사회적 시스템은 어떻게 돌아가는가

이 책은 ‘복잡계’ 과학의 대부 제프리 웨스트 교수와 샌타페이 연구진의 25년 연구의 결과물이다. 저자에 따르면, 생물계와 인간이 만든 사회적 시스템은 모두 동일한 규모 증감의 법칙을 따른다.

아마존닷컴 베스트셀러인 본서는 <Inc.> 2017년 최고의 비즈니스책, <피직스 월드> 2017년 올해의 책, <가디언> 2017년, 과학자들이 꼽은 ‘가장 사랑하는 책’ 그리고 <텔레그래프> 2017년 최고의 책 50으로 선정된 최고의 저작이다. 또한 이 책은 물리학, 생물학, 의학, 수학, 천문학, 역사학, 도시학, 경제경영 등 각계 전문가가 극찬한 통찰력의 보고이기도 한다.

인간의 수명은 왜 기껏해야 120년인가? 왜 어떤 기업은 잘 나가고 어떤 기업은 망하는가? 삶의 속도, 혁신의 속도는 왜 지속적으로 빨라지는가?

독자는 이 책에서 세포부터 생태계, 도시, 사회관계망과 기업까지, 살아 있는 모든 것의 성장과 혁신, 노화와 죽음을 지배하는 패턴과 원리에 관한 독보적 탐사. 자연법칙과 인간 문명의 관계를 바라보는 새로운 시각을 열어주는 ‘모든 것의 이론’을 접할 수 있다.

복잡계 과학 분야의 세계적 석학으로 샌타페이연구소 소장을 지낸 제프리 웨스트는 도시의 인구가 늘어나면 그 도시의 창조적 역량은 인구 증가 속도보다 빠르게 증가한다는 사실을 발견했다. 창조적 역량은 개인의 창조적 능력의 합이 아니라, 그들의 상호작용을 통해 생겨나기 때문이다. 도시가 커질수록 범죄율, 오염, 환경파괴도 빠르게 늘어나지만, 개인 성장의 기회, 창조적 영감, 그것을 실행에 옮길 수 있는 인프라 또한 인구 증가 속도보다 빠르게 늘어난다.

정재승 교수(KAIST 바이오및뇌공학과 교수)에 따르면, 그의 연구는 ‘말은 제주로 보내고, 사람은 서울로 보내라’는 옛말을 과학적으로 증명한 최초의 보고다. 이 책은 도시, 인터넷, 교통, 생태계 등 무엇이든 간에 ‘사이즈’가 얼마나 중요한지를 일깨워준다. 도시의 스케일이 어떻게 형성되며 그것이 도시인들의 삶에 어떤 영향을 미치는지 다양한 예를 통해 설명한다. 스케일이라는 잣대로 세상을 이해하는 놀라운 통찰을 보여주는 아주 매력적인 책이다.

니얼 퍼거슨(스탠퍼드대학교 후버연구소 선임연구원)은 이 책을 다음과 같이 추천한다. “현재 세계에서 제프리 웨스트만큼 흥분을 불러일으키는 사상가는 없을 것이다. 물리학자의 예리한 정신을 “왜 개미만큼 작은 포유동물은 없는가” “도시와 기업은 아주 커다란 동물에 불과할까” 같은 매우 흥미로운 질문들에 적용함으로써, 웨스트는 우리 자신의 몸에서부터 점점 더 많은 이들이 모여드는 거대도시에 이르기까지 모든 것을 새로운 시각에서 보게 한다. 대중과학의 불꽃놀이가 펼쳐지는 책이다.“

코넬대학교 수학 교수 스티븐 스트로가츠는 말하기를 “과학의 역사에서 원대하고 대담하고 아름답고 경악할 만큼 단순한 새로운 개념이 옳은 것으로 드러나기까지 하는 경우는 흔치 않다. 제프리 웨스트는 바로 그런 개념을 내놓았다. 이 책에는 그 이야기가 담겨 있다”고 했다.

스탠퍼드대학교 의과대학 교수 에이브러햄 버기즈는 “명석한 이론물리학자 제프리 웨스트는 연구 방향을 수명, 생물학적 계, 도시로 돌려, 성장과 지속 가능성에 관한 기존 개념을 뒤엎는 보편적인 깨달음을 얻었다. 이 책은 놀라우면서 도발적이며, 웨스트가 대단히 매혹적이고 재미있는 저술가라는 것도 증명한다. 오랫동안 회자될 책이다”라고 말했다.

