버스트 - 인간의 행동 속에 숨겨진 법칙

“인간의 모든 행동은 예측 가능한가?”
네트워크 과학의 폭풍을 몰고 온 『링크』의 저자 바라바시 교수의 새로운 지평!

‘모든 것은 모든 것에 잇닿아 있다.’ 일찌감치 소셜 네트워크 시대의 도래와 네트워크 과학의 진화를 예고했던 바라바시 교수가 인간 역학(Human Dynamics)이라는 새로운 학문을 들고 돌아왔다!

과학과 팩션(역사+소설)의 절묘한 만남.
전작 『링크』에서 각각의 장들을 ‘링크’시키며 21세기 신과학의 매력과 독특한 글쓰기를 선보이며
복잡계 네트워크 과학의 권위자이자 탁월한 이야기꾼으로서 면모를 여실히 보여준
바라바시가 후속작인 이 책에서는 아예 소설가로 나섰다.
전작을 읽어본 이들이라면 ‘그럼 그렇지’ 하며 무릎을 탁 칠 것이다.
우리가 사는 세상만큼 촘촘하고 복잡하지만 유기적인 서술 구조를 통해
바라바시가 이야기하고자 하는 것은 무엇일까?
소셜 네트워크 시대에 영감을 불러일으키는 사이언스 팩션, 그 참맛이 독자들을 기다린다.

버스트(burst)란?
복잡계 내에는 의외로 단순한 법칙이 숨어 있다. 주식 가격의 연쇄 폭등과 폭락, 글로벌 경제 현상, 어느 날 갑자기 터지는 누리꾼들의 댓글 잔치, 그로 말미암아 각광을 받은 루저, 거리로 물밀듯 쏟아져 나온 촛불 시위 군중들 등 우리 주변에서 일어나는 현상의 이면에 오롯이 숨어 있는 법칙. 신의 손에 의해 벌어지는 듯 요동치는 현상, 그것이 바로 버스트다.

복잡계 네트워크 과학의 권위자 바라바시, 그는 누구인가.
네트워크 과학은 20세기까지 지배적 사고였던 환원주의(Reductionism)에 대한 반동으로 출발했다. 환원주의는 ‘자연을 이해하려면 구성성분을 해독하라, 부분을 이해하면 전체를 이해할 수가 있다’는 가정에서 출발한다. 하지만 거의 모든 것을 조각조각 쪼개어 이해할 수 있게 되었음에도 우리가 자연이라는 복잡계(Complex Universe)를 이해하기에는 역부족이었다. 부분을 이해하더라도 전체를 알 수 없다는 한계에 부딪힘으로써 생겨난 신과학이 바로 네트워크 과학이다. 즉 복잡한 세계를 이해하고 전체를 유기적으로 통찰하려는 세계관이자 방법론이다.
2002년 바라바시 교수가 복잡계 네트워크 과학의 구조와 진화를 소개한 『링크』는 번역 출간되자마자 학계는 물론 경제계와 정치계의 이목을 집중시키며 우리 사회에 네트워크 이론에 대한 폭발적 관심을 불러일으켰다. 바라바시는 구글이나 아마존, 야후같이 링크가 수백만 개나 되는 허브들이 장악하는 네트워크를 ‘척도 없는(scale-free)’ 네트워크라 명명하고, 세포에서 인터넷에 이르기까지 여러 복잡계에서 척도 없는 네트워크가 어떤 역할을 수행하는지 밝혀냈다. 네트워크에서 허브의 중요성이 부각되고, 비즈니스계에서는 조직 네트워크를 분석하고 이를 활용하는 방안이 실질적인 생존 전략으로 자리매김하였다. 바라바시는 이렇듯 자연과 사회, 비즈니스에 대해 그물망적(Web-based) 시각을 제시하며, 웹 상에서 일어나는 민주주의 법칙부터 인터넷의 취약성이나 바이러스의 치명적 전파에 이르기까지 다양한 이슈들을 이해할 수 있는 새로운 준거틀을 제공해주었다. 그 전까지는 막연히 ‘네트워크 효과’를 이야기하였을 뿐이다. 안개에 가린 듯 모호하던 네트워크의 구조와 원리가, 바라바시에 의해 비로소 뚜렷이 드러난 것이다.
루아니아계 헝가리 사람인 바라바시는 전설적 수학자 폴 에르되스, 알프레드 레니, 폰노이만 등의 피를 이어받아 민족적 자긍심이 대단하다. 네트워크 과학을 제창하면서 물리학계에서 ‘이단아’ ‘혁명가’ 등으로 불리지만, 네트워크 이론이 경제학, 사회학, 인문학, 의학, 생물학, 공학 등 모든 학문에서 폭넓게 환영받는 덕에 과학계 밖에서 가장 유명한 과학자이기도 하다. 또한 유독 우리나라와 인연이 깊은 것이, 강병남(서울대 물리천문학부), 정하웅(KAIST 물리학과), 고광일(고려대 물리학과) 등 학문적 동지들이 곳곳에 포진해 있다.

