닐 존슨의 『복잡한 세계, 숨겨진 패턴(Simply Complexity)』
저자: 닐 존슨(Neil Johnson)
역자: 한국복잡계학회
출판사: 바다출판사(2015)
목차
1부 세상은 뜻밖에 단순하다
1장 둘만은 좋아도 셋이면 복잡해
2장 무질서가 지배하는데 괜찮아?
3장 혼돈과 올 댓 재즈
4장 따라쟁이 심리
5장 연결되기
2부 증권시장, 짝 찾기, 테러 그리고
6장 금융시장 예측
7장 교통 네트워크와 기업의 ‘사다리’
8장 천생연분을 찾아서
9장 분쟁 대처하기: 차세대 전쟁과 글로벌 테러리즘
10장 감기 발병, 슈퍼 독감 회피, 암 치료
11장 모든 복잡성의 어머니: 우리의 나노 양자 세계
12장 무한, 그리고 그 이상
<북 리뷰: 다양한 사례를 통한 복잡계 특성의 이해>
★ 저자와 책에 대하여
저자 닐 존슨(1961~)은 영국 케임브리지 대학교에서 석사학위를, 미국 하버드 대학교에서 물리학 박사학위를 받았으며 현재 미국 마이애미 대학교 물리학과 교수로 재직 중이다. 그는 물리학의 응용 분야라 할 수 있는 복잡계 연구로 잘 알려져 있으며 복잡성 이론을 대중에게 소개하는 데도 남다른 관심을 가지고 있어 『Financial Market Complexity』(2003), 『Two's Company, Three is Complexity』(2007)라는 두 권의 책을 출간했다. 따라서 이 책은 복잡성 이론을 소개하는 그의 세 번째 책이다.
그런데 무엇보다도 이 책은 한국복잡계학회에서 번역하였다는 데 중요한 의미가 있다. 이것은 그만큼 이 책이 복잡계에 대한 이론, 즉 복잡성 이론(complexity theory)에 대한 입문서로서 손색이 없다는 것을 의미한다. 필자는 이 분야에 관심을 갖고 있었지만 좋은 입문서를 찾기 어려웠다. 그러다가 이 책을 읽은 후 사람들에게 소개할 가치가 있다는 생각이 들었다. 복잡성 이론은 이제 더 이상 물리학자를 비롯한 전문가들만의 관심사가 아니다. 인터넷과 스마트폰으로 상징되는 현대의 네트워크 사회는 본질적으로 복잡계다. 이성적인 사람이라면 자신이 살아가고 있는 사회의 특성에 대해 관심을 갖는 것이 정상이다. 그렇기에 복잡성 이론을 공부할 필요가 있다고 생각한다.
또한 오늘날 글로벌 경제의 특징은 금융자본이 경제 전반에 막강한 영향력을 행사하고 있다는 데 있다. 그런데 금융시장은 전통적인 경제이론에서 다루고 있듯이 여타의 시장과 별다른 차이가 없는 하나의 시장이라고 할 수 없다. 왜냐하면 세계화와 정보화라는 메가트렌드로 인해 오늘날 금융시장은 복잡계의 특징을 보이고 있기 때문이다. 이것이 복잡계를 전공한 많은 전문가들이 금융시장을 바라보는 시각이다. 달리 말하면 전통적인 경제학의 관점에서 금융시장을 분석해서는 금융시장에서 일어나는 일을 예측하기 어려울 뿐만 아니라 사태가 발생하는 경우 대비책을 수립하기 어렵다는 것이다. 이것은 2008년 금융위기를 통해 이미 경험한 바 있다. 그럼에도 대부분의 경제학자들은 과거의 패러다임에 사로잡혀 있기에 복잡성 이론을 이용해 금융시장을 분석하는 데 주저하고 있는 실정이다. 필자도 이런 견해에 대체로 동의하고 있다. 새로운 금융시장이론이 필요한 시점이다.
