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카오스 이론과 ‘라플라스의 악마’의 약한 부정
과학사에서, ‘라플라스의 악마(Laplace’s Demon)’는 프랑스의 수학자 피에르 시몽 라플라스(1749.3.23 ~ 1827.3.5)가 그의 에세이“Causal or Scientific Determinism”에서 상상한 가상의 존재이다. 그는“우주에 있는 모든 원자의 정확한 위치와 운동량을 알고 있는 존재(라플라스의 악마)가 있다면, 그것은 뉴턴의 운동 법 칙을 통해 과거, 현재, 미래의 모든 현상을 완벽히 설명하고 예언할 수 있다”라고 주장한다. 그런데, 과연 정말 그럴까? (*최근 이론물리학계에서는 시간과 공간이라는 개념을 해체하고 분석하는 시도를 하고 있기는 하지만, 과거-현재-미래라는 통념 이 유효하다고 가정하자.)
100년 전에 라플라스의 악마가 모든 초기 조건을 알고 있다고 가정하자. 그렇다면 현재의 우리의 모든 선택이 100년 전에 이미 정해져(determined) 있는 것일까? 그렇다면, 나는 자유의지(free will)를 갖고 있다고 주장 할 수 있을까? 이처럼, 과학적 결정론은 인식론과 존재론 등 다른 철학적 문제와 깊게 연결되어 있다. 여러 수 학자는 이러한 문제에 관심을 갖고 있으며, 물체의 운동을 기술하는 운동 방정식 자체와 그 해의 속성을 연구 하는 수학 분야를 동역학계 이론(Dynamical System)이라고 부른다. 이번 겨울 호에서는, 앙리 푸앵카레(1854.4.29~1912.7.17)에 의해 발 견된 운동 방정식에 내재되어 있는 카오스(chaos)적인 성질을 소개한다. 운동방정식의 과학적 결정론을 가정하고 시작하는 이 이론은‘결정론적 카오스 이론’이라고도 불린다. ‘나비 효과’ (**브라질에서의 한 나비의 날갯짓이 텍사스에 돌풍을 일으킬 수도 있는 현상을 의미한다.)로 유명한 이 이론이 어떻게 라 수학과 18학번 이도현
PLUS
플라스의 악마를 약하게나마 부정할 수 있는지 알아보도록 하자.
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