세상물정의 물리학

복잡한 세상을 꿰뚫어 보는 통계물리학의 아름다움

김범준 지음

동아시아 2015년 09월 22일 출간 국내도서 : 2015년 09월 16일 출간

작품소개

책소개

인문학적 상상과 발상을 과학을 통해 풀어가는 매력!

『세상물정의 물리학』은 ‘세상물정’과 동떨어져 연구실에만 갇혀있을 것 같은 물리학자가 보여주는 특이하다 못해 톡톡 튀는 관점과 방법, 글솜씨를 통해 풍성한 융합-통섭의 잔치에 초대한다. 1장은 한국 사회와 민주주의, 정의에 대한 물리학자의 ‘과학적인’ 의견 제시가, 2장은 복잡한 세상의 사건들에 대한 재미있는 ‘통계적’ 분석과 의미 발견이, 3장은 예술, 아름다움, 뇌, 체질량지수, 자연스러움에 대한 문학적 감성이 묻어나는 물리학자의 말들이 담겨있다.

사회학적 고민과 물리학-통계학적 철학과 방법론이 만났을 때 우리는 세상을 다른 방식으로 볼 기회를 얻게 된다. 저자 김범준의 주요 연구 주제들은 ‘지금 여기’ 사회와 정의를 향해 있다. 빅데이터를 이용해 민주주의 사회의 소통방식을 논하면서 ‘뒷담화를 권’하고, 연결망 과학으로 메르스 사태를 분석하면서 초기 방역 실패와 정부의 ‘비공개’ 원칙을 상황 악화의 주범으로 ‘과학적으로’ 비판한다. 개미는 알고 정치인은 모르는 비밀, 집단지성의 가능성이라든지 학교와 병원, 공공성과 경제효율의 딜레마를 논하는 글을 보면 ‘지금 여기’ 좋은 삶, 풍요로운 사회를 이야기하던 사회학자와 공명하는 물리학자 김범준의 면모에 반하지 않을 수 없을 것이다.

사회에서 벌어지는 일들을 보면 황당한 일들이 일어날 때가 많이 있다. 우리는 그것들을 합리적이고 이성적으로 바라볼 수 있어야 한다. 그래서 저자는 과학이라는 내용을 배우는 것이 아니라 과학적인 사고를 배우는 것이 중요하다고 이야기한다. 세상과의 소통을 강조하는 저자 김범준은 이 책을 통해 인문학적 상상과 발상을 과학을 통해 풀어가는 매력을 보여준다. 과학으로부터 위안을 받고 싶다면 이 융합의 테이블에 앉아볼 일이다.

목차

물리학자와 사회학자, ‘세상물정’이라는 융합의 테이블에서 만나다 _ 노명우
물리학자‘도’ 세상을 본다 _ 김범준

1. ‘지금 여기’를 말하는 사회물리학의 세계
1) 뒷담화를 권한다
빅데이터로 본 민주주의 사회의 허울
2) 메르스 후진국 물리학자의 뒤늦은 한마디
연결망 과학이 이야기하는 감염의 전파
3) 누가 지역감정을 만드는가
그래프로 확인한 영호남이라는 괘씸한 잣대
4) 《인터스텔라》와 허니버터칩의 성공비결
문턱 값이 좌우하는 유행의 비밀
5) 개천에서 나던 용이 하수구로 빠진 사연
자녀 교육비 그래프로 살펴본 ‘승자독식’ 사회의 결말
6) 개미는 알고 정치인은 모르는 비밀
‘집단지성’은 대체로 옳다
7) 리트윗의 진원지는 어디일까
SNS의 영향력, 연결 중심성으로 판단하라
8) 서울이 서울인 이유
끈끈한 네트워크 세상의 명암
9) 학교와 병원과 커피점의 사정
공공성과 경제 효율의 딜레마, 기회비용
10) 장사 한두 번 하고 말 게 아니라서
아이스크림을 건 진검승부 ‘죄수의 딜레마’

