억압 환경 속에서 대규모 집단 형성의 비밀을 풀다

불연속 상전이 현상 규명

- 억압하는 환경 속에서 대규모 집단 형성의 비밀 밝힘-

국내 연구진이 성장을 억압하는 환경에서 소규모 집단이 대규모 집단으로 급진적으로 진화할 수 있는 조건을 물리학의 상전이 개념을 이용하여 밝혀냈습니다.   

< 본 연구에서 다룬 모형은 억압받는 상황 속에서 대규모 집단이 급진적으로 탄생하는 모습을 보여줍니다.>

○ 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 중견연구자지원사업(도약연구)의 지원을 받은 서울대학교 물리천문학부 강병남 교수 연구팀이 스위스 공과대학 Herrmann 교수와 공동으로 수행한 이번 연구결과는 사이언스지 3월 8일 자 온라인판에 게재되었습니다.

* 논문명 : Avoiding a Spanning Cluster in Percolation Models

서로 모르는 사람들도 시간이 흐르면서 사회적 관계를 통해 집단을 형성하게 됩니다. 이 경우 소규모 집단에서부터 대규모 집단까지 다양한 크기의 집단이 만들어지게 되는데 일반적으로 대규모 집단의 형성은 연속적으로 천천히 진행됩니다. 

○ 만약 거대 집단의 형성을 억압하는 상황이라면 집단은 어떤 형태로 발전할 수 있을까요? 

○ 연구팀은 집단의 규모가 커지면서 성장이 더욱 억압받게 되고 그 결과 생겨난 중간 크기의 집단이 일정 임계점에서 마치 기다렸다는 듯이 폭발적으로 결합하여 대형 집단을 형성하는 조건을 알아내기 위해 수학모형을 연구했습니다.

○ 연구팀은 서로 다른 집단 간의 사교를 매개할 동기가 없는 상황에서 성장이 억제된 N명의 구성원으로 이뤄진 시스템에서 임의의 log N명 이상을 선택하여 

○그 중 네트워킹이 가장 약한 사람에게만 사교활동의 동기를 제공하면 대규모 집단이 급진적으로 탄생할 수 있다는 것을 밝혀냈습니다.

○ 연구팀은 이러한 연구를 위해 물리학 개념을 사용하였습니다. 두 도체판 사이에 도체 알갱이들을 서로 연결하는 병목(bottleneck)이 만들어져야 비로소 전기가 흐르는 상전이 현상처럼 

○ 사회적 집단 간에도 서로 떨어진 집단 간을 연결해 줄 전령(messenger)에 따라 폭발적인 집단의 성장이 이뤄질 수 있다고 보고 그 임계점에 해당하는 조건을 찾아낸 것입니다. 

강 교수는 “이번 연구결과는 비평형 계에서 일어나는 불연속 스미기 상전이 현상에 대한 원인을 규명한 것”이라면서 “연구 대상이 된 수학모형은 다양한 성질을 내포하고 있어 논란이 되어 왔는데 본 연구를 통해 모든 결과를 하나의 이론적 틀에서 이해하게 된 것”이라고 밝혔습니다.

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