복잡계이론에 관한 좋은 내용...

링크 - 21세기를 지배하는 네트워크 과학
알버트 라즐로 바라바시 지음, 강병남 외 옮김 / 동아시아 / 2002년 10월

이 책은 네트워크 이론에 초점을 두고, 복잡계 이론을 설명한 개론서이다. 최근에 읽었던 <부의 기원> 만큼 재밌게 읽은 책이다.

저자는 오일러 공식으로 촉발된 그래프이론이 네트워크 이론으로 발전하고 현대에 와서 복잡계이론과 어떻게 접목되어 가는지, 이론의 발달사를 재밌게 기술하고 있다. 에르되스와 레니의 무작위 네트웍이론, 그라노베터의 약한 연결의 힘 이론, 좁은 세상 이론, 80-20 법칙, 와츠-스트로가츠의 클러스터링 이론, 멱곱수의 법칙, 저자인 바라바시 교수의 척도 없는 네트워크(scale free network), 상전이 이론, 노드의 성장과 선호적 연결을 전제로한 멱곱수 법칙 등의 이론의 진화에 대해서 전반부에 설명하고, 후반부에는 자신의 척도 없는 네트워크 이론을 컴퓨터 바이러스, 에이즈의 확산, 인터넷의 구조, DNA와 세포의 신비에 적용하여 설명하고 있다.

에르되스와 레니의 영향으로 수십 년 동안 이어져 온 무작위적 네트워크 이론은 최근에 여러 방면에서 비판을 받고 있다. 와츠와 스트로가츠의 모델은 클러스터링에 대한 단순화된 설명을 제공하여, 무작위 네트워크와 클러스터링을 같은 지붕 아래에 둘 수 있도록 했다. 하지만 허브는 또 다시 이 현상 유지에 도전을 던졌다. 그것은 두 모델 어느 쪽에 의해서도 설명될 수 없다. 저자는 노드의 수가 정체된 것이 아니라 성장하고 있고, 기존 노드에 동일한 확률로 링크가 걸리는 것이 아니라, 많은 노드를 가진 허브에 대한 선호도, 그리고 더 적합도를 가진 노드에 링크에 대한 선호도를 가진다는 모델을 가지고 모델링을 해본 결과 멱곱수의 법칙이 적용됨을 발견하고, 더 현실적으로 복잡한 세상을 설명할 수 있게되었다고 설명한다.

에이즈의 확산을 방지하려면 에이즈의 확산에 있어서 허브역할을 하는 소수의 성적인 문란자에게 에이즈 치료를 집중적으로 해야한다고 설명한다. 척도 없는 네트워크는 임의의 노드의 공격에는 네트웍이 무척 견고하나, 허브에 대한 공격은 전체 네트웍을 무력화시킬 만큼 취약하므로 에이즈의 확산을 방지하기 위해서는 그런 접근법이 필요하다는 것이다.

그리고, 과거에는 DNA가 단백질을 구성시키고, 다음세대에 유전 정보를 전달하는 등의 구조적 역할을 한다고 생각을 했었지만, 최근의 과학자들은 DNA 자체가 복잡한 세포네트워크 내에서 중요한 기능적인 역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 

인간의 유전자가 30000개로 밝혀졌다. 가장 단순한 벌레인 씨엘레강스의 유전자 수도 20000개나 되어서 인간과 별차이가 없어 보이나, 유전자의 개수가 네트웍을 이루는 것으로 보고, 서로 다른 상태를 가질 수 있는 복잡성을 척도로 본다면 인간의 복잡도는 씨엘레강스의 복잡성에 비해 10^3000배정도 복잡하다고 할 수 있다는 것이다. 인간의 유전자정보를 세포네트워크라는 개념, 신진대사네트워크라는 개념 등으로 이론화하고 설명한 것이 상당히 훌륭하게 보인다.

복잡계이론이 21세기의 많은 복잡한 문제를 해결해줄 이론적인 틀과 많은 아이디어 문제의식을 던져준다고 생각한다. 그리고, 네트웍이론 관점에서 복잡계이론을 발전시킨 바라바시 교수의 아이디어들도 무척 흥미롭다.