구조론 - 구조란 무엇인가?
이런 글을 써보는 이유는 구조론을 쉽게 이해시킬 수 있는 표현법을 찾아낼 수 있을까하는 목적에서이다. 세상만사 다 그렇듯이, 모르고 보면 어렵고 알고보면 쉽다.
모든 구조에 공통되는 규칙을 이해하기이다. 쉬운 일이다. 그런데 어렵다. 구조라는 것이 워낙 추상개념이기 때문이다. 이 점 수학과 비슷하다. 알고보면 쉬운데 개념을 정확하게 파악하지 못하면 겁나게 어렵다.
1+1이 왜 2가 되는가? 진흙 한덩어리에 한덩어리를 합치면 한덩어리가 되고, 물 한 컵에 한 컵을 더 부어도 역시 물 한 컵이 된다. 물론 양이 좀 늘어나기는 하지만 우리집 부엌에는 커다란 컵이 얼마든지 있기 때문에 조금도 문제가 되지 않는다. 그러므로 1+1은 1이 아닌가?
이런 논의를 유치하게 봐서 안된다. 고상한 논의에서도 이런 식의 오류는 얼마든지 있다. 항상 '게임의 규칙'을 먼저 간파하고 보자는데 주의를 기울여야 한다.
우리가 숫자를 쉽게 이해하는 것은 그 추상개념을 잘 파악하기 때문이 아니라, 실은 그 수학을 실생활에 적극 활용하고 있기 때문이다. 구조론도 그렇다. 활용하지 않으면 이해하지 못한다. 반대로 활용하는 단계에 도달하면 누구라도 쉽게 이해한다.
구조론은 실생활에 얼마든지 활용할 수 있다. 그러므로 어떤 단계를 넘기만 한다면 구조론을 이해하기는 매우 쉬운 일이 될 것이다. 어쨌거나 초기단계의 어려움은 어쩔 수 없이 인정해야 한다. 여러분이 초등학교 1학년때 산수를 아주 쉽게 배운 것만은 아니라는 점도 또한 인정해야 할 것이다.
구조는 5로 완성된다. 5는 단일구조를 이루는 요소의 숫자이다. 왜 하필이면 5인가를 따지기 전에, 구조는 필연적으로 일정한 숫자의 요소들로 하여 이루어진다는 사실 자체에 주목하기 바란다. 즉 요소의 수가 항상 5라는 필자의 주장에 여러분이 동의하지 않는다 할지라도, 일단 요소의 수가 0인 구조는 없다는 사실은 여러분은 우선 인정할 수 있을 것이다.
이것만 해도 대단한 수확이다. 즉 여러분들은 어떤 단일한 하나의 구조체가 일정한 숫자의 구성요소를 가지고 있다는 데는 적어도 동의한 것이다. 이를테면 여기에 소설이 한 편 있는데 글자는 단 한 글자도 씌어져 있지 않다든가 하는 일은 절대로 없는 것이다.
이건 명확하다. 적어도 글자가 두엇은 씌어있어야 소설이 되건, 시가 되건, 일단 작품이 될 수 있는 것이다. 아무것도 그려지지 않음 미술, 아무런 소리도 내지 않는 음악, 한 글자도 없는 소설은 있을 수 없다.
물론 빈 캔버스를 두고 그것도 미술이라고 우길수도 있다. 하얀 캔버스만 두고 '폭설이 내린 시카고의 겨울풍경'이라고 제목을 붙인다면 할말없다. 그러나 적어도 거기에 빈 캔버스는 있다. 뭔가 구성요소가 있기는 있는 것이다.
숫자 0이라면 '아무것도 없다'고 말할 것이다. 그러나 최소한 0에는 몇가지 기초적인 성질이 있다. 일단 '0은 0 아닌 것이 아니라'는 근본적인 성질을 가지고 있다. 0은 0 아닌 것의 침투에 대하여 배타적이다. 즉 0은 아무것도 없는 것이 아니라 0이라는 놈이 빈자리를 지키고 다른 것이 들어오지 못하게 적극적으로 차단하고 있는 것이다.
여기까지에서 일단 모든 구조체에는 일정한 숫자의 내부적인 구성요소가 존재한다는 사실 자체만은 인정하기로 하자. 그 다음에야 그 구성요소의 숫자가 몇 개인가를 논할 수 있다.
