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스케일

생물 도시 기업의 성장과 죽음에 관한 보편 법칙

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제프리 웨스트 지음| 이한음 옮김| 김영사 |2018년 07월 26일 (종이책 2018년 07월 30일 출간)

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    출간일 2018년 07월 26일 (종이책 2018년 07월 30일 출간)
    포맷용량 ePUB(25.66MB, ISBN 9788934982333)
    • 주요 일간지 북섹션 추천도서 > 7월 주요일간지 소개도서 > 7월 주요일간지 소개도서

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책소개

이 책이 속한 분야

인류가 마주한 크고 긴박한 문제에 놀라운 통찰을 전하다!

세포부터 생태계, 도시, 사회관계망과 기업까지 살아 있는 모든 것의 성장과 혁신, 노화와 죽음을 지배하는 패턴과 원리에 관한 흥미진진한 과학적 모험담 『스케일』. 복잡성 과학, 즉 창발적 시스템과 네트워크의 과학을 개척한 선구자로 널리 알려진 제프리 웨스트 교수와 샌타페이 연구진의 25년 연구를 종합하여 자연법칙과 인간 문명의 관계를 바라보는 새로운 시각, 새로운 개념 틀을 제시하는 책이다.

우리 모두를 단순하지만 심오한 방식으로 하나로 묶는 근본적 자연 법칙을 찾아나서는 저자는 생물에게서 찾아볼 수 있는 특징을 중심으로 스케일링 법칙을 설명하고 이를 토대로 생명체의 성장, 노화와 죽음의 문제를 검토한 후, 이 법칙이 도시와 기업에서 어떻게 나타나는지를 각각의 독립된 장들에서 살펴본다. 이를 통해 도시, 기업, 생명이 단순하면서도 강력한 같은 가락에 맞추어서 똑같이 춤을 추고 있음을 깨닫게 한다.

북소믈리에 한마디!

저자는 이 책에서 생물계와 인간이 만든 사회적 시스템은 자신이 ‘스케일링 법칙’이라고 부르는, 생물의 크기 변화에서 발견되는 규모 증감의 법칙을 동일하게 따른다고 이야기하면서, 스케일링 법칙의 개념 틀로 입자물리, 고전역학, 생물학, 의료, 공학, 건축, 도시, 경제, 경영을 아우르며 어마어마한 양의 데이터를 엮어내면서 스케일링 법칙이 작동하고 적용될 수 있는 분야가 넓다는 것을 보여준다.

목차

1. 큰 그림
1 서문, 개요, 요약 | 2 우리는 기하급수적으로 팽창하는 사회경제적 도시화 세계에 살고 있다 | 3 삶과 죽음의 문제 | 4 에너지, 대사, 엔트로피 | 5 크기가 대단히 중요하다: 규모 증가와 비선형 행동 | 6 스케일링과 복잡성: 창발성, 자기 조직화, 탄력성 | 7 우리는 연결망 자체다: 세포에서 고래로의 성장 | 8 도시와 세계의 지속 가능성: 혁신과 특이점의 주기 | 9 기업과 사업

2. 만물의 척도: 스케일링이란 무엇인가
1 고질라에서 갈릴레오까지 | 2 규모에 관한 왜곡과 오해: 슈퍼맨 | 3...

