6-2 프리고진의 무산구조
6-2 프리고진의 무산구조
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(2) 프리고진의 무산구조
복잡성에 도전하여 학문적 성과를 거둔 대표적 인물은 벨기에의 화학자인 일리야 프리고진(1917-)이다. 그는 1977년 비평형 열역학의 비선형 과정에 대한 연구업적으로 노벨상을 받았다.
열역학에 대한 비평형 상태의 계는 외부로부터 유입되는 에너지의 양에 따라 평형에 가깝거나 또는 평형에서 먼 상태가 된다. 계에 작용하는 열역학적 힘이 선형적이면 평형에 가까운 상태가 되고, 비선형적이면 평형에서 멀리 떨어진 상태가 된다.
프리고진은 열역학적으로 평형에서 먼 상태에 있는 계에서 질서가 갑자기 자연발생적으로 나타나는 현상의 기초가 되는 것은 비선형성이라는 결론을 얻고 '요동을 통한 질서(order through fluctuation)'라고 명명된 이론을 발표했다. 비평형 상태의 계는 불안정하므로 끊임없이 요동한다. 작은 요동은 비선형 과정에 의해 거대한 요동으로 증폭된다.
요동이 증폭되는 것은 바로되먹임(positive feedback)의 결과이다. 증폭된 요동이 격심해지면 종래의 구조는 파괴되지만 자기조직화(self-organization) 과정을 통해 혼돈으로부터 새로운 질서가 자발적으로 출현한다. 프리고진은 이와같이 미시적 요동이 평형계나 평형에 가까운 계에서 안정된 행동을 보이는 것과는 달리 평형에서 먼 계에서 새로운 거시적 질서를 만들어 내는 것을 발견하고, 요동을 통한 질서이론을 발표한 것이다. 그리고 비평형 상태에 있는 계에서 비선형 과정에 의해 자발적으로 형성되는 구조를 무산구조(dissipative structure)라고 명명했다.
무산구조는 함축적인 의미를 지닌 명칭이나 무산과 구조는 양립될 수 없는 뜻을 갖고 있기 때문이다. 생물이나 사회처럼 열린 계는 생존을 위해 밖으로부터 에너지를 받아들이고 엔트로피를 생산하여 주위환경으로 무산시킨다. 요컨대 열린 계는 에너지를 소모(무산)하여 자기의 질서(구조)을 지킨다. 엔트로피가 단순히 무질서를 향하는 것이 아니라 적어도 비평형 조건에서는 엔트로피 그 자체가 질서의 씨앗이 된다는 의미이다.
복잡계 이론은 두 가지 깨달음이 숨어 있다.
첫째, 주어진 목표가 없음에도 진화를 거치면서 만들어진 생명의 엄청난 다양성과 복잡성은 '시행 착오'라는 방법을 통해서만 가능했다.
둘째, 유기체와 개체군은 주변 세계의 꼭두각시가 아니며 무엇보다도 자기 자신에 몰두한다. 독특한 '내면' 세계를 창조하고 이를 보존하려 노력하는 것이다. 그러면서도 정지된 파도, '유동 균형'의 방식에 따라 자체 형태를 보존한다. 곧 사회 시스템, 개별 유기체의 경우 충분한 양의 에너지와 물질이 유통되고 있는 한은 안정을 유지하는 것이다.
이상주의와 위계 질서, 인과율과 계획 가능성에 사로잡힌 전통적 시각을 이처럼 180도로 뒤바꾼 사람은 독일 빌레펠트의 사회학자 니클라스 루만이었다. 그는 사회 집단을 시계 같은 기계의 바퀴나 외부의 자극에만 반응하는 인공 두뇌 기계의 부분 시스템이라고 생각하지 않는다. 한 집단의 행동은 반드시 환경에 대한 예상 가능한 반응이 아니다 사회 시스템은 고립되어 있어도 자체 보존과 발전이 가능하다. 따라서 거대 도시의 다양한 인구 집단 같은 사회 시스템들의 자기 조직화는 상호 독립성을 유지하며 진행된다.
프리고진이 무산구조를 보여주기 위해 제시하는 자기조직화의 사례는 유체역학, 아메바의 활동, 무기화학 작용, 그리고 생물학에 이르기까지 그 종류가 다양하다. 특히 생명의 본질을 무산구조로 설명함에 따라 찬반논쟁이 일어났으며 프리고진은 일개 과학자가 아니라 사상가로 주목을 받기에 이르렀다. 그가 펴낸 [혼돈으로부터 질서](1984)와 [확실성의 종말](1996)에는 결정적 세계관에 대한 비판과 아울러 우연을 근거로 하는 확률론적 입장에서 자연을 이해하는 패러다임이 제시되어 있다.
프리고진의 표현을 빌리면, "이제 우리는 전환기를 맞이하고 있다. 더 이상 과학이 확실성을 의미할 필요도 없고, 확률이 무지를 뜻하지도 않는 새로운 합리주의가 출현하고 있다."
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