●● 엔트로피의 이해

엔트로피의 이해

구조론연구소  김동렬  2023. 02. 17

 

 

구조론에서는 이거 하나만 건져도 남는 장사다.

 

    가장 간단하고, 쉽고, 명쾌하고, 확실히 신뢰할 수 있는게 엔트로피다. 게다가 우리의 경험적 직관과 일치한다. 현실에서 우리는 무수히 엔트로피를 경험한다. 게다가 보편적이다. 뭐든 얄궂은 것은 전부 엔트로피로 설명할 수 있다. 그러나 한편으로는 말로 설명하기 어려운 것이 엔트로피다. 

 

    전문가들은 수학적 통계로 도피한다. 쉬운 말로 해도 되는데 학자들이 굳이 어려운 말로 설명하는 이유는 내막을 모르기 때문이다. 지구상에 엔트로피를 정확히 아는 사람은 한 명도 없다. 나는 쉽게 설명하는 방법을 찾아냈다.

 

    엔트로피는 출구가 입구를 막는 현상이다. 버스는 앞문으로 타고 뒷문으로 내리므로 순조롭다. 지하철은 먼저 내리고 다음 타는데 그게 안 지켜지는 것이 무질서도 증가다. 쉬운 말로 하면 혼잡도 증가다. 엘리베이터에서도 간혹 경험한다. 질서가 필요하다. 

 

    자연에서 저절로 일어나는 변화는 혼잡도가 증가한다. 당연하다. 누가 인위적으로 질서를 세워주지 않았는데 당연히 혼잡하지 그럼 질서가 저절로 잡히겠는가? 열역학 1법칙에 따라 무에서 유가 생겨나지 않는다. 질서를 투입하지 않았으니 당연히 질서가 없는 것이다. 

 

    엔트로피 증가 - 닫힌계 안에서 자발적으로 일어나는 변화는 밸런스에 도달하여 교착될때까지 진행된다.

 

    변화가 한 번 시작되면 멈출 수 없다. 변화를 멈추는 것은 교착이다. 밸런스에 의해 교착되면 변화가 멈춘다. 그러므로 자연은 결국 교착된다. 교착의 증가가 엔트로피 증가다.

 

    움직이는 것은 막힐때까지 움직인다. 이보다 쉬운게 있나? 큰 비가 오면 쓰레기가 떠내려가다가 어딘가에 막혀서 모여 있다. 그게 무질서도 증가다.

 

    우리는 현실에서 엔트로피를 무수히 경험한다. 문재인과 안철수의 단일화로 박근혜 하나를 꺾지 못하는 이유는? 이런 일은 대개 지휘권이 통일되지 않기 때문이다. 역사상 다수의 군대가 소수의 군대에 참패한 전투는 대부분 지휘권 분산 때문이다. 명령이 두 방향으로 나오면 당연히 망한다. 서로 간섭하기 때문이다. 

 

    의사결정 메커니즘이 있다. 닫힌계를 알아야 하고, 자발적인 변화를 알아야 하고, 밸런스를 알아야 한다. 닫힌계 안에서 일어나는 자발적인 변화는 밸런스의 원리를 따라로 힘이 두 방향으로 간다. 밸런스는 공간을 확보하기 때문이다. 균형이 맞을때까지 공간을 늘리다보면 혼잡해지는 것이 무질서도 증가다. 어려운가?

 

    압력으로 설명하면 쉽다. 유체에 압이 걸리면 지하철에서 버스로 바뀐다. 열은 계에 압이 걸린 것이다. 열역학은 압력학이다. 열이 압이다. 압력학이라고 하면 쉬운데 열역학이라고 하니 헷갈리잖아.

 

    열이 한 방향으로 가는 것은 압이 고압에서 저압으로 가는 것이다. 차가운 것은 압이 걸리지 않으므로 흩어져서 출구가 입구를 막는다. 압이 걸리면 가지런해져서 압이 낮은 쪽으로 이동한다. 그쪽으로 떠밀리기 때문이다. 

 

    압의 반대는 간섭이다. 무질서도 증가는 간섭의 증가다. 엔트로피는 간단히 압력이 간섭을 이기는 것이다.

 

    압력은 간섭을 이긴다. 얼마나 쉽냐. 두 팀이 있는데 한 팀은 압력이 있고 다른 팀은 간섭이 있다. 어느 팀이 이기겠는가? 자연은 압력에서 간섭으로 이동한다. 왜? 압력을 멈추게 하는 것이 간섭이다. 당연하다. 

 

    욕망의 압박, 호르몬의 압박, 선생님의 압박, 가족의 압박, 집단의 압박이 있다. 인간은 압력에 의해 행동한다. 그런데 간섭받는다. 압력을 받아서 뭔가 좀 하려고 하면 경쟁자의 간섭, 자연의 간섭, 고객의 갑질 등 무수한 간섭을 당해 망한다. 

 

    화살은 활시위의 압력을 받아 날아가고 과녁의 간섭을 받아 멈춘다. 자동차는 엔진의 압력을 받아 움직이고 마찰력의 간섭을 받아 멈춘다. 모든 운동은 압력에서 시작되고 간섭에서 종결된다. 너무 쉽잖아. 간섭은 점점 증가한다. 나이 들어보면 알게 된다. 여기 저기 아프다.

