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첫 번째 링크 - 서론

두 번째 링크 - 무작위의 세계
에르되스-레니는 노드들간의 링크가 무작위적으로 생길 때의 모델을 연구했다. 그들은 무작위적 네트워크에서는 노드당 오직 하나의 링크만 존재해도 거의 모든 노드가 포함되는 거대한 클러스터가 만들어 질 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 모델에서는 거의 대부분의 노드가 같은 수의 링크를 갖는 포와송 분포를 보인다.

세 번째 링크 - 여섯 단계의 분리
스탠리 밀그램 교수는 우편 실험을 통해 대부분의 미국인들이 약 5.5단계의 지인을 통해 모두 연결되어 있다는 사실을 알았다. 전 세계로 이를 확장해도 약 6단계안에 60억 인구가 모두 연결되게 된다. 웹은 약 19 단계로 분리되어 있다. "좁은 세상"은 모든 네트워크에서 발견될 수 있는 일반적인 현상이다.

네 번째 링크 - 좁은 세상
그라노베터는 약한 연결이 소문의 전파나 직장을 구하는 것과 같은 많은 경우에 중요한 역할을 한다고 밝혔다. 그에 따르면 사회 네트워크는 완전 연결그래프들이 다른 클러스터들과 약한 연결로 이루어진 형태이다. 클러스터링 정도를 측정하기 위해 노드들이 완전 연결 그래프를 이룰 때 필요한 링크 수를 분모로 하고 실제 링크 수를 분자로 하는 '클러스터링 계수'를 사용한다. 와츠-스트로가츠의 클러스터링 모델은 부분적으로 높은 클러스터링 계수를 나타내지만 이 때문에 '좁은 세상' 이 사라진다. 클러스터된 모델에서 약한 연결을 한 개씩 추가할 수록 노드들간의 평균 거리는 급속도로 줄어든다. '좁은 세상'의 속성을 갖기 위해서 반드시 모든 노드를 무작위 적으로 연결할 필요는 없는 것이다. 하지만 근본적으로 이 모델 역시 나중에 연결할 노드들을 무작위적으로 선택한다는 점에서 에르되스-레니의 모델과 유사점이 있다.

다섯 번째 링크 - 허브와 커넥터
말콤 글래드웰은 '티핑 포인트'에서 커넥터라는 용어를 사용했다. 커넥터는 사회 집단에서 친구나 아는 사람을 만드는데 극히 예외적인 솜씨를 가진, 즉 유별나게 많은 링크를 가진 사람들을 말한다. 이 커넥터는 에르되스-레니, 와트-스트로가츠의 모델 모두가 설명할 수 없었다. 웹의 구조 역시 연결선 수가 많은 극 소수의 허브 웹페이지들에 의해 지배되고 있다. 무작위적 세계에서는 허브와 커넥터가 존재할 수 없기에 새로운 모델을 필요로 했다.

여섯 번재 링크 - 80/20 법칙
웹페이지들이 갖고 있는 링크의 분포는 멱함수 법칙(power law)을 따른다. 이는 다수의 작은 사건들이 소수의 큰 사건들과 함께 발생한다는 것을 의미한다. 미국의 도로지도에서는 도시와 고속도로의 네트워크가 정점 분포에 따르는 무작위 네트워크 이지만 항공노선 지도는 시카도, 댈러스, 뉴욕 등 거의 모든 공항에 연결 되어 있는 허브가 존재한다. 무작위 네트워크는 평균적 노드 분포와 정점으로 구체화되는 고유한 척도(scale)를 갖지만 멱함수 분포에는 척도가 없다. 때문에 이런 네트워크를 척도 없는(scale-free) 네트워크라고 부르기 시작했다.

일곱 번째 링크 - 부익부 빈익빈
현실의 네트워크들은 다음의 두 가지 특성을 갖는다. 첫 번째는 네트워크가 정적이지 않고 성장(grow)한다는 점이고, 두 번째로는 새로운 노드가 기존의 노드와 연결될 때 링크를 더 많이 갖는 노드에 연결하려고 하는 선호적 연결(preferential attachment)을 한다는 점이다. 이 모델에서는 노드의 링크 개수가 멱함수 분포를 따르므로 허브를 설명할 수 있게 된다. 하지만 이 모델에서는 부익부 빈익빈 현상만이 나타나므로 후발주자가 성공한 사례를 설명해 줄 수 없다.