2. 복잡한 세상을 꿰뚫어 보는 통계물리학의 아름다움
1) 프로야구팀 이동거리 차이를 최소화하라
공평한 경기일정표의 비밀, 몬테카를로 방법에 있다
2) 정체불명의 교통 정체
설연휴 꽉 막히는 고속도로, 밀도가 문제야
3) 남산에서 돌을 던지면 누가 맞을까?
80대 8 법칙 따르는 한국인 성씨 분포
4) 업을까 잡을까?
확률로 본 윷놀이 필승 전략
5) ‘알 수도 있는 사람’ 정말로 아시나요?
점과 선으로 그린 나와 세상의 관계
6) 영자의 전성시대, 굳세어라 금순아
네트워크로 본 이름의 유행 변천사
7) 소심한 A형이라서 시작한 연구
혈액형과 성격의 상관관계
8) 우측통행이 정답이라고?
보행자 문제, 해답은 밀도야
9) 펀드매니저 vs 물리학자
프랙탈 모형만 알면 누구든 펀드매니저가 될 수 있다
10) 누구나 쓸 수 있는, 하지만 아무도 쓰지 않는
물리학자가 추천하는 주식투자, 장기보유전략

3. 물리학자는 세상물정을 모른다고?
1) 보이지 않는 질서
껴울림과 때맞음의 법칙
2) 사춘기 딸 이야기
자연스러움은 자연스러운가?
3) 현미경으로 시를 읽는 사람은 없다
환원할 수 없는 아름다움의 비밀은 ‘관계맺음’
4) 왜 슬픈 얘감은 틀린 적이 없을까
사랑과 미움은 비대칭적이다
5) “왼손으로 악수합시다. 그쪽이 내 심장과 가까우니까”
저절로 어긋나는 대칭성
6) 내 머릿속에는 파충류가 산다
인간 뇌의 진화, 그 임시방편의 역사
7) ‘만물의 영장’ 인간의 비밀, 뇌
뇌 크기와 영장류종 집단 크기는 비례한다
8) 하나, 둘, 무한대?
물리학자가 ‘셋’을 못 세는 이유
9) 이상한 나라의 술자리 문화
영일만 게임의 탄생 비화
10) 살 오른 생선을 고르는 법
두 발이라서 특별한 인간의 체질량지수

책 속으로

“그럼에도 다양한 의사소통 구조가 존재하면 최상위자의 일방적인 명령을 전체 집단의 다른 올바른 의견으로 수정할 수 있다는 점이 흥미롭다. 한국 사회의 정치 구조나 대기업 내 의사결정 구조와 관련지어 생각해볼 여지가 있다. 신문지상에 자주 등장하는 ‘불통의 리더십’이나 ‘제왕적 대통령제’라는 표현과 더불어 생각해볼 수도 있다. 한국 대학에서 진행하는 많은 연구는 연구팀을 이끄는 교수와 대학원생으로 구성된 그룹에서 주로 진행한다. 이런 문화에서 나 같은 지도교수가 연구와 관련해 말도 안 되는 헛소리를 해도, 그룹에 속한 대학원생이 그것을 지적하기란 여간해서는 어렵다. 지도교수의 헛소리를 극복하는 길은 무엇일까. 이 글을 읽은 독자라면 이미 답을 알고 있을 것이다. 그 답은 ‘뒷담화’를 활성화하는 것이다. 뒷담화로 바로잡은 나의 헛소리를 대학원생들이 알려주면 금상첨화일 것이다.”/ 25쪽

“초기 방역 실패와 더불어 상황을 악화시킨 것이 하나 더 있다. 바로 정부의 ‘비공개’ 원칙이다. 처음 메르스가 발견된 병동이 어디인지 투명하게 공개하고, 그곳을 최근 방문한 사람들에게 알려 이들을 적절히 격리했다면 상황은 많이 다를 수 있었다. 다들 안다. 소문이 소곤소곤 귓속말로 전해지면 애초의 내용이 쉽게 왜곡된다는 것을. 왜곡된 귓속말은 근거 없는 괴담이 되어 전파된다. 공신력 있는 정부의 믿을 수 있는 발표가 없는 상황이라면 괴담은 공황panic을 만들 수도 있다.”/ 31쪽