 

    - 닫힌계 내의 자발적 변화가 있다.
    - 자발적 변화는 압력에 의해 격발된다.
    - 일어난 변화는 간섭에 의해 상쇄되어 멈춘다.
    - 압력과 간섭의 밸런스가 변화를 결정한다.
    - 자연은 압력에서 간섭으로 간다.

 

    닫힌계 안에서 일어나는 자발적 변화는 압력과 간섭의 밸런스가 맞을때까지 진행된다. 간섭에 의해 서로 상충되고 상쇄되는 것이 무질서도 증가다. 밸런스가 맞다는 것은 교착된다는 의미다. 서로가 가진 힘이 균일해질때까지 에너지는 이동한다. 모두가 같아지면 센놈이 약한 놈을 때릴 수 없다. 자발적 변화는 거기서 멈춘다.

 

    늑대들은 힘이 균일하다. 센놈도 없고 약한 놈도 없다. 휴전이 성립된다. 서방이 미는 우크라이나와 중국이 미는 러시아는 힘이 균일하다. 쌍방이 힘의 균일을 확인하면 전쟁을 멈춘다. 아직은 서로 자기가 힘이 세다고 믿고 저러는 것이다.

 

    큰 것과 작은 것의 집합이 있다. 100과 50+50이 있다. 100은 압이 걸려 있고 50+ 50은 간섭이 걸려 있다. 100은 누가 묶어줘서 100이 되었으므로 압이 걸려 있다. 유체는 100에서 50+50으로 이동한다. 그 역은 없다. 50+50이 움직이려고 하면 지들끼리 서로 간섭해서 상쇄되기 때문이다.

 

    100 하나가 50 둘에 대해 갖는 상대적인 유리함이 이기는 힘이다. 포지셔닝의 우위다. 엔트로피 증가라고 하지 말고 포지셔닝의 우위에 따른 의사결정비용의 감소라고 하는게 이해하기 쉽다. 엔트로피 증가는 50 둘의 간섭에 따른 의사결정비용 증가다. 이들은 훈련하여 보조를 맞춰야 한다. 간섭을 제거하는데 드는 훈련비용이 엔트로피다.

 

    문제는 숨은 엔트로피다. 그냥 100과 달리는 100이 싸우면 누가 이길까? 그냥 돌과 구르는 돌이 부딪히면 구르는 돌이 이긴다. 구르는 돌은 압이 걸려 있고 그냥 돌은 간섭이 걸려 있다. 그냥 돌은 지구 중력에 발목을 잡혀 있다. 지구가 간섭하고 있는 것이다. 구르는 돌이 축구공에 맞으면? 축구공은 굴러간다. 깨지지 않는다. 축구공은 지구의 간섭을 덜 받기 때문이다.

 

    가만 있는 것은 가만 있는게 아니고 간섭받고 있는 것이다. 붙잡혀 있는 것이다. 수갑이 채워져 묶여 있는 것이다. 칼을 든 놈과 묶여 있는 놈이 싸우면 누가 이기겠는가? 문제는 우리가 묶여 있다는 사실을 모르는 것이다. 간섭받고 있다는 사실을 모른다. 뜨거운 것은 간섭을 덜 받고 있다. 차가운 것은 간섭 받고 있다. 뜨거운 것은 분자가 진동하고 있다. 공간을 확보하고 있다. 차가운 것은 반대로 공간에 잡혀 있다. 얼음은 분자들이 서로 붙잡고 있다. 잡혀 있는 것이다.

 

    우리는 자연이 붙잡혀 있고 간섭받고 있다는 사실을 모른다. 그냥 있다고 생각한다. 풀린 개와 묶인 개가 싸우면 누가 이기겠는가? 우주는 압력과 간섭이다. 압력이 간섭을 이긴다. 그것이 엔트로피다. 

 

    엔트로피가 어려운 이유는 이기는 쪽이 아니라 지는 쪽에 주목하기 때문이다. 그러면서 지는 쪽이 붙잡혀 있고 꽁꽁 묶여 있다는 사실을 모르기 때문이다.

 

   무한동력은 불가능하다. 맞는 말이다. 그런데 왜 뭐가 안 된다고만 말하고 뭐가 된다고는 말하지 않는가? 하긴 뭐가 되어도 곤란하다. 결혼은 첫날 밤이 가장 좋다. 갈수록 좋아진다면 무한대로 좋아져서 그것만 하다가 죽는다. 제품은 갈수록 나빠져야 한다. 그래야 신제품이 팔린다.

 

    절대법칙 - 좋지 않다.

    상대법칙 - 좋다.

 

    우주의 절대법칙은 좋지 않다는 것이다. 사실이다. 그러나 이 말을 뒤집으면 상대법칙은 좋다는 거다. 모든 좋은 것은 상대적이고 모든 나쁜 것은 절대적이다. 좋은 것은 상대적이므로 내가 더 좋아질 수는 없지만 상대를 나쁘게 만들 수는 있다. 엔트로피를 상대편에 던져주면 된다. 

 

    그 방법은 겨루는 것이다. 겨루면서 상대가 전략을 쓰게 만들면 된다. 상대의 전략은 갈수록 나빠진다. 전투 중에 전술이 공개되기 때문이다. 그때 감춰둔 내 전략을 필살기로 쓰면 된다. 내 전략은 공개되지 않았으므로 상대는 속수무책으로 당하게 된다. 내 패를 감추고 상대편 패를 공개하면 이긴다. 너무 쉽다.