여덟 번째 링크 - 아인슈타인의 유산
경쟁적 환경에서 각 노드들은 어떤 적합성(fitness)을 갖고 있다. 각각의 새로운 노드들은 링크할 노드를 정할 때 '적합도 X 연결선 수'를 비교해 이 값이 큰 노드를 링크할 확률이 높다고 가정한다. 이는 후발 주자가 성공했던 구글, 에어버스의 사례를 설명할 수 있게 해준다. 이 적합성 모델에서 각 노드를 보즈 기체의 에너지 준위에 대응하고 링크를 입자에 대응하면 그들 각각에 에너지 수준이 부여된다. 이 대응관계에서 복잡한 네트워크는 거대한 양자 기체와 같은 것이 되며 '보즈-아인슈타인 응축'이 일어날 수 있다. 이는 간단히 말하면 승자가 독식할 수 있다는 것이다. 이 수학적 대응의 결과로 두 가지 카테고리가 존재함을 알 수 있다. 첫 번째는 링크를 둘러싼 치열한 경쟁에도 여전히 척도 없는 위상구조가 지배하는 네트워크를 포함하며 노드의 연결선 수 분포는 멱함수 법칙을 따른다. 두 번째 카테고리는 승자가 독식한다. 거기에는 단 하나의 허브와 많은 작은 노드들이 있을 뿐이다. 저자가 제시한 승자 독식의 예는 마이크로스프트이다.

아홉 번째 링크 - 아킬레스 건
복잡한 네트워크는 상호 연결성에 의한 취약점이 있다. 1965년의 느슨한 전력망 네트워크에서는 일부 지역의 정전 사태가 전체 주의 정전으로 이어지지 않았지만 1996년과 2001년에 발생한 전력 위기는 전 지역에 걸쳐 전기로 작동되는 모든 것을 한순간에 마비 시켜 버렸다. 어떤 종류의 척도 없는 네트워크도 상당 부분의 노드를 '임의로' 제거 했을 때 붕괴되지 않고 그대로 작동했다. 이는 무작위 네트워크와 구별되는 척도 없는 네트워크만의 특징이다. 연결선 수 지수(노드에 연결되는 링크의 분포)가 3 이하일 때 임계값은 존재하지 않고 이 네트워크들은 모든 노드를 없애지 않는 한 좀처럼 붕괴되는 것을 기대하기 어렵다. 하지만 노드를 무작위로 선택하지 않고 허브에 타겟을 맞추고 공격하면 네트워크는 쉽게 붕괴되어 버린다. 척도 없는 네트워크는 내부의 장애는 잘 관리해 나가지만 외부의 공격에는 취약하다. 또한 한 노드의 장애에 따라 다른 노드로 이전된 부하가 과도한 경우 네트워크가 붕괴되어 버릴 수도 있는데 이를 연쇄 사고라 부른다.

열 번째 링크 - 바이러스와 유행
게탄 듀가스는 10년 동안 난잡한 성생활을 펼쳐오면서 적어도 2,500명의 게이들과 접촉하며 에이즈 바이러스 전파의 허브 역할을 했다. 마이크 콜린스는 플로리다 주 대통령 투표의 애매모호한 투표용지를 비꼬는 카툰으로 순식간에 유명 인사가 됐다. 신품종 도입, 신약 사용 같은 기술 혁신도 허브가 그것을 사용하느냐에 따라 성공과 실패가 결정된다. 바이러스나 유행들이 확산되고 소멸되는 경우의 원인을 규명하기 위해 임계 모델이라 불리는 유용한 분석 도구가 개발 됐다. 어떤 특정 제품의 확산율이 어떤 네트워크의 결정적 임계 값보다 낮으면 확산되지 못하고 소멸되지만 초과한다면 기술 혁신의 수용자들이 기하 급수적으로 증가해 모든 사람에게 확대된다. 척도 없는 네트워크에서는 전염 임계라는 것이 사라져 버려 비록 전염성이 약한 경우라도 얼마든지 확산되고 살아남을 수 있다. 어떤 노드가 감염되면 허브가 감염될 확률이 매우 높고 일단 허브가 감염되면 바이러스는 손쉽게 전파된다. 에이즈의 확산을 가능케 한 것도 성관계 네트워크가 척도 없는 위상구조이기 때문이다. 에이즈 치료에 쓸 수 있는 자원이 한정되어 있다는 점을 감안하면 치료의 일차적인 대상을 허브에 한정해야 한다는 결론이 나온다. 누가 허브인지 정확히 알지 못하더라도 그것을 위해 노력하는 길만이 적어도 질병의 확산을 둔화 시킬 수 있다. 여기에는 윤리적 문제 역시 포함된다.

