모래알 실험 속 세상의 비밀

2017-11-12 14:03:14 (7년 전)

마크 뷰캐넌은 자연세계와 인간세계를 동시에 아우르는 수학적인 패턴이 발견된다고 말하였다.

전쟁, 대지진, 대형 사건사고 등이 일어나는 복잡계에 패턴이 발견이 가능한 것일까?

아무도 예상할 수 없는 이러한 사건들에 숫자가 나오는데....

역대 전쟁의 규모를 사망자 순으로 조사한 결과

사망자 수가 두 배 늘어날 때마다

전쟁의 수는 일정한 수로 줄어들었다.

거기서 나오는 수를

임계숫자라고 하는데....

언제 일어날지도 모르는 자연재해인 지진에서도 통계적인 패턴이 발견

지진에서 발견되는 숫자는 4

지진의 규모를 반으로 줄이면

지진의 발생 빈도는 4배가 된다.

규칙적으로 반복적으로...

산불과 같은 자연재해에서도 마찬가지...

기울기가 조금씩 다를 뿐 통계적으로 같은 직선 패턴을 나타냈다.

'멱함수'

이러한 그래프는 전쟁, 지진, 산불에 모두 적용된다.

그런데 더 놀라운 것은...

물리학자들은 컴퓨터 시뮬레이션에서 산불게임을 만들었는데...

한 것이라고는 가끔 나무가 자라게 하고

가끔 성냥불을 떨어뜨리는 실험...

그런데 결과는

실제 산불과 비슷한 그래프가 나타는 것이다.

산불의 피해면적이 반으로 줄어들면

그러한 산불은 2.48배 많이 발생한다.

여기서 나오는 숫자 2.48이 바로 임계숫자이다.

그렇다면 어느날 모래산이 무너지면

그 원인을 찾을 수 있을까?

여기 진정으로 모래 세계의 역사를 규명해 보려는 물리학자들이 있었다.

1987년 세 명의 물리학자는

모래산을 쌓은 다음

모래 한 알을 떨어뜨렸을 때 어떤 일이 일어날까?? ... 였다.

수백만 번의 실험을 반복

결과는 지진과 산불 전쟁과 같은 그래프가 나왔다.

아주 중요한 물리학적 요소가 있었다는 것에 매우 놀랐다고 말하는 스콧 교수

모래알 실험에 참여했던 페르박은 모래알 실험에서 발견된

물리학 공식을 이처럼 정리했다.

( 페르 박 /덴마크 이론물리학자 1948~2002 )

아래

---- LPG 폭발 실험----

뷰캐넌이 말하는 임계숫자가 시사하듯

자연재해나 대형참사는 그냥 일어나는 것이 아니다.

모든 복합적인 일들이 얽히고 설켜

우리도 모르는 사이에

임계상태에 있었기 때문에 발생하는 것이다.

폭발사고가 일어나면 원인이 뭔지 밝히기에 분주하지만

그것이 사고의 원인을 다 설명하는 것도 아니며

한가지 원인만으로 발생하는 것도 아니다.

이것이 최근 복잡계 과학이 이루어낸 결론중에 하나이다.

LPG 폭발 실험이 알려주는 것은 두가지

첫번째는

인위적으로 이러한 임계상태를 만든다는 것이 대단히 어렵다는 것!

두번째는

현실에서 여러가지 원인들이 모이고 모여야 임계상태가 형성된다는 것!!!

물리학자들은 가파른 경사면에 떨어지는 모래알에 빨간색칠을 해보았다.

불안정한 부분이 모래더미 전체에 미치는 영향을 알아보기 위해서였다.

결과는

빨간색 모래들이 많아지면서

색을 칠하지 않은 모래들까지 연결되어

모래들이 네트워크를 형성하며 무너져 내림

우리 사회는 우리도 모르는 사이에

임계상태에 있을 것!!

우리를 되돌아 봐야 할 이유가 여기에 있다.

98년 네이쳐지에 보내진 3장짜리 논문

완전히 다른 시스템들이 좁은 세상(small-world)라는 공통점을 가지고 있다는 것

선 몇 가닥을 연결해도 작은 세상이 된다.

그리고

일상적으로는 폐쇄된 네트워크에서 그 안에서만 움직이지만

그러나 완전히 고립된 네트워크는 존재하지 않는다.

몇 번째 떨어뜨리는 모래알이 어떤 붕괴를 일으킬지는 예측할 수 없으나

임계상태에 이르게 되면

크고 작은 붕괴가 어떻게 일어날지는 예측할 수 있다.

우리는 자연의 일부이며 모든것이 모든 것과 연결되어 있고

따라서

인류가 걸어온 길

지구의 자연계가 걸어온 길에 내용과 깊이를 더할 때

그리고

인간 중심적인 사고에서 벗어날 때

더 보이는 것이 있을 것이다.