“지역감정은 투표권을 행사하는 평범한 사람을 위한 것이 아니라, 그 투표에 의해 선출되기를 바란 정치인을 위해 조장된 것이다. 대동소이한 사람을 임의의 기준에 따라 두 집단으로 나눈 뒤 집단 내부 결속을 강화하면서 다른 집단과의 소통을 단절하면, 시간이 지나면서 한 집단은 다른 집단에 비해 우월하다는 믿음과 상대 집단에 대한 적대감을 자발적으로 발전시키게 된다는 연구결과가 여럿 있다. 국민 통합을 방해하는 자들은 평범한 우리가 아니다. 보이지도 않는 미세한 차이를 과장해 우리를 또 다른 우리와 구별하도록 유도하고 이를 이용해 손쉽게 선거에서 선출되기를 바랐던(그리고 여전히 바라는) ‘그들’이다.”/ 40쪽

“개미가 효율적인 길을 만들려면 따라가기와 돌아다니기가 절묘하게 섞여 있어야 한다는 결론이 나온다. 개미의 길 찾기는 한국 사회에도 중요한 시사점을 준다. 만약 사회 구성원 대다수가 한 사람이 정한 길을 따라가기만 한다면 어떻게 될까. 그 길이 목표에 도달하는 최적의 길일 수 있다. 하지만 그 길이 수많은 개미가 무작정 따라 걷다 모두 죽게 되는 그런 길이라면 어쩌겠는가. 반대로 대다수가 돌아다니기만 한다면 또 어떻게 될까. 그럼 누군가 좋은 해결책을 찾아도 아무도 그 말을 듣지 않으려 할 것이다. 한국 사회에서 집단지성을 성공적
으로 발현하려면 당연히 따라가기와 돌아
다니기 둘 다가 필요하다.“ / 66쪽

다시 또, 모든 예술 작품은 결국 관계맺음의 문제. 작품을 구성하는 요소들 사이의 관계맺음, 그렇게 관계 맺어져 하나의 전체가 된 작품과 그 작품을 보는 사람 사이의 관계맺음. 인상파 화가들의 성공의 절반은 그림을 보는 우리가 만들었다. 이런 방식의 관계맺음에서 결국 예술가가 하는 일이란 작품과 감상자의 관계맺음의 구체적인 내용을 제공하는 것이 아니라, 관계맺음의 플랫폼, 즉 ‘감상자가 참여해 뛰어 놀 수 있는 마당’을 제공하는 것이 아닐까. 그 플랫폼 위에서 구체적으로 무엇이 보여지고 무엇을 볼지는 우리가 작품 앞에 마주서기 전에는 결정되지 않는다./ 224쪽