저자소개

저자 : 제프리 웨스트

관심작가 등록
  • 출생 : 1940
미국에서 활동 중인 이론물리학자. 복잡계 과학의 대부. 1940년 영국에서 태어나 케임브리지대학을 졸업하고 스탠퍼드대학에서 박사학위를 받았다. 코넬대학, MIT, 하버드대학을 거쳐 1970년 스탠퍼드대학에서 가르치기 시작했다. 1975년 로스앨러모스 국립연구소에서 기본입자물리와 장이론 연구 그룹을 만들어 책임자로 일했고, 1995년부터 고에너지 물리학 프로그램 매니저를 맡았으며, 1997년부터 지금까지 연구소 선임연구원을 맡고 있다. 현재 샌타페이연구소의 특훈교수로 재직 중이며, 2005년부터 2009년까지 소장을 맡았다. 옥스퍼드대학교, 런던 임피리얼칼리지, 싱가포르 난양공대 방문교수이기도 하다.
미국물리학회 회원이며, 미국생태학회의 조지 머서 상George Mercer Award(2005, 공동수상), 옥스퍼드대학의 웰던 기념상Weldon Memorial Prize(2005), 글렌재단의 글렌 상Glenn Award(2009), 미국물리학회의 레오실라르드 상Leo Szilard Award(2013)을 받았다. TED, PopTech, 세계경제포럼, 구글토크 등에서 강연했고, 2006년 〈타임〉의 ‘세계에서 가장 영향력 있는 인물 100인’에 선정되었다. 국내에서는 2017년 EBS 다큐멘터리 〈비욘드〉에 그의 연구가 소개되기도 했다.

역자 : 이한음

관심작가 등록
서울대학교에서 생물학을 공부했다. 실험실을 배경으로 한 소설 〈해부의 목적〉으로 1996년 〈경향신문〉 신춘문예에 당선된 후 번역가 및 저술가로 활동하고 있다. 리처드 도킨스, 에드워드 윌슨, 리처드 포티, 제임스 왓슨 등 저명한 과학자의 대표작을 다수 번역했다. 지은 책으로 《위기의 지구 돔을 구하라》 《타임머신과 과학 좀 하는 로봇》 등이 있으며, 옮긴 책으로 《만들어진 신》 《조상 이야기》 《유전자의 내밀한 역사》 《인간 존재의 의미》 《통찰의 시대》 《알고리즘, 인생을 계산하다》 《마음의 과학》 《우리는 왜 자신을 속이도록 진화했을까?》 등이 있다.

책속으로

어느 포유동물이든 심장이 평생 뛰는 평균 횟수는 거의 같다. 생쥐처럼 작은 동물은 겨우 몇 년을 사는 반면, 고래 같은 거대한 포유동물은 100년 이상을 살 수 있음에도 심장이 뛰는 횟수는 거의 같다. ... 이런 놀라운 규칙성은 서로 전혀 다르고 고도로 복잡한 이 모든 현상의 밑바탕에 공통된 개념 구조가 있으며, 동물, 식물, 인간의 사회적 행동, 도시, 기업의 동역학, 성장, 조직 체계가 사실상 비슷한 일반 ‘법칙law’을 따름을 강하게 시사한다. _14쪽

엄청난 숫자다. 앞으로 35년 동안 매주 평균 약 150만 명이 도시로 간다는 뜻이다. 다음과 같이 생각해보면, 어떤 의미인지 감을 잡기가 쉬울 것이다. 오늘이 8월 22이라면, 10월 22일에 지구에 대도시 뉴욕만 한 곳이 하나 더 생길 것이고, 크리스마스 무렵에는 하나가 더 생기고, 2월 22일이 되면 다시 하나가 더 늘어난다. 지금부터 금세기 중반까지 지구에 뉴욕만 한 대도시가 두 달마다 하나씩 늘어난다. 그리고 인구가 겨우 800만 명인 뉴욕시를 말하는 것이 아니라 1,500만 명인 뉴욕 대도시권을 이야기하고 있다는 점도 유념하자.
지구에서 가장 놀라우면서 야심적인 도시화 사업이 진행되는 곳은 중국일 것이다. 중국 정부는 앞으로 20~25년에 걸쳐 인구 100만 명이 넘는 신도시 300개를 건설하려고 박차를 가하고 있다. _22-23쪽

도시는 놀라울 만치 회복력을 지니며, 대다수는 존속해왔다. 70년 전 원자폭탄 이 두 도시에 떨어졌지만, 그 도시들이 다시 번창하기까지 30년밖에 안 걸렸다는 놀라운 사례를 생각해보라. 도시를 죽이기란 극도로 어렵다! 반면에 동물과 기업은 비교적 쉽게 죽일 수 있다. 그리고 거의 다 결국은 죽는다. _24쪽