중요한 것은 '게임의 규칙'이다. 구조론에서 첫 번째의 규칙은 중복의 배제다. 피라밋이 100만개의 돌로 만들어져 있다면 100만개의 구성요소가 있는 것이 아니라 실은 하나의 돌이 있는 것이다. 피라밋을 이루고 있는 돌의 숫자가 몇 개인가는 중요하지 않다.
왜냐하면 그 피라밋에서 돌 한 개를 덜어내더라도 여전히 피라밋은 피라밋이기 때문이다. 즉 구성요소를 논함에 있어 중복을 배제한다는 규칙은 어떤 대상을 두고 거기에 어떤 임의의 상황을 부여하였을 때 그 '본질이 해체되는가'의 여부를 논하는 것이다.
자전거에서 바퀴살 하나를 빼낸다해도 여전히 자전거는 자전거다. 그러나 바퀴를 통째로 빼버리면 고물이지 더 이상 자전거가 아니다. 즉 구성요소를 논함은 절대로 제거되어서 안되는 '필수 구성소'의 숫자를 논하는 것이다.
구조는 '질, 입자, 힘, 운동, 량'의 5 요소를 가지고 있다. 일단 여기서는 맨 위의 단계, 곧 질을 논하기로 한다. 질은 무엇인가? 질(質)은 바탕이다. 바탕은 무엇인가?
결론부터 말하면 질은 '결합되지 않는 것'이다. 왜?
구조하면 제일 먼저 떠오르는 것은 건축이다. 건축은 구조에서 시작해서 구조로 끝난다. 그렇다면 건축의 질(質)은 무엇인가? 건축의 바탕은 무엇인가? 여기서 '바탕'이란 개념을 생각해 보자.
바탕은 무엇인가? 간단히 말하면 뭔가가 잘못되었을 때 어느 선 까지 되돌아가야지만 오류를 수정할 수 있는가이다. 도자기를 빚는다. 도자기의 모양이 나쁜가? 도자기의 그림이 나쁜가? 도자기를 굽는 온도가 잘못되었는가? 등등 다양한 잘못이 있을 수 있다. 여기서 바탕은?
바탕은 중력에 대항한 형태의 공간구성에서 맨 아래부분이다. 시간적 순서로 치면 맨 처음이다. 도자기의 맨 처음은 흙이다. 도자기의 바탕이 잘못되었다면 그것은 흙이 잘못되었다는 뜻이다. 흙을 바꿔야 한다.
질을 바탕이라고 하는 것은 인류가 이룩한 지구상의 구조물들이 공간구성에서 주로 중력에 대항한 형태로 이루어지는 까닭이다. 즉 중력에 대항한 형태의 구조체에서는 가장 하단부 곧 지구중심에 가까운 부위가 바탕인 것이다.
모든 구조체가 중력에 대항하는 형태의 구조물인 것은 아니므로 질(質) 곧 바탕의 정확한 정의는 구조를 제작하는 과정의 시간적 순서에서 첫 번째 필요한 요소 혹은 오류시정과정에서 피드백이 도달하는 첫 번째 위치다.
건물이라면? 건물의 바탕은 건축재료다.
집을 짓는데 2층이 잘못되었다면 2층을 허물어버리고 새로 지을 수 있다. 그런데 바탕이 잘못되었다면? 돌집을 지으라 했는데 실수로 나무집을 지어버렸다면?
바탕이란 개념은 오류가 발생했을 때 되돌아가는 부분이 어디까지인가에서 맨 처음으로 되돌아가는 것을 말한다. 그것이 질이다.
왜 질이 바탕인가? 질은 결합되지 않는 성질을 가졌기 때문이다. 모든 물질은 질이 같은 것과 결합하고 질이 다른 것과는 결합하지 않는다. 흙은 흙과 결합하고, 돌은 돌과 결합하고, 쇠는 쇠와 결하고, 나무는 나무와 잘 결합한다.