출판사 서평

세상물정은 어디에나 존재한다
우리에게 필요한 것은 그것을 제대로 볼 수 있는 눈이다

“사회학과 물리학은 ‘세상물정’이라는 질문을 통해 만났고
그 만남은 설레었다”
『세상물정의 사회학』 노명우 추천사

『세상물정의 물리학』과 『세상물정의 사회학』의 만남
몇 해 전 한 사회학자(『세상물정의 사회학』 저자 노명우는 『세상물정의 물리학』 추천사를 썼다)가 앉았던, ‘세상물정’이라는 질문이 놓인 테이블에 성균관대 물리학과 김범준 교수가 마주 앉았다. 물리학자와 사회학자가 마주 앉은 테이블, 침묵 이외의 다른 사건을 상상하기 어려운 이 자리에서 대체 어떤 이야기가 오갈까? 사회학과 물리학의 연구대상을 떠올려보면, 언뜻 두 학문의 접점이 보이지 않는다.
하지만 사회학적 고민과 물리학-통계학적 철학과 방법론이 만났을 때 우리는 세상을 다른 방식으로 볼 기회를 얻게 된다. 김범준의 주요 연구 주제들은 ‘지금 여기’ 사회와 정의를 향해 있다. 빅데이터를 이용해 민주주의 사회의 소통방식을 논하면서 ‘뒷담화를 권’하고, 연결망 과학으로 메르스 사태를 분석하면서 초기 방역 실패와 정부의 ‘비공개’ 원칙을 상황 악화의 주범으로 ‘과학적으로’ 비판한다. 영호남 지역감정이 ‘의도된 잣대’ 때문에 빚어진 오해 혹은 잘못된 행동이라고 발언한다. SNS의 영향력이 어디에서 빚어지는지, 그 성공을 좌우하는 요인은 무엇인지 ‘연결 중심성’을 이용해 파악해 SNS의 전략적인 활용방안을 제안하기도 한다.
개미는 알고 정치인은 모르는 비밀, 집단지성의 가능성이라든지 학교와 병원, 공공성과 경제효율의 딜레마를 논하는 글을 보면 ‘지금 여기’ 좋은 삶, 풍요로운 사회를 이야기하던 사회학자와 공명하는 물리학자 김범준의 면모에 반하지 않을 수 없다.

세상을 바라보는 다른 눈
“사회학적 질문의 대상이 되는 인간과 물리학의 질문의 대상이 되는 인간은 서로 다르지 않다”(노명우)는 사실을 상기해보면, 학문간 만남과 자극, 그리고 수없이 주고받는 통찰 『세상물정의 물리학』은 ‘세상물정’의 깊은 속사정을 들여다보고 지혜롭게 이해하는 기회다.
“융합은 방법론의 나열이 아니라, 해결해야 하는 문제가 놓인 테이블 주변에 전문가들이 모인 형상에 가깝다. ‘세상물정’이 어찌 사회학자만의 관심분야 이겠는가. ‘세상물정’이라는 질문이 놓여 있는 테이블엔 물리학자도 앉을 수 있다. ‘세상물정’에 대해 공통적으로 던지는 질문의 귀중함에 주목한다면, 분과학문 사이의 경계를 따져 묻는 일은 부질없기만 하다.” (노명우 추천사 중)
자연과학과 인문학의 통섭(consilience 지식의 통합), 융합이라는 유행어가 학계와 사회를 뜨겁게 달군 지 10년지만 우리는 여태껏 그것을 물리학도 알고 사회학도 알고 철학과 문학까지 한 인물이 다 알아야 한다는 의미로 이해했다. 융합은 방법론의 나열이 아니라, 해결해야 하는 문제가 놓인 테이블 주변에 전문가들이 모인 형상에 가깝다. 김범준과 노명우, 물리학자와 사회학자가 마주한 테이블처럼.

메르스와 체질량지수와 B형 남자를 말하다
『세상물정의 물리학』의 1장은 한국 사회와 민주주의, 정의에 대한 물리학자의 ‘과학적인’ 의견 제시가, 2장은 복잡한 세상의 사건들에 대한 재미있는 ‘통계적’ 분석과 의미 발견이, 3장은 예술, 아름다움, 뇌, 체질량지수, 자연스러움에 대한 문학적 감성이 묻어나는 물리학자의 말들이 담겨있다. ‘세상물정’과 동떨어져 연구실에만 갇혀있을 것 같은 물리학자가 보여주는 특이하다 못해 톡톡 튀는 관점과 방법, 글솜씨를 보면 풍성한 융합-통섭의 잔치에 초대된 느낌이 든다. 매 꼭지 글의 서론은 솔깃하고, 유머와 일침을 잊지 않는 결론에는 경쾌한 맛이 있다. 추천사를 쓴 정하웅 카이스트 석좌교수의 멘트처럼 “과학콘서트의 심화과정”이라는 표현이 썩 어울린다. 프로야구 구단이 원정경기를 다닐 때 발생하는 이동거리 격차를 최소화할 경기 일정 수립 방법은? ‘몬테카를로 방법’이라는 물리학 계산법을 이용해 에너지-이동거리가 낮은 상태를 찾아내면 된다. 혈액형과 성격의 상관관계(B형 남자 신드롬)는 또 어떻게 알 수 있을까? 결혼한 남녀 377쌍의 혈액형 특정 패턴과 심리검사자료 MBTI와 혈액형으로 분석해보면 그 실체를 파악할 수 있다.

