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복잡계 (Complex System)

by from_universe 2023. 12. 13.
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복잡계란? 

 

복잡계는 완전한 질서나 완전한 무질서를 보이지 않고, 그 사이에 존재하는 계로써,

 

수많은 요소들로 구성되어 있으며 그들 사이의 상호작용에 의해 집단성질이 떠오르는 다체 문제이다.

 

최근 자연과학 및 사회과학에서 활발히 연구되고 있다.

 

(출처 : 위키백과)

 


 

복잡계 관련 용어

 

 

emergence 창발

 

창발이란 시스템의 각 부분들의 성질만을 이해해서는 예측하기 어려운 성질이 시스템 전체의 수준에서 나타나는 현상을 말한다.

 

 

self-organization 자기조기화

 

자기 조직화는 불균형 상태에 있는 시스템이 구성 요소들 사이의 집합적인 상호 작용을 통해 조직화된 질서를 스스로 만들어내는 현상을 말한다.

 

실리콘밸리는 끊임없이 자본이 들고나가기를 반복하여 수많은 기업들이 생겼다 사라지는 불균형한 시스템이지만, 그 안에서는 관련 기업들 사이의 다양한 경쟁과 협력 구조가 맺어지면서 전체적으로는 새로운 산업 변화를 선도해 나가는 것을 볼 수 있는데 이러한 현상은 ‘자기 조직화’의 대표적인 예이다.

 

 

chaos 혼돈

 

혼돈계는 초기 조건에서의 민감성을 보이며, 그 결과 장기 예측이 근본적으로 불가능하다.

 

 

edge of chaos 혼돈의 가장자리

 

변화하는 환경에 적응하며 진화해가는 생명체들의 원리를 탐구해보니 이들은 안정된 균형 상태도 아니고 무질서한 혼돈 상태도 아닌 중간 상태에 있을 때 보다 잘 적응한다는 사실이 밝혀졌다.

 

 

butterfly effect 나비효과

 

이 보잘것없어 보이는 변화가 어떤 증폭 과정을 거쳐 거대한 폭풍을 일으키는 것을 나비 효과라 부른다.

 

 

catastrophe 파국

 

 

 

co-evolution 공진화

 

 

 

 

 

 

critical exponent 임계지수

 

임계 상태에서는 그 시스템의 다양한 물리량들이 거듭 제곱 법칙을 보인다. 이 거듭 제곱 법칙의 지수를 임계 지수라 한다.

 

 

critical mass 임계질량

 

 

 

dissipative structure 소산구조

 

 

 

ecosystem 생태계

 

상호작용하는 다양한 생명체들과 그들에게 영향을 주고 받는 환경을 하나로 묶어 생태계라고 한다.

 

 

entropy 엔트로피

 

클라우지우스에 의해 처음 이름 지어진 엔트로피는 어떤 시스템의 무질서한 정도를 나타낸다. 

 

닫힌 계에서 무질서도가 끊임없이 증가한다는 것이 열역학 제2법칙인 엔트로피 증가의 법칙이다.

 

 

feedback 되먹임

 

동역학의 비선형적인 특징 중 하나이다. 

 

어떤 입력으로부터 나온 출력이 다시 입력으로 들어가는 것을 의미한다. 

 

양의 되먹임과 음의 되먹임이 있다.

 

 

 

 

fractal 프랙털

 

확대된 부분과 전체가 똑 같은 모양을 하고 있는 자기 유사성을 갖는 기하학적 구조를 일컫는다. 

 

리아스식 해안선, 동물의 혈관 분포 형태, 나뭇가지 모양, 창문에 성에가 자라는 모습, 산맥의 모습 등이 프랙털 구조를 갖고 있다.

 

 

gaia 가이아

 

가이아는 그리스 신화에 나오는 대지의 여신 이름이다. 

 

지구 전체가 마치 살아있는 하나의 생명체와 같다는 가설이 가이아 가설이다.

 

 

holism 전일주의

 

 

 

nonequilibrium 비평형

 

평형 상태의 시스템의 모든 부분간에 물질이나 에너지의 거시적인 이동이 없다. 

 

이와 반대로 비평형 상태의 시스템에서는 물질이나 에너지의 거시적인 이동이 존재한다.

 

 

nonlinear 비선형

 

선형은 입력과 출력의 관계가 언제나 일정한 비율을 갖고 있다. 

 

그러나 비선형은 그 관계라 일정하지 않다. 

 

따라서 이러한 비선형 관계가 동역학에서 혼돈 운동을 유발한다.

 

 

open system 열린시스템

 

열역학에서 외부와 에너지 및 물질을 모두 교환할 수 있는 시스템을 의미한다.

 

 

 

 

phase transitions 상전이

 

물질이 온도나 압력 등과 같은 외부 제어 변수의 변화에 의해 그 상(相, phase)이 바뀌는 것을 의미한다. 

 

얼음이 물이나 수증기가 되는 것이 상전이의 전형적인 예이다.

 

 

positive feedback 양의 되먹임

 

 

 

reductionism 환원주의

 

 

 

resonance 공

 

시스템이 가진 자연 진동수와 같은 진동수의 에너지가 그 시스템에 흡수가 가장 잘 되는 현상이다. 

 

그네 밀기가 좋은 예이다. 

 

그네의 흔들림에 맞춰 밀어줘야 미는 에너지가 효과적으로 적용이 되어 큰 진폭으로 그네를 태울 수 있다. 

 

다른 표현을 빌리자면, 두 객체의 본래의 진동수가 같을 때 동조화된 큰 진폭의 떨림이 가능하다.

 

 

resonance field 공명장

 

 

 

self-organization 자기조직

 

외부의 의도적인 간섭이 없이 시스템이 스스로 구조를 갖추고 새로운 질서를 만들어내는 것을 의미한다. 

 

자기 조직화는 양의 되먹임과 음의 되먹임이 적절한 균형을 이루면서 발생한다.

 

 

(출처 : 나무위키)

 

 

 

 

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