[자연은 협력한다] 21세기 지구 위기는 복잡계 과학의 관점으로 극복 가능

자연은 협력한다
디르크 브로크만 지음, 강민경 옮김 / 알레 / 2022년 11월

 

“자연의 가장 성공적인 전략이란 협력이다.” 이 말이 책 『자연은 협력한다』의 주제이자 강조하고 있는 점이다. 독일의 질병관리청 격인 로베르트 코흐 연구소(RKI)의 전염병 연구원이자, 베를린 훔볼트 대학교 생물학 연구소의 교수인 디르크 브로크만은 '복잡계 과학'의 관점으로 사고하여 다양한 위기들을 해결하는 법을 알려주기 위해 이 책을 썼다. 복잡계 과학은 겉으로 보기에는 전혀 다른 자연현상과 사회현상 사이의 분명한 연관성과 공통점을 찾고 그 관계성을 찾아내는 것이다. 예를 들어, 대형 산불과 전염병의 연관성 또는 야생동물의 먹이 찾기와 포퓰리즘 사이의 연관성 등을 통해 우리가 도출해낼 수 있는 원리를 배울 수 있다고 저자는 말한다. 저자는 현재의 다양한 위기를 극복하기 위해서는 자연을 유지시키는 가장 근본적인 원칙인 ‘협력’을 강조하며, 생태계를 모방해야 된다고 주장한다.

이 책 『자연은 협력한다』는 "우리에게는 생동하는 지구에 대한 책임이 있다"는 인간의 교만함이 우습다. 이 말은 힘없는 자의 수사학이라고 린 마굴리스(Lynn Margulis)가 책 『공생자 행성』에서 주장했던 말을 책의 서두에 인용한다. 린 마굴리스가 "지구가 우리를 돌보고 있는 것이지, 우리가 지구를 돌보는 것이 아니다. 반항하는 지구를 길들인다거나 병든 지구를 치유한다는 우리의 오만한 도덕적 계율은 그저 자기 자신으로부터 스스로를 보호해야 한다"는 지적에 동조한다는 의미로 독자에게는 읽힌다. 또 마굴리스가 책에서 지적한 "우리는 솔직해져야 한다. 인간이라는 종 특유의 거만함에서 벗어나야 한다. 우리 인간이 다른 모든 종을 위해 유일하게 선택받아 만들어진 종이라는 증거는 어디에도 없다. 우리가 힘이 있고, 수가 많고, 위험하다고 해서 세상에서 가장 중요한 종이라는 생각도 잘못됐다"는 비판에 대해서도 동의를 표한다.

 

이런 인간의 오만은 스스로를 신이 특별히 만든 존재라는 인간의 착각일 뿐이며, 그저 직립보행하는 포유동물이라는 우리의 진정한 위치를 제대로 직시하지 못하는 원인이라는 마굴리스의 독설도 옳다고 가정한다는 뜻이다. 저자 디르크 브로크만은 프롤로그 「복잡계 과학의 관점에서 바라보기」에서 "이 책의 차례를 훑어보았다면 제목이 여러 사람으로 구성된 거대한 연결망이 총체적이고, 협력적이고, 조화롭고, 비판적으로 작용하여 때로는 이쪽으로, 때로는 저쪽으로 기울어 결정을 내린다는 점을 알 수 있을 것이라고 말한다.(저자는 책 p.14에서 그림으로 복잡성과 연결성을 그려놓았다) 바로 복잡한 연결망, 조화, 임계성, 티핑 포인트, 집단행동, 협력이다. 이 모든 것은 우리가 살고 있는 복잡한 세상을 더 깊이 이해하는 데 도움이 되는 개념이다라고 설명하면서, 독자들이 이해하기 쉽게 한 문장으로 압축한다. "한편으로는 자연의 복잡한 현상과 다른 한편으로는 우리 사회의 복잡한 구조 사이의 공통점을 인식하고 연관 지어 그 연결성에서 배우는 일이 보편적으로 중요하다."

