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 11
스스로 질서를 찾는 시스템을 이해하는 법 253
-저절로 다가서는 임계성으로 자연과 사회 보기
나가는 말
과학이라는 도구를 더 잘 사용하는 법 271
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. 전
