카오스이론

자연현상의 대부분은 카오스 이다. 또 카오스는 규칙적인 운동과 어떤 차이가 있을까? 자연계에는 규칙운동의 예가 무수히 많다. 그 중에서 진자운동은 쉽게 볼 수 있는 것이다. 줄에 매달린 추를 당겼다가 놓으면 주기적으로 왔다갔다 한다. 또 스프링에 매달린 물체 역시 당겼다가 놓으면 주기적으로 진동한다. 반면 자연계에서는 예측하기 힘든 불규칙 운동들도 눈에 띈다. 기상변화와 지진활동 등이 그 대표적인 예다. 이런 자연현상들이 규칙운동에 비해 예측하기 힘든 이유는 무엇일까. 과거에는 대기나 지각에 대해서 충분한 자료가 축적될 경우 현대과학의 발전속도로 보아 언젠가는 정확히 예측할 수 있을 것이라고 보았으나 이러한 낙관적인 견해는 20세기 후반 카오스의 발견으로 깨졌다. 이는 카오스라는 대단히 불규칙적인 운동이 자연계에서도 발견되었기 때문이다. 이로써 카오스에 숨겨진 질서들은 불규칙한 여러 현상들로부터 우리가 몰랐던 자연의 중요한 특성을 알게 해주었다. 카오스란 말은 우리말로 혼돈이라는 뜻으로 번역되는 단어로 사전적 의미로는 천지창조 이전의 혼란스러움 또는 무질서, 대 혼란 이란 뜻으로 쓰인다. 카오스란 말의 근원은 그리스어에서 기원하며 그 뜻 은 세상의 여러 가지 무질서한 상태, 즉 우주가 생성되는 과정 중 최초의 단계로 천지의 구별과 질서가 없는 엉망진창의 상태를 말한다. 그러나 이 단어의 내면에는 [창조의 근원]이라는 이미지가 포함되어 있다. 과학자들은 지금까지 매우 복잡해 보이는 자연현상이라도 숨겨져 있는 근본 원리는 매우 단순할 것이라 생각해 왔다. 이런 생각은 갈릴레오와 뉴튼 이래 성공을 거두어 금세기의 중요한 업적인 양자 역학과 아인슈타인의 상대성 이론에까지 이르게 되었다.