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복잡계는 수많은 구성요소들로 이루어져 있으며, 서로 독립적으로 존재하지 않고 다양한 상호 작용을 주고받는 관계를 맺고 있다. 그 결과 개개의 구성요소를 따로따로 관찰하였을 경우의 특성과 전혀 다른 거시적인 새로운 현상과 질서가 나타나며, 이러한 새로운 질서의 출현을 창발emergence, 창발로 인해 나타나는 질서적인 현상을 창발현상이라고 부른다. 한마디로 복잡계는 창발현상을 보이는 시스템인 것이다. 이렇게 오늘날의 복잡계 이론은 다수의 과학 이론의 역사적 축적의 결과이며 현시점에서도 복잡계 이론은 계속적인 진화와 자기수정을 거치고 있다. 복잡계 이론의 역사를 바라보는 학자들은 특히 이 이론 체계가 근대과학의 패러다임이었던 인과적 결정론과 방법론적 환원주의에 대한 반향으로 해석하는 경향이 지배적이다.
오늘날 복잡계로서 갖추어야 하는 특징은 다음 5가지로 정리될 수 있다.
- 상호작용하는 구성요소 : 창발현상은 사호작용하는 많은 구성요소들을 필요로 하며, 이들 요소는 서로 영향을 주고 받는 네트워크를 갖추고 있어야 한다. 구성요소들의 상호작용이 없는 시스템은 무질서하거나 천편일률적인 양상만을 보일 뿐이다. 시스템 전체를 이해하기 위해서는 개별요소들의 차원을 넘어 연관관계와 상호작용을 들여다 보아야 한다.
- 비선형적 상호작용 : 상호작용의 비선형성은 혼돈과 관계된 놀라운 변화를 일으킨다. 극히 작은 요동도 구성요소들 사이를 전파해나가면서 증폭되어 커다란 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
- 피드백 루프 feedback loop : 구성요소들 사이의 상호작용은 일방적이기는 커녕 다양한 경로를 거쳐 자기 자신에게 돌아오게 된다. 이 루프 구조는 네가티브 피드백의 형태로 변화를 진정시키기도 하지만 포지티브 피드백의 형태로 변화를 증폭시키기도 한다.
- 경계가 불분명한 열린 시스템 : 열린 시스템은 외부 환경과 차단되어 있지 않고 끊임없이 영향을 주고 받는다. 이 영향은 추상적인 에너지와 정보, 무형자산의 형태일 수 있고, 구체적인 물질과 사람, 유형자산의 형태일 수도 있다. 이 때문에 복잡계는 그 경계가 종종 불분명하며 자연적으로 정해지는 것이 아니라 관찰자의 의도에 따라 달라진다.
- 적응하는 구성요소 : 사회경제계에서 흔히 관찰되는 적응하는 구성요소로 이루어진 복잡계를 특별히 복잡 적응계라 칭한다.
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