열한 번째 링크 - 인터넷의 등장
폴 배런은 핵폭탄에도 반경 외부 사용자들의 통신이 유지되는 고속도로망처럼 생긴 분산형 네트워크인 '인터넷'을 제시했다. 하지만 인터넷은 자체의 생명력을 가지고 스스로 발전해왔다. UCLA와 스탠퍼드 노드가 연결되고 UC 산타 바바라, 유타 대학, 메사추세츠 주의 BBN, MIT,  랜드 연구소 등이 연결되며 1971년 말까지 15개의 노드로, 1년 후에는 35개로 확대되었다. 여기에는 성장과 대역폭에 따른 선호적 연결이라는, 척도 없는 위상구조의 조건이 모두 갖춰져있다. 여기에 거리, 프랙탈 구조 등이 서로 얽혀 상호작용 하고 균형을 이루며 척도 없는 위상구조가 유지되고 있다. 하지만 이는 연쇄 사고와 허브에 대한 공격에 취약하다는 척도 없는 네트워크의 약점을 인터넷이 고스란히 지니고 있다는 점 또한 알려준다.

열두 번째 링크 - 웹의 분화 현상
모든 검색 엔진을 합친 경우에도 웹 전체로 보았을 때 40% 정도만을 커버하고 있는 것으로 나타났다. 웹의 위상구조는 웹의 모든 부분을 볼 수 없도록 제한하고 있다. 월드 와이드 웹은 몇 가지 대륙으로 나뉜다. 첫 번째 대륙은 중심핵으로 대략 모든 웹페이의 1/4 가량이 여기 속하며 모든 노드들은 상호 도달 가능하다.(포털 사이트 웹 페이지) IN  대륙에 있는 노드에서는 링크를 따라가면 중심핵에 도달하게 되지만 중심핵에서 IN 대륙으로 돌아가는 길은 없다. OUT 대륙은 이 반대이며 IN 대륙에서 OUT 대륙으로는 튜브가 직접 연결되어 있다. 덩굴에 있는 노드는 IN 대륙 또는 OUT 대륙에만 연결되어 있으며 고립된 섬에 있는 소수 노드들은 다른 노드에선 접근할 수 없다. 링크의 방향성이 존재하는 곳에는 앞서 설명한 네 개의 대륙 또한 항상 존재한다.

열세 번째 링크 - 생명의 지도
인간의 유전자를 해독한 결과 유전자에는 좋은 유전자, 나쁜 유전자가 존재하는 것이 아니라 여러 단계의 네트워크가 존재한다는 결론이 나왔다. 유전자의 기능적 활동을 확인하려면 세포 내 여러 구성요소들의 연결에 관한 생명의 지도가 필요하다. 43개의 간단한 유기체의 신진대사 네트워크 지도를 완성한 결과 척도 없는 네트워크의 성질을 띤다는 사실이 확인됐다. 평균 거리는 3단계로 43개 유기체의 구성 분자 수에 무관하게 매우 좁은 세상을 나타냈다. 가장 큰 허브 역할을 하는 분자는 ATP이며 ADP와 물이 그 뒤를 이었다. 유전자의 복제 과정에서 많은 연결선을 갖고 있는 단백질은 주위 단백질의 복제현상으로 인해 높은 확률로 연결성이 증가되므로 "성장"과 "선호적 연결"을 만족시켜 척도 없는 네트워크가 구성된다. 암과 연관이 깊은 p53 유전자를 치료할 때 p53 단백질만이 아니라 p53 네트워크에 관심을 갖고 허브를 찾아내야 한다.

