연결, 관계, 시선, 흐름, 미래라는 다섯 개의 큰 주제 안에서 다루고 있다. 각각의 글은 상전이, 링크, 인공지능, 중력파, 암흑물질 등 과학의 핵심 개념을 글마다 하나씩 다루며 과학 공부를 하는 즐거움도 함께 선사한다.

복잡계 과학의 여러 방법 중 연결망(network)을 만들어보는 방식은 우리 일상의 무작위하고, 특별한 규칙이 없어 보이는 존재와 사건들의 의미를 드러나게 해준다. 연결했을 때만 보이는 구조적인 특성을 발견하게 한다.

저자인 김범준 교수는 서울대학교 물리학과에서 초전도 배열에 대한 이놀 연구로 박사 학위를 받고, 이후 스웨덴 우메오 대학교와 아주대학교를 거쳐 현재 성균관대학교 물리학과 교수로 재직 중이다. 일상에서 쉽게 접할 수 있는 현상에 대한 궁금증에서 출발해, 현실의 빅데이터를 모으고, 이를 복잡계 과학의 다양한 방법을 적용해 설명하기 위해 이 책을 썼다. 과학의 대중화를 넘어 대중의 과학화를 꿈꾸는 김 저자는 과학은 현대를 살아가는 모든 시민의 핵심교양의 하나라고 믿고 있다.

ⓒ동아시아

책 속에서 저자는 페이스북에서 서로가 공통으로 맺고 있는 친구의 수를 조사해 관계의 강도를 측정하는 연결망을 그려보기도 하고(왼쪽 그림) 페이스북 친구 관계에서 마당발이 존재하는지 여부에 따라 관계가 달라지는 양태를 역시 연결망을 만들어 보여주기도 한다(오른쪽 그림). 이 책에서는 데이터를 수집해 연결망을 만드는 흥미로운 시도를 여럿 하고 있는데, 가령 국회의원들 간 관계를 측정하기 위해서 법안 발의를 할 때, 누가 누구와 협력했는지를 조사해 연결망을 만드는 식이다. 연결망뿐만이 아니라 데이터를 수집해 다양한 그래프를 보여주며 통계물리학에서 관계를 읽어내는 법을 다루고 있다.

책에서는 이렇듯 물리학을 비롯한 과학의 중요한 개념들이 하나의 글마다 하나씩 소개되어 있다. 사회 현상 속에서 발견하기도 하고, 우리들 일상의 경험에서 찾아 흥미로운 실험과 함께 소개하기도 한다. 만취자를 찾는 법을 소개하며 ‘마구걷기’ 개념을 설명하고, 차은우와 저자의 합성사진을 통해 ‘중력파’ 검출 방법을 소개하기도 한다.

세상을 복잡계 물리학자의 눈으로 들여다보며, 과학 공부를 차근히 해나갈 수 있게 돕는다. 각 글의 말미에는 해당 개념에 대한 개념 설명을 따로 덧붙여 친절함의 강도를 높였다. 이 책을 통해 과학이라는 핵심교양을 알아볼 수 있길 바란다.

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