로렌츠의 '나비효과'란?

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나비의 날개 짓이 태풍을 일으킨다는

로렌츠의 ‘나비 효과’

 

  

미국의 수학자이며 기상학자인 에드워드 로렌츠(Edward Lorenz, 1917-2008)는 대기의 움직임을 컴퓨터로 처리하여 기상 예보를 하는 컴퓨터 모델을 개발한 과학자이다. 그는 기상예보 컴퓨터에서 0.506127이라는 숫자를 잘못 입력하여 0.506만을 입력했을 때, 그 결과가 예상했던 것보다 너무나 달라진 것에 놀랐다.

 

이후, 그는 애초에 일어난 작은 움직임이 예측할 수 없는 엄청난 결과를 가져올 수 있다는 '나비 효과‘(butterfly effect)를 1963년에 발표했다. 브라질 정글에 사는 나비의 작은 날개 짓이 동기가 되어 멕시코 만에 거대한 허리케인이 불어올 수 있다는 의미에서 작명(作名)한 것이 나비효과란 말이 된 것이다.

 

나비 효과의 다른 예를 들어보자. 높고 뾰족한 산정(山頂)에 놓인 공 하나가 어느 쪽으로 구르게 되는가에 따라 아래 골짜기에서는 상상하지 못하는 대사건(산사태나 눈사태 등)이 일어날 수 있다. 애초에 공을 구르도록 한 것은 매우 작은 조건이었을 것이다. 또 장마나 폭우 때 제방 어딘가에 생긴 작은 구멍이 어떤 큰 피해를 가져올지 알지 못한다. 광야에 발생한 작은 회오리바람이 얼마나 엄청난 규모의 토네이도로 변해 어느 곳을 휩쓸고 지나갈지 예측한다는 것은 어려운 일이다.

 

 

로렌츠의 나비효과는 기상학에서 특히 중요하다. 1주일 이상의 장기 예보가 매우 어려운 이유도, 관측 시발점의 기상 조건을 완전하고도 정확하게 측정할 수 없기 때문이다. 나비 효과는 ‘카오스 이론’(chaos theory)에서 유도되었다. 카오스란 ‘무질서한 대 혼란 상태’를 의미한다. 카오스 이론은 거대한 시스템의 상황 변화를 연구하는 수학적, 물리학적, 철학적 이론이며, 주식시장이라든가 신종 독감과 같은 전염병의 대유행, 해충의 대규모 번식, 대형 산림화재 상황 등에 적용된다.

  

오늘날 나비효과는 정치적, 사회적 사건의 보도나 대화에 자주 사용되는 말이 되었다. 거대한 신축 건물 공사장 모퉁이에서 가스 용접작업을 하다가 발생한 작은 화재가 얼마나 큰 재앙을 가져오는지 가끔 보도된다. 2014년 우리나라에서는 세월호라는 여객선의 선체 일부를 개조한 것이 화근이 되어 침몰하면서 온 나라를 장기간 혼란에 빠트리는 나비효과를 가져오고 말았다.

 

 

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