호수마음

논문을 쓸 때 다른 사람의 논문을 참조하고 그걸 참고문헌으로 인용하면, 참조한 논문의 피인용도가 1씩 올라가게 된다. 흔히 이렇게 측정되는 피인용도가 높을 수록 학계에 많은 반향을 일으키고 영향을 많이 준 좋은 논문으로 생각하게 된다. 내가 하는 일들은 다른 사람들이 별로 관심을 갖지 않을 연구이기 때문에, 대체로 피인용도가 높지 않다. 그래도 그 중에 가끔 피인용이 많이 되는 논문들이 있는데, 그 중 하나가 작년에 EPL (Europhysics Letters가 얼마 전 이름을 EPL로 바꾸었다.) 에 게재한 "Gravity model in the Korean highway"라는 논문이다.

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고속도로 통행에도 뉴턴의 ‘중력법칙’ 작용한다?

정우성 박사 ‘고속도로 통행량과 네트워크’ 논문 눈길 도시간 교통량, 거리 제곱에 반비례…인구 곱에는 비례 수도권선 ‘중력모형’ 안맞아…“인구과밀 먼저 해소해야”

한국 고속도로 통행에도 뉴턴의 중력법칙이 작용한다?

생뚱맞은 소리 같지만 국제학술지에 정식으로 실린 ‘네트워크 물리학’ 논문의 얘기다. 미국 보스턴대학 물리학과의 정우성 박사와 유진 스탠리 교수는 30일 “한국 고속도로공사의 전국 통행 데이터베이스를 분석해 도시간 교통량이 중력법칙과 비슷한 성질을 띤다는 사실을 확인했다”고 밝혔다.

뉴턴의 만유인력(중력) 법칙은 중력의 크기가 두 물체 사이 거리의 제곱에 반비례하고 두 물체 질량의 곱엔 비례함을 보여주는데, 도시간 교통량에서도 이와 비슷하게 도시간 거리의 ‘제곱’엔 반비례하고 두 도시 인구의 ‘곱’에는 비례하는 독특한 관계가 확인된다는 것이다. 두 도시의 인구가 2배로 늘면 교통량은 2배로 늘고, 도시간 거리가 2배라면 교통량은 4분의 1에 머문다는 셈법이다. 이 연구결과는 물리학술지 <유로피직스 레터스>(EPL) 2월호에 실릴 예정이며 최근 온라인판에 먼저 발표됐다.

정 박사는 “전국 30개 도시의 상호 통행량을 분석하고 거리와 인구의 상관관계를 살폈더니 거기에서 신기하게도 중력법칙의 특성이 나타났다”고 말했다. 그는 “물론 인구나 거리 외에도 지형이나 기후, 산업에 따라 교통량이 달라지겠지만, 무엇보다 도시간 중력모형이 한국 고속도로 교통량을 설명하는 데 잘 들어맞았다”고 덧붙였다.

물리학의 뉴턴 중력법칙은 여기에서 교통량의 패턴을 설명하는 과학의 ‘은유’(메타포)다. 사람을 입자로 비유하고 사회를 물질로 비유해, 인간 행동이나 사회·경제 현상을 물리법칙으로 해석하려는 연구 흐름은 ‘경제물리학’, ‘사회물리학’ 등으로 불리며 지난 10여년 동안 발전해왔는데, 고속도로 통행량 연구도 이런 물리학 연구 중 하나다.

한국 고속도로의 연결망(네트워크)에는 독특한 특징도 드러났다.

고속도로 네트워크를 그려보니, 통행량은 서울-대구-부산을 중심으로 한 경부고속도로 축에서 가장 큰 것으로 나타났으며, 서울권, 부산권, 대구권은 자체의 네트워크를 갖춘 ‘허브’의 모습을 띠는 것으로 분석됐다. 정 박사는 “인터넷이나 항공망과 달리 제한된 땅 위의 도로망에선 ‘허브’가 두드러지지 않는 게 보통인데, 한국에선 특이하게 경부축을 중심으로 허브의 형태가 존재하는 것으로 나타난다”고 지적했다.

게다가 수도권 주변 도시에선 ‘통행량의 중력모형’이 잘 들어맞지 않았다. 정 박사는 “특히 서울, 수원, 용인, 안산 등지에선 도로가 감내할 수 없을 정도의 교통량이 나타나 중력모형으로 설명하기 힘들다”며 “통계물리학의 관점에서 볼 때 수도권의 인구 과밀을 먼저 해소하지 않고선 교통난을 해결하기 힘듦을 보여준다”고 해석했다. 제약 없는 하늘길을 갖춘 항공망에서나 나타날 만한 네트워크 허브의 특성이 땅 위의 수도권 도로망에서 두드러지게 확인될 정도로 과밀과 교통난이 심각하다는 얘기다. 그는 “서울 같은 ‘수퍼 허브’에선 아무리 길을 넓혀도 하늘을 나는 자동차가 나오지 않는 한 교통지옥을 벗어나기 힘들다”고 말했다.

