존재의 물리학

모든 시대는 복잡성을 오해하는 새로운 방식을 발명한다. 중세의 사상가들은 영혼을, 빅토리아 시대 사람들은 생명력을, 그리고 현대의 우리는—더없이 세련된 척하면서—“창발(emergence)”이라는 단어를 탓한다. 모든 것을 설명하는 듯하지만 실상은 아무것도 설명하지 않는 말이다. 마치 기계장치 위에 벨벳 커튼을 드리운 것과 같다.

그러나 그 커튼을 걷어내면 진짜 이야기는 훨씬 더 단순하고 엄격하며, 훨씬 더 흥미롭다. 시스템이 부분의 합을 넘어서는 것은 초월 때문이 아니다. 그것은 재배치 때문이다. 존재의 변화는 형이상학적 사건이 아니라, 물리학이 경제성을 실천하는 과정이다.

핵심 주장은 이렇다: 복잡한 구조는 물질이 새로운 힘을 얻어서가 아니라, 제약이 물질을 새로운 협상으로 몰아넣기 때문에 생겨난다. 그 메커니즘은 재조직이다. 그 결과, 자연의 모든 도약—화학적 수프에서 자기복제 세포, 사고하는 뇌로의 변화—는 동일한 엄격한 변형의 문법을 따른다.

그 문법이 보이기 시작하면, 창발은 더 이상 신비롭지 않다. 필연적이 된다.

존재의 변화를 이해하려면, 물리학자들이 불편해하는 곳, 즉 ‘가능성’에서 시작해야 한다. 어느 순간이든, 하나의 시스템은 상상할 수 없을 만큼 방대한 선택지—대부분은 결코 실현되지 않을 것들—를 가진다. 제약 없는 가능성은 사실상 혼돈과 구별이 안 된다. 예를 들어, 단백질 사슬은 셀 수 없이 많은 형태로 접힐 수 있지만, 실제로는 늘 한 가지 형태를 택한다. 생명은 이러한 선택이 무작위가 아니기 때문에 성립한다.

그렇다면 시스템은 왜 특정한 선택을 할까? 제약 때문이다. 수갑이 아니라 조각가로서의 제약이다. 환경, 구성 요소의 기하학, 에너지의 흐름—이 모든 것이 가능성을 좁혀 결국 아주 좁은 통로만 남긴다. 그리고 그 통로에서 놀라운 일이 벌어진다. 질서가 거의 저절로 생겨나는 듯 보이지만, 결코 우연이 아니다.

평범한 예를 들어보자. 눈송이. 물 분자는 육각형을 좋아해서가 아니다. 차갑고 제약이 많은 조건에서는 육각 대칭이 거의 필연적으로 나타난다. 그 디자인은 외부에서 강요된 것이 아니라, 내부에서 발견된 것이다. 자연은 무너질 모든 것을 제거함으로써 구조를 협상한다.

이것이 존재의 물리학 첫 단계다: 가능한 것들을 가지치기하여, 불가능해 보였던 것이 오히려 당연해지도록 만든다.

생명은 이 원리를 더 극단적으로 확장한다. 세포는 엔트로피에 맞서는 논증이며, 그 특권을 위해 끊임없이 에너지를 들여와야만 성공할 수 있다. 그러나 세포의 구조는 물리학에 대한 기적적 승리가 아니라, 제약을 활용해 화학적 혼돈을 생화학적 목적에 맞게 좁히는 물리학 그 자체다. 효소, 막, 구배—이 모든 것이 가능성의 급류를 좁고 반복 가능한 통로로 이끈다.

그 결과는 마치 의도가 있는 것처럼 보인다. 그러나 우주는 목적을 만들려는 것이 아니다. 단지, 특정 제약 아래에서는 물질이 마치 목적이 있는 것처럼 행동하는 것이 더 쉽기 때문이다. 철학자는 이 설명이 불만족스러울지 모르지만, 화학자는 조용히 고개를 끄덕인다.

존재의 물리학 두 번째 단계는 피드백이다. 구조가 한 번 형성되면, 거기서 멈추지 않는다. 스스로의 제약을 바꾼다. 영양분을 가두는 원시 세포는 이점을 얻고, 그 덕분에 더 많은 구조를 쌓고, 더 효과적으로 영양분을 가두며, 구조가 더 늘어난다. 피드백 루프란, 스스로를 강화하는 법을 배운 제약일 뿐이다.

문명도 같은 대본을 따른다. 도로를 만들어 도시를 잇고, 도로가 무역을 촉진하고, 무역이 더 많은 도로 건설을 가능하게 하고, 결국 신들이 왜 우리 제국을 선택했는지 궁금해하는 단계에 이른다. 신들이 아니라, 기하학이 한 일이다.