123년 넘게 사는 사람은 왜 없을까? 구약성경에 인간의 수명이 70세라고 적혀 있는 수수께끼 같은 말은 어디에서 기원했을까? 신화 속의 므두셀라처럼 1,000년 동안 살 수는 없을까? 반면에 대부분의 기업은 겨우 몇 년을 살 뿐이다. 미국에서 상장기업 중 절반은 주식시장에 진입한 지 10년 이내에 사라진다. 소수는 상당히 더 오래 살지만, 거의 모두 몽고메리워드Montgomery Ward, TWA, 스튜드베이커Studebaker, 리먼브라더스Lehman Brothers 같은 기업의 전철을 밟는 듯하다. 왜 그럴까? _26쪽

전형적인 복잡계는 일단 수많은 개별 구성 요소나 행위자가 모이면, 대개 그 개별 구성 요소나 행위자의 특성에서는 드러나지 않고, 그 특성으로부터 쉽게 예측할 수도 없는 집합적 특징들이 드러나는 체계를 가리킨다. 예를 들어, 당신은 단지 세포 집합이라는 차원을 훨씬 넘어서는 존재이며, 마찬가지로 당신의 세포는 그것을 구성하는 모든 분자의 집합이라는 차원을 훨씬 넘어선다. _39쪽

망은 에너지와 자원이 세포로 전달되는 속도를 결정하므로, 모든 생리적 과정의 속도도 설정한다. 세포는 더 작은 생물에 비해 더 큰 생물에서 체계적으로 더 느리게 작동하도록 제약을 받으므로, 삶의 속도는 크기 증가에 따라 체계적으로 감소한다. 따라서 커다란 포유동물은 작은 포유동물보다 동일한 예측 가능한 양상으로 더 오래 살고, 성숙하는 데 더 오래 걸리며, 심장 박동이 더 느리고, 세포가 덜 열심히 일한다. 작은 생물은 빠른 차선에서 살아가는 반면, 큰 생물은 평생을 비록 더 효율적이긴 하지만 더 답답하게 움직인다. 쪼르르 움직이는 생쥐와 느릿느릿 걷는 코끼리를 비교해보라. _48쪽

신약 개발 및 많은 질병 조사에서, 연구의 상당 부분은 이른바 모델 동물을 대상으로 이루어진다. 모델 동물은 대개 연구 목적을 위해 교배시키면서 특징을 정확히 다듬어온 표준 생쥐 집단이다. 의학과 약학 연구에 근본적으로 중요한 것은 그런 연구들에서 나온 결과를 어떻게 인간에 맞게 규모를 확대할 것인가다. _80쪽

부모라면 으레 아이가 열, 감기, 중이염 등 갖가지 증상으로 앓을 때 체중에 따라 약 용량을 얼마나 가감할지를 놓고 고민한 경험이 있을 것이다. 오래전에 한밤중에 고열로 우는 아이를 달래려 애쓰다가 유아용 타이레놀 병에 적힌 권고 용량을 읽고서 몹시 놀란 적이 있다. 체중에 따라 선형으로 늘리는 식으로 용량이 적혀 있었기 때문이다. 투스코의 비극적인 이야기를 잘 알고 있었기에, 나는 좀 걱정이 되었다. 병에는 나이와 몸무게에 따라 약을 얼마만큼 먹여야 할지가 작은 표 형태로 적혀 있었다. 이를테면, 체중이 2.7킬로그램인 아기는 찻숟갈의 4분의 1(40밀리그램)만큼 먹이고, 16킬로그램(6배 더 무거운)인 아기는 정확히 6배인 찻숟갈로 하나 반(240밀리그램)을 먹이라고 되어 있었다. 하지만 비선형적인 3분의 2제곱 스케일링 법칙을 따른다면, 용량을 6의 3분의 2제곱인 3.3으로 늘리는 것이 맞다. 따라서 권고 용량의 절반을 조금 넘는 132밀리그램을 먹여야 한다! 즉 2.7킬로그램인 아기에게 찻숟가락 4분의 1 분량을

출판사서평

“세계가 정말로 어떻게 돌아가는지 알고 싶다면 이 책을 읽으라”
복잡계 과학의 대부 제프리 웨스트 교수와 샌타페이 연구진의 25년 연구 집대성
생물계와 인간이 만든 사회적 시스템은 모두 동일한 규모 증감의 법칙을 따른다

아마존닷컴 베스트셀러 《Inc.》 2017년 최고의 비즈니스책 2017년 올해의 책 2017년, 과학자들이 꼽은 ‘가장 사랑하는 책’ 2017년 최고의 책 50. 물리학, 생물학, 의학, 수학, 천문학, 역사학, 도시학, 경제경영... 각계 전문가가 극찬한 통찰력의 보고!

