카오스, 카오스 에브리웨어 : 기후변화, 금융위기, 인간을 이해하는 불확실성의 과학 (양장)

카오스, 카오스 에브리웨어 : 기후변화, 금융위기, 인간을 이해하는 불확실성의 과학 (양장)

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Description
불확실성을 이해하는 것이 세계의 본질을 이해하는 것이다
기후, 질병, 경제, 전쟁 등 거의 모든 것에 관한 물리학
감히 예측할 수 없는 것을 예측하는 것은 가능할까? 이론물리학자이자 기상학자인 팀 파머는 앞선 질문의 핵심인 ‘불확실성’을 깊이 파고든다. 불확실하다는 것은 예측이 어렵다는 것과 다르지 않다. 그가 기틀을 마련한 ‘앙상블 예측 기법’은 현실을 충분히 반영하지 못하는 결정론적 예측을 넘어, 합리적인 의사결정을 하는 데에 도움이 되는 확률적 예측을 가능하게 했다. 파머는 변화무쌍한 기상(날씨)의 모습을 최대 2주까지 확률로 표현할 수 있는 지금의 일기예보 시스템을 구축한 사람이라고 봐도 무방하다. 그는 비선형(출력의 변화가 입력의 변화에 비례하지 않는 성질, 즉 원인과 결과가 정비례하지 않는 특성)의 대표적인 사례인 날씨에서 시작하여 바이러스, 경제, 국가 간 충돌 등을 자신만의 방법으로 분석하고 예측한다. 그리고 자유의지, 의식, 신의 영역까지 나아가는 철학자로서의 모습을 보여주기도 한다. 그가 바라본 세상은 비선형적 특성이 어느 곳에 존재하는 곳이었다. 혼돈, 즉 불확실성 그 자체였다. 무질서 속의 질서, 질서 속의 무질서를 보게 하는 불확실성의 과학은 우리에게 조금 더 ‘정확한 내일’을 선사한다.

저자

팀파머

저자:팀파머TimPalmer
옥스퍼드대학교물리학과교수.영국왕립학회와미국국립과학원회원이며대영제국최고훈장(CBE)수여자이기도하다.스티븐호킹의스승이기도한데니스시아마,노벨물리학상수상자인로저펜로즈의지도하에아인슈타인의일반상대성이론을연구하여옥스퍼드대학교에서박사학위를취득했다.이후날씨로분야를바꿔단기및장기기후를예측하는‘앙상블예측시스템(초기조건,물리과정등이다른여러개의모형을실행하여확률적으로미래를예측하는시스템)’을개발하며기상학자로서입지를굳힌다.
기후변화에관한정부간협의체(IPCC)에서정기적으로출간하는평가보고서의저자중한사람으로활동중이며,2007년IPCC의노벨평화상수상에기여한공로를공식적으로인정받기도했다.국제기상기구상(2024),영국왕립천문학회지구물리학분야금메달(2023),유럽지구과학협회루이스프라이리처드슨메달(2018),폴디랙금메달(2014),미국기상학회칼-구스타프로스비연구상(2010),세계기상기구노버트거비어-멈인터내셔널어워드(2006)등화려한수상경력을가진자타공인최고의기후과학자이자이론물리학자다.
“불확실성의과학이매우예측불가능한세계에대한우리의인식에어떤힘이될수있을까?”라는질문에과학적이고합리적인견해를켜켜이쌓아온그의헌신으로우리는어제보다나은오늘,오늘보다더나은내일을기대할수있게되었다.

역자:박병철
연세대학교물리학과를졸업하고카이스트에서이론물리학박사학위를받았다.대학에서30년가까이학생들을가르쳤으며현재는집필과번역에전념하고있다.2006년제46회한국출판문화상,2016년제34회한국과학기술도서상번역상을받았다.《페르마의마지막정리》《엘러건트유니버스》《평행우주》《파인만의물리학강의》《프린키피아》《마음의미래》《미래에서온남자폰노이만》《엔드오브타임》등120여권의책을우리말로옮겼다.더불어‘나의첫과학책’시리즈를비롯해서어린이를위한과학동화집필에힘쓰고있다.