네트워크 과학은 어디까지 왔는가? ― 더욱 진화된 네트워크 과학의 현주소
『링크』의 후속작인 『버스트』는 바라바시가 자신의 가계의 유래를 모티브로 한 픽션과 역사와 과학을 절묘하게 결합시킨 사이언스 팩션으로, 『링크』에 이어서 네트워크 과학의 새 패러다임을 제시하고 있다. 『링크』가 웹이든 실생활에서든 공간 속에서 네트워크가 어떻게 만들어지고 작동하는지를 보여줬다면, 『버스트』는 어떤 면에서 시간 속에서 네트워크가 펼쳐지는 방법과 원리를 알려준다. 『링크』의 연장선상에 있으면서 더욱 진화된 네트워크 과학의 현주소를 보여준다.
바라바시에 따르면, 현재 네트워크 과학은 단순한 인적 관계의 네트워크를 분석하는 것을 넘어서 인간의 행동패턴을 분석하고 예측하는 데까지 진화했다. 아직 시작 단계에 불과하지만, 전염병의 확산 경로를 밝히고 테러를 방지하는 일, 구글과 같은 수익모델을 계획하는 비즈니스계에서 매우 매력적인 연구 분야로 각광 받을 준비를 끝냈다.

과학이 인간의 미래 행동까지 예측할 수 있을까?
심리학, 경제학, 생물학 등 너도나도 인간의 행동 속에 숨겨진 규칙과 비밀을 탐지해내려 한다. 하지만 과연 그것이 가능한 일일까? 복잡다단한 세상을 정량화하고 보편 법칙을 이끌어내는 것이 과학의 미덕이지만, 인간이 우주에 발자국을 찍는 현대 과학의 시대에도 전인미답의 영역은 있다. 바로 인간의 행동이다.
20세기의 가장 유명한 철학자 카를 포퍼는 1959년 ‘예측과 예언’이라는 에세이에서 이렇게 말한 바 있다.
“인류의 가장 오래된 꿈이 바로 예측의 꿈이다. 눈앞의 미래를 우리가 알 수 있을 것이라는 꿈, 그렇게 알아낸 지식에 맞게 정책을 조정함으로써 이득을 볼 수 있을 것이라는 꿈이다. 우리는 일식을 아주 정확히, 그것도 아주 한참 전부터 예측할 수 있다. 그렇다면 우리가 혁명을 예측하는 것도 혹시 가능하지 않을까?”
하지만 포퍼는 바로 답을 내려버렸다. 사회과학이 역사적 예측을 할 수 있다는 기대는 역사주의자의 교리일 뿐이며, 인간이 관련된 문제에서는 예측이 불가능하므로 괜히 고민할 것조차 없다는 것이다. 그의 견해는 이후 수십 년 동안 사회과학의 협의된 의제인 것처럼 인정되었다.
“일식 예측, 나아가 계절의 규칙성에 바탕을 둔 다른 예측들이 가능한 까닭은 … 태양계가 정적이고 반복적인 계이기 때문이다. 그런데 그것은 우연히도 태양계가 방대한 빈 공간을 사이에 두고 다른 역학 계들로부터 고립되어 있어서 그 계들의 영향을 받지 않으며, 따라서 외부의 간섭으로부터 비교적 자유롭기 때문이다. 사람들이 흔히 생각하는 것과 달리, 태양계처럼 반복적인 계를 분석하는 것이 자연과학의 전형적인 작업은 아니다. 그렇게 반복적인 계에서는 인상적인 수준의 과학적 예측이 가능하지만, 그것은 흔치 않은 특수한 경우이다.”
최근까지만 해도 이 질문에 대한 대답은 오직 하나, ‘불가능하다’는 것이었다. 오늘날 우리는 이웃집 사람보다는 목성에 대해 더 많이 알고 전자의 궤적을 예측할 수 있고, 유전자를 켰다 껐다 할 수 있고, 화성에 로봇을 보낼 수도 있다. 하지만 그런 것들보다 더 잘 알아야 마땅한 우리 주변 사람들의 행동을 설명하거나 예측해보라고 하면 할 말이 없다. 이유는 간단하다. 과거에 우리에게는 인간 행동 연구에 필요한 데이터도, 도구도 없었기 때문이다.