이런 의미에서 이 책은 복잡계에 대한 입문서로서 손색이 없다. 저자는 복잡계에 대한 해박한 지식을 바탕으로 사전 지식이 없는 사람도 복잡계가 무엇을 의미하며, 어떤 현상이 발생하는지, 그리고 이 경우 미래 예측에는 어떤 문제가 있는지에 대해 비교적 소상하게 설명하고 있다. 나아가 저자는 일반인이 복잡계의 특징을 이해하기 위해서는 반드시 알아야 할 기본적인 내용을 다양한 사례들을 이용해 친절하게 소개하고 있다. 이것이 이 책의 가장 큰 장점이다.
★ 복잡계/복잡성이란 무엇인가?
복잡한 시스템, 즉 복잡계와 관련해 널리 알려진 용어로는 나비효과, 초기조건 민감도, 카오스(chaos, 혼돈), 혼돈의 가장자리(edge of chaos), 양의 되먹임(positive feedback), 기이한 끌개(strange attractor), 프랙탈(fractal), 비선형 동역학(non-linear dynamics), 자기조직화(self-organization), 창발 현상(emergent phenomenon) 등이 있다. 필자가 아는 범위 안에서 이런 개념들을 비교적 쉽게 소개한 책들로는 에드워드 로렌츠의 『카오스의 본질』(2006), 제임스 글릭의 『카오스』(2013), 브누아 망델브로의 『프랙탈이론과 금융시장』(2010), 마크 뷰캐넌의 『사회적 원자』(2010)가 있다. 이 책들도 읽어볼 가치가 있다.
저자는 복잡계의 특성인 복잡성에 대해 솔직하게 다음과 같이 말한다: “불행하게도 복잡성은 정의하기가 그리 쉽지 않다. 더 나쁜 점은, 저마다 다른 의미로 쓰일 수도 있다는 점이다. 심지어 과학자들 사이에서도 복잡성에 대한 통일된 정의가 존재하지 않는다.”(18쪽) 이런 이유로 복잡성 이론이 아직도 주류 과학이론으로 확고하게 자리 잡지 못한 것이라는 생각이 든다. 저장자의 솔직한 태도에 호감이 간다.
그러면서도 저자는 복잡성에 대한 자신의 견해를 다음과 같이 간결하게 표현하고 있다: “복잡성은 “둘만은 좋아도, 셋이면 너무 많다”는 속담으로 요약할 수 있다. 다른 말로 하자면, 복잡성 과학은 “상호작용하는 개체들의 집합에서 창발하는 현상에 대한 연구”라고 볼 수 있다. 그리고 군중이야말로 이른바 창발 현상의 완벽한 예시이다.“(18쪽) 이 간단한 정의에는 복잡성의 특징이 잘 요약되어 있다. 무엇보다도 상호작용과 이에 따른 창발 현상은 복잡계의 가장 뚜렷한 특성이다. 자연현상이든 사회현상이든 이런 특성을 보인다면 모두 복잡계로 간주할 수 있다고 생각한다.
여기서 특별히 주목한 것은 자기조직화와 창발 현상이다. 흔히 복잡계의 특성은 ”전체는 부분의 합이 아니다“라는 말로 요약된다. 이것은 전체를 구성하는 각 부분에서는 기대할 수 없는 특성이 전체에서 발현된다는 것을 의미한다. 예컨대 물의 축축한 성질은 물 분자 하나하나에서는 기대할 수 없지만 무수히 많은 물분자들이 모여 있는 물에서는 자연스럽게 ”창발“하는 특성이다. 아직 논란의 여지는 있지만 인간의 의식이란 개별 신경세포에서는 기대할 수 없는 현상으로서 뇌 전체의 차원에서 창발하는 현상으로 간주된다. 이외에도 개미나 벌 집단의 행태, 새떼와 어군의 움직임에 이르기까지 자연에는 창발 현상이 넘쳐난다. 그리고 이런 창발 현상은 전체를 구성하는 부분들 간의 상호작용에서 비롯되는 자기조직화의 결과이다. 이 점은 특히 상호작용을 통한 양의 되먹임이 결정적으로 중요한 역할을 하는 사회현상의 경우에 특히 두드러진다.