목차


옮긴이의글
서문
들어가며

1부불확실성의과학
1장모든곳에존재하는혼돈
2장혼돈기하학
3장잡음,백만불짜리나비들
4장양자적불확정성:잃어버린진실?

2부혼돈계예측하기
5장몬테카를로에닿는두가지길
6장기후변화:재앙인가,그저작은변화일뿐인가?
7장팬데믹:바이러스와정치인사이에서
8장금융붕괴:기상학자가경제를예측한다면?
9장치명적충돌:전쟁,갈등그리고생존의물리학
10장결정을해,결정을!:과학이메시지를전하는방식

3부혼돈의우주에서우리는무엇이며,어디에서있는가
11장양자적불확정성:다시찾은현실?
12장잡음으로가득찬우리의뇌
13장자유의지,의식그리고신

감사의글
참고문헌
주석
찾아보기

출판사 서평

전도유망한블랙홀물리학자,호킹의제안을거절하고‘기후변화의물리학’에뛰어들다

파머처럼독특한이력을가진과학자도드물것이다.그는옥스퍼드대학교에서일반상대성이론으로박사학위를받은이론물리학자다.스티븐호킹,마틴리스등의지도교수이기도한데니스시아마,2020년노벨물리학상수상자인로저펜로즈등을스승으로둔그는중력,특별히블랙홀전문가로서단단한초석을쌓았다.박사과정이끝나갈무렵,그는케임브리지대학교소재호킹의연구팀에합류하라는제안을받았다.하지만돌연영국기상청에이력서를제출한다.진로를두고고민할때,그는“무엇보다도앞으로내가하게될일이사람들의안녕이나행복과아무런관계가없다는것이문제였다”고생각했다.결국,마음이이끄는대로평범한과학공무원의길을선택했다.이후그는이론물리학을전공한기상학자로서기후변화에관한정부간협의체(IPCC)에서정기적으로출간하는평가보고서의저자중한사람이되었다.더불어2007년IPCC의노벨평화상수상에기여한공로를공식적으로인정받기도했다.그는기후과학자로서현재도왕성하게활동하고있으며,올해에도‘기상학분야의노벨상’이라할만한국제기상기구상(IMOPrize)을수상했다.혼돈이론의선구자로도알려진에드워드로렌즈가받은상이기도하다.파머의삶에서블랙홀은온전히작용하지못했다.모든것을집어삼키는블랙홀이날씨라는복잡미묘하고신비로운현상에끌리는그의마음까지끌어당기지는못했다.덕분에그는일상이된일기예보를우리에게선사하고기후변화에관한가장적확한메시지를전달하는과학자가되었다.

“내일비가올확률은60퍼센트”,예측의새로운역사를연확률예보의탄생

앙상블예측시스템은초기조건을조금씩바꿔가며시뮬레이션을여러번실행하여얻은결과를통계적으로분석하는방법이다.예를들어각기다른초기조건으로내일의대기상태를50번시뮬레이션했는데그중20번비가내렸다면,내일비가올확률은40퍼센트가되는식이다.우리가일기예보에서접하는‘강우확률’은이앙상블예측을통해도출된결과라고볼수있다.“확률은일기예보의부정확함을얼버무리는수단이아니다.확률예보는현명한결정을내리는데큰도움이된다.”우리는어떤현상,사건에대한확률을토대로비용-손실비율과같은값을도출하여판단의근거로삼을수있다.이책의10장에서는“열흘후에집에서가든파티를열기로했는데천막을빌려야할지말아야할지”고민하는사람의이야기가등장한다.비가오지않는데천막을빌려놓았으면불필요한낭비를한것이고,비가오는데천막을빌려놓지않았다면파티에온손님들에게대단한실례를끼치게된다.그는일기예보에서알려준강우확률을기초로하여최선의선택을한다.그런데가든파티의천막대여가아니라생계수단과관련이있고,심지어목숨까지걸린일이라면어떨까.특정지역하천의범람,대규모홍수같은사건등이그러할것이다.확률,통계를기반으로한의사결정은날씨뿐아니라우리삶을구성하는거의모든것에적용할수있다.바이러스감염경로와사망자추이등을분석하고(7장),금융생태계가붕괴하는시점을예측하고(8장),전쟁과같은국가간충돌을사전에인지하는방법(9장)등에대해설명하면서파머는이를증명했다.생존과발전,번영에관한결정을내리는데에앙상블예측기법은두루적용할수있으며우리는조금더현명한결정을할수있다.그렇기에쓸모있는,즉정확한확률이중요한것이고,파머는확률이그쓸모를충분히발휘할수있도록자신의삶을헌신했다.그의업적은“비가온다”에서“비가올확률이60퍼센트다”로의진보라고해도손색이없을것이다.