인간 역학(Human Dynamics)의 탄생
하루가 다르게 보안카메라와 휴대전화, GPS나 기타 휴대용 기기들이 폭발적으로 보급되고 있다. 사람의 행동을 추적하는 데 쓸 새로운 도구가 넘쳐난다. 우리가 모르는 사이에 우리의 위치 정보와 소비 패턴 같은 정보들이 어딘가에 쌓이고, 기업들은 그 데이터를 이용해 생산성을 북돋우고, 선적에서 배송까지 매사를 추적한다. 정부는 그런 데이터를 이용해 테러범을 잡는다. 무수한 기업들이 그런 데이터에 기반해 사람들의 위치와 행동을 예측하려 하고, 그럼으로써 차세대 ‘구글’로 도약하기를 꿈꾼다. 우리는 데이터가 넘치는 세상에 살고 있고, 그것은 곧 새로운 과학의 도구가 되고 있다. 그렇다면 우리는 포퍼와는 다른 답을 제시할 수 있지 않겠는가, 고 저자는 되묻는다. 그리고 그것은 곧 인간의 행동을 분석하고 예측하는 인간역학(Human Dynamics)의 탄생을 의미한다.
최근에 출간된 이언 에어스의 『슈퍼 크런처』나 스티븐 베이커의 『뉴머러티』 같은 책들이 다루는 데이터마이닝 기법도 사람들의 뿌리 깊은 예측 가능성을 기업 활동에서 공중보건까지 어떻게 활용할 수 있는지를 알려준다. 그러나 데이터마이닝 기법은 단순히 사람들의 과거 행동 패턴에 의존하여 미래 행동을 예측할 뿐이지만, 인간 역학은 한 걸음 더 나아가 사람들이 규칙성을 드러내는 이유가 무엇인지, 언제 어디에서 그런 규칙성이 드러나는지 알고자 하며, 그러기 위해 모형과 이론을 개발한다.

