우주의 법칙 중 하나, 제레미 리프킨의 엔트로피

제레미 리프킨의 엔트로피

 

오늘은 제레미 리프킨의 책 엔트로피에서 이해하기 어려운 엔트로피의 개념과 열역한 제 2법칙을 이야기해보고, 엔트로피의 과학이 어떤 식으로 움직이고, 우리가 살아가는 사회 현상에 어떻게 작용하고 있는지 알아볼 것이다.

 

엔트로피란 무엇일까

과학자들은 엔트로피를 시스템의 무질서나 무작위성의 척도라고 말한다. 이를 종종 혼돈의 정도 또는 시스템에서 낭비되는 에너지의 양이라고 하기도 한다. 엔트로피의 개념은 열역학에서 에너지와 그 변환에 대해서 필수적이며 엔트로피에 대해서 이해하려면 열역학 제 2법칙을 먼저 이해하는 것이 필요하다.

 

열역학 제 2법칙은 고립계에서 엔트로피는 항상 시간이 지남에 따라 증가하며 줄어들지는 않는다는 것이 핵심이다. 이렇게 이야기하면 이해하기가 어려울 것이다. 모든 에너지는 결국 열로 변환이 된다는 의미이며, 에너지의 총량은 손실되지 않지만 우리가 에너지를 변환할 때가 중요하다. 어떠한 에너지는 우리가 사용할 수 있는 형태로 변환해야하기 때문이다.

 

에너지가 변환이 될 때, 사용 가능한 에너지는 극히 일부이며 나머지는 대부분 열과 사용 불가능한 에너지로 변환된다. 여기서 엔트로피는 항상 증가하여 우리가 사용할 수 있는 에너지의 효율은 낮아질 뿐, 증가하지 않는다는 것, 일부분의 효율을 증가시켜도 결국 전체적인 엔트로피는 증가한다는 것이 핵심이다.

 

우리가 자동차를 운전할 때 사용하는 연료가 100% 자동차가 굴러가는 데에 사용되지 않는다는 사실은 알고 있을 것이다. 열역학 제 2법칙을 적용해보면 연료를 이용해서 만든 에너지는 대부분이 열과 소음과 같은 사용할 수 없는 에너지로 빠져나가게 된다는 것이다.

 

시간이 지남에 따라서 에너지의 변환에 더 많은 엔트로피가 생성된다. 즉 더 많은 사용 불가능한 에너지가 생성된다는 의미이다. 이 말은 마지막에는 결국 더 이상의 작업이 불가능한 상태에 도달하게 된다는 의미이다. 이 상태를 엔트로피에서는 평형 상태라고 말한다.

 

이 법칙에 대한 이야기는 우리가 에너지와 자연 세계에 대해 생각하는 방식에 중요한 영향을 미친다. 인류가 현재 사용하는 에너지의 효율은 처참하여, 원래 의도한 바에 쓰이는 정도가 낮다는 것을 알 수 있다. 나아가 이 열역학 제 2법칙을 지배할 수 있다면 영구 기관을 만들 수 있다는 재밌는 가정을 할 수 있다. 하지만 우리가 인식하고 있는 우주에서 블랙홀을 제외하고는 이 법칙에 자유로운 무언가는 아직 발견되지 않았다.

 

사회 현상에 적용한 엔트로피

엔트로피 책에서는 엔트로피의 개념을 다양한 사회 현상에 적용하여 그 원리가 단지 과학적인 영역을 넘어 어떻게 적용되는지 말해준다. 이 책에서 제시한 한 가지 예는 도시 붕괴의 개념이다. 도시는 물리적인 시스템과 마찬가지로 시간이 지남에 따라 붕괴되고 무질서해지는 경향이 있다고 주장한다. 엔트로피의 개념을 도시가 무너지는 과정에 적용시켜서 설명하는 것이다. 결과적으로 도시 붕괴는 엔트로피의 사회적 버전으로 볼 수 있다고 말한다.

더 나아가 도시의 이러한 붕괴는 경제적 쇠퇴, 사회적 불안, 그리고 환경 악화를 포함한 다양한 요인들에 의해서 기인할 수 있다고 설명한다. 이 요인들은 도시 시스템 내의 에너지와 자원의 손실에 기여하여 무질서와 부패 상태를 초래한다. 우리가 살아가고 있는 도시는 필연적으로 어떠한 문제에 부딪히게 된다는 것을 이해할 수 있다. 따라서 그는 언젠가 에너지가 엔트로피의 증가로 인해 평행 상태로 나아가는 것처럼, 우리에게도 자원의 한계를 인식하는 것의 중요성과 지속적인 도시 환경의 부패를 방지하기 위한 지속 가능한 관행의 필요성을 강조하고 있다.

 

마치며

엔트로피에 대한 과학적 설명과 쉬운 이해를 동반한 이 책은, 과학에 대한 이야기 뿐만 아니라 재미있는 사회적 현상들과도 연결해서 엔트로피를 당신의 것으로 만들어 줄 것이다. 또한 당신은 이 책을 통해서 도시 붕괴를 비롯한 다양한 것들을 엔트로피의 과학적 개념과 비교함으로써 어떠한 문제를 새로운 관점을 통해 볼 수 있을 것이다.  엔트로피에 대한 과학적 지식이 궁금한 사람이든, 과학에 대한 교양이 필요한 사람이든 누구든 이 책은 한번쯤 읽어보는 것을 추천한다.