기후변화,세계경제,전염병의위기를파고드는최전선의과학

“과학자체는특정정책을옹호하지않는다.기후변화에따른위험을줄이고싶을때기후과학은‘탄소배출량을줄이는게유리하다’고권할뿐,‘탄소배출량을반드시줄여야한다’고강요하지않는다”는그의말에서과학자로서의정체성을오롯이느낄수있다.실재를있는그대로관찰하고,실제를정확하게설명하는것이과학자의미덕일것이다.그는과학의태도를가지고몇몇사람들이주장하는것들의한계를정확하게지적한다.우선그는기후변화가매우과장되었다고주장하는기후극소주의자,그반대편에있는사람들을기후극대주의자라고정의하고두진영모두과학의메시지를가볍게여기고있다고지적한다(6장).전자는치명적인상황에다다를가능성을경시하고있고,후자는‘반드시그렇게된다’는식으로당위성을과도하게부여하고있다는것이다.파머는스스로를극대주의자에가깝다고평가하지만,과학자로서의의무와윤리를벗어나지않으려는태도를명확하게보여준다는점에서그들과는확연한차이가있다.또한파머는경제학자,특히그들이좋은모형의조건으로꼽은항목에대해서신랄하게비판한다(8장).그는예측의정확성,경험과의일치,반증가능성에낮은점수를준경제학자들을“이해할수없었다”고말한다.경제학자들이선호하는개념적모형은현상의이유를이해할때는도움이되지만예측할때는거의무용지물이라고혹평하기도했다.그가보기에경제학자의모형이의사결정에별쓸모가없다는것으로이해할수있다.그리고20~21세기에걸쳐이론물리학을떠받쳐온핵심철학인방법론적환원주의에대해서도“잘못된철학이며그때문에물리학이백팔십도틀린방향으로나아가고있다”고여과없이표현한다(11장).지금도극미세영역을탐구하고있는과학자들의근간을흔들어버린그의생각은무척도발적이고,한편으로는불편하기도하다.파격은과학의정신을잘담아내는단어일것이다.더나은설명을할수있다면옛것을과감하게버릴수있는용기라고도할수있을것이다.그렇다면파머는파격의과학자다.

불확실한삶에대처하는우리의고유한능력에관하여

파머는“인간이태생적으로가지고있는결점은비합리성이나실패의징후가아니라,불확실한삶에대처하는우리의고유한능력이결점처럼드러나보이는것일뿐이라는점”을꼭기억해달라고독자들에게당부한다.그는이‘결점’에대해서구체적으로언급하지않는다.‘불확실한삶에대처하는우리의고유한능력’이무엇일까.조직,의사결정분야에서탁월한업적을남긴제임스마치스탠퍼드대학교명예교수의메시지로답을갈음하면어떨까.그는인간다움의본질을‘결과에상관없이기꺼이행동하려는의지’라고말했다.마치는신뢰가보장될때만누군가를믿고,어떤보상이있을때만사랑하고,배움이가치가있다고여길때만배운다면인간다움의본질을버리는것과같다고했다.“결과에상관없이”라는말안에는삶의거의모든순간에불확실성을감지하는우리의모습이고스란히담겨있다.또한불확실함의필연성과중요성을받아들여야한다는파머의교훈도녹아들어있다.불확실성이현실에모습을드러내는과정에초점을맞추고불확실한세계를예측하고이해하는것.이것이이책을통해우리가배울수있는불확실성의과학일것이다.