열네 번째 링크 - 네트워크 경제
경제 현상을 네트워크의 관점에서 보면 링크의 부족함을 채우기 위해 합병과 흡수는 당연한 선택이다. 회사는 나뭇가지 구조가 아니라 거미줄 구조로 변화해야 한다. 타이의 한 재산관리회사의 도산으로 타이, 인도네시아, 말레이시아, 한국, 필리핀에서 연쇄적인 도산 사태가 발생했다. 이런 연쇄 사태는 상호연결되어 있으며 또한 상호의존적인 네트워크에서 자연스럽게 나타나는 현상이다. 네트워크 경제는 당분간 지속되며 많은 소실에도 불구하고 아웃소싱 또한 계속 늘어날 것이다. 핫메일은 무료였으며 등록 절차가 아주 간단했고 이메일을 보낼 때마다 받는 사람은 핫메일을 위한 무료 광고를 만날 수 있다. 아주 감염률이 높았고 핫메일은 MS에 4억 달러에 매각되고 닷컴 버블 직전 60억 달러까지 그 가치가 올라갔었다.

마지막 링크 - 거미 없는 거미줄
척도 없는 네트워크의 구조는 거미가 존재하지 않는 거미줄 형태를 이루고 있다고 할 수 있다. 테러 조직은 자발적으로 형성된 거미줄 구조를 갖는다. 이러한 조직은 자체적으로 형성되는 네트워크의 장점, 즉 견고성, 유동성, 내부의 부실에 대한 견고성 등의 특징을 모두 살리고 있다.이러한 테러 조직과의 전쟁에서 승리자가 되기를 원한다면 조직이 만들어지는 사회적, 경제적, 정치적 원인을 분석하고 이를 제거하는 것만이 자기 조직화되는 조직망을 무너뜨릴 수 있는 유일한 방법이 될 것이다. 우리는 우리 앞에 있는 복잡계를 이해해야 한다.

Positive
2002년에 나온 책이지만 지금 읽어도 참 신선하다. '통섭', '통합' 같은 단지 현학적인 단어가 아니라 모든 학문, 산업 분야에서 존재하는 네트워크를 분석하는 네트워크 과학을 통해 무엇이 정말 통합적인 지식이 될 수 있는 것인지 보여준다. 이 책은 우리가 정보화 시대에 갖고 있는 많은 고정관념과 환상도 깨어준다. 인터넷과 웹의 발전이 민주주의를 촉진시킨다고 쉽게 단정하지만 누군가가 허브(오피니언 리더)를 공략한다면 인터넷은 빅브라더의 훌륭한 도구로 활용될 수 있다. 가장 효율적인 에이즈 퇴치를 위해 난봉꾼들을 먼저 구제해줘야 한다는 과학적인 결론이 나온다면 과연 우리는 이를 수용할 것인가? 흥미로운 주제다.

Negative
'웹의 분화 현상' 챕터에서 저자는 사이버 스페이스를 진정 이해하기 위해 '코드'와 '아키텍쳐'를 보다 면밀하게 구분할 필요가 있다고 주장한다. 코드는 사이버 스페이스를 구성하는 벽돌과 시멘트에 해당하며 아키텍쳐는 쌓아올린 구조물을 의미한다고. 이는 그럴싸하지만 소프트웨어 공학을 건축에 비유할 때 자주 발생하는 문제이자 어려움이다. 어디까지를 벽돌과 시멘트로 볼 것인가? 프로그래밍을 건축과 동일하게 바라보는 관점은 많은 문제를 발생시킨다.

Conclusion
네트워크 과학은 앞으로의 수 많은 문제를 해결하는 데 핵심적인 역할을 할 것이다. 그 동안 잘게 쪼개온 학문을 연결하는 무언가가 나타난다면 분명 네트워크 과학이 그 역할을 맡게 될 것 같다.

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