요즘 비가 오지 않아 걱정이 많았는데 최근 며칠은 비가 계속 내리네요. 이제 얼마 후면 첫눈도  내린다고 하네요. 그런데 기상관측을 해도 가끔 예측이 틀릴 때가 많다고 합니다. 날씨와 우리생활, 과학의 관계를 생각하다 보니  카오스 이론에 대해서 알아보게 되었답니다.


* 카오스 이론이란?(CHAOS THEORY)- 뜻 그대로 ‘혼돈이론’입니다.  겉으로는 불명확하고 무질서하고, 예측 또한 불가능해보이지만 그 속에 숨어져 있는 그것 나름의 어떤 질서와 규칙성이 있는 현상을 말합니다.




카오스 이론을 알게 되면 자연히 따라오는 게 바로 나비효과입니다.


나비효과(Butterfly Effect)- 미국의 기상학자 에드워드 로렌츠가 날씨 예측을 하다가 ‘ 초기 조건의 아주 작은 차이가 결과의 엄청난 변화를 일으킨다.’라는 사실을 발견하게 됩니다. 즉, “브라질에 있는 나비의 날갯짓이 텍사스에 토네이도를 발생시킨다.”는 비유를 하면서 나비효과라는 말이 생겨나게 되었답니다. 



카오스 이론과 나비효과의 관계는

- 나비효과는 기상관측의 데이터를 분석하면서 나왔습니다.

- 어떤 미세한 일의 발단이 계기가 되어 또 다른 커다란 결과로 진행된다는 이론입니다.

- 나비효과는 후에 물리학 카오스이론의 중요한 토대로 자리 잡는답니다.


간단히 실험을 해보자면, 소수 0.5부터 시작하여 ‘어떤 수와  그 자신을 곱한 다음 그 값에서 2만큼을 빼는 계산’을 반복하는 것입니다. 그리고 더 빨리 계산하기 위해서 컴퓨터의 도움을 받아서 컴퓨터 안의 표 계산 프로그램으로 계산해봅니다.

실험결과는  처음 0.5로 시작된 계산이 계산 횟수가 늘어날수록 그 결과는 0.18정도가 되어 처음0.0001보다 1800배 이상이 커진 셈이 됩니다. 같은 값에서 시작했는데도 계산 결과가 달라진 이유는 무엇일까요?  그것은 우리가 눈으로 보고 있는 소수점 아랫부분의 숫자들보다 더 많은 숫자들이 저장되어 있기 때문입니다. 우리가 보이지 않는 숫자까지 컴퓨터가 기억하고 있다는 사실이죠. 이처럼 초기 조건의 민감성을 나타내는 나비효과는 비선형 동역학계가 나타내는 성질을 간단히 나타낸 것이라고 할 수 있답니다. 

카오스 이론에 대해서 조사하면서 

 ① 일기예보와 카오스- 카오스이론은 “어째서 날씨는 규칙적이지 않은 걸까? 라는 작은 질문에서 시작되었고 카오스의 유래에 대해서 알게 되었습니다.

 ② 예측 불가 카오스- 시간에 따라 변하는 동역학계에서 비선형 관계의 여러 자연 현상을 알게 되었습니다.

 ③ 사소한 차이? 엄청난 결과!!- 일상생활의 작은 행동이 아주 커다란 변화를 가져올 수 있다는 사실입니다. 아주 작은 차이에서 나온 변화, 카오스 이론의 시작이 '나비효과'라는 원리를 알게 되었습니다. 

 ④ 나비효과는 꼭 과학에서만 생각할 수 있는 것이 아니라 오늘날과 같은 세계화 시대에도 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 지구촌 한 구석의 아주 작은 변화가 순식간에 전 세계에 커다란 변화를 일으키기도 한답니다. 경제나 환경문제는 특히나 개개인의 작은 행동에서 비롯될 수 있답니다. 


카오스 이론이 적용되는 예로는 

 ① 주식시장의 가격변동

 ② 태풍이나 지진 등의 진로나 발생위치

 ③ 돌연사의 근원과 심장 활동의 불규칙성

 ④ 떨어지는 나뭇잎의 방향

 ⑤ 행성의 생성과 소멸, 운석의 낙하지점 등등 무수히 많습니다.


이렇게 카오스 이론을 공부하면서 알게 된 점은 ‘무질서’와 ‘과학’이라는 전혀 어울리지 않는 두 단어의 만남이 신기하게도 밀접한 연관이 있다는 것이 무척 흥미로웠습니다.

또한 우리 주변에 일어나고 있는 일들이 서로 제각각 일어나는 것처럼 보이지만 서로 질서 있게 연관이 되어있다는 사실을 알게 되었습니다.

나비의 갸날픈 날갯짓처럼 내가 지금 하고 있는 일들이 비록 보잘 것 없이 하찮게 보이는 일이라고 해도 그것이 훗날에는 어떤 모습으로 나를 발전시킬지 아무도 모른다는 것입니다. 

생활 속의 작은 습관, 버릇, 노력, 정성 이 하나하나 모여서 거대한 토네이도와 같은 미래의 나의 멋진 모습을 일으킬 수 있다고 생각하니 정말 하루하루 열심히 살아야겠다는 생각이 듭니다.












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Posted by 국토교통부

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  1. 코카콜라 2015.12.29 16:59 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    잘 읽었습니다

  2. 방학 2015.12.30 15:19 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    대단한 과학 지식을 가지셨네요. 좋은 정보 감사합니다.

  3. 별빛 페넥여우 2015.12.30 15:58 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    카오스에 대한 자세한 설명 잘 읽었습니다~

  4. 티볼리 2015.12.30 22:32 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    좋은 정보네요

  5. 조유진 2015.12.31 11:22 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    기사 잘 읽었습니다
    좋은 정보 감사해요

  6. 조블리 2015.12.31 11:22 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    '카오스이론' 잘 알아갑니다~~

  7. 고러쉬 2015.12.31 16:40 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    카오스 이론이 여기서 나오기에는 굉장히 심도 있는 이론인데 대단하네요!



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