카오스이론 (CHAOS theory)
鄭宇東
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1,458
2012.12.15 11:55
카오스이론 (CHAOS theory)은
아인슈타인의 상대성이론, 하이젠베르그의 불확정성이론에 이은 20세기
현대물리학이론의 제3의 대발견으로 일컬어집니다.
뉴턴 이래의 결정론적 근대과학체계의 절대성을 비판한 토마스 쿤(Thomas
Kuhn)의 정상과학이론은 결정적인 역할을 했습니다. 또한 만델브로트(Man
delbrot)의 프랙탈(fractal)이론, 르네 톰(R. Thom)의 파국이론(破局理論 :
CATASTROPHE theory, 프리고진(I. Prigogine)의 복잡성이론(複雜性理論 :
COMPLEXITY theory) 등은 근대의 결정론적 과학체계를 극복하는 학문적
이론으로 주목받았습니다.
여기서 본제의 카오스는 무질서의 덩어리, 곧 혼돈(混沌)을 뜻합니다.
겉으로 보기에는 불안정하고 불규칙적으로 보이면서도 나름대로 질서와 규
칙성을 지니고 있는 현상들을 설명하려는 이론입니다. 이것은 작은 변화가
예측할 수 없는 엄청난 결과를 낳는 것처럼 안정적으로 보이면서도 안정적
이지 않고, 안정적이지 않은 것처럼 보이면서도 안정적인 여러 현상을 설명
하려는 이론입니다. 물리학에서는 불규칙적인 결정론적 운동을 가리킵니다.
카오스이론은 1900년대 물리학계에서 3체 문제, 난류 및 천체 문제 등의 비
선형 동역학을 연구하는 과정에서 출발하였습니다. 1961년 미국의 기상학자
로렌츠(E.N.Lorentz)가 기상 모델을 연구하면서 나비효과(butterfly effect)
를 발표하여 이론적 발판을 마련하였고 그 후 활발히 연구되었습니다.
나비효과란 브라질에 있는 나비의 날갯짓이 미국 텍사스에 토네이도를 발생
시킬 수도 있다는 비유로, 지구상 어디에선가 일어난 조그만 변화가 예측할
수 없는 변화무쌍한 날씨를 만들어낼 수도 있다는 것을 의미합니다. 로렌츠
의 이러한 생각은 기존의 물리학으로는 설명할 수 없는, 이른바 '초기 조건
에의 민감한 의존성', 곧 작은 변화가 결과적으로 엄청난 변화를 일으킬 수
있다는 사실을 보여줍니다.
카오스이론은 작은 변화가 예측할 수 없는 엄청난 결과를 낳는 것처럼 안정
적으로 보이면서도 안정적이지 않고, 안정적이지 않은 것처럼 보이면서도
안정적인 현상을 설명합니다. 또한 겉으로 보기에는 한없이 무질서하고
불규칙해 보이면서도, 나름대로 어떤 질서와 규칙성을 가지고 있는 현상을
설명하려는 이론입니다.
물리학에서는 안정된 운동 상태를 보이는 계(系)가 어떤 과정을 거쳐서 혼
돈 상태로 바뀌는가를 설명함으로써 혼돈 현상 속에도 어떤 숨겨진 질서가
있다는 것을 밝히려는 이론으로 정의합니다. 혼돈 속의 질서와 관련해 카오
스이론을 다룬 대표적인 저서로 벨기에의 물리학자 프리고진(Ilya Prigogin
e)과 철학자 스텐저스(Isabelle Stengers)가 1979년 공동으로 집필한
<혼돈으로부터의 질서 La Nouvelle Alliance>를 들 수 있습니다. 양자역학
에서도 불확정성원리나 양자계와 관련해 카오스를 다루는데, 이를 양자카
오스라고 합니다.
우리가 일상에서 흔히 보는 카오스세계의 분석은
교량의 가운데 교각이 하류로 물의 흐름의 속도(流速)에 따라 소용돌이를
만들어내는 여부와 그 모양의 변화는 인명구조에 도움이 될것이고
고속도로에서의 차량의 소통과 정체현상의 분석결과가 이런 불편한 사태
를 해소해 나갈 수 있는 전망을 밝게 하여 주고,
이제까지의 만년불신의 원망의 대명사 일기예보에 대한 정확성을 점차 확
보해 나갈수 있을 것으로 전망됩니다.
지금은 물리학뿐 아니라 경제학· 수학· 기상학· 천문학· 의학· 생물학 등 다
양한 분야에서 활발한 연구가 이루어지고 있지만, 아직까지는 초기 단계에
머물러 있습니다. 카오스이론을 보여주는 대표적인 사례로는 증권시장에서
주식 가격의 변화, 나뭇잎의 낙하운동, 물의 난류 현상, 회오리바람, 태풍이
나 지진 메커니즘 등을 들 수 있습니다.