"생태학적 연결망은 오로지 성장만을 지향하지 않고 계속해서 균형을 추구하며 역동적으로 움직인다. 우리 사회의 경제 시스템을 영속적인 것으로 만들려면 수억 년 동안 성공적으로 구조를 유지해 온 생태계를 모방해야 한다. 그러면 심각한 위기를 막고 막대한 비용을 아끼고 경제적 그리고 개인적인 무거운 짐에서 벗어날 수 있을 것이다."(p.206)

너무 포괄적이고 추상적으로 들릴 수도 있다며 저자는 2008년 9월 15일 미국의 투자은행인 리먼 브라더스가 파산을 선언한 일을 예시로 든다. 역사의 한 축을 담당하던 거대하고 유서 깊은 은행이 무너지자 그 전년도부터 시작되었던 세계적인 경제 위기가 정점에 달했고 4조 달러에 달하는 주가가 폭락했으며 세계 경제는 큰 타격을 받았다. 리먼 브라더스는 2,000억 달러라는 빚을 남겼으며 하루아침에 2만5,000여의 직원을 해고해야 했다.

 

리먼 브라더스가 몰고 온 금융 위기는 이미 2년 전부터 예견돼 미국 연방준비제도 이사회가 미국의 주요 학술 단체와 함께 회의를 개최했다고 한다. 이때 수학, 물리학, 생태학 및 경제학 분야의 학자와 전문가들이 모여 시장을 맴도는 시스템 위기라는 주제에 관해 새로운 생각과 의견을 나누고, 혼란이나 단시간 내의 붕괴를 발생시키는 원인이 무엇인가를 고찰했다. 이 회의는 경제학의 아이디어, 통찰, 그리고 이론적 모델이라는 본질적인 성과를 남겼다고 저자는 밝힌다.

저자에 따르면 1970년대 중반부터 생태학계의 주요 화두는 '생태학적 연결망을 그토록 견고하게 만드는 특성은 과연 무엇인가?'였다. 생태학적 연결망은 이미 수백만 년이나 되는 역사 속에 존재하며 그 안정성을 증명했다. 생태계는 매우 역동적이고 강력하게 연결되어 있으며 변화하는 조건에 빠르게 적응하는 다양한 종이 섞여 있어 적응력이 강하지만 그럼에도 때로는 어떤 영향 때문에 심각하게 훼손돼도 균형을 찾는 시스템이다. 앞서 언급한 회의에서 생태학 분야의 다양한 전문 지식이 경제학적인 맥락에서 재해석되었다. 표면적으로는 공통점이 전혀 없는 경제학과 생태학이라는 두 학문이 하나로 연결된 것이다. '은행가들의 생태학'이라는 제목의 짧은 기사에 따르면 유명한 생태학자인 사이먼 레빈과 로버트 메이는 나중에 경제학과 생태학의 수많은 연결성에 관해 토론했다고 한다. 이 시점에서 저자는 이 책의 주제를 내놓는다. "이 책은 이처럼 연관성이 전혀 없어 보이는 분야나 현상 사이에 놓인 교량을 다룬다."

 

저자는 이어 생소한 '복잡계 과학'이란 설명을 화두에 두고, 짧은 예시를 소개한 이유는 이 책을 왜 썼는지, 그리고 이 책의 주제가 모엇인지 두 가지 관점에 따라 설명하기 위해서라고 강조한다. 저자가 말하는 이 책이 주장하는 주제를 보는 관점을 두 가지로 설명·해석하기 위한 것이다. 이에 따르면 첫 번째로 이것은 우선 보는 것에 관한 책이다. 새로운 관점으로 보는 것, 그리고 머릿속에 올바른 이미지를 떠올리며 보는 것이다. 도약 안구 운동을 통해 관찰한 내용을 머릿속의 이미지와 연결할 때 우리가 계속해서 몇 가지 요소에 집중하거나(간격이 짧은 도약 안구 운동) 그것을 연결해 더 큰 전체에 집중하듯이(간격이 넓은 도약 안구 운동) 이 책 또한 독자들에게 각기 다른 주제를 알려준 다음 독자들이 예상치도 못한 곳에서 그것들이 연결되는 과정을 보여줄 것이다. 각 장에서는 각기 다른 현상을 설명할 것이다. 협력, 임계성, 티핑 포인트, 복잡한 연결망, 집단행동, 그리고 조화다. 모든 것이 저자가 바라는 대로 되다면 독자들의 머릿속에슨 '복잡계 과학의 관점에서 본 자연과 사회'라는 이미지가 자연스럽게 그려질 것이고, 독자들은 앞서 언급한 주제가 서로 어떻게 연관되는지 알게 될 것이다.