옥스퍼드대학교 마커스 드 사토이 교수는 이렇게 말한다. “도저히 눈을 뗄 수 없는 책이다. 웨스트는 최고의 탐정소설처럼, 동물, 도시, 기업의 규모가 모두 그토록 동일한 양상으로 증가하는 이유를 이해하는 경이로운 도전 과제를 제시하면서, 자신의 탐정 활동을 통해 밝혀낸 비밀들을 하나하나 드러낸다. 물리학과 생물학만이 아니라 사회와 삶까지 깊이 연결되어 있음을 보여줌으로써 21세기 과학의 정신을 포착한 책이다.”

이 책은 세포부터 생태계, 도시, 사회관계망과 기업까지, 살아 있는 모든 것의 성장과 혁신, 노화와 죽음을 지배하는 패턴과 원리에 관한 독보적 연구이다. 《스케일》은 놀라운 이론적 통찰에 다양한 학제간 연구 성과를 종합하여, 세포부터 생태계, 도시, 사회관계망과 기업까지, 살아 있는 모든 것의 성장과 혁신, 노화와 죽음을 지배하는 패턴과 원리에 관한 ‘큰 그림’을 그려내는 책이다.

수많은 생물이 오늘과 같은 형태를 지니고 지금과 같은 모습으로 성장하고 죽게 되는 것은 모두 피할 수 없는 물리적 법칙의 제약을 받기 때문이라는 점을 깨달은 저자는 그 물리법칙을 해명하는 데 몰두했고, 그것이 퍽 간단한 수학으로 표현될 수 있다는 점을 발견한다. 그가 ‘스케일링 법칙’이라고 부르는, 생물의 크기 변화에서 발견되는 규모 증감의 법칙이 바로 그것이다. 그리고 그는 그것이 도시와 기업 같은 인간의 창조물에도 폭넓게 적용되는 ‘일반 법칙’임을 깨닫는다.

포유동물은 대단히 다양하지만, 크기에 따라 일관된 특성을 보인다. 즉, 어떤 포유동물의 크기를 알면, 스케일링 법칙을 써서 그 동물이 하루에 얼마나 먹는지, 심장 박동 수가 얼마인지, 성숙하는 데 얼마나 오래 걸릴지, 수명은 얼마인지 등등을 모두 알 수 있다. 순환계의 효율도 정확히 체중에 비례하여 규모가 증감한다. 평균 체중이 다른 종의 2배인 종은 순환계의 효율이 25퍼센트 더 높으며 수명도 25퍼센트 더 길다. 그는 이 문제가 근본적으로 생물의 몸에 에너지를 공급하고 몸에서 노폐물을 제거하는 ‘망의 프랙털 기하학’과 관련이 있다는 것을 증명해왔고, 그의 연구는 생물학에 하나의 중요한 전환점이 되었다.

그 뒤로 그는 더 대담하게 연구의 응용 범위를 넓혀왔다. 도시도 구석구석까지 망이 뻗어 있으며, 규모 증감의 법칙이 기이할 정도로 정확히 들어맞는다. 웨스트는 자신의 혁신적인 연구를 기업과 사회관계에도 적용했고, 그 결과 어째서 어떤 기업은 잘나가고 어떤 기업은 망하는지, 삶의 속도와 혁신의 속도는 왜 점점 빨라지는지, 이 동역학이 어째서 지구의 지속 가능성을 위협하는지와 같은 문제들을 이해할 강력한 통찰을 얻을 수 있었다. 이러한 발견은 앞으로 이루어질 수많은 연구들의 출발점이 될 것이다.

복잡성을 연구하는 물리학자답게 웨스트 교수는 책의 곳곳에서 통합적 사고의 필요를 강조한다. 건물을 짓든, 도시를 만들든, 기업을 꾸려가든, 문제를 체계적인 맥락에서 폭넓게 보아야 한다.

자연계든 인간 세계든 복잡한 시스템을 이해하는 데 과거의 ‘잘게 나눠 쪼개어 분석하는’ 방식으로는 한계가 있다. 오늘날의 많은 문제들은 여러 요인이 복잡하게 얽혀 있어 한 분야의 전문가가 해결하기 힘들고, 학제간 연구가 불가피하다. 더군다나 초국가적 협력이 필요한 지구적 규모의 문제, 일테면 환경오염, 자원과 에너지 문제, 지구 온난화, 빈곤, 지구의 지속 가능성과 같은 문제는 하나의 해법이 또 다른 문제를 불러오는 경우가 많다. 저자가 제시하는 통합적 개념 틀에 주목해야 하는 이유다. 특히 유한한 지구에서 무제한적인 경제 성장을 추구하는 데서 비롯된 문제들의 해결책을, 과거에 그래왔듯 인류가 이뤄낼 ‘혁신’에서 찾을 수 있으리라는 낙관론에 크게 동의하기 어려운 까닭을 제시한 마지막 장은 지구의 지속 가능성을 고민하는 모든 이들이 일독할 가치가 있다.