★ 왜 복잡성 이론에 주목해야 하는가?
저자는 복잡성 이론에 주목해야 하는 이유로 현실 세계에는 어쩔 수 없는 이유로 다양한 복잡계가 존재한다는 점을 강조한다. 유한한 자원을 놓고 다수가 경쟁하는 한 현실에서 복잡성은 피할 수 없다는 것이다. 예컨대 도로라는 자원을 놓고 경쟁하는 교통 문제라든가 수익을 목적으로 거래가 이루어지는 금융시장은 이런 대표적인 사례에 해당한다. 이와 관련해 저자는 다음과 같이 말한다: ”현실 세계에서의 복잡성 사례 대부분은, 여러 존재들이 식량, 공간, 에너지, 권력, 부 등 한정된 자원을 놓고 경쟁하는 상황이 핵심을 이루고 있다. 이런 상황에서 군중의 창발은 매우 중요한 실질적인 결과를 낳는다.“(19쪽) 자연현상을 배제하고 오로지 사회현상에만 국한하더라도 이런 이유로 대부분이 복잡성 이론을 적용해 분석해야 하는 대상이라는 것이다. 이것은 중요한 지적이다. 왜냐하면 일부 전문가들이 주장했듯이 정부나 중앙은행 같이 경제정책을 주관하는 주체들은 이 점을 인식하지 못하고 있기 때문이다. 이들은 틀린 모델에 근거해 정책을 결정하기에 경제문제를 해결하기 어렵다는 것이다. 일리 있는 지적이라고 생각한다. ”아는 것이 힘“이다.
그러면서 저자는 다음과 같이 말한다: ”복잡성 과학의 궁극적 목표는 이러한 창발 현상을 이해하고, 예측하고, 제어하는 것이다. 특히 시장붕괴, 교통체증, 전염병 유행, 암과 같은 질병, 분쟁, 환경 변화와 같은 파국적 결과를 빚을 우려가 큰 군중 효과 같은 것이 핵심 대상이다........이런 창발 현상들의 놀라운 점은, 이것이 어떤 중앙의 통제자나 조정자 없이도 일어날 수 있다는 것이다.“(20쪽) 이것은 애덤 스미스가 말한 ”보이지 않는 손“에 의한 조정이나 정부에 의한 ”보이는 손“의 조정 없이도 전체를 구성하는 개체들의 자기조직화에 의해 전혀 예측할 수 없었던 현상이 창발할 수 있다는 것이다. 이 점을 고려하지 않고 정부가 개입하거나 시장에만 맡긴다면 엉뚱한 결과가 발생할 수 있다는 것이다. 복잡성 이론을 알아야하는 이유는 보다 나은 예측을 바탕으로 보다 나은 결과를 달성하는 데 있다. 이에 반대할 명분은 전혀 없다.
