혼돈과 질서 서울대학교 물리학과 최무영 교수 저는 물리학과에 재직하고 있으며, 강의에서 이야기하겠지만 많은 구성원들로 이루어진 뭇알갱이계의 협동현상에 관심을 가지고 있습니다. 예를 들면 물이 얼음이 된다든지, 초전도 현상이 생긴다든지, 또는 우리가 기억을 한다든지 하는 현상들인데 최근에는 사회의 일부 현상들도 이러한 물리학의 이론으로 이해하려는 시도가 있습니다. 특히 혼돈이론은 사회과학에서도 많은 관심을 끌고 있는데, 오늘 강의에서는 물리학 이론에서 혼돈과 질서의 문제를 소개하고 사회 현상에 주는 의미를 간단히 논의하려 합니다. 1. 동역학과 결정론 일반적으로 혼돈과 질서는 서로 대립되는 개념입니다. 고대인은 우주를 혼돈으로 보았습니다 . 카오스(chaos)라는 말은 원래 우주를 지칭하는 말이었지요. 이런 인식이 바뀌기 시작한 것은 중세시대 부터입니다. 중세에 들어서면서 인간은 우주로부터 여러 가지 규칙성을 발견하기 시작하였지요 . 대표적인 예가 행성의 운동 입니다. 이 규칙성에 기초하여 근대에는 세계가 혼돈이 아니라 질서라는 새로운 사고가 나타나기 시작했습니다. 그렇다면 질서란 도대체 무엇을 의미하는 것일까요? 질서가 있다는 것은 곧 예측을 할 수 있다는 뜻입니다 . 따라서 세계를 질서로 생각한다는 것은 겉보기에 매우 다양하게 보이는 자연현상들이 어떤 규칙에 따라 일어난다고 믿는 것을 의미합니다. 그런 규칙에 의해서 우리가 자연현상을 예측할 수 있게 되는 것이죠. 우주를 예측할 수 있다는 입장에서 출발한 학문이 바로 자연과학입니다 . 자연과학이란 결국 자연의 근본적인 이치를 탐구하는 학문인데, 그것의 목표는 아주 다양한 자연현상을 설명하고 예측하는 것이지요. 그래서 혼돈 얘기를 하려면 먼저 물리학 이야기부터 해야할 것 같습니다. 자연과학의 전형은 물리학이라고 할 수 있으니까요. 물리학은 자연현상을 비교적 간단한 하나의 모형으로 설정하여 설명하는 학문입니다. 그것을 보통 모형계 라고 부르지요. 이 모형계를 다루는 물리학의 방법을 보통 역학 이라고 합니다. 이런 의미에서 역학은 물리학의 방법론을 의미합니다 . 역학에는 몇 가지 종류가 있습니다. 그 중 하나는 동역학(dynamics) 입니다. 동역학도 다시 몇 가지 종류로 나뉘어 집니다. 가장 많이 알려져 있는 것은 소위 고전역학(classical mechanics) 이라고 부르는 방법이죠. 20세기에 들어와서 알려진 양자역
