갈등, 위기, 혼란 그리고 엔트로피 증가의 법칙
갈등, 위기, 혼란 그리고 엔트로피 증가의 법칙
  • 거제인터넷방송
  • 승인 2023.01.09 09:47
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[시리즈] 과학의 법칙으로 이해하는 사회 현상
손호재 / 거제대학교 기계공학과 교수
손호재 교수
손호재 교수

【거제인터넷방송】= 현재 우리들을 골치 아프게 하는 사회 전반적인 문제는 어떤 것들이 있나? 개인적으로 다르게 판단은 하겠지만, 전 지구적으로 온난화 문제가 있고 또한 러시아와 우크라이나 전쟁으로 인해 발생하는 다양한 문제 그리고 잠잠해지는 것 같은데 다시 새로운 변형 코로나 바이러스 창궐하는 문제 등은 포함될 것이다. 또한 국내에는 보수와 진보의 극심한 갈등은 정치적인 것뿐만 아니라 경제에 미치는 관점에서 보면 매우 심각한 상황이라고 할 수 있다. 분명한 것은 이런 유사한 문제점들이 현시점에도 발생하고 있지만 과거에도 있었고 분명히 미래에도 발생할 것이라는 점이다. 그래서 우리가 궁금해 하는 것은, ‘왜 이런 문제는 시대를 넘어 계속적으로 발생하나’ 또한 ‘이런 문제에 대하여 과학적으로 설명할 수 있는 방법이 있을까’ 등이 아닐까 생각해본다.

이런 다양한 문제를 하나의 과학적 근거에 의해 설명할 수 있는 것은 ‘엔트로피 증가의 법칙’이라고 할 수 있다. 엔트로피라는 용어는 현재 거의 모든 분야에서 두루 사용되고 있다. 우주과학 분야에서부터 인문사회학 및 경제학 분야까지 두루 그 개념이 차용이 되고 있다. 또한 요즘 많은 관심을 가지고 있는 인공지능 중 결정트리 분야에서도 광범위하게 적용이 되고 있다.

엔트로피는 물리 시스템에서 보면 무질서의 정도를 표현하는 것이다. 이것은 열역학 제 2법칙으로 알려진 ‘엔트로피 증가의 법칙’으로 함축되어 표현되며 독일의 학자 루돌프 크라우디우스가 이 개념을 처음 정립하였다. 그는 외부로 확장되지 않은 닫혀진 시스템(계) 속에서 에너지 레벨의 차이가 있으면 언제나 엔트로피가 최대가 된 상태인 평형상태로 향하게 된다는 것을 발견하였다. 쉽게 설명을 하면, 물리학적으로 에너지의 출입이 더 이상 없는 닫혀진 시스템에서 엔트로피가 최대가 되는 방향으로 진행이 된다는 것이다. 즉, 모든 물질과 에너지는 하나의 방향으로만 작용하며 결국에 질서가 있는 상태에서 무질서인 상태로, 사용이 가능한 것에서 불가능한 것으로, 또는 이용 가능한 것에서 불가능한 것으로 변한다는 것이다.

아인슈타인은 이 엔트로피의 법칙을 “모든 과학의 제 1법칙이다”이라고 언급을 하였다. 또한 미국의 경제학자이며 정치가인 제레미 리프킨은 “인류가 발견한 유일한 진리이다”라고 언급했으며 또한 그는 “모든 경제활동을 지배하는 기본원리”라고 기술했다. 우리가 깊게 생각하지 않으면 잘 모를 수도 있지만 이 ‘엔트로피 증가의 법칙’은 세상에서 가장 많은 분야에서 영향을 미치고 있는 것이다. 열역학 제 1법칙이 ‘우주에 있어서 모든 물질과 에너지의 총량은 일정하며 결코 더 이상 생성이 되거나 소멸이 되는 일은 없으며 단자 형태만 변화하는 것뿐이고 본질은 변하지 않는다’라는 것이라면, 이 열역학 제 2법칙은 ‘우주 전체는 기본 틀에서 끊임없이 혼돈과 황폐화 방향으로 진행된다’는 실로 무서운(?) 미래를 이야기를 하고 있다는 것이다.

시간·공간·물질 전체를 지배하는 것이 엔트로피의 법칙이다. 우리가 알고 있는 속담 중에 몇 가지를 언급해 보자. “무에서 유는 생기지 않는다”, “엎질러진 물은 다시 담을 수 없다”, “영원히 스스로 동작하는 기계는 없다”, “태양 아래 새로운 것은 없다.” 이 모든 속담의 내용은 ‘엔트로피 증가의 법칙’을 이야기 하는 것이다. 어떤 물질도 절대로 무에서 새롭게 생기는 것이 아니라 에너지 형태의 변화만 있는 것이며 이전 형태로 100% 되돌릴 수 없다. 또한 형태 변화만 있으니 새로운 에너지가 추가되지 않은 상태에서 영원하게 움직이는 기계가 존재할 수 없는 것이다.