두 번째로 이 책이 해야 할 일은 독자들이 겉으로 보기에는 전혀 다른 자연현상과 사회현상 사이의 분명한 연관성과 공통점을 알아채고 그 근본을 탐구하도록 돕는 것이다. 어쩌면 독자들도 저자와 같은 과정을 겪을지도 모른다. 전혀 다른 두 대상 사이의 연관성과 관계성을 찾아내면, 특히 그 연관성이 쉽게 눈에 띄지 않는 것일 때, 손에 넣은 지식이 마법처럼 신기하게 느껴진다. 인간의 안구 운동과 알바트로스나 거미원숭이의 움직임 사이에 어떻게 공통점이 있을 수 있을까? 사람들은 그 공통점의 흔적을 어떻게 찾아내는 걸까? 도대체 어디에 연관성이 있는 걸까? 그리고 우리는 어떤 결론을 내릴 수 있을까?

 

2000년 1월, 세계적인 물리학자 스티븐 호킹은 한 인터뷰에서 이다음 세기에는 어떤 일이 벌어질 것 같으냐는 질문에 “다음 세기는 복잡성의 세기가 될 것이다.”고 말했다. 스티븐 호킹은 우리 시대의 최신 기술 발전과 위기 극복 방법을 이해하는 데 전혀 다른 방향으로 뻗는 과학 분야의 가지 사이의 유사점과 연관성, 그리고 공통점을 탐구하는 접근법이 도움이 될 것이라 생각한 것이다. 자연재해와 세계화로 인한 문제, 전쟁, 테러, 기후 위기, 디지털화에 따른 결과, 음모론 등을 대단히 복잡하고 다면적일 뿐만 아니라 서로 연관이 있다. 문제 해결과 앞으로 발생할 재앙에 더 철저하게 대비하기 위해서는 우리는 모든 것을 연결해 생각해야 된다.

복잡계 과학은 경제, 자연, 사회 및 전염병에서 어떻게 작동하는가?에 대해 설명하기 위해 몇 가지 질문을 던지고 있다. ① 부자는 왜 더 부유해지는가? ② 내 친구들은 왜 나보다 친구가 더 많은 걸까? ③ 수천 마리나 되는 새 떼들은 어떻게 충돌하지 않고 한 방향으로 날아갈까? ④도널드 트럼프는 2만2,000번이나 거짓말을 했음에도 2020년 대통령 선거 때 7000만 명이나 되는 미국인들은 왜 트럼프에게 표를 줬을까?

이런 이해할 수 없는 사회현상과 자연현상을 더 깊이 이해하기 위해서 우리는 모든 것을 연결해 생각해야 한다는 게 저자의 주장이다. 이미 서로 연결돼 있다는 입장을 확인한 듯하다. 저자는 복잡계와 폭넓은 분야에 걸쳐 연구하고 있는 세계 유수한 과학자들의 연구 사례와 자연현상을 연결시켜 복잡한 현상이 어떻게 성립하고 그것이 어떤 숨겨진 법칙을 따르는지를 이 책에서 밝혀낸다. 즉 이 책은 복잡계 과학의 관점으로 사고하여 다양한 위기들을 해결하는 법을 알려주는 책이다.