★ 질서와 무질서의 사이에서
저자는 한정된 자원을 놓고 개체들이 서로 경쟁하는 경우 시간이 경과하면서 다양한 상황이 발생할 수 있다는 점을 지적한다. 간단히 말하면 질서와 무질서의 사이에서 움직인다는 것이다. 여기서 질서는 모든 것이 예측 가능한 극단적인 상황을, 무질서는 보통 카오스라고 부르는 무작위적인 상황을 가리킨다. 현실은 이 두 극단 사이에서 움직인다는 것이다. 그러면서 초기 조건의 변화에 따라 질서로 수렴하기도 하고, 무질서로 수렴하기도 한다고 말한다. 이런 의미에서 ”혼돈의 가장자리“에서 생명이 탄생한다는 말이 등장한 것이다. 이와 관련해 저자는 다음과 같이 말한다: ”결과적으로 완전히 규칙적인 패턴과 완전히 무질서한 패턴 사이 중간 어딘가에는 ‘생명의 보편적인 패턴’이 존재한다. 그리고 그런 패턴은 완전히 체계적이지도, 완전히 무작위적이지도 않은 개체, 즉 우리와 같은 개체들에 의해 생성된다. 그래서 우리는 확실히 어떤 중간 지대에 살고 있는 것처럼 보인다.“(91쪽)
이와 같이 복잡계를 질서와 무질서의 사이에서 순환하도록 만드는 결정적인 힘은 양의 되먹임이다. 이 가운데 특히 오늘날 정보의 되먹임이 중요하다. 이것은 금융시장의 갑작스러운 붕괴, 네트워크의 확장에 따른 발생하는 예측 불가능한 현상 등을 설명해준다. 그만큼 정보는 우리가 예상하는 것보다 훨씬 더 강력하게 모든 것에 영향을 미치고 있다. 이런 정보에는 과거에 대한 기억도 포함되어 있다. 그런데 이 점을 간과해서는 바람직한 결과를 달성하기 어렵다. 정부 정책을 기획하고 집행하는 관료, 입법에 참여하는 정치인, 사업계획을 결정하는 전문경영자들은 이 점을 항상 명심해야 한다. 한 마디로 복잡계의 관점에서 정보의 의의를 제대로 이해해야 한다. 무지는 만병의 근원이다.
여기서 필자 생각에 특별히 강조할만한 점은 정보의 되먹임이 미치는 영향이다. 저자도 적당한 무질서는 오히려 바람직하다고 말한다. 프랙탈은 이런 수준의 무질서를 나타내는 개념이다. 예컨대 듣기 좋은 음악이나 건강한 맥박도 프랙탈의 일종이라는 것이다. 이와 관련해 저자는 다음과 같이 말한다: ”심지어 예술도 프랙탈의 한 형태이며, 우리가 가장 흥미롭다고 느끼는 예술 또한 완벽한 질서와 완벽한 무질서, 다시 말해 완벽하게 따분한 경우와 완벽하게 이해할 수 없는 경우의 중간 지대에 있다. 그러므로 프랙탈 형상은 복잡계의 아주 흔한 특징이다. 다른 말로 표현하면, 프랙탈은 복잡계에서 일어나는 아주 공통적인 창발 현상을 표상하며, 복잡계는 시간에 따라 완벽한 질서와 완벽한 무질서 사이의 중간 지대에서 튕겨 다니는 것처럼 행동한다.“(105쪽)
필자는 프랙탈의 특성에 결정적인 영향을 미치는 것이 다름 아니라 정보의 되먹임이라고 생각한다. 예컨대 2008년 금융위기에서처럼 갑자기 금융시장이 붕괴하는 이유는 정보의 되먹임이 극단적으로 영향을 미쳤기 때문이다. 무작위적으로 사고팔던 사람들이 갑자기 모두 팔기로 결심하는 경우 금융시장은 붕괴할 수밖에 없다. 이 경우 정보의 되먹임은 극단적이었다고 할 수 있다. 따라서 여기서 우리가 얻을 수 있는 교훈은 이런 정보의 되먹임이 미치는 영향을 통제 가능한 범위로 한정할 수 있도록 경제 여건을 조성하는 것이다. 이것이 바로 스마트한 정부가 해야 할 역할이다.
이 책의 장점은 복잡계가 어떤 이유로 질서와 무질서의 사이에서 움직이는지에 대해 다양한 사례들을 이용해 설명하고 있다는 데 있다. 예컨대 저자는 사무실의 수납장을 정리하는 임무를 맡은 인턴 사원의 예를 이용해 초기 조건이 달라짐에 따라, 그리고 시간이 경과하면서 복잡계가 보여줄 수 있는 여러 가지 특징을 설명하고 있다. 또한 다른 사례로 금요일 밤 한정된 좌석을 가진 술집에 가서 즐거운 시간을 갖고자 하는 많은 사람들이 경합하는 경우 시간이 경과함에 따라 이들의 결정이 유발하는 복잡한 상황이 어떻게 변할 수 있는지 보여주고 있다. 그러면서 이같이 간단해 보이는 문제가 사실은 복잡계의 매우 중요한 측면을 보여주기에 여러 분야에서 연구되고 있다고 말한다. 이런 사례들을 통해 복잡계의 특성을 충분히 이해할 수 있을 정도다. 이런 의미에서 복잡계에 관심 있는 사람은 이 책을 꼭 읽어볼 것을 권한다.