아래는 이 책에서 발췌한 내용들이다.

“어느 포유동물이든 심장이 평생 뛰는 평균 횟수는 거의 같다. 생쥐처럼 작은 동물은 겨우 몇 년을 사는 반면, 고래 같은 거대한 포유동물은 100년 이상을 살 수 있음에도 심장이 뛰는 횟수는 거의 같다. ... 이런 놀라운 규칙성은 서로 전혀 다르고 고도로 복잡한 이 모든 현상의 밑바탕에 공통된 개념 구조가 있으며, 동물, 식물, 인간의 사회적 행동, 도시, 기업의 동역학, 성장, 조직 체계가 사실상 비슷한 일반 ‘법칙law’을 따름을 강하게 시사한다(14쪽).

”엄청난 숫자다. 앞으로 35년 동안 매주 평균 약 150만 명이 도시로 간다는 뜻이다. 다음과 같이 생각해보면, 어떤 의미인지 감을 잡기가 쉬울 것이다. 오늘이 8월 22이라면, 10월 22일에 지구에 대도시 뉴욕만 한 곳이 하나 더 생길 것이고, 크리스마스 무렵에는 하나가 더 생기고, 2월 22일이 되면 다시 하나가 더 늘어난다. 지금부터 금세기 중반까지 지구에 뉴욕만 한 대도시가 두 달마다 하나씩 늘어난다. 그리고 인구가 겨우 800만 명인 뉴욕시를 말하는 것이 아니라 1,500만 명인 뉴욕 대도시권을 이야기하고 있다는 점도 유념하자. 지구에서 가장 놀라우면서 야심적인 도시화 사업이 진행되는 곳은 중국일 것이다. 중국 정부는 앞으로 20~25년에 걸쳐 인구 100만 명이 넘는 신도시 300개를 건설하려고 박차를 가하고 있다(22-23쪽).

“도시는 놀라울 만치 회복력을 지니며, 대다수는 존속해왔다. 70년 전 원자폭탄 이 두 도시에 떨어졌지만, 그 도시들이 다시 번창하기까지 30년밖에 안 걸렸다는 놀라운 사례를 생각해보라. 도시를 죽이기란 극도로 어렵다! 반면에 동물과 기업은 비교적 쉽게 죽일 수 있다. 그리고 거의 다 결국은 죽는다”(24쪽).

“123년 넘게 사는 사람은 왜 없을까? 구약성경에 인간의 수명이 70세라고 적혀 있는 수수께끼 같은 말은 어디에서 기원했을까? 신화 속의 므두셀라처럼 1,000년 동안 살 수는 없을까? 반면에 대부분의 기업은 겨우 몇 년을 살 뿐이다. 미국에서 상장기업 중 절반은 주식시장에 진입한 지 10년 이내에 사라진다. 소수는 상당히 더 오래 살지만, 거의 모두 몽고메리워드Montgomery Ward, TWA, 스튜드베이커Studebaker, 리먼브라더스Lehman Brothers 같은 기업의 전철을 밟는 듯하다. 왜 그럴까?”(26쪽).

전형적인 복잡계는 일단 수많은 개별 구성 요소나 행위자가 모이면, 대개 그 개별 구성 요소나 행위자의 특성에서는 드러나지 않고, 그 특성으로부터 쉽게 예측할 수도 없는 집합적 특징들이 드러나는 체계를 가리킨다. 예를 들어, 당신은 단지 세포 집합이라는 차원을 훨씬 넘어서는 존재이며, 마찬가지로 당신의 세포는 그것을 구성하는 모든 분자의 집합이라는 차원을 훨씬 넘어선다. _39쪽

“망은 에너지와 자원이 세포로 전달되는 속도를 결정하므로, 모든 생리적 과정의 속도도 설정한다. 세포는 더 작은 생물에 비해 더 큰 생물에서 체계적으로 더 느리게 작동하도록 제약을 받으므로, 삶의 속도는 크기 증가에 따라 체계적으로 감소한다. 따라서 커다란 포유동물은 작은 포유동물보다 동일한 예측 가능한 양상으로 더 오래 살고, 성숙하는 데 더 오래 걸리며, 심장 박동이 더 느리고, 세포가 덜 열심히 일한다. 작은 생물은 빠른 차선에서 살아가는 반면, 큰 생물은 평생을 비록 더 효율적이긴 하지만 더 답답하게 움직인다. 쪼르르 움직이는 생쥐와 느릿느릿 걷는 코끼리를 비교해보라”(48쪽).