인간의 수명은 왜 기껏해야 120년인가? 왜 어떤 기업은 잘 나가고 어떤 기업은 망하는가? 삶의 속도, 혁신의 속도는 왜 지속적으로 빨라지는가? 세포부터 생태계, 도시, 사회관계망과 기업까지, 살아 있는 모든 것의 성장과 혁신, 노화와 죽음을 지배하는 패턴과 원리에 관한 독보적 탐사. 자연법칙과 인간 문명의 관계를 바라보는 새로운 시각을 열어주는 ‘모든 것의 이론’! 인구 팽창, 도시화, 에너지와 환경문제, 노화, 암, 인간 수명, 점점 빨라지는 삶의 속도, 전 지구적 지속 가능성… 오늘날 인류가 마주한 크고 긴박한 문제에 놀라운 통찰을 던져주는, 완전히 새로운 연구가 펼쳐진다!

세포부터 생태계, 도시, 사회관계망과 기업까지,
살아 있는 모든 것의 성장과 혁신, 노화와 죽음을 지배하는
패턴과 원리에 관한 독보적 탐사

인구 팽창, 도시화, 에너지와 환경문제, 노화, 암, 인간 수명, 점점 빨라지는 삶의 속도, 전 지구적 지속 가능성… 오늘날 인류가 마주한 크고 긴박한 문제에 놀라운 통찰을 던져주는, 완전히 새로운 연구가 펼쳐진다!

개미만큼 작은 포유동물은 왜 없을까? 인간의 수명은 왜 기껏해야 120년인가? 계속 먹는데도 때가 되면 성장을 멈추고 죽는 까닭은 무엇인가? 왜 어떤 기업은 잘나가고 어떤 기업은 망하는가? 삶의 속도, 혁신의 속도는 왜 지속적으로 빨라지는가? 지구는 언제까지 인류를 먹여 살릴 수 있을까? 그리고, 이 모든 것을 설명하는 보편적인 이론이 가능할까?
《스케일》은 놀라운 이론적 통찰에 다양한 학제간 연구 성과를 종합하여, 세포부터 생태계, 도시, 사회관계망과 기업까지, 살아 있는 모든 것의 성장과 혁신, 노화와 죽음을 지배하는 패턴과 원리에 관한 ‘큰 그림’을 그려내는 책이다. 복잡계 연구의 중심지인 샌타페이연구소 소장을 지낸 제프리 웨스트 교수가 이 원대한 기획의 주인공이다. 그는 지난 25년의 괄목할 만한 연구를 종합하여, 자연법칙과 인간 문명의 관계를 바라보는 새로운 시각, 새로운 ‘개념 틀’을 제시한다. 이 책은 우리 모두를 단순하지만 심오한 방식으로 하나로 묶는 근본적 자연 법칙을 찾아나서는 흥미진진한 과학적 모험담이다. 독자는 도시, 기업, 생명이 단순하면서도 강력한 같은 가락에 맞추어서 똑같이 춤을 추고 있음을 깨닫게 될 것이다.