★ 네트워크 사회에서 되먹임의 의의
우리는 시스템을 구성하는 부분들 간의 상호작용의 결과로 외부의 충격 없이도 시스템이 붕괴할 수 있는 복잡계에서 살아가고 있다는 사실을 명심해야 할 것이다. 그리고 무엇보다도 오늘날 글로벌 경제를 좌지우지할 정도로 비대해진 금융시장의 위상과 인터넷의 발달로 이룩한 네트워크 사회의 특징은 복잡계로서의 특성을 더욱 강화시키고 있다. 이제는 누구도 복잡계의 관점에서 현실을 접근하는 데 이의를 제기하기 어려운 실정이다. 그런데 문제는 복잡계의 특성에 대한 사람들의 이해가 아직도 매우 낮은 수준에 머물러 있다는 데 있다. 이런 이유로, 전문가는 아니지만, 복잡성 이론을 알아야한다고 강조하고 있는 것이다.
저자는 이 책에서 자신이 주장한 내용을 다음과 같이 요약하고 있는데 우리 모두 경청할 필요가 있다: ”우리는 복잡성이 질서와 무질서가 미묘하게 섞여 있음을 나타내는 것이며, 복잡계는 스스로 이 두 극단 사이를 어떤 외부의 도움 없이도 왔다 갔다 할 수 있음을 봤다. 또한 복잡계의 핵심 요소는 되먹임이고, 이는 기억의 형태로 과거에서 올 수도 있고, 정보의 형태로 네트워크 연결을 통해 다른 지점에서 올 수도 있다. 우리는 또한 그들 사이에 네트워크 연결이 있을 수도, 없을 수도 있는 의사결정 주체들의 집합체를 이용하여 어떻게 복잡계의 정수를 뽑아낼 수 있는지를 봤다.“(171쪽)
그러면서 저자는 복잡성 이론을 알아야 하는 이유는 미래에 대해 보다 나은 예측을 위해서임을 강조하면서 다음과 같이 말한다: ”재미있게도 무질서로부터 질서가 나타나고 지속적인 폭락이 일어난다는 사실은, 적절한 관찰 도구만 있다면 복잡계 내부를 들여다보다가 커다란 변화가 일어나는 것을 확인할 가능성도 있음을 시사한다..........이는 거대한 변화가 일어나기 전에 질서가 생겨나기 시작한다는 사실은 사전에 감지 가능한 매우 구체적인 무언가가 있음을, 그리고 구체적인 예측이 가능함을 의미한다.“(189쪽)
저자가 말하고자 하는 요점은 바로 이것이다. 복잡계의 움직임을 면밀히 관찰하면 어느 시점부터 커다란 변화(예컨대 주가폭락)가 일어날 것인지 어느 정도 예측할 수 있다는 것이다. 전통적인 방식에 의하면 예측 가능하지 않지만 복잡성 이론을 도입하면 예측 가능성을 높일 수 있다는 것이다. 필자도 이에 대해서는 어느 정도 동의한다. 2008년 금융위기를 예측한 전문가는 거의 없었다. 기존의 금융이론에 의하면 그런 금융위기는 결코 발생할 수 없었기 때문이라는 것이 전문가들의 궁색한 변명이었다. 이런 의미에서 복잡성 이론을 이용한 금융시장 모델을 만들고 이를 바탕으로 미래를 예측하는 것은 더 이상 피할 수 없는 과제인 것으로 보인다. 학계와 금융전문가들 간의 열띤 토론을 통해 새로운 금융시장 모델을 고안할 필요가 있다. 이것이 진정 복잡성 이론을 통해 우리가 얻을 수 있는 혜택이다.