이 책은 모두 7장(章)으로 구성돼 있다. 1장 「복잡성」, 2장 「조화」, 3장 「복잡한 연결망」, 4장 「임계성」, 5장 「티핑 포인트」, 6장 「집단행동」, 7장 「협력」 등이다. 저자는 팬데믹이 수학이라는 옷을 입고 있다고 생각하기란 주제넘은 일이라고 전제한다. 그렇게 단정 짓기에는 너무 많은 불확실성과 예측 불가능성, '인간이라는 요소'가 영향력을 행사하고 있기 때문이다. 그런데 팬데믹 현상을 총체적인 것으로서 이 책에 소개한 수단을 활용해 관찰한다면 우리는 곧 복잡성의 혼란스러운 양상 속에서 특정한 규칙을 빠르게 찾아낼 수 있을 것이다. 이미 언급했던 몇 가지 자연의 기본 원칙을 알면 이를 이해하는 데 도움이 된다. 예를 들어 동시다발적으로 발생하는 여러 현상이라든가 간단한 규칙에서부터 집단행동이 탄생하는 과정, 혹은 티핑 포인트가 다가왔을 때 시스템이 보이는 반응, 복잡한 연결망의 특성 등을 알면 좋다. 또 협력이 어떤 역할을 하며 어떻게 발생하는지 알면 도움이 된다. 복잡한 현상이 어떻게 성립하고 그것이 어떤 숨겨진 법칙을 따르는지를 밝혀내는 것이 과학의 숙명이다. 생물학이든 물리학이든 공동체든 정치든 생태학이든 경제학이든, 분야를 막론하고 그 안의 복잡한 시스템 사이에서는 연관성이 관찰되며 그것이 대부분 비슷한 근본 원칙에 따라 발생했다는 사실이 특히 놀랍다. 이런 '수평적' 연결을 깨닫고 그로부터 새로운 견해와 지식을 도출하는 것이 복잡계 과학이라는 존재의 법칙이다고 강조한다. 「조화」의 경우 먹이사슬이나 서식지의 균형 등이 대표적인 예이다. 사람이 살아가는 데 이러한 조화와 때맞춤은 중요하다. 심장박동이 대표적이다. 전기신호는 심장을 뛰게 만드는데, 이러한 전기신호는 신경계의 때맞춤으로 인해 형성된다. 이외에도 산발적으로 시작된 박수가 결국 같은 박자로 맞춰진다던지, 시장에 적정 가격이 형성되는 과정 또한 조화와 때맞춤의 결과다. 코로나의 전파에도 이러한 때맞춤이 중요하다. 정부의 대응은 언제나 한 박자 늦곤 한다. 때에 맞춘 규제만이 전파를 효과적으로 막을 수 있을 것이다.

 

책에 따르면 위키피디아는 수많은 하이퍼링크로 연결되어 있는 거대한 네트워크이다. 우리의 세상도 별반 다르지 않다. 여섯 다리만 걸치면 세계 모두를 알게 된다는 이야기를 알고 있는가? 실제로 페이스북의 통계를 보면 이것이 사실임을 알 수 있다. 코베르트 코흐 연구소(우리나라 질병관리청)의 전염병 모델링 전문가인 저자는 사람 간의 관계와 접촉을 추적하는 연구는 코로나 시국에 특히 잘 활용되고 있다고 말한다. 사회적 연결망에 연결 고리가 생겨나는 과정을 설명해주는 주주자자키 모델(Jujujajaki networks)을 소개한다. 여기에는 무리와 무리를 잇는 연결책이 존재하며, 개개인이 가진 관계의 수는 일반적으로 정규 분포를 따른다. 백신 접종은 전염병의 고리를 끊어버리는 역할을 한다. 따라서 이론적으로는 슈퍼 전파자가 될 수 있는 사람, 즉 연결책이 백신을 접종하면 더욱 큰 효과를 발휘하게 된다. 이러한 연구는 단순 연결망이나 시스템뿐만 아니라 신경 회로나 생태계, 금융 관련 연구에도 활용될 수 있다.