도처에 폭발성이 편재하다 ― 인간의 행동 패턴에 숨어 있는 법칙
오늘날 인터넷 라우터는 사용자들의 마구잡이식 웹브라우징 및 소통 트래픽이 무작위적 푸아송 과정을 따른다는 가정하에 설계된다. 1915년에 사람들이 겪는 사고 횟수가 푸아송 예측을 따른다는 사실이 밝혀졌고, 푸아송의 수학은 보험산업의 기반이 되었다. 푸아송 공식은 전염병에 의한 사망자 수나 한 가구 내에서 장티푸스 발병 횟수를 예측하는 데도 쓰인다. 과학자들은 인간의 행동이 사실상 무작위적이라는 가정에 암묵적으로 동의하게 되었고, 이 가정을 인간 행동을 연구하는 과학 분야에서 근본적인 패러다임으로 기능해왔다. 인간의 행동은 사실상 예측 불가능하고, 일회적이고, 결정 불가능하고, 예견 불가능하고, 불규칙하다는 것이다. 하지만 이 가정에는 문제가 딱 하나 있다. 바로 틀렸다는 것이다.
앤디 워홀은 “미래에는 누구나 15분쯤 세계적 명성을 누릴 수 있을 것”이라고 했다. 2006년 《타임》은 올해의 인물로 ‘당신(You)’을 선정했다. 유튜브, 마이스페이스, 위키피디아, 페이스북 등을 통해 평범한 사람도 누구나 세상에 영향력을 행사할 수 있게 되었다는 것이다. 그러면 웹에 게시된 뉴스의 수명은 얼마나 될까? 바라바시가 예측한 결과, 사용자들의 클릭 패턴이 무작위적이라고 가정할 경우 평균 36분이었다. 하지만 현실에서는 웹문서들의 수명이 더 길었다. 약 36시간이었다. 왜 그럴까? 평균적인 사용자가 하루에 사이트에서 실시하는 스무 번가량의 클릭은 하루 중에 균일한 간격으로 퍼진 게 아니라, 몇몇 폭발적 기간에 집중되기 때문이다. 폭발성 패턴에 따라 계산할 경우 정확히 실제와 같은 36시간이라는 예측이 나온다. 단순히 무작위적이라고 알고 있던 인간의 행동 속에 우리가 모르는 심오한 법칙이 숨어 있었던 것이다.

2005년 7월 16일 존 래드클리프 병원의 응급실 의사들은 모처럼 한가한 시간을 보냈다. 그날은 해리포터 시리즈의 6권 『해리 포터와 혼혈 왕자』가 출간된 날이었다. 해리 포터와 텅 빈 응급실 사이에 연관 관계가 있을까? 호기심을 느낀 의사들은 2003년 6월 21일과 22일 주말의 병원 기록을 살펴보았다. 『해리 포터와 불사조 기사단』이 출간된 첫 주말이었다. 과연, 그 주말에도 응급실 환자 수가 뚝 떨어졌다.
마찬가지로 밤비노의 저주에 걸려 1918년 이후로 85년 동안 단 한 번도 우수하지 못했던 보스턴 레드삭스가 아메리칸 리그 챔피언 시리즈의 마지막 두 경기, 그리고 거의 한 세기 만에 우승을 차지한 월드시리즈 마지막 경기를 치를 때도 응급실 환자 수가 15% 감소했다.
상식적으로 생각하면 사람들이 병원을 찾는 것은 통증을 느끼거나 병에 걸린 때이고, 따라서 그 시기는 철저히 무작위적이어야 한다. 하지만 해리 포터와 레드삭스의 예에서 보듯이, 그렇지 않았다. 바라바시에 따르면, 건강 문제 역시 우리가 예상하는 것보다 훨씬 더 많이 우선순위의 영향을 받기 때문이다. 요컨대 증상이 약할수록 진료실 방문이라는 항목은 우선순위 목록에서 바닥으로 밀려날 가능성이 많다. 그리고 일단 우선순위가 개입하면 반드시 폭발성이 따라온다. 사람들은 목록 상위의 항목들을 신속히 처리하면서, 의사를 찾아가는 일 같은 몇몇 항목들은 무한정 미뤄두는 것이다. 건강 보험이 성립되는 것도 이 때문이다. 우리가 병에 걸릴 시기를 미리 짐작하는 것은 사실상 불가능하다. 만약에 발병 시점이 무작위적이라면, 건강 관련 예산을 매년 비슷한 규모로 세워두면 된다. 하지만 폭발성 때문에 우리 병력에는 장기간의 건강한 시기가 존재하고, 그럴 때는 보험료를 내는 게 낭비로까지 느껴지는 것이다.