그럼, 이 엔트로피를 사회 현상에 대비 시켜보자. 우선 우크라이나 전쟁에서 살펴보면, 전쟁이라는 속성상 더 정교한 무기가 사용되는데 이것은 에너지의 집중과 흐름이 높아지는 것을 의미하며 에너지 흐름을 집중시킬수록 전쟁은 비인간화되며 살육적인 양상을 띠게 된다. 전쟁 속에서 과학과 테크놀로지가 높은 무기를 사용하면 질서는 확립될 수 있겠는가? 이에 대한 대답을 이 엔트로피의 법칙에서 찾아야 한다. 즉, 과학 기술의 발전과 결합된 전쟁은 엔트로피 증가를 가속화 할 것이라는 점이 분명하다. 전쟁은 사용 가능한 것들을 불가능 하게 만들고 이용 가능한 것을 이용 불가능하게 하게 만들어 무질서가 증가하는 방향으로 가속화 시킨다는 것이다.

현재의 물질문명 세계관이 형성된 것은 약 400년 전의 일이다. 17세기 뉴톤의 사고에서 출발한 산업혁명이 그 시작이었다. 그 산업혁명이 엔트로피 증가의 방아쇠를 당긴 것은 분명하다. 노벨 물리학상 수상자인 영국인 프레드릭 소디는 물리학에 뿌리를 둔 경제학에 대한 관점을 가지고 즉 열역학의 법칙을 경제학에 접목하여 제시하였는데 그는 “최종적으로 정치 시스템의 성쇠, 국가의 자유 또는 속박, 상업과 사회의 동태, 부와 빈곤의 발생, 그리고 인류의 물리적 공헌 등의 일체를 지배하는 것은 열역학 법칙이다”라고 산업혁명의 흐름을 파악한 후 모든 분야에서 그 엔트로피 증가의 당위성을 분명히 하였다.

정치적 갈등 문제도 ‘엔트로피 증가의 법칙’으로 살펴볼 수 있다. 본래 진보라는 것은 질서화 되어 있지 않은 자연계는 보다 질서 있는 물질적 환경을 조성하고 그것을 인간이 이용한다는 철학을 가지고 있다. 즉. 자연이 원초적인 상태에서 갖고 있었던 것에서 더욱 큰 가치를 만들어 내도록 자연계를 조작하고 변경하는 방법을 사용한다. 보수는 그 반대되는 개념이다. 사물을 방치하면 점점 무질서에로 향한다. 그래서 활용 또는 복구라는 변화를 주어야 하는데 그 반복적인 행위에는 추가 에너지가 필요하고 다시 엔트로피가 증가하는 방향으로 자연스럽게 가게 되는 것이다.

이에, 어떤 상황 하에서도 에너지 변형이 발생하기에 엔트로피 증가가 아니라 감소시키는 방향으로 추진하는 것을 우리는 선택해야 한다. 사실 재생하여 이용하는 것은 매우 올바른 선택 같지만 이를 위해 다른 에너지가 많이 필요하다. 그래서 원래부터 엔트로피 감소하는 방향성이 중요한 것이다. 그리스 시대 플라톤 & 아리스토텔레스 등의 철학자는 순환회귀라는 개념을 통해 변화나 진보가 클수록 사회는 타락과 혼돈으로 가득 차게 되며 그래서 최종목표는 변화가 없는 세상을 다음 세대에게 물려주는 것이라고까지 하였다.

우리가 직면한 문제점에 대한 해결책은 있는가? 우리가 누리는 모든 문화는 엔트로피의 전환기를 반드시 직면하게 될 것이다. 세상 모든 것들이 무질서를 통해 사용할 수 없는 에너지를 발생시키고 있으며 그것이 많이 발생할수록 점점 공해 등도 심각해지고 있다. 분명한 것은 에너지는 유한하고 진영도 영원하지 않다는 것이다. 현대사회가 추종하는 정보의 원활한 활용도 과도한 정보의 사용은 막대한 에너지 소비가 따른다는 점을 알아야 한다. 누군가 매일 매일 역사는 진보한다고 하지만 역사는 에너지로 만들어진다는 점을 알고 큰 틀에서 엔트로피를 줄이려는 열린 효율성을 반드시 찾아야 한다. 이것이 오늘을 사는 우리의 사명인 것이다. 이 ‘엔트로피 증가의 법칙’이란 절대 진리가 우리에게 보내는 경고인지 모른다.


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