복잡계 과학의 대부 제프리 웨스트 교수와 샌타페이 연구진 25년 연구의 결실
제프리 웨스트 교수는 복잡성 과학, 즉 창발적 시스템과 네트워크의 과학을 개척한 선구자로 널리 알려져 있다. 저자의 연구가 주목받는 이유는 그가 우리의 몸, 도시, 기업을 포함하여 살아 있는 체계들의 복잡하고 다양해 보이는 현상들을 통일시키는 근본적인 단순성을 발견해왔기 때문이다. 애초 저자는 이론물리학자로서 소립자, 끈 이론, 암흑물질, 우주의 진화 등을 연구하고 있었다. 그러던 중 남자들이 오래 살지 못하는 집안의 일원으로서 노화와 죽음에 관심을 갖게 되었고, 예상과 달리 이에 관한 일반 이론이 없음에 놀라, 이 주제를 연구하기 시작했다. 인간의 수명이 왜 지금과 같으며 우리는 왜 더 오래 살지 못하는가 하는 생물학의 문제를 물리학자의 엄밀함으로 파고들었다.
수많은 생물이 오늘과 같은 형태를 지니고 지금과 같은 모습으로 성장하고 죽게 되는 것은 모두 피할 수 없는 물리적 법칙의 제약을 받기 때문이라는 점을 깨달은 저자는 그 물리법칙을 해명하는 데 몰두했고, 그것이 퍽 간단한 수학으로 표현될 수 있다는 점을 발견한다. 그가 ‘스케일링 법칙’이라고 부르는, 생물의 크기 변화에서 발견되는 규모 증감의 법칙이 바로 그것이다. 그리고 그는 그것이 도시와 기업 같은 인간의 창조물에도 폭넓게 적용되는 ‘일반 법칙’임을 깨닫는다. 인간이 만들어낸 것들도 결국 물리적 토대 위에 서 있기에, 물리법칙의 제약을 받을 수밖에 없다.
포유동물은 대단히 다양하지만, 크기에 따라 일관된 특성을 보인다. 즉, 어떤 포유동물의 크기를 알면, 스케일링 법칙을 써서 그 동물이 하루에 얼마나 먹는지, 심장 박동 수가 얼마인지, 성숙하는 데 얼마나 오래 걸릴지, 수명은 얼마인지 등등을 모두 알 수 있다. 순환계의 효율도 정확히 체중에 비례하여 규모가 증감한다. 평균 체중이 다른
종의 2배인 종은 순환계의 효율이 25퍼센트 더 높으며 수명도 25퍼센트 더 길다. 그는 이 문제가 근본적으로 생물의 몸에 에너지를 공급하고 몸에서 노폐물을 제거하는 ‘망의 프랙털 기하학’과 관련이 있다는 것을 증명해왔고, 그의 연구는 생물학에 하나의 중요한 전환점이 되었다.
그 뒤로 그는 더 대담하게 연구의 응용 범위를 넓혀왔다. 도시도 구석구석까지 망이 뻗어 있으며, 규모 증감의 법칙이 기이할 정도로 정확히 들어맞는다. 웨스트는 자신의 혁신적인 연구를 기업과 사회관계에도 적용했고, 그 결과 어째서 어떤 기업은 잘나가고 어떤 기업은 망하는지, 삶의 속도와 혁신의 속도는 왜 점점 빨라지는지, 이 동역학이 어째서 지구의 지속 가능성을 위협하는지와 같은 문제들을 이해할 강력한 통찰을 얻을 수 있었다. 이러한 발견은 앞으로 이루어질 수많은 연구들의 출발점이 될 것이다.

