Nothing Lasts Forever

Nothing Lasts Forever

 

 

1. 서론

과학의 단순한 공식 하나의 적용범위는 광범위하다. 왜냐하면 과학은 어떠한 자연현상의 원리를 파헤치는 학문이기 때문이다. 바람피우는 상대를 예로 들어 설명을 해 보자. 바람을 한 번 피우기 시작하면 계속 피운다는 이야기가 있다. 이것은 뉴턴 제 1법칙으로 설명이 가능하다. 뉴턴 제 1법칙은 ‘외력이 작용하지 않는 물체는 그 운동 상태를 유지한다.’ 이다. 즉, 한번 바람피우기 시작하면 계속해서 바람피우게 된다는 것이다. 뉴턴 제 1법칙은 관성의 법칙으로 유명한데 이러한 바람피우는 상태의 관성이 붙어버리는 것이다. 또한 처음 바람을 피우기 위해서는 누군가의 유혹과 그리고 자신의 이끌림이 필요하다. 그리고 이 상태를 바꾸기 위해서는 다른 개입이 필요하다. 이것은 뉴턴의 제 2법칙으로 설명 가능하다. 뉴턴 제 2법칙은 ‘물체에 외력을 가하면 질량에 반비례하게 가속도가 생긴다.’ 이다. 즉, 바람피우는 상대에게 어떠한 조치를 취하느냐에 따라 계속해서 바람을 피우느냐 또는 또 다른 상대와 바람을 피우느냐 아니면 더 이상 바람을 피우지 않느냐가 되는 것이다. 여기서 질량은 사람 개인의 마음가짐으로 볼 수 있다. 이렇게 뉴턴 법칙을 이용하여 일상생활에 적용할 수 있을 정도로 과학은 학문적으로만 존재하는 것이 아니다. 사회현상에는 여러 가지 변수들이 작용하기 때문에 이에 대한 각각의 변수를 잘만 활용한다면 어떠한 현상이든지 공식을 세워 설명이 가능하다.

미분적분학에서는 미분을 이용한 근사값 추정을 할 수 있다. (65)1/3의 경우 f(x)를 x1/3으로 놓고, 65를 43+1로 두고 x의 증분을 1로, x를 43으로 두어 f(x+dx)의 근사값을 dy+f(x)=f’(x)dx+f(x)를 이용하여 4+1/48이라는 결과를 얻을 수 있다. 이것을 기본으로 다변수 함수의 미분법을 활용하여 실제로 주식에 대한 사회변화에 대한 다변수 함수를 세워 활용하고 있다. 자신이 만든 이 함수에서 사회변화의 변화수치를 대입하면 주식의 성장률이 나오는 것이다. 이것을 기초로 주식에 투자하곤 한다. 이렇게 이공계에서 배우는 과목들이 사회현상에 매우 기초적인 기반을 좌우할 수 있음을 알 수 있다.

앞으로 소개할 것은 열역학 제 2법칙인 엔트로피를 이용하여 만들어진 엔트로피 세계관을 설명하려고 한다. 이렇게 만들어진 엔트로피 세계관의 광범위한 적용범위와 여태껏 인류가 살아오면서 겪은 수많은 상황들이 모두 엔트로피 법칙에 맞아떨어짐을 쉽게 수긍할 수 있을 것이다.

 

2. 본론

스테이크를 먹기 위해 먼저 포크와 나이프의 사용법을 알아야 스테이크를 맛있게 잘라 먹을 수 있을 것이다. 여기에서 스테이크는 세계관을 의미하며 포크와 나이프와 같은 도구는 열역학 법칙이다. 먼저 포크와 나이프의 사용방법을 알아낸 뒤에 스테이크를 잘라 먹어보기로 하자. 포크와 나이프는 열역학 제 1법칙과 2법칙이다.

