성장과 죽음에 관한 보편법칙

제프리웨스트 지음 <스케일> 이명규 기자l승인2018.07.28l수정2018.07.28 16:32

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이책은 생물에게서 찾아볼 수 있는 특징을 중심으로 스케일링 법칙을 설명하고 이를 토대로 생명체의 성장, 노화와 죽음의 문제를 검토한 후, 이 법칙이 도시와 기업에서 어떻게 나타나는지를 각각의 독립된 장들에서 살펴보는 방식으로 진행된다. 책의 기본적인 아이디어는 성장을 지배하는 물리학의 기본 수학법칙이 생물학적 유기체와 사회적 유기체 모두에 똑같이 적용된다는 것이다. ‘규모’, ‘규모 변화’라는 렌즈를 통해서 보면 서로 관계없어 보이는 크고 작은 ‘계’에서 놀라운 유사성을 발견할 수 있다. 이 렌즈로 보면, 동식물, 인간 몸, 종양, 기업 등이 조직되고 기능하는 방식은 비슷하다. 조직, 구조, 동역학 측면에서 이들에게는 놀랍도록 단순한 수학적 규칙성과 유사성이 존재한다는 것이다.

한 가지만 예를 들어보자. 동물의 체중과 대사율(단위 시간당 대사량)은 지수가 4분의 3(0.75)에 가까운 거듭제곱법칙에 따라 증감한다. 쉽게 말해, 어떤 동물의 몸집이 다른 동물의 2배라면, 필요로 하는 에너지의 양은 2배가 되는 게 아니라 75퍼센트만 늘어난다는 것이다. 즉, 크기가 2배로 늘 때마다 25퍼센트의 에너지가 절약된다. 좀 더 실감나도록 다음과 같이 말할 수도 있다. 코끼리는 쥐보다 1만(10의 4제곱) 배 무거우므로 세포 수도 1만 배 많다. 하지만 코끼리가 필요로 하는 에너지의 양은 쥐보다 겨우 1천(10의 3제곱) 배뿐이다. 코끼리의 에너지 효율이 쥐의 에너지 효율보다 10배나 좋다고 할 수 있다. 일종의 ‘규모의 경제’를 보여주는 사례다.(45쪽)

놀랍게도 이러한 대사율의 스케일링 법칙은 포유류, 조류, 어류, 갑각류, 세균, 식물, 세포까지 포함한 거의 모든 분류군에 들어맞으며, 성장률, 심장 박동 수, 진화 속도, 유전체 길이, 미토콘드리아 밀도, 뇌의 회색질의 양, 수명, 나무의 키, 잎의 수에 이르기까지, 본질적으로 모든 생리학적인 양과 생활사의 사건에도 적용된다. 이런 놀라운 규칙성은 어디서 비롯된 것일까? 엄청나게 많은 구성요소들을 세밀하게 통합하여 효율적으로 작동할 수 있도록 진화한 계층적 망 체계의 물리적, 기하학적, 수학적 특성 때문이다. 책의 전반부에서는 이러한 망의 원리, 스케일링 법칙의 기원과 메커니즘을 상세하게 설명하며(특히 164-172쪽), 이 법칙이 적용되는 사례를 구체적으로 보여준다.

기업도 같은 스케일링 법칙을 따르며(9장), 도시 역시 규모가 변화할 때마다 일정한 규칙을 따른다. 도시의 경우엔 지수가 0.75(4분의 3)가 아니라 0.85다.(‘15퍼센트 규칙’) 인구 증가에 따라 도로, 전선, 수도, 가스관의 총 길이, 주유소 수와 같은 기반시설의 양은 세계 어디에서나 동일한 양상으로 증가한다. 즉, 인구가 2배로 늘면 필요한 주유소의 수는 85퍼센트만 증가한다. 15퍼센트가 절약되는 것이다. 반대로 사회경제적 양들은 15퍼센트 수확체증 양상을 보인다. 인구가 2배로 늘면, 특허 수, GDP, 임금과 같은 긍정적 지표든, 독감 환자 수, 범죄 건수, 오염 같은 부정적 지표 등 모두 2배보다 15퍼센트 더 늘어난다. 이것이 도시에 사람들이 모여드는 이유이자 사람들이 도시를 떠나려 하는 이유가 된다.

단순히 ‘크기’가 많은 것을 결정하기 때문에, 우리는 생물이나 도시의 크기를 알면 그들이 1분에 몇 번이나 호흡을 하는지, 수명이 얼마인지, 그 도시 안에 식당은 얼마나 있고 변호사와 의사의 수는 얼마인지와 같은 특성을 예측할 수 있다. 이한음 역. 김영사. 값30,000원


이명규 기자  teac21@naver.com
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