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복잡계 : 혼돈의 가장자리
- 창의적인 사람의 이중적 특징
- 맛의 이중적 특성

"불확실성이 가득한 변경의 가장자리, 그곳에 진화가 있다."

변화하는 환경에 적응하며 진화해가는 생명체들의 원리를 탐구해보니 이들은 안정된 균형상태도 아니고 무질서한 혼돈상태도 아닌 중간상태에 있을 때 보다 잘 적응한다는 사실이 밝혀졌습니다. 이것은 균형상태에서의 작은 변화는 균형으로 다시 되돌아가려는 성질을 갖고, 혼돈상태에서의 작은 변화는 차별화되지 못하고 묻혀버리기 때문입니다. 이에 반해, 균형과 혼돈의 중간상태에서 일어난 변화들은 풍부한 형태를 갖게 되는데, 이러한 중간상태를 은유적으로 ‘혼돈의 가장자리’라고 부릅니다

복잡계의 행동은 언뜻 보아 무질서해 보인다. 왜냐하면 구성요소의 상호작용이 고도로 비선형(非線形)적인 행동을 나타내기 때문이다. 비선형 세계에서는 초기 조건에서 발생하는 작은 변화가 출력에서는 엄청나게 큰 변화를 야기한다. 그러한 현상의 하나가 혼돈(카오스)이다. 카오스는 바다의 난류(亂流) 또는 주식가격의 폭락처럼 불규칙적이며 예측하기 어렵다. 그러나 복잡계는 혼돈 대신 질서를 형성해낸다. 혼돈과 질서의 균형을 잡는 능력이 있기 때문이다. 다시 말해서 혼돈계와 복잡계는 비선형이라는 점에서 는 같지만 혼돈계에서는 혼돈, 복잡계에서는 질서가 나타난다는 면에서 다르다.

복잡계는 단순한 구성요소가 상호간에 끊임없는 적응과 경쟁을 통해 질서와 혼돈이 균형을 이루는 경계면에서, 완전히 고정된 상태나 완전히 무질서한 상태에 빠지지 않고 항상 보다 높은 수준의 새로운 질서를 형성해낸다. 이를테면 단백질 분자는 생명체를, 기업이나 소비자는 국가경제를 형성한다.

복잡성 과학의 연구대상은 뇌나 생태계 같은 사회현상

단백질 분자는 살아 있지 않지만 그들의 집합체인 생물은 살아 있다. 생명은 단백질이 완전히 고착되거나 완전히 무질서한 상태에서는 솟아날 수 없다. 질서와 혼돈 사이에 완벽한 평형이 이루어지는 영역에서 생명의 복잡성이 비롯된다. 이처럼 혼돈과 질서를 분리시키는 극도로 얇은 경계선을 혼돈의 가장자리(edge of chaos)라 한다. 요컨대 생명은 혼돈의 가장자리에서 창발하는 것이다. 생명은 혼돈의 가장자리에서 한쪽으로는 너무 많은 질서, 다른 한쪽으로는 너무 많은 혼돈 속으로 언제든지 빠져들 위험을 간직한 채 평형을 지키려는 유기체의 특성이라 할 수 있다.

혼돈의 가장자리는 복잡성 과학을 상징하는 용어가 되었다. 복잡계는 혼돈의 가장자리에서 가장 복잡한 행동을 창발함과 동시에 환경에 가장 잘 적응할 수 있기 때문이다

혼돈이 어떻게 질서를 만들어내는가
생명은 맨 처음 어디에서 어떻게 시작되었을까? 그리고 어떻게 지금과 같은 복잡한 생물계를 이루게 되었을까? 과연 다윈의 진화론이나 지금까지 밝혀진 다른 유전학 이론으로 이것을 설명할 수 있을까? 생명의 기원과 진화를 둘러싼 이러한 논의는 특히 이라는 새로운 패러다임에 의해 최근 여러 곳에서 활발하게 진행되고 있다. 생명의 탄생에서부터 다세포 생물의 출현, 캄브리아기의 대폭발, 그리고 거대한 문명의 출현과 쇠퇴에 이르는 크고 작은 복잡계에서 자연발생적으로 생겨나는 질서를 발견하는 것이 이 논의의 핵심이다.