열역학 제 1법칙은 에너지 보존법칙으로 ‘우주 안의 모든 물질과 에너지의 총량은 불변하며, 따라서 창조될 수도 없다.’ 이다. 쉽게 설명해서 우리가 누리고 있는 모든 물질과 에너지를 합한 총량은 항상 일정하고, 우리는 이것을 항상 변화시키며 살아왔다. 무에서 유를 만들어내면 창조라는 단어를 사용하고, 유에서 유를 만들어내면 변화라는 단어를 사용하는데, 창조는 신이 할 수 있는 영역이지 인간이 할 수 있는 영역에서 벗어난 것이다. 우리가 사용하는 에너지 또한 새롭게 창조된 것이 아니라 변화된 것이다. 그리하여 에너지를 사용한다는 표현은 틀린 것이다. 에너지를 변화시켰다는 것이 옳은 표현이다. 열역학 1법칙만 우주에 관여한다면 인류의 역사에 유토피아라는 개념은 형성되지도 않았을 것이다. 왜냐하면 우주의 에너지 총량은 일정한데 어떻게든 바꿀 수 있기 때문이다. 쉽게 예를 들어보자. 수증기가 물로 될 때 방출되는 에너지를 잠열이라고 한다. 이 잠열을 이용하여 비행기를 만든다고 하자. 비행기가 날아가면서 연료를 동력과 그리고 열에너지로 변화시키는데 이때 배출되는 열에너지와 공기중의 수증기의 잠열을 다시 연료로 변화시키면 연료가 필요 없는 비행기를 만들어 낼 수 있을 것이다. 얼마나 매력적인가? 일하지 않고도 배불리 먹을 수 있고, 먹고 난 밥을 조금의 변화과정을 통해 다시 밥으로 만들어낼 수 있다. 하지만 이것은 불가능한 일이다. 바로 열역학 제 2법칙 때문이다.

열역학 제 2법칙은 ‘물질과 에너지는 한 방향으로만 변한다. 즉, 유용한 상태에서 무용한 상태로, 획득 가능한 상태에서 획득 불가능한 상태로, 질서 있는 상태에서 무질서한 상태로 변한다.’ 이다. 열역학 제 2법칙은 엔트로피 법칙으로도 유명한데, 엔트로피라는 단어는 ‘유용한 상태에서 무용한 상태로 변하는 정도’를 의미한다. 즉, 무질서도 이다. 모든 물질은 무질서도가 낮은 상태에서 무질서도가 높은 상태로 자연스럽게 변한다. 이것이 물질과 에너지의 방향성이기 때문이다. 향수병에서 향수를 뿌렸을 때, 향수 분자들이 공기를 타고 확산한다. 하지만 빈 향수병을 가만히 놓았는데 향수가 갑자기 모이지는 않는다. 즉 향수 입자가 향수병에 모여 있다가(무질서도가 낮은 상황) 향수를 뿌리면 공기를 타고 확산하는(무질서도가 높은 상황) 방향성을 가지는 것이다. 에너지의 무질서도가 가장 높은 상태는 열에너지 상태이다. 그리하여 위에서 이야기한 연료가 필요 없는 비행기에서 수증기의 잠열과 비행기에서 배출되는 열에너지로 다시 연료로 변화시키는 것은 무질서도가 높은 상태에서 낮은 상태로 변화하는 것이기 때문에 불가능하다는 것을 알 수 있다. 하지만 역엔트로피를 이용하여 에너지를 유용한 에너지를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 수력발전에서 저녁에 전기 사용량이 적으므로 물을 다시 높은 위치로 올려놓아 다시 발전할 때 물은 위치에너지를 다시 얻게 된다. 하지만 이러한 역엔트로피를 가하기 위해서는 더 많은 엔트로피가 필요하다. 그러므로 엔트로피의 방향성 때문에 우리는 제한적인 삶을 살고 있는 것이다.

