혼돈과학

1.혼돈과학으로의 접근
오늘날 우리의 삶은 뉴튼 역학의 세계에 길들여져 있다고 해도 과언이 아니다.
그러한 뉴튼 역학에 의하면, 45도 각도로 물체를 던졌을 때 가장 멀리 나아간다고 하지만 실제는 그렇지 않다. 또한 갈릴레오가 한 실험에서 쇳덩이와 깃털을 떨어뜨린다면 당연히 쇳덩이가 먼저 떨어질 것이다. 이 두 가지 경우에서는 공기의 저항이라는 또 다른 인자가 이들의 운동에 영향을 미치기 때문이다. 이렇듯 실제의 자연 현상은 뉴튼 역학의 예상대로 움직여주지 않는 것이 너무 많다. 이것은 과학자들이 생각하지 못했던, 또는 상대적으로 중요성이 덜하다고 생각하여 변수로 생각하지 않았을 요인들이 전체 운동에 영향을 미치기 때문이다. 혼돈과학은 이처럼 미세한 조건의 변화로, 무질서하고 불규칙한 결과를 보이는 운동에서 새로운 규칙성을 찾아내려는 움직임이다.
그리스 신화에서 혼돈(Chaos)은 ‘망망한 허공’이란 뜻으로 사용되고 있는데 이는 곧 우주탄생의 상황을 의미한다. 장자의 내편에서도 분석적 지식에 대비되는 무위자연의 의미로 혼돈을 이야기하고 있다. 이러한 혼돈의 의미가 상대성이론이나 양자역학에 버금가는 제3의 과학혁명의 주체로 등장한 혼돈과학에 부여하는 의미는 이러할 것이다. 모든 고전역학의 법칙이 자연을 정복하려는 대상으로 파악하고 자연을 일정한 틀 안에 가두려고 하는 반면에, 혼돈과학은 자연이 가진 자생적 생명력을, 가능한 한 실제와 가깝게 파악하려 한다는 점이다.
혼돈과학의 시초는 프랑스의 수학자인 앙리 푸앙카레로 부터이다. 그는 뉴턴이 태양계내의 행성 위성의 운동을 연구할 때, 예를 들어 지구의 공전주기를 구하기 위해 지구와 태양 둘만을 고려하는 것은 잘못된 것이라 생각하고 여러 가지 요인, 즉 달이나 다른 행성들의 영향까지 고려해야 한다고 주장하였다.(삼체-three body-문제). 이 때 선형방정식이 아닌 비선형방정식의 이용이 불가피하게 되었다. 푸앙카레는 확실히 뉴턴의 역학에 의해 해석되던 태양계에서 혼돈의 일단을 발견한 것이다.
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