나무와 나무를 결합시켜 목조가옥을 짓는 것은 쉽다. 쇠와 쇠를 용접하여 철골조의 건물을 짓는 것도 쉽다. 그러나 흙과 쇠를 결합한다든가 나무와 쇠를 결합하기는 기술적으로 용이하지 않다. 바탕이 다르면 결코 결합하지 않기 때문이다.
결합하지 않으면? 분리다. 분리는 곧 구조의 붕괴다. 구조가 무너지면? 집이 무너진다.
구조의 의미는 부서지지 않고 버티는데 있다. 버티기 위해서는 결합해야 한다. 결합하려면 재료가 같아야 한다. 흙은 흙과 잘 결합하고, 풀은 풀과 잘 결합하고, 나무는 나무와 잘 결합하고, 돌은 돌과 잘 결합한다. 질이 다르면 결합하지 않는다. 고로 질에서 오류가 발생했을 때는 맨 처음으로 돌아가지 않으면 안된다.
질 - 외적으로 질이 다른 것과 결합하지 않는다.
입자 - 내적으로 질이 같은 것과 잘 결합한다.
힘 - 교환된다.
운동 - 내부적으로 분리된다.
양 - 외부적으로 분리되지 않는다.
즉 구조론은 구조에 대한 이론이며, 구조의 근본개념은 분리와 결합 및 교환에 있다. 구조를 숫자 5로 설명하는 것은, 편의적인 하나의 방법에 불과하다. 즉 구조는 5가 아니라 원래 1이며, 전개하면 3이고, 여기에 내부적인 대응과 외부적인 대응을 추가하여 5로 설명하는 것이다.
이를테면 컵이 하나 있다고 치자. 컵의 기능은 물을 담는 것이다. 그런데 컵의 기능에 오류가 발생했다. 그렇다면 컵이 물을 담지 못할 것이다. 이때 컵이 물을 담지 못하는 가능성의 총 숫자가 몇 개인가이다.
즉 컵이 제 기능을 다하지 못하고 뭔가 잘못될 가능성의 총 숫자가 몇인가를 알 수 있다면 컵을 제조하는 단계에서 시행착오의 여지를 줄일 수 있는 것이다.
직관적으로 도전해 보자. 컵이 잘못될 가능성의 숫자가 무한정이라고 생각하는가? 아마 그렇게 생각하는 사람은 없을 것이다. 컵은 지극히 단순한 구조이다. 이 단순한 구조의 컵에 무한대로 많은 종류의 고장이 날 리가 없다.
반대로 컵은 전혀 고장나지 않는다고 생각하는가? 여러분은 실수로 컵을 깨뜨리거나 엎질러본 경험이 있으므로 이에 동의하지 않을 것이다. 경험칙으로 말하면 여러분은 컵이 잘못될 가능성의 수가 적으면 3가지 정도, 많아봤자 5가지를 넘지 않는걸로 얼추 짐작할 것이다.
과연 그러하다. 컵에 오류가 발생할 가능성은 3가지 혹은 다섯가지다.
우선 질이 잘못될 가능성이다. 질은 결합하지 않는다는 것이다. 그런데 반대로 결합한다면? 녹말로 만든 컵이라면? 설탕으로 만든 컵이라면? 소금으로 만든 컵이라면 그 컵에 담겨진 물에 소금이 녹아들어가서 마실 수 없을 것이다.
둘째 입자가 잘못될 가능성이다. 입자는 결합한다는 것이다. 입자가 잘못되면? 부실한 종이컵을 들 수 있다. 틈으로 물이 새어나온다. 입자는 결합하는 성질인데 이건 분리가 된다. 컵과 결합해야 할 물이 컵과 분리되어버리면? 이 경우 더 이상 컵이 아니다. 물이 샌다면 컵이 아니라 파이프이다.
셋째 힘이 잘못될 가능성이다. 컵에 물을 담을 수 있는 것은 중력 때문이다. 우주왕복선 내부에서의 무중력상태라면? 당연히 컵을 사용할 수 없다. 모든 용기는 특정한 형태의 힘의 작용에 대응하고 있다는 점을 고려하여야 한다. 그 힘은 첫째 아래에서 위를 받치는 중력에 대항하기이고, 둘째는 좌우 측면에서의 힘의 작용에 대응하는 컵 특유의 가운데가 깊숙한 구성형태이다. 만약 컵이 이러한 형태가 아니라면 컵에 든 물은 쏟아지고 말 것이다.