철새의 이동, 꿀벌이나 개미, 물고기 떼의 움직임, 이러한 현상은 집단행동으로 설명할 수 있다. 사람도 마찬가지다. 메카나 퍼레이드에 모인 사람들의 움직임이 대표적인 예시이다. 이언 쿠진의 연구 결과에 따르면, 물고기 떼에는 중앙 컨트롤 타워가 존재하지 않고, 주변 물고기의 움직임을 따르는 것에 불과하다. 일종의 사회적인 힘인 것이다. 이는 사람에게도 똑같이 적용된다. 집단행동에 의한 의사결정에서 흥미로운 점은, 이러한 결정이 개개인이 내리는 결정보다 똑똑하거나 멍청할 수 있다는 점이다. 미국인이 트럼프를 대통령으로 뽑은 것이 대표적인 예다. 저자는 무엇이 이러한 결정에 영향을 미치는 것인지 여러 수학 모델을 예시로 들며, 이러한 집단행동을 잘 이해하고 분석하면 우리가 더 나은 결정을 내릴 수 있도록 유도할 수도 있다고 말한다.

 

미국의 진화생물학자 린 마굴리스에 따르면 바로 협력과 공생으로 가는 비약적인 발걸음이 근본적인 요소가 되어 진화가 발생했다. 과거에는 협력이 고등한 삶의 형태라고 믿어왔지만, 이는 사실이 아니다. 동물들과 식물들도 서로 살아남기 위해 공생관계를 도모해 왔다. 다윈의 진화론 ‘적자생존’은 어느 순간부터 경쟁 구도로 잘못 해석되었고, 나치 등에 의해 정치적인 의도로 활용되기도 했다. 하지만 진화는 경쟁과는 거리가 멀다. 우리의 생태계는 촘촘하게 얽혀 있고, 서로 긴밀하게 영향을 주고받기 때문에, 종의 진화는 다른 종의 진화와 유기적으로 진행된다. 우리가 계속해서 살아남기 위해서는 이러한 역사를 잘 알고, 배울 점을 찾아야만 한다. 이를 위해서는 통합적인 사고가 필요하다. 그리고 바로 지금 우리는 자연의 가장 성공적인 전략인 협력부터 배워야 한다. 저자의 주장은 계속되고 이제는 우리가 이해할 차례다.

저자 : 디르크 브로크만

독일 베를린 훔볼트 대학교 생물학 연구소와 우리나라 질병관리청이라 할 수 있는 로베르트 코흐 연구소(RKI)의 연구자이자 교수로, 복잡계 과학과 전염병 모델링 전문가이다. 2021년 독일 언론과의 인터뷰를 통해 코로나19 팬데믹과의 싸움에서는 타인과의 접촉을 더 줄일 필요가 있다고 지적했다. 이후에도 전염병의 진행과 발전에 대한 중요한 데이터와 예측을 제공하고 있다. 그전에는 미국의 대학교에서 학생들을 가르쳤다. 이론물리학과 수학을 전공했고, 전통적인 물리학의 경계를 뛰어넘는 복잡한 물리적 현상에 관심을 가졌다. 특히 연결망(네트워크), 전염병학, 생물학, 신경과학, 통계물리학 및 사회학을 연구했다.

역자 : 강민경

대학에서 독어독문학을 전공하고 졸업 후 독일계 회사를 다니며 글밥 아카데미 출판번역 과정을 수료했다. 독일 어학연수 후 현재는 바른번역 소속 번역가로 활동 중이다. 옮긴 책으로 『젊은 베르테르의 슬픔』, 『수레바퀴 아래서』, 『젊은 시인에게 보내는 편지』, 『꿀벌 마야의 모험』, 『피터 틸』, 『케인스톰 아일랜드』, 『궁극의 차이를 만드는 사람들』, 『이해의 공부법』 등이 있다.

 

<출판사로부터 도서를 제공받아 작성된 리뷰입니다.>