만약에 모든 에너지가 열에너지로 변한다면 어떻게 될까? 이것을 다른 말로 엔트로피의 분수령이라고 한다. 우주의 모든 에너지의 무질서도가 극에 달했을 때를 의미한다. 다른 말로 이것은 종말을 의미한다. 흔히 종말 하면 기독교 세계관을 떠올리는데, 엔트로피 세계관은 기독교 세계관과 이러한 종말론적 입장에서는 똑같다. 인류의 역사는 모든 것이 경험으로 이루어져 있다. 경험을 통해 무언가 자료로 남겨놓은 것이 역사가 되는 것이다. 사후세계에 대해서 그 어떤 누구도 자료로 남겨둘 수 없기 때문에 사람들이 사후세계에 대해서 의문을 품듯이 종말도 똑같다. 사후세계와 종말이 다른 점이 있다면 종말은 그 누구도 경험하지 못했다는 것이다. 엔트로피의 분수령에 도달했을 때 이 세상은 어떻게 될지 어느 누구도 모른다. 그리고 어느 누구도 그 상황을 예측할 수 없다. 하지만 분명한 것은 지금과 같지 않을 것이다. 사람은 변화에 대해서 엄청난 두려움을 가진다. 죽음에 대해 두려움을 가지는 것 또한 지금 영위 하고 있는 것과 전혀 다른 세계가 펼쳐지기 때문에 그 변화가 두려운 것이다. 종말 또한 그 변화가 두려울 것이다. 그렇기 때문에 우리는 종말에 대해서 많은 관심을 가진다. 최근에 개봉한 ‘2012’라는 영화에 대해서 이러저러한 이야기들을 나도는 것을 보면 알 수 있다. 우리가 할 수 있는 일이라면 종말을 최대한 늦추는 일일 것이다. 하지만 종말을 늦추기 위하여 역엔트로피를 가하면 더 많은 엔트로피의 증가량이 필요하기 때문에 역엔트로피를 이용하여 종말을 늦출 수 없다. 즉 장밋빛 과학기술의 미래라는 것은 없다. 단지, 저엔트로피 문화를 구현하는 방법뿐이다.

장밋빛 과학기술의 미래는 무엇을 의미하는가? 장밋빛 과학기술의 미래는 기술의 발전으로 현재 인류의 한계를 극복하는 것을 의미한다. 하지만 기술에는 한 가지 맹점이 있다. 인류의 역사에서 기술이 없다면 발전이 이루어지지 않았을 것이고, 지금 누리고 있는 편리한 삶은 여전히 꿈속의 일일 것이다. 하지만 이러한 기술이 정말 우리가 원하던 방향으로만 작용하지는 않았다. 현재 인류의 사망원인 1위는 교통사고이다. 그리고 현재 미국은 전 인류 역사상 가장 많은 비용을 군대에 투자하면서도 안전하다는 생각을 가지기 어렵다. 획기적으로 발전시킬 수 있는 핵에너지는 방사능 오염과 핵폐기물 처리 때문에 모두가 골머리를 앓고 있다. 대량생산을 통하여 역사상 가장 싼 가격에 옷을 입을 수 있게 되었지만 이로 인해 수많은 환경오염을 일으키게 되었고, 시대에 뒤쳐진 옷들은 창고에 쌓여 입지도 않고 폐기되곤 한다. 이러한 점에서 기술이 과연 효율적으로 사용되는가에 의문을 들 수 있다. 어떻게 보면 기술이 발전하면 어쩔 수 없는 부작용으로 볼 수 있다. 하지만 이 부작용이 너무 심하다는 생각은 하지 않는가. 고엔트로피 사회에서의 편리함을 가져다주는 기술과 도구들 때문에 우리는 오히려 더 힘겨운 부작용을 견뎌내야 한다. 이러한 기술의 맹점뿐만 아니라 위에서 언급했듯이 역엔트로피를 이용하기 위해서는 더 큰 엔트로피가 필요하므로 기술의 발전으로 엔트로피의 분수령을 늦출 수는 없다.

