카오스

1장 나비효과

로렌츠의 얘기로 시작한다.

기상을 해석함에 있어서 초기조건에 대한 얘기를 한다.

하루동안의 날씨에서는 초기조건이 그다지 중요하지 않지만 일년의 날씨를 예측한다면 데이터들이점점 누적되어 나타난다. 따라서 초기의 조건에 따라 오차는 걷잡을 수 없이 커진다.

나비의 날개짓이라도 축적된 데이터는 다른 곳에서 폭풍을 일으키는 것이다.

냄비에서 물을 끓일때에는 어느 온도에서는 냄비안에서는 거의 원형에 가까운 대류가 일어난다.

하지만 물의 온도를 더 높이기 시작하면 원형의 대류는 무너지고 점차 찌그러지다가 불규칙성이 증대된다.

그리고 펄펄 끓기 시작하면 원형의 대류는 무너지고 여기저기서 불규칙한 대류가 일어난다.

그런데 로렌츠는 수차라는 패턴을 관찰하면서 영감을 얻는다.

수차에 물이 아주 빠른 속도로 떨어질때면 수차는 한쪽 방향을 도는 것이 아니라 반대 방향으로도 돌기도 하고 다시 방향이 바뀌면서 돌고 불규칙하게 돌아가는 듯 보인다.

하지만 그 궤적을 추적하여 3차원 평원에서 그려보면 "로렌츠 끌개"가 그려진다.

불규칙한 듯 보이면서 전체적인 패턴은 크게 벗어나지 않으면서 일정한 규칙성을 보인다.

음... 나비효과에 대한 사견이지만.. 

데이터가 점차적으로 누적되어 초기 오차가 나중에는 엄청난 큰 결과를 불러 온다라고 말하는데...

반대로.. 왜 그런 쓸데 없는 짓을 하지? 예측하기 위해서?

엔지니어로써 경험으로는 버그를 잡기 위해서는 범위를 좁혀 나간다.

논리적은 추론을 세우고 아예 말이 안되는 것은 배제시키고 알송달송한 것은 검증을 한다.

그래서 그 검증 과정을 통해서 또 이 가능성은 배제시킨다. 그런 과정을 통해서 좁혀나가서 버그를 잡는다.

그런데 기상은 여러가지 시뮬레이션에서 초기 상황설정에 의해서 아예 다른 길로 가게 되어 있는데

그것을 나비효과니 뭐니...

숫자놀음에만 빠져 있어서 그런 것은 아닐까 반문하고 싶다.

상상의 나래를 펴는 것은 좋은데.. 말그대로 그냥 상상의 나래이지 실제로 그런 것인가를 관찰한 후에 다시 수정해서 이론을 세우고 다시 이론을 수정하고 그런 무한반복적 과정을 거쳐서 하나의 추세성을 말할 수 있다.

그것이 일반적인 과정이고 빅데이터이고 AI를 이용해서 얻을 데이터들이다.

이것도 반드시 그렇다가 아니라 항상 그러지 않을 수도 있다라는 확률에 근거해서 얘기할 수 밖에 없다.

따라서, 기상관측도 확률에 근거해서 얘기할 수 있지 정확하게 예측은 애초에 불가능하다.

큰 흐름에 따라 추세적인 얘기는 가능하지만 작은 변수들에 의해서 일어나는 것은 불가능의 영역이라고 본다.

그것이 가능해 질려면 실험실환경처럼 지구도 환경변수를 제어할 수 있어야만 가능한 얘기가 될 것이다.