아인슈타인의 상대성이론, 하이젠베르그의 불확정성이론에 이은 20세기
현대물리학이론의 제3의 대발견으로 일컬어집니다.
뉴턴 이래의 결정론적 근대과학체계의 절대성을 비판한 토마스 쿤(Thomas
Kuhn)의 정상과학이론은 결정적인 역할을 했습니다. 또한 만델브로트(Man
delbrot)의 프랙탈(fractal)이론, 르네 톰(R. Thom)의 파국이론(破局理論 :
CATASTROPHE theory, 프리고진(I. Prigogine)의 복잡성이론(複雜性理論 :
COMPLEXITY theory) 등은 근대의 결정론적 과학체계를 극복하는 학문적
이론으로 주목받았습니다.
여기서 본제의 카오스는 무질서의 덩어리, 곧 혼돈(混沌)을 뜻합니다.
겉으로 보기에는 불안정하고 불규칙적으로 보이면서도 나름대로 질서와 규
칙성을 지니고 있는 현상들을 설명하려는 이론입니다. 이것은 작은 변화가
예측할 수 없는 엄청난 결과를 낳는 것처럼 안정적으로 보이면서도 안정적
이지 않고, 안정적이지 않은 것처럼 보이면서도 안정적인 여러 현상을 설명
하려는 이론입니다. 물리학에서는 불규칙적인 결정론적 운동을 가리킵니다.
카오스이론은 1900년대 물리학계에서 3체 문제, 난류 및 천체 문제 등의 비
선형 동역학을 연구하는 과정에서 출발하였습니다. 1961년 미국의 기상학자
로렌츠(E.N.Lorentz)가 기상 모델을 연구하면서 나비효과(butterfly effect)
를 발표하여 이론적 발판을 마련하였고 그 후 활발히 연구되었습니다.
나비효과란 브라질에 있는 나비의 날갯짓이 미국 텍사스에 토네이도를 발생
시킬 수도 있다는 비유로, 지구상 어디에선가 일어난 조그만 변화가 예측할
수 없는 변화무쌍한 날씨를 만들어낼 수도 있다는 것을 의미합니다. 로렌츠
의 이러한 생각은 기존의 물리학으로는 설명할 수 없는, 이른바 '초기 조건
에의 민감한 의존성', 곧 작은 변화가 결과적으로 엄청난 변화를 일으킬 수
있다는 사실을 보여줍니다.
카오스이론은 작은 변화가 예측할 수 없는 엄청난 결과를 낳는 것처럼 안정
적으로 보이면서도 안정적이지 않고, 안정적이지 않은 것처럼 보이면서도
안정적인 현상을 설명합니다. 또한 겉으로 보기에는 한없이 무질서하고
불규칙해 보이면서도, 나름대로 어떤 질서와 규칙성을 가지고 있는 현상을
설명하려는 이론입니다.
물리학에서는 안정된 운동 상태를 보이는 계(系)가 어떤 과정을 거쳐서 혼
돈 상태로 바뀌는가를 설명함으로써 혼돈 현상 속에도 어떤 숨겨진 질서가
있다는 것을 밝히려는 이론으로 정의합니다. 혼돈 속의 질서와 관련해 카오
스이론을 다룬 대표적인 저서로 벨기에의 물리학자 프리고진(Ilya Prigogin
e)과 철학자 스텐저스(Isabelle Stengers)가 1979년 공동으로 집필한
<혼돈으로부터의 질서 La Nouvelle Alliance>를 들 수 있습니다. 양자역학
에서도 불확정성원리나 양자계와 관련해 카오스를 다루는데, 이를 양자카
오스라고 합니다.
우리가 일상에서 흔히 보는 카오스세계의 분석은
교량의 가운데 교각이 하류로 물의 흐름의 속도(流速)에 따라 소용돌이를
만들어내는 여부와 그 모양의 변화는 인명구조에 도움이 될것이고
고속도로에서의 차량의 소통과 정체현상의 분석결과가 이런 불편한 사태
를 해소해 나갈 수 있는 전망을 밝게 하여 주고,
이제까지의 만년불신의 원망의 대명사 일기예보에 대한 정확성을 점차 확
보해 나갈수 있을 것으로 전망됩니다.
지금은 물리학뿐 아니라 경제학· 수학· 기상학· 천문학· 의학· 생물학 등 다
양한 분야에서 활발한 연구가 이루어지고 있지만, 아직까지는 초기 단계에
머물러 있습니다. 카오스이론을 보여주는 대표적인 사례로는 증권시장에서
주식 가격의 변화, 나뭇잎의 낙하운동, 물의 난류 현상, 회오리바람, 태풍이
나 지진 메커니즘 등을 들 수 있습니다.