세상물정의 중심에 선 물리학자
『세상물정의 물리학』의 저자 김범준 성균관대 교수가 사용하는 복잡계 네트워크 과학은 우리가 사는 세상의 작동원리를 설명하는 매력 넘치는 학문이다. 정치인이라면 네트워크를 알아야 사람들의 투표 성향을 예측하고 판단할 수 있다. 메르스와 같은 전염병 네트워크의 속성을 알면 그걸 차단할 방법을 찾아낼 수 있다. 네트워크와 밀도의 관계성을 이해하면 명절의 교통체증에서 벗어날 수 있는 합리적인 행동도 알 수 있다. 리스트는 끝도 없이 늘릴 수 있다.
물론 복잡계 과학에서 말하는 ‘복잡한(complex)'의 의미는 일상에서의 그것과 다르다. 복잡성은 조직되어 있다는 것을 말하고(self-organization), 사람이나 뉴런 같은 개체가 상호작용하며 스스로 다양한 패턴을 엮어낸다는 것을 의미한다. 복잡계 과학은 그 패턴에 주목한다. 다시 말해 복잡계 과학은 한 현상의 복잡하게 얽힌 다양한 결을 하나씩 풀어서 알기 쉽게 이야기하는 ‘사회-물리학’, ‘통계-물리학’의 형태로 불린다.

과학으로부터 위안받고 싶다면 이 융합의 테이블에
“사회에서 벌어지는 일들을 보면 황당하게 일어날 일들이 많아요. 그것들을 합리적이고 이성적으로 바라볼 수 있어야 하는 것이죠. 과학이라는 내용을 배우는 것이 아니라 과학적인 사고를 배우는 것이 중요합니다. 사람들이 합리적으로 생각하는 방법을 배웠으면 합니다. 얼마 전 이런 질문을 받았어요. 과학자도 시집을 읽느냐고. 과학책 읽는 시인에게 왜 읽느냐고 묻나요? 세상은 알면 알수록 더 잘 보이고 더 아름다워 보이잖아요.”(한국대학신문 2014.08.18.)
세상과의 소통을 강조하는 저자 김범준은 한 대학신문과의 인터뷰에서 이렇게 말했다. 그의 말처럼 『세상물정의 물리학』은 인문학적 상상과 발상을 과학을 통해 풀어가는 매력을 품고 있다. 예술과 인간의 속내는 인문학의 소관이 아니라 어쩌면 과학일지 모른다. 과학으로부터 위안받고 싶다면 이 융합의 테이블에 앉아볼 일이다.