피드백 루프는 쿤의 유령과 같다. 패러다임 전환은 공동체가 갑자기 깨달음을 얻어서 일어나는 것이 아니다. 구조가 쌓여 기존 사고방식이 더 이상 그것을 지탱할 수 없을 때 일어난다. 새로운 아이디어란, 충분히 많은 제약이 바뀌었을 때 비로소 보이는 최소 저항의 경로일 뿐이다.

마지막 단계는 결합(coupling)이다. 두 시스템이 서로를 호환 가능한 방식으로 제약하면, 서로의 운명을 묶는다. 분자가 세포가 되고, 세포가 유기체가 되고, 유기체가 생태계가 된다. 세상은 ‘사물’로 이루어진 것이 아니라, 물리학이 공식화한 ‘관계’로 이루어져 있다.

여기서 이중성이 스며든다. 존재의 변화에는 안정성과 불안정성, 질서와 잡음, 보존과 창의성이 모두 필요하다. 너무 경직되면 새로움이 생길 수 없고, 너무 혼돈에 치우치면 아무것도 지속되지 않는다. 최적의 지점은, 변동이 탐색은 허용하되 파괴는 허용하지 않는 아주 좁은 구간이다.

생물학자는 이를 항상성(homeostasis)이라 부르고, 엔지니어는 제어(control), 물리학자는 비평형 정상 상태(nonequilibrium steady state), 시인은 삶이라 부른다. 이름만 다를 뿐, 메커니즘은 같다.

여기서 반전이 있다. 창발은 위로 솟는 기적이 아니라, 옆으로 퍼지는 기적이다. 시스템은 더 높은 존재로 ‘등반’하지 않는다. 부분 간의 관계를 재구성함으로써 자신의 레퍼토리를 넓힌다. 진화는 ‘진보’하지 않고, 재조직한다. 뇌는 ‘더 똑똑해지는’ 것이 아니라, 더 미세한 스케일에서 조율한다. 사회는 ‘발전’하는 것이 아니라, 인센티브 구조를 재배선한다.

세상은 나아지는 것이 아니다. 복잡해질 뿐이다.

하지만 여기에는 조용한 혁명이 있다. 복잡화는 누적된다. 제약이 한 번 쌓이면, 재난이 없는 한 쉽게 풀리지 않는다. 이것이 진화가 앞으로만 나아가고, 사회 붕괴가 갑작스러운 이유다. 존재의 물리학에는 우아한 되감기 메커니즘이 없다. 복잡성은 구조에 기억을 저장한다.

그리고 구조란, 모든 기록물처럼, 불에 잘 탄다.

그러나 붕괴를 가능하게 하는 바로 그 물리학이, 동시에 재생도 가능하게 한다. 제약이 느슨해지면—우연이든 재난이든—시스템은 오랫동안 포기했던 자유를 되찾는다. 새로운 길이 열린다. 새로운 구조가 형성된다. 재조직이 다시 시작된다. 존재의 변화는 선형이 아니라 순환적이다. 우주는 즉흥적이면서도 절제된 훈련을 반복한다.

이 관점은 우주에서 우리의 위치를 새롭게 조명한다. 생명은 물리 법칙의 예외가 아니라, 그 법칙의 넘치는 결과다. 의식은 이질적인 현상이 아니라, 제약이 스스로를 반복적으로 집계하는 과정이다. 사회는 이상 현상이 아니라, 가능성에 대한 대규모 병렬 협상이다.

그리고 미래는 신비가 아니다. 우리가 어떤 제약을 만들고, 깨고, 강화하느냐의 문제다.

존재의 노래는 시적 은유가 아니라, 문자 그대로의 역학이다. 시스템은 가능성을 절약해야만 변한다. 일관성이 보상받기에 성장하고, 결합이 경로를 늘리기에 다양해진다. 그리고 복잡성이 결국 그것을 지탱하던 구조를 앞질러버릴 때 붕괴한다.

창발을 마술쇼로 여기는 유혹이 있다. 그러나 진짜 속임수는, 속임수가 없다는 것이다. 토끼는 모자 속에 있던 것이 아니라, 제약 속에 있었다. 그 사실을 보면, 세상의 변화는 이해 가능할 뿐 아니라 예측 가능해진다.

우주는 무언가가 되려고 애쓰는 것이 아니다. 그저 가능성을 유지하려고 애쓸 뿐이다. 그리고 우리가 생명이라 부르는 모든 것은, 그 노력이 눈에 보이도록 드러난 것이다.

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