이메일 발송과 웹브라우징 습관, 전화통화 패턴, 인쇄 패턴, 심지어 이동 패턴도 비슷하다. 베토벤의 작품에서 아름다운 바이올린 소리가 이어지다가 돌연 광포한 타악기의 굉음이 흐름을 중단시키는 것처럼, 인간의 행동에는 긴 휴식기 뒤에 격렬히 활동하는 짧은 기간들이 오는 패턴이 숨어 있다. 사람은 누구나 자유의지를 갖고 있음에도, 우리는 어떤 행동을 하든 무의식적으로 멱함수 법칙을 따르는 것이다. 그리고 거기에는 우선순위 설정이라는 비밀이 숨어 있다. 우리가 한정된 자원을 잘 활용하기 위해 늘 우선순위를 설정하기 때문에 행동 패턴이 멱함수 법칙을 따른다는 것이다. 일단 우선순위가 설정되면 멱함수 법칙과 폭발성이 필연적으로 등장한다.
무작위적 세계에서는 구글이나 야휴가 수백만 개의 링크를 끌어들일 수 없고, 빌 게이츠가 수십억 달러를 벌 수 없으며, 사망자가 수백만 명인 전쟁이 벌어질 수 없다. 그런 드문 사건들이 자연히 벌어지기 마련이라고 예측한다는 것이 멱함수 분포의 핵심이다. 평균에서 크게 벗어나는 테이터가 소수이지만 늘 존재한다고 예측하는 것이다. 달리 말해, 멱함수 법칙이 있는 곳에는 항상 예욋값이 있다.

과학과 역사와 픽션을 넘나드는 사이언스 팩션의 절정
책에는 물리학과 천문학, 컴퓨터과학과 생물학까지 인간의 행동 패턴 속에 숨겨져 있는 심오한 법칙을 발견하기까지 바라바시의 지적 탐구 여정이 고스란히 녹아들어 있다. 바라바시는 16세기 십자군을 이끌었던 비운의 헝가리 대장 죄르지 세케이의 인생행로와 인간역학의 발전 과정을 교묘히 맞물리면서 종횡무진 이야기를 이끌어 나간다. 현재에서 과거, 과거에서 현재, 다시 미래로 꼬리에 꼬리를 물고 이야기를 펼쳐 나가면서 역사의 무작위성과 인간 행동의 예측 가능성이라는 주제를 자유롭게 변주해 나간다. 테러리스트로 오인 받은 하산 엘라히, 칼루자와 아인슈타인의 편지, 지폐의 이동을 기록한 개리 카니스, 배심원들의 잘못된 유죄판결로 감옥살이를 한 티모시 더럼, 전쟁의 법칙을 연구한 루이스 프라이 리처드슨, 앨버트로스의 이동 패턴을 조사한 디어크 브로크만과 수많은 과학자들 그리고 16세기의 진정한 예욋값이자 이 책의 주인공 죄르지 세케이와 십자군 전쟁의 실패를 예언한 귀족 이슈트반 텔레그디 등등. 전혀 어울릴 것 같지 않은 각각의 요소들이 서로 거미줄처럼 연결되어 흥미진진하게 하나의 결말로 수렴한다. 무작위적인 역사의 변덕으로만 보이는 사건들 속에서 어떤 법칙을 발견할 수 있을까? 바라바시는 과거와 현재를 오가며 쇠락해 가는 십자군 원정대의 최후를 숨 가쁘게 그려냄으로써 읽는 내내 호기심을 자극하며 마지막까지 긴장의 끈을 놓지 않도록 만든다. 덤으로 헝가리의 역사와 문화를 알아가는 재미도 쏠쏠하다. 본문의 두 장마다 삽화 한 장이 들어가는데, 바라바시는 과학과 역사에 치중한 장을 각각 한 장씩 묶어 자신이 특별히 주문 제작한 삽화를 곁들였다.