엔트로피의 분수령으로 진행되는 과정에서 현재 가장 낭비하고 있는 두 가지는 무엇일까? 앞에서 언급한 군대에 투자하는 비용과 태양에너지를 활용하지 못하고 있는 것이다. 군대는 얼마나 돈을 투자한다 하더라도 우리가 사회적으로 얻을 수 있는 것이라곤 ‘안전하다’라는 느낌뿐만 가져다준다. 안전하다는 느낌도 수치적인 것이 아닌 느낌일 뿐이다. 우리나라도 군비를 정말 많이 투자하는 나라중의 하나다. 물론 우리나라는 종전국가가 아닌 휴전국가이기 때문에 군비를 많이 투자해야 한다. 하지만 이대로의 군비낭비는 남한과 북한 모두가 좋지 않은 결과를 가져다준다. 일반 사람들이 무기를 직접 구매하거나 무기의 가격을 일반 사람들에게 쉽게 공개하지 않기 때문에 무기의 가격이 얼마나 되는지 체감하지 못한다. 무기의 가격은 천문학적 단위 이다. 미국이 경제적인 성장을 크게 할 수 있었던 것 중의 하나가 세계대전 때 무기를 판매하여 큰 수익을 남겼기 때문이다. 인류는 평화를 외치면서도 정작 자기가 가진 무기를 버릴 준비가 되어있지 않다. 그리고 진정한 평화가 가져다 줄 행복 경제성을 항상 운운하면서도 언제까지나 이상적인 상황으로만 생각하고 있다. 사람은 항상 위험에 직면하여 위험의 시작을 알리는 피해를 입은 다음에야 위험에 대처하기 시작한다. 미리 계산을 통하여 예측할 수 있을지는 모른다. 하지만 예측된다 하더라도 매우 뒤늦게 대처할 것이 분명하다. 대처라는 것이 일상적으로 돌아가던 순환을 잠깐 끊어놓는 것인데, 잠깐 순환을 끊는 것은 두려운 일이다. 이러한 인간의 늦장대응은 영화 ‘해운대’에서 쉽게 확인할 수 있다. 하지만 더욱 심각한 것은 군비낭비로 서로 총을 겨누다가 엔트로피 분수령이 다가오는 위험에는 영화 해운대에서 보다 더 늦게 대처할 것이다. 이것은 처음 겪어보는 일인데다 증상이 나타날 때쯤에서 예상할 수 있기 때문이다. 게다가 위험이 다가 오기 전인 지금은 이러한 적대관계를 이용한 사업에서 성공한 사람들이 재정적으로나 정치적으로나 많은 권력을 쥐고 있기 때문에 서로 총칼을 겨누며 낭비하는 것은 한참 지속될 것이다. 그리고 이러한 총칼 겨누기는 자본사회에서 자본이 활발하게 움직이는 동력중의 하나이기 때문에 그만두기 어렵다.

또 다른 한 가지는 태양에너지이다. 태양에너지에는 조력, 풍력, 지면복사, 태양열에너지 등이 있다. 이러한 에너지는 조금만 더 개발을 한다면 고효율의 발전기를 만들어 낼 수 있지만 에너지 자체의 집적도가 낮아, 이러한 에너지를 이용하여 현재의 화석에너지의 효과를 기대할 수는 없다. 하지만 티끌 모아 태산이라는 속담이 있지 않는가. 태양에너지의 집적도가 낮아 태양에너지로 큰일을 할 수 있는 것은 아니다. 하지만 모아놓고 쓰기에 너무나 작은 수준의 에너지라고 무시할 정도가 아니다. 실제로 유럽이나 일본의 몇몇 마을은 친환경도시로 계획하여 화석에너지의 도움을 최소화시키고, 태양에너지를 최대한 활용한 자급자족이 가능한 마을이 있다. 이러한 마을처럼 우리가 엔트로피적으로 조금만 아낀다면 태양에너지를 이용하여 일반 가정에서 사용하는 에너지를 조달할 수 있다. 하지만 태양에너지에 비해 화석에너지는 우리에게 너무나 매력적이다.