“부모라면 으레 아이가 열, 감기, 중이염 등 갖가지 증상으로 앓을 때 체중에 따라 약 용량을 얼마나 가감할지를 놓고 고민한 경험이 있을 것이다. 오래전에 한밤중에 고열로 우는 아이를 달래려 애쓰다가 유아용 타이레놀 병에 적힌 권고 용량을 읽고서 몹시 놀란 적이 있다. 체중에 따라 선형으로 늘리는 식으로 용량이 적혀 있었기 때문이다. 투스코의 비극적인 이야기를 잘 알고 있었기에, 나는 좀 걱정이 되었다. 병에는 나이와 몸무게에 따라 약을 얼마만큼 먹여야 할지가 작은 표 형태로 적혀 있었다. 이를테면, 체중이 2.7킬로그램인 아기는 찻숟갈의 4분의 1(40밀리그램)만큼 먹이고, 16킬로그램(6배 더 무거운)인 아기는 정확히 6배인 찻숟갈로 하나 반(240밀리그램)을 먹이라고 되어 있었다. 하지만 비선형적인 3분의 2제곱 스케일링 법칙을 따른다면, 용량을 6의 3분의 2제곱인 3.3으로 늘리는 것이 맞다. 따라서 권고 용량의 절반을 조금 넘는 132밀리그램을 먹여야 한다! 즉 2.7킬로그램인 아기에게 찻숟가락 4분의 1 분량을 먹이라는 권고가 옳다면, 16킬로그램인 아기에게 먹이라는 찻숟가락 하나 반이라는 분량은 거의 2배나 더 과다한 셈이다(84쪽).

”고래는 바다에 살고, 코끼리는 긴 코가 있고, 기린은 목이 길고, 우리는 두 다리로 걷고, 겨울잠쥐는 숨어서 쪼르르 돌아다니지만, 이렇게 명백히 달라도 우리 모두는 대체로 서로의 비선형 규모 증감 판본이다. 어떤 포유동물이든 크기를 알려주면, 나는 스케일링 법칙을 써서 그 동물의 측정 가능한 특징들의 평균값에 관해 거의 모든 것을 말해줄 수 있다. 매일 먹이를 얼마나 먹어야 하는지, 심장 박동 수는 얼마인지, 성숙하기까지 얼마나 오래 걸리는지, 대동맥의 길이와 지름은 얼마인지, 수명은 얼마나 될지, 새끼는 몇 마리를 낳을지 등등. 생명의 엄청난 복잡성과 다양성을 생각하면, 놀랍기 그지없는 사실이다“(141쪽).

”기온이 2도 달라지는 더 규모가 작은 변화에도 성장률과 사망률은 20~30퍼센트 달라진다. 이는 엄청난 수준이며, 따라서 우리가 처한 문제의 근원이 된다. 지구 온난화로 기온이 약 2도 올라간다면—현재 그 궤도로 가고 있다—모든 규모에 걸쳐서 거의 모든 생물학적 삶의 속도가 무려 20~30퍼센트 상승할 것이다. 이는 결코 사소한 문제가 아니며, 생태계에 재앙을 야기할 것이다“(249쪽).

”도시가 더 클수록 임금도 더 올라가고, GDP도 더 커지고, 범죄 건수도 더 많아지고, 에이즈와 독감 환자도 더 늘어나고, 식당도 더 많아지고, 특허 건수도 더 많아진다. 이 모든 것은 전 세계의 도시 체계들에서 1인당 기준으로 ‘15퍼센트 규칙’을 따른다. 따라서 도시가 더 클수록 혁신적인 ‘사회적 자본’이 더 많이 창출되고, 그 결과 평균적인 시민은 상품이든 자원이든 착상이든 간에 더 많이 지니고 생산하고 소비한다. 이는 도시에 관한 희소식이자, 도시가 왜 그토록 매력적이고 유혹적인지를 말해준다. 반면에 도시는 어두운 측면도 지니는데, 그 점은 나쁜 소식이다. 긍정적인 지표들과 거의 동일한 수준으로, 인간의 사회적 행동이 보이는 부정적인 지표들도 도시가 커짐에 따라 체계적으로 증가한다. 도시 크기가 2배로 되면, 1인당 임금, 부, 혁신이 15퍼센트 증가하지만, 범죄, 오염, 질병 건수도 그만큼 증가한다. 따라서 좋은 것, 나쁜 것, 추한 것은 모두 통합된 거의 예측 가능한 꾸러미 형태로 함께 온다. 사람은 더 많은 혁신과 기회와 임금과 ‘활기’에 이끌려서 더 큰 도시로 향할지 모르지만, 그만큼 늘어난 쓰레기, 도둑, 장염, 에이즈와도 대면할 것이라고 예상할 수 있다“(383쪽).