정 박사는 “이번 연구는 도로망과 교통 흐름의 중력모형을 한 나라의 전국 수준에서 처음 확인했다는 데 의미가 있다”며 “다른 어느 나라에도 없는 전국 통행 데이터베이스가 있었기에 가능했다”고 말했다.

오철우 기자 cheolwoo@hani.co.kr

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이번 주 대한민국의 주식시장은 2주째 ‘블랙 먼데이’를 연출했다. 소위 삼재(三災)라 할 수 있는 유가 급등, 미국의 조기 금리 인상, 중국의 긴축정책의 폭탄에 세계 증시가 불안한 가운데 우리 주식시장도 폭풍을 피해가지는 못했다. 얼마 전만 해도 주식시장은 종합주가지수 1,000시대의 재개막을 노렸고, 본격적인 경기 회복을 점쳤었다. 그런데 어느 순간 영광에서 나락으로 떨어질 위기에 처한 것이다.

97년의 외환위기를 겪은 국민들은 작은 경제 적신호에도 불안에 떨 수밖에 없다. 최근의 상황은 그렇지 않아도 살얼음판의 경제를 걱정하는 우리에게 큰 불안감을 안겨주기 충분하다. 특히 그동안 경제의 버팀목이 되어 주던 수출 시장이 미국의 금리 인상과 중국의 긴축정책이라는 직격탄을 맞은 상황에, 노사 문제를 비롯한 내부 갈등 요소도 앞길이 밝지만은 않다.

이런 경제 위기의 원인은 다양한 곳에서 찾을 수 있을 것이다. 부동산 투기 열풍, 과다한 비정규직 문제, 기업경영의 불투명성에서부터 주식시장의 기초체력 부실, 노동시장의 유연성 부족 등. 각자 제각각의 원인과 대책을 쏟아내고 있다. 신용카드 등 금융 부실과 신용불량자 문제도 해결해야 하며, 청년 실업 문제도 개선해야 할 과제이다. 이렇듯 우리 경제가 순항하기 위해서는 풀어야 할 매듭이 한두 가지가 아니다.

97년 외화위기 직전 정부는 우리 경제의 펀더멘털(fundamental, 기초경제여건)은 튼튼하기 때문에 걱정 없다며 국민을 안심시켰다. 지금도 경제의 펀더멘털은 튼튼하다는 이야기를 한다. 경제의 기초를 무엇이라고 꼬집어 말하기는 힘들다. 하지만 중요한 펀더멘털 하나가 빠진 채 위기 탈출을 이야기하고 있지 않은가 싶다. 바로 과학기술이다.

현재 우리나라의 외환보유고는 1,600억 달러가 넘는다. 경상수지도 흑자 행진을 계속하고 있으니 펀더멘털이 튼튼하다고 말할 수도 있다. 하지만 외환보유고가 지금의 수십배가 된다 한들 진정한 펀더멘털이라고 할 수 있는지 의문이다. 외환보유고는 홍수에 무너진 둑을 응급복구하기 위해 비축해둔 모래주머니에 지나지 않는다. 외환위기 직후 우리 경제는 잠시 고공 흑자 행진을 펼쳤다. 그러나 그것이 경제 회복이라고 아무도 말하지 않았다.

세계 일류기업이라고 손꼽히는 삼성전자의 위상은 대단하다. 그러나 아직 미국, 일본의 유수 전자 산업체에 비해 크게 떨어지는 부분이 있으니, 그것이 바로 원천기술이다. 이런 원천기술이야말로 둑이 무너지지 않도록 튼튼하게 쌓는 법을 연구하는 것이며, 기상 예측 능력을 배양하여 미리 홍수에 대비할 수 있게 만드는 비책이다. 비단 원천기술 뿐 아니라 생산․공정 기술을 비롯한 전반적인 과학기술 능력 향상이야말로 경제의 펀더멘털이 아닐까 한다.

물론 과학기술이 경제의 모든 주춧돌 역할을 할 수는 없다. 제대로 된 금융 시스템을 확립하고 다양한 방면의 인재를 양성하여 이들을 적극 활용하는 등, 모든 톱니바퀴가 잘 돌아가는 것이 진정한 펀더멘털일 것이다. 다만 이런 펀더멘털 중에서 인재 양성과 더불어 긴 안목을 가지고 노력해야 하며, 보다 근본적인 경쟁력을 기를 수 있는 것이 과학기술이지 않을까 한다.

지난 외환위기 당시 각 기업체들은 연구개발인력을 가장 먼저 구조조정의 대상으로 삼았다. 그리고 이렇게 거리로 쏟아져 나온 과학기술인을 보며 서서히 이공계 기피 현상이 일어나기 시작했다. 아직도 이공계의 위기는 현재진행형이다. 지금 당장 1,600억 달러로 외환위기를 막고, 자본을 유치하여 경기를 부양한다 해도 우리만의 경쟁력을 갖지 못한다면 건강한 펀더멘털은 없다. 단지 튼튼해 보이고 일류인 것처럼 보이는 착시 현상을 불러올 뿐이다.

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