저절로 생기는 질서
카우프만에 따르면 생물 진화의 과정에는 우연을 넘어서는 어떤 질서가 존재한다. 그는 이것을 설명하기 위해 자기조직화와 창발성의 개념을 도입했다. 가령 우리 주변에는 물 속의 기름방울이 구 형태를 띠는 것이나 눈송이가 육방정계의 모양을 하고 있는 것과 같이 자연에서 자발적으로 생겨나는 질서의 사례들이 많이 존재한다. 그리고 이러한 자기조직화 혹은 자연발생적인 질서의 범위는 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 거대하다. 그렇다면 자연발생적인 질서는 어떻게 생겨나는 것일까? 카우프만은 복잡성 그 자체가 자기조직화를 일으킨다고 주장한다. 즉 는 의미를 내포하는 창발성에 의해 충분히 복잡한 어떤 계 안에서 자연발생적인 질서가 생겨난다는 것이다. 카우프만은 이것을 는 자연발생설의 주장과 같이 아무 곳에서나 생겨나는 것은 아니다. 그것은 상임계와 하임계의 경계, 즉 분야의 개척자 크리스토퍼 랭턴이 표현했던 에서만 생성된다. 이 개념에 따르면 생명은 변화에 대한 요청과 안정의 유지 사이에서 균형을 맞추며 살아간다. 만약 심한 변화가 일어나거나 혼돈의 상태에 빠지거나, 반대로 어떤 변화도 없는 안정된 상태에 고착된다면, 살아 있는 시스템은 혼돈과 함께 해체되거나 획일적으로 얼어붙어 멸종하게 된다는 것이다. 이와 같이 생물들이 환경의 다양한 변화에 적응하면서 스스로에게 좀더 복잡한 적응 능력을 부여하고, 혼돈과 안정 사이에서 균형을 맞춰가며 살아가는 생명의 영역을 라고 부른다. 즉 생명은 혼돈의 가장자리에 존재한다.


1. 오랜기간 동안, 질서가 어떻게 일어났는지를 설명하기 위해 과학이 제시한 유일한 이론은 자연 선택 뿐이었다.
2. 지난 30년에 걸친 최근의 연구은----이 관점이 불완전 하다는 확신을 내게 주었다.
3. <자기조직화>가 질서의 보다 더 중요한 근원인 것이다. (p7-8)
4. 우리가 걸어온 길 어딘가에서 서구의 정신은 천국을 잃어버렸다.
5. 천국은 원죄가 아니라 과학 때문에 잃어버렸다
6. 한 평범한 은하계의 가장 자리에 있는 아주 작은 행성 위에 있는 자신들을 발견하게된다.우리는 우연한 존재일 뿐이라고 배우게 된다. (p.15)
7.우리는 신성함과 우리 자신의 깊은 가치에 대한 감각을 재 창조하고 새로운 문명의 중심에서 그것을 회복하는 것이 필요하다.
8.이책은 그런 새로운 관점을 얻기 위한 노력의 일환이다.(p.17)
9.무작위적인 변이와 잔연선택의 걸러냄. 이것들이 없으면 세상에는 서로 아무 연관이 없는 무질서만 있을 것이라고 우리는 추론한다. 나는 이책에서 이런한 생각이 틀리다는 것을 주장할 것이다.
10. 복잡성의 과학은 질서가 결코 우연한  것이 아니며, 자발적인 질서를 도출하는 위대한 기질 들이 바로 가까이 있다는 사실을 가르쳐 준다.
11. 19세기 철학자 제임스 밀은 입헌 군주제가 정치의 가장 자연스러운 형태라는 것을 입증하는데 성공한적이 있다. 그러나 나와 나의 동료연구자들이 추구하는 복잡성의 법칙들은, ------최적의 체제가 민주주주의라는 것을 밝히고 있다. 복잡성 과학은 민주사회가 ----자발적으로 만들어진 질서의 부분이라는 증거를 제공한다. (p.17)
12. 우리는 창발의 개념을 대개 다음의 문장으로 표현한다. <전체는 그 부분들의 합보다 더 크다>.
13. 생명이란 생물 이전 단계의 화학계에서 다양한 분자들의 복잡한 정도가 어떤 문턱치를 넘어서 증가할때 나타나는 창발 현상이다.(p. 49)
14.  항상성(homeostasis)의 안전성, 한 생물체가 갖고 있는 유전자의 수와 비교한 서로 다른 세포 종류의 수, 그리고 그 밖의 특성들은 자연선택이 야기하는 우연한 결과들이 아니라, 유전자 조정회로망에서 자기조직화에 의해 저절로 얻은 질서의 부분이라는 것이다. ----질서의 근원은 자연선택과 자기조직화 둘 다를 포함해야---(p.51-52)
15. 생태계, 경제계, 정치계를 포함한 이 모든 것들은 어떤 공통점을 갖고 있는가? 하나의 가설이지만,--- 생명은 질서와 혼돈의 균형잡힌 영역을 향하여 진화한다는 것이다. ----<생면은 혼돈의 가장자리에 존재한다>.--물리학의 은유를 빌어 말하자면, 생명은 일종의 상전이 근처에서 존재할 지도 모른다.  -----유전자 계들이 (고체와 같이) 경직된 질서 영역 너무 깊은 곳에 있다면, ----너무 경직되어서---복잡한 과정들을 조정할 수없을 것이다. 또 ---가스 형태의 혼돈 영역 깊숙한 곳에 있다면,---- 필요한 만큼의 질서를 유지할 수 없을 것이다.-----이 책의 대부분은 이 주제를 조사하는데 집중되어있다. (p. 53-54)