넷째 운동이다. 즉 컵을 손에 들고 움직일 수 있는가이다. 남산위의 잠두봉에 오목하게 홈을 파놓고 그걸 컵이라고 부를 수 있는가? 그럴수는 없다. 손으로 움직일 수 없기 때문이다. 사용할 수 없는 컵은 컵이 아니다.
다섯째 양이다. 양은 분리되지 않는 성질이다. 즉 그 컵에는 최소한의 물을 담을 수 있어야 한다. 컵은 컵인데 물을 담을 수 없다면? 그것은 그림 속의 컵이지 컵이 아니다. 이 경우 대개 컵의 크기를 의미한다. 즉 컵은 반드시 일정한 정도의 크기를 가져야만 하는 것이다.
이 외에 다른 형태로 컵이 잘못 만들어질 가능성은? 없다. 다시 말해서 컵의 제조공정에서 오류가 발생할 가능성은 중복을 제거했을 때 위 다섯가지 경우 외에 없는 것이다. 고로 여러분이 컵의 제조를 책임지고 있다면 반드시 체크해야할 경우의 수를 위 5가지 유형으로 제한할 수 있다.
그렇다면 구조론을 배워서 우리가 얻는 이익은?
여러분이 지갑을 잃어버렸다면 호주머니부터 시작해서 이곳저곳을 샅샅이 뒤질 것이다. 이때 실제로는 전혀 가능성이 없는 곳도 뒤져보기 마련이다. 지갑이 있을 가능성이 전혀 없는 곳도 혹시나 해서 뒤져본다면 시간낭비가 아닐 수 없다.
어떤 일을 추진함에 있어서 이런 식으로 낭비되는 시간과 노력은 엄청나다. 구조론은 그러한 시간과 노력의 낭비를 줄일 수 있게 돕는다. 그 지갑이 있을 수 있는 가능성의 경우의 수는 5로 제한된다. 여러분은 단 다섯가지 유형의 장소만 체크하므로서 잃어버린 지갑을 회수할 수 있다.
물론 구조론을 이해하지 못한 여러분은 "지갑이 오로지 5군데의 장소 중 한 곳에만 있으라는 밥이 어디에 있는가? 10군데 혹은 20군데라도 지갑을 찾을 때 까지 뒤져보아야 하지 않겠는가?"하고 항의할 수 있다. 그러나 이 경우 유형화에 실패하고 있다. 안주머니와 뒷주머니를 뒤져보았다면 2곳을 찾아본 것이 아니라 그냥 주머니 한 곳을 뒤져본 것이다.
우주왕복선을 만든다면? 엄청나게 많은 경우의 오류가능성이 있다. 100만가지쯤? 이 모든 가능성을 일일이 체크한다는 것은 힘든 일이다. 그렇다면 부품의 숫자가 너무 많기 때문에 우주왕복선의 고장은 피할 수 없는가?
천만에! 고장이 일어나는 패턴은 몇가지 경우로 유형화할 수 있다. 고장유형에 대한 대응모델을 모듈화한다면 고장을 획기적으로 줄일 수 있다.
실제로는 어떤가? 많은 경우 이미 체크한 곳을 중복체크하기 십상이다. 우리는 대부분의 시간을 이미 확인한 곳을 중복하여 확인하는데 낭비하곤 한다. 그러면서 결정적으로 체크해야할 곳을 체크하지 않아 우주왕복선발사는 실패로 돌아가고 엄천난 돈과 노력과 시간은 낭비된다.
우주왕복선이 고장난다면 그것은 부품의 숫자가 너무 많기 때문이 아니라 고장유형을 모듈화하고, 각 유형에 대한 대응시나리오를 준비하지 않았기 때문이다. 실제로 우주왕복선의 고장이 일어난다면 그것은 전혀 뜻밖의 장소이고, 이는 고장에 대비하지 못했기 때문이 아니라 고장을 예상하지 못했기 때문이다.
즉 우주왕복선의 부품의 숫자가 많아서 문제가 아니라 설마 그 부분에서 고장이 날 것을 예측하지 못했기 때문에 문제인 것이다.
