최신 물리학의 영역은 계속 확장되고 있다. 행성과 천체의 움직임을 다루는 고전역학에서 시작하여, 전기와 자기현상에 대한 전자기학, 아주 작은 기본입자와 원자의 상태를 다루는 양자역학 등 물리학에 대한 이해는 물질의 상태와 성질을 알고 새로운 소재·소자를 만드는 신물질의 물리학으로 발전하였다. 물리학의 원리적인 분석 방법은 다른 학문 분야에도 유효하여 ‘생물물리학’과 ‘경제물리학’과 같은 새로운 학문 분야가 만들어지기도 한다. 주식의 가격이나 파생상품의 가치를 수리적 모델로 이해하려는 경제물리학에서 그 경제 행위 참여자를 고려하지 않을 수 없다. 경제 활동 참여의 기본은 개개인이다. 사회를 구성하고 있는 개인! 개인의 의사결정은 심리학과 사회학의 연구 영역이었다. 이러한 개인마저도 “사회적 원자”로 이해하려는 시도가 ‘사회물리학’에서 이뤄지고 있다. 우리 사회를 이루고 있는 사회적 원자는 주기율표 위의 118개의 원소처럼 뚜렷한 개성을 보이지 않고 좀 더 다채로운 모습을 하고 있다. 그리고 무엇보다 주변 환경에 빠르게 반응하여 적응하며 서로 협력한다. 이런 사회적 원자가 모인 복잡계가 보이는 현상을 연구하고자 국내외 연구자들이 모여 한국복잡계학회(Korea Academy of Complexity Studies)가 시작되었다. 

이번에 한국물리학회 [물리학과 첨단기술] 편집위원회로부터 “도시물리학” 특집 기획을 부탁한다는 연락을 받고 반가웠다. 학회의 국내외 연구자들께서도 기꺼이 글쓰기를 함께 해주셨다. 이번 특집에서는 과학의 대상으로서 도시를 물리학의 관점에서 이해하고자 하는 연구를 소개하고, 도시의 미래에 대한 건축가들의 의견을 들었다. 이를 위하여 서울시립대 물리학과의 엄영호 교수는 “복잡계와 빅데이터로 이해하는 도시”라는 제목으로 물리학은 도시를 어떻게 이해할 수 있는가를 소개해 주었다. 미국 노스웨스턴대 박재혁 박사와 포항공대 정우성 교수, 인디애나대의 안용열 교수는 인구의 이동 데이터로 살펴볼 수 있는 경제 현상과 전염병 창궐, 그리고 도시에서 과학은 어떻게 발전하는가에 대해 “모빌리티 분석으로 이해하는 도시”라는 제목으로 글을 써주었다. 독일 막스플랑크연구소 홍인호 박사와 노스웨스턴대 윤혜진 교수는 도시가 성장하며 보이는 스케일 법칙과 프랙탈 구조, 그리고 인구 분포의 보편 법칙을 “도시 성장의 보편성”이라는 제목의 글로 소개해 주었다. 이러한 연구도 다 우리가 모여 사는 도시를 더욱 살기 좋게 만들고자 하는 것일 테다. 이런 고민은 오래전부터 건축가들의 영역이었다. 하여 연세대 건축공학과 이대송 교수와 우정현 박사, 이남주 소장, 이재원 소장께서 스마트 시티에 대한 의견을 정리해 주었다. 미래 도시의 모습에 우리가 고민해야 하는 것들을 던져준다.

이번 특집을 통하여 우리나라 인구의 90%가 모여 산다는 도시에 대해 복잡계적 관점이 무엇인지 함께 나눌 수 있어 의미가 있었고, 여기에 동참해주신 집필진분들과 한국물리학회 [물리학과 첨단기술] 편집위원회에 감사드린다.

[객원 책임편집위원 한양대학교 응용물리학과 교수 손승우 (sonswoo@hanyang.ac.kr)]