생물, 도시, 기업 모두를 관통하는 규모 증감의 법칙
책은 생물에게서 찾아볼 수 있는 특징을 중심으로 스케일링 법칙을 설명하고 이를 토대로 생명체의 성장, 노화와 죽음의 문제를 검토한 후, 이 법칙이 도시와 기업에서 어떻게 나타나는지를 각각의 독립된 장들에서 살펴보는 방식으로 진행된다. 책의 기본적인 아이디어는 성장을 지배하는 물리학의 기본 수학법칙이 생물학적 유기체와 사회적 유기체 모두에 똑같이 적용된다는 것이다. ‘규모’, ‘규모 변화’라는 렌즈를 통해서 보면 서로 관계없어 보이는 크고 작은 ‘계’에서 놀라운 유사성을 발견할 수 있다. 이 렌즈로 보면, 동식물, 인간 몸, 종양, 기업 등이 조직되고 기능하는 방식은 비슷하다. 조직, 구조, 동역학 측면에서 이들에게는 놀랍도록 단순한 수학적 규칙성과 유사성이 존재한다는 것이다.
한 가지만 예를 들어보자. 동물의 체중과 대사율(단위 시간당 대사량)은 지수가 4분의 3(0.75)에 가까운 거듭제곱법칙에 따라 증감한다. 쉽게 말해, 어떤 동물의 몸집이 다른 동물의 2배라면, 필요로 하는 에너지의 양은 2배가 되는 게 아니라 75퍼센트만 늘어난다는 것이다. 즉, 크기가 2배로 늘 때마다 25퍼센트의 에너지가 절약된다. 좀 더 실감나도록 다음과 같이 말할 수도 있다. 코끼리는 쥐보다 1만(10의 4제곱) 배 무거우므로 세포 수도 1만 배 많다. 하지만 코끼리가 필요로 하는 에너지의 양은 쥐보다 겨우 1천(10의 3제곱) 배뿐이다. 코끼리의 에너지 효율이 쥐의 에너지 효율보다 10배나 좋다고 할 수 있다. 일종의 ‘규모의 경제’를 보여주는 사례다.(45쪽)
놀랍게도 이러한 대사율의 스케일링 법칙은 포유류, 조류, 어류, 갑각류, 세균, 식물, 세포까지 포함한 거의 모든 분류군에 들어맞으며, 성장률, 심장 박동 수, 진화 속도, 유전체 길이, 미토콘드리아 밀도, 뇌의 회색질의 양, 수명, 나무의 키, 잎의 수에 이르기까지, 본질적으로 모든 생리학적인 양과 생활사의 사건에도 적용된다. 이런 놀라운 규칙성은 어디서 비롯된 것일까? 엄청나게 많은 구성요소들을 세밀하게 통합하여 효율적으로 작동할 수 있도록 진화한 계층적 망 체계의 물리적, 기하학적, 수학적 특성 때문이다. 책의 전반부에서는 이러한 망의 원리, 스케일링 법칙의 기원과 메커니즘을 상세하게 설명하며(특히 164-172쪽), 이 법칙이 적용되는 사례를 구체적으로 보여준다.
기업도 같은 스케일링 법칙을 따르며(9장), 도시 역시 규모가 변화할 때마다 일정한 규칙을 따른다. 도시의 경우엔 지수가 0.75(4분의 3)가 아니라 0.85다.(‘15퍼센트 규칙’) 인구 증가에 따라 도로, 전선, 수도, 가스관의 총 길이, 주유소 수와 같은 기반시설의 양은 세계 어디에서나 동일한 양상으로 증가한다. 즉, 인구가 2배로 늘면 필요한 주유소의 수는 85퍼센트만 증가한다. 15퍼센트가 절약되는 것이다. 반대로 사회경제적 양들은 15퍼센트 수확체증 양상을 보인다. 인구가 2배로 늘면, 특허 수, GDP, 임금과 같은 긍정적 지표든, 독감 환자 수, 범죄 건수, 오염 같은 부정적 지표 등 모두 2배보다 15퍼센트 더 늘어난다. 이것이 도시에 사람들이 모여드는 이유이자 사람들이 도시를 떠나려 하는 이유가 된다.
단순히 ‘크기’가 많은 것을 결정하기 때문에, 우리는 생물이나 도시의 크기를 알면 그들이 1분에 몇 번이나 호흡을 하는지, 수명이 얼마인지, 그 도시 안에 식당은 얼마나 있고 변호사와 의사의 수는 얼마인지와 같은 특성을 예측할 수 있다.

책에서 다루는 주요 문제들
이렇게 저자는 스케일링 법칙의 개념 틀로 어마어마한 양의 데이터를 엮어내는데, 다루는 분야만 해도, 입자물리, 고전역학, 생물학, 의료, 공학, 건축, 도시, 경제, 경영을 아우른다. 그만큼 스케일링 법칙이 작동하고 적용될 수 있는 분야가 넓다는 것이다. 책에서 다루는 문제를 몇 가지만 소개하면 다음과 같다.(14-19쪽)

ㆍ 우리는 왜 천년만년 살지

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