구조론을 익힌다면 어떤 경우에 있어서도 오류가능성은 5범주, 5유형, 5차원, 5분야로 제한됨을 알 수 있다. 곧 체크할 곳은 5군데 혹은 5가지 뿐이므로 시간낭비를 줄일 수 있는 것이다. 더욱이 예상을 못하여 한 곳을 빠뜨린다든가 하는 일이 절대로 없다. 범위를 단계적으로 압축해가는 방법을 쓰기 때문이다.
초보운전자라면 보지 않아도 되는 뒷부분을 살피다가, 정작 눈앞에 있는 행인을 못봐서 사고를 낸다. 능숙한 운전자라면 보지 않아도 되는 부분은 보지 않으므로 한눈을 감고 운전해도 사고를 내지 않는다. 운전을 잘한다는 것은 안봐도 되는 부분을 안볼줄을 안다는 것이다. 운전을 못한다는 것은 안봐도 되는 곳을 열심히 살핀다는 것이다. 이런 식이다.
구조론은 이러한 불필요한 낭비를 줄여주므로서 공정을 최소화한다. 오류가 발생했을 때 피드백의 위치를 정확하게 짚어준다. "앗! 이산이 아닌게벼" 이런 상황이 발생했을 때 어디까지 후퇴해야 하는지를 정확하게 알려준다.
위에 예시한 컵의 오류가능성이 그렇다. "설탕으로 만든 컵은 오류다." 이렇게 말하면 여러분은 아마 웃을 것이다. "농담하냐? 어떤 바보가 설탕으로 컵을 만들겠냐?" 그러나 재질을 잘못 선택하여 열에 약한, 잘못만들어진 컵은 시중에도 얼마든지 있다.
어떤 종류의 불량품 컵은 컵 안에 찍힌 무늬가 녹아내려 컵에 든 커피에 녹아든다. 이런 경우의 오류는 잘 간파하지 못한다. 제조업자는 컵을 단단하게만 만들면 된다고 생각하지 설마 무늬가 녹아내릴 것이라고는 생각하지 못하는 것이다.
특히 시중에 처음 선보이는 신제품을 구매할 때는 주의해야 한다. 어떤 고리부분, 손잡이로 연결되는 목 부분이 튼튼한 강철로 만들었는데도 불구하고, 똑 부러져서 못 쓰는 경우는 비일비재하다.
구조론을 학습하지 않았기 때문에 사람들이 설마 그 부분이 부러질까 하고 주의하지 않기 때문이다. 다른 여러곳의 복잡한 기능에 결합이 없는데, 하필 접합부분, 손잡이부분, 전혀 부러질 것 같지 않던 부분이 똑 부러져 전체를 못쓰게 된다면 원통한 일이다. 이런 오류들은 구조론에 대한 인식의 미비에 기초한 것이다.
모든 고장은 힘의 전달부분에서 일어난다. 이건 필수적으로 암기해야할 간단한 규칙이다. 그러나 많은 사람들이 이 간단한 원리를 모르고 전혀 고장날 가능성이 없는 곳을 조사해 보는데 시간을 낭비하곤 한다.
결론적으로 구조의 문제는 결합의 문제이다. 결합의 반대는 분리다. 고로 구조론은 결합과 분리의 문제이다. 구조는 또 외부의 작용에 대응하고 내부의 이탈을 방지한다. 고로 결합과 분리가 각각 내부와 외부에 대응하므로 4가 된다. 여기에 교환성질을 더하여 총 5가 된다.
즉 구조론은 어떤 사물의 결합하거나 분리하거나 교환하는 성질이 안과 밖으로 각각 대응하는 것에 다섯가지 경우에 관한 이론인 것이다.
컵의 구조는 간단하다. 고로 구조론을 응용할 필요도 없다. 구조하면 건축이다. 중요한 점은 건축에서의 오류가능성도 역시 컵과 동일하다는 점이다. 건물은 비와 바람과 외부에서의 침입자를 막기 위해 존재한다. 고로 비와 결합하는 물질, 바람과 결합하는 물질, 외부의 침입자와 결합하는 물질로는 건축할 수 없다. 진흙은 물과 결합하기 때문에 진흙으로는 집을 짓지 않는다.