화석에너지는 인류의 역사에서 빼놓을 수 없는 에너지다. 화석에너지의 개발을 통해 인류는 혁명을 일으켰다. 화석에너지는 불을 붙이면 폭발한다는 성질로 엔진을 만들고, 이 엔진에서 나오는 동력으로 수많은 것을 하고 있다. 그리하여 직접적으로 화석에너지를 소비하며 살지 않는다 하더라도 화석에너지의 가격이 올라가면 음식 값마저 올라가버리는 화석에너지 지향사회의 단점이 드러날 정도로 우리는 화석에너지의 매력에 푹 빠져있다. 하지만 우리가 화석에너지의 매력에서 헤어 나오지 못하는 동안 화석에너지는 인류에게 사치를 알게 해 주었다. 인간이 가지지 못하는 큰 힘을 화석에너지를 통하여 가지게 되지 너도나도 남용하기에 이르러, 과거엔 상상하지 못할 일들이 현재 벌어지고 있다. 화석에너지를 인류가 사용하기 이전에는 옷 한 벌이 집채만큼의 가격이었지만 화석에너지를 사용한 이후에는 옷값이 매우 싸졌다. 그리하여 유행이라는 것이 생겨났고, 사람의 체온을 유지하는 목적의 옷은 패션이라는 사치를 누릴 수 있게 되었다. 그리고 대기오염부터 지구온난화까지 걱정해야 하는 시기에 이르렀다. 위에서 언급했듯이 현재 인류의 사망원인 1위가 교통사고이다. 매력적인 화석에너지의 힘은 사람이 자유자재로 조절 가능한 힘의 수준을 벗어나 있다. 하지만 화석에너지의 폭발적인 매력은 정말 손쉽게 놓을 수 없다. 현대사회에서 석유에 관련된 분쟁이 얼마나 많았는가는 인류가 얼마나 화석에너지의 매력에 푹 빠져있음을 알 수 있다. 처음에 화석에너지를 사용 할 때에는 이것이 나중에 크나큰 환경오염을 가져다주는 것에 대해서 그다지 크게 고민하지 않았을 것이다. 하지만 지금 전 세계 누구나 너무나 매력적인 화석에너지의 가시에 찔리고 있다.

 

3. 결론

엔트로피 법칙은 우리에게 시한부 에너지적인 면을 알게 해 준다. 누구나 지구는 유한한 것임을 알고 있다. 하지만 엔트로피 세계관은 지구가 유한함을 한층 더 피부에 와 닿게 느껴지게 해 준다. 세상에 모든 것은 영원하지 않으며 제한적이다. Maroon5의 정규 2집 앨범 [It Won’t Be Soon Before Long]의 6번 트랙 제목인 Nothing Lasts Forever는 엔트로피 세계관을 한 줄로 멋지게 요약했다. 지구의 에너지는 제한되어 있다. 하지만 인류는 아직까지도 제한된 에너지의 직접적인 경고가 없어, 에너지를 무차별적으로 낭비하는 고엔트로피 문화를 누리고 있다. 이러한 에너지사용에 있어서 전 세계가 모여 가장 효율적인 에너지사용에 대해서 초점을 맞추어야 한다.

사실상 인간 전체가 타협하고 협력하며 살아오는 것은 매우 이상적이다. 인류는 경쟁으로부터 발전해 왔으며, 경쟁으로부터 발전할 것이다. 경쟁이 없는 사회는 달팽이처럼 느릿느릿하게 기어갈 뿐이다. 하지만 우리에겐 경쟁을 할 만큼 낭비할 에너지가 없다. 즉, 저엔트로피 사회는 인간욕구마저 어느 정도 포기해야 할 정도로 쉬운 길만은 아니다. 욕심을 버린다는 것 하나도 정말 힘겨운 일일 것이다. 더군다나 여태 살아오던 생활방식을 송두리째 바꿔놓는 것에 대해서 많은 두려움과 거부감이 앞설 것이다. 하지만 이대로의 고엔트로피 문화를 지속한다면 머지않아 인류에게 큰 위험이 분명히 올 것이다.

참고문헌

로버츠러셀. (2003). “MIT경제학:보이지 않는 마음.” 월드컴 M&C.

리프킨제레미. (2007). “엔트로피.” 세종연구원.

대학교 3학기때 과제 때문에 쓴 글.