* 책의 속사정을 더 알고 싶다면

《인터스텔라》와 허니버터칩의 흥행 원인
전대미문의 스코어가 나오는 영화의 흥행 요소를 두고 여러 전문가가 한 테이블에 모여 논의를 시작한다. 《수요미식회》나 《속사정 쌀롱》 같은 분위기에서 원인 분석이 수없이 쏟아진다. 흥행 요소를 영화 내에서 찾든(연기와 연출이 빼어나다), 사회적 맥락에서 찾든(사회적 요구와 욕망이 반영되었다) 이들 모두가 공감하는 가정 하나는 흥행한 영화는 흥행하지 못한 영화보다 흥행 요소가 수십 배는 될 거라는 점이다. ‘세상사와 담 쌓은’ 부류로 여겨졌던 물리학자 김범준 교수가 이 대화에 끼어들어 흥행 원인을 한마디로 정리하겠다고 한다. “영화시장에서 정말로 결정적인 변화는 ‘소비자가 연결된 방식’에서 일어난다.”
이게 무슨 소린가. 손에 들고 있던 통계와 그래프, 네트워크 지도라는 도구들을 슬며시 내밀며 시작하는 그의 말을 받아쓰면 이렇다. 많은 사람이 연결된 네트워크에서 아이디어는 전염된다. 일정한 수 이상이 어떤 생각과 의견을 공유하면 그때부터 서로가 서로에게 영향을 주면서 아이디어가 퍼져나간다. 핵심은 ‘일정한 수 이상’이다. 이걸 ‘문턱 값'이라고 부른다.
절대 다수의 아이디어는 이 문턱 값을 넘기지 못하고 네트워크에서 소멸하지만 서로가 서로를 강화하고 파급하는 피드백의 값을 넘긴 극소수 아이디어는 네트워크를 타고 끝없이 증폭한다. 그러니까 이런 얘기다. 그것이 영화든(《인터스텔라》), 과자든(’허니버터칩‘), 재미가 있든 없든, 맛이 있든 없든 관계없이, 문턱 값을 넘길 만큼만 좋으면 된다는 말.

김범준이라는 렌즈로 정의와 민주주의를 조명하다
그런데 물리학자 김범준은 단순히 현상을 과학적 도구로 분석하는 데에서 그치지 않고 한마디 보탠다. 그는 ‘문턱 값’의 위험성을 한국 사회와 시민의 선택에 빗대어, 비판적이며 지혜로운 시각의 필요성을 이야기한다.
예를 들어, 한국 사회의 미래를 좌지우지할 중요한 어떤 선택의 문턱 값을 생각해보자. 한 사회의 문제에 대해 이야기할 때, 대체로 다수가 합의한 해결책이 주어진 문제의 가장 효율적인 해결책인 경우가 많을 것이다. 실제로 현실의 민주주의도 그런 사회적 합의에 의해 세워지고 유지되고 있다. 하지만 집단의 구성원들이 자의든 타의든 서로 너무 눈치를 보는 바람에 그 선택이 오히려 사회적인 해악이 되는 경우가 있다.
‘집단지성’과 ‘우매한 대중’은 한 끗 차이라는 말이다. 어떤 문제의 해결책이 문턱 값이 넘어가는 순간 그것의 옳고 그름은 뒷전이 되고, 또한 목소리 큰 집단이 목소리 작은 다수를 억압하는 상황이 발생하게 된다는 점을 김범준은 지적한다. 총 서른 꼭지로 구성된 과학과 사회의 끈끈한 융합 콘서트의 장은 세상을 다른 방식으로 또한 합리적인 눈으로 보게 해준다

작가정보

저자(글) 김범준

저자 김범준은 1967년 한국에서 태어났다. 서울대학교 물리학과에서 초전도 배열에 대한 이론 연구로 박사 학위를 받았으며, 이후 스웨덴의 우메오대학교와 아주대학교 교수를 거쳐 현재 성균관대학교 교수로 재직 중이다. 통계물리학, 비선형 동역학, 고체물리학, 수리신경과학을 강의하고 있다. 통계물리학 분야의 상전이, 임계현상, 비선형 동역학, 때맞음 등에 대한 연구를 진행해오고 있으며, 최근에는 복잡계 물리학의 이론 틀 안에서 사회/경제/생명 현상을 설명하려는 연구를 시도하고 있다. 저서로는 『복잡계 워크샵』(공저, 2006)이 있으며, 『주간동아』에 「물리학자 김범준의 이색 연구」 시리즈를 연재했고 「문화일보」에 ‘김범준의 과학 이야기’를, 『과학동아』에 「상수의 탄생」을, 아태이론물리센터 웹진 크로스로드에 Cross Street 칼럼을 연재하고 있다.