종이는 바람과 결합하여 바람에 날아가기 때문에 역시 종이로도 집을 짓지 않는다. 물론 금으로도 집을 짓지 않는다. 침입자가 금을 뜯어가기 때문이다. 동일하다. 컵에서 일어날 수 있는 오류가능성은 100층짜리 건물에도 같은 형태로 일어난다.
구조의 기본개념은 최적화이다. 즉 중복을 제거하므로서 했던 짓을 두 번 반복하지 않아도 되게 하는 것이다. 여러분들은 실생활에서 무수히 "했던 일 또하기"를 반복했을 것이다. 만약 여러분들이 어떤 일을 하던 중 "이미 했던 일을 또 하게 된다"면 그것은 구조가 잘못되었다는 증거다.
최적화된 구조에서는 어떤 일이든 단번에 끝낼 수 있다. 동일한 작업을 두 번 반복할 필요는 없다. 적어도 이론적으로는 그러하다.
이런 글을 써보는 이유는 구조론을 쉽게 이해시킬 수 있는 표현법을 찾아낼 수 있을까하는 목적에서이다. 세상만사 다 그렇듯이, 모르고 보면 어렵고 알고보면 쉽다.
모든 구조에 공통되는 규칙을 이해하기이다. 쉬운 일이다. 그런데 어렵다. 구조라는 것이 워낙 추상개념이기 때문이다. 이 점 수학과 비슷하다. 알고보면 쉬운데 개념을 정확하게 파악하지 못하면 겁나게 어렵다.
1+1이 왜 2가 되는가? 진흙 한덩어리에 한덩어리를 합치면 한덩어리가 되고, 물 한 컵에 한 컵을 더 부어도 역시 물 한 컵이 된다. 물론 양이 좀 늘어나기는 하지만 우리집 부엌에는 커다란 컵이 얼마든지 있기 때문에 조금도 문제가 되지 않는다. 그러므로 1+1은 1이 아닌가?
이런 논의를 유치하게 봐서 안된다. 고상한 논의에서도 이런 식의 오류는 얼마든지 있다. 항상 '게임의 규칙'을 먼저 간파하고 보자는데 주의를 기울여야 한다.
우리가 숫자를 쉽게 이해하는 것은 그 추상개념을 잘 파악하기 때문이 아니라, 실은 그 수학을 실생활에 적극 활용하고 있기 때문이다. 구조론도 그렇다. 활용하지 않으면 이해하지 못한다. 반대로 활용하는 단계에 도달하면 누구라도 쉽게 이해한다.
구조론은 실생활에 얼마든지 활용할 수 있다. 그러므로 어떤 단계를 넘기만 한다면 구조론을 이해하기는 매우 쉬운 일이 될 것이다. 어쨌거나 초기단계의 어려움은 어쩔 수 없이 인정해야 한다. 여러분이 초등학교 1학년때 산수를 아주 쉽게 배운 것만은 아니라는 점도 또한 인정해야 할 것이다.
구조는 5로 완성된다. 5는 단일구조를 이루는 요소의 숫자이다. 왜 하필이면 5인가를 따지기 전에, 구조는 필연적으로 일정한 숫자의 요소들로 하여 이루어진다는 사실 자체에 주목하기 바란다. 즉 요소의 수가 항상 5라는 필자의 주장에 여러분이 동의하지 않는다 할지라도, 일단 요소의 수가 0인 구조는 없다는 사실은 여러분은 우선 인정할 수 있을 것이다.
이것만 해도 대단한 수확이다. 즉 여러분들은 어떤 단일한 하나의 구조체가 일정한 숫자의 구성요소를 가지고 있다는 데는 적어도 동의한 것이다. 이를테면 여기에 소설이 한 편 있는데 글자는 단 한 글자도 씌어져 있지 않다든가 하는 일은 절대로 없는 것이다.
이건 명확하다. 적어도 글자가 두엇은 씌어있어야 소설이 되건, 시가 되건, 일단 작품이 될 수 있는 것이다. 아무것도 그려지지 않음 미술, 아무런 소리도 내지 않는 음악, 한 글자도 없는 소설은 있을 수 없다.
물론 빈 캔버스를 두고 그것도 미술이라고 우길수도 있다. 하얀 캔버스만 두고 '폭설이 내린 시카고의 겨울풍경'이라고 제목을 붙인다면 할말없다. 그러나 적어도 거기에 빈 캔버스는 있다. 뭔가 구성요소가 있기는 있는 것이다.
숫자 0이라면 '아무것도 없다'고 말할 것이다. 그러나 최소한 0에는 몇가지 기초적인 성질이 있다. 일단 '0은 0 아닌 것이 아니라'는 근본적인 성질을 가지고 있다. 0은 0 아닌 것의 침투에 대하여 배타적이다. 즉 0은 아무것도 없는 것이 아니라 0이라는 놈이 빈자리를 지키고 다른 것이 들어오지 못하게 적극적으로 차단하고 있는 것이다.
여기까지에서 일단 모든 구조체에는 일정한 숫자의 내부적인 구성요소가 존재한다는 사실 자체만은 인정하기로 하자. 그 다음에야 그 구성요소의 숫자가 몇 개인가를 논할 수 있다.
중요한 것은 '게임의 규칙'이다. 구조론에서 첫 번째의 규칙은 중복의 배제다. 피라밋이 100만개의 돌로 만들어져 있다면 100만개의 구성요소가 있는 것이 아니라 실은 하나의 돌이 있는 것이다. 피라밋을 이루고 있는 돌의 숫자가 몇 개인가는 중요하지 않다.
왜냐하면 그 피라밋에서 돌 한 개를 덜어내더라도 여전히 피라밋은 피라밋이기 때문이다. 즉 구성요소를 논함에 있어 중복을 배제한다는 규칙은 어떤 대상을 두고 거기에 어떤 임의의 상황을 부여하였을 때 그 '본질이 해체되는가'의 여부를 논하는 것이다.
자전거에서 바퀴살 하나를 빼낸다해도 여전히 자전거는 자전거다. 그러나 바퀴를 통째로 빼버리면 고물이지 더 이상 자전거가 아니다. 즉 구성요소를 논함은 절대로 제거되어서 안되는 '필수 구성소'의 숫자를 논하는 것이다.
구조는 '질, 입자, 힘, 운동, 량'의 5 요소를 가지고 있다. 일단 여기서는 맨 위의 단계, 곧 질을 논하기로 한다. 질은 무엇인가? 질(質)은 바탕이다. 바탕은 무엇인가?
결론부터 말하면 질은 '결합되지 않는 것'이다. 왜?
구조하면 제일 먼저 떠오르는 것은 건축이다. 건축은 구조에서 시작해서 구조로 끝난다. 그렇다면 건축의 질(質)은 무엇인가? 건축의 바탕은 무엇인가? 여기서 '바탕'이란 개념을 생각해 보자.
바탕은 무엇인가? 간단히 말하면 뭔가가 잘못되었을 때 어느 선 까지 되돌아가야지만 오류를 수정할 수 있는가이다. 도자기를 빚는다. 도자기의 모양이 나쁜가? 도자기의 그림이 나쁜가? 도자기를 굽는 온도가 잘못되었는가? 등등 다양한 잘못이 있을 수 있다. 여기서 바탕은?
바탕은 중력에 대항한 형태의 공간구성에서 맨 아래부분이다. 시간적 순서로 치면 맨 처음이다. 도자기의 맨 처음은 흙이다. 도자기의 바탕이 잘못되었다면 그것은 흙이 잘못되었다는 뜻이다. 흙을 바꿔야 한다.
질을 바탕이라고 하는 것은 인류가 이룩한 지구상의 구조물들이 공간구성에서 주로 중력에 대항한 형태로 이루어지는 까닭이다. 즉 중력에 대항한 형태의 구조체에서는 가장 하단부 곧 지구중심에 가까운 부위가 바탕인 것이다.
모든 구조체가 중력에 대항하는 형태의 구조물인 것은 아니므로 질(質) 곧 바탕의 정확한 정의는 구조를 제작하는 과정의 시간적 순서에서 첫 번째 필요한 요소 혹은 오류시정과정에서 피드백이 도달하는 첫 번째 위치다.
건물이라면? 건물의 바탕은 건축재료다.
집을 짓는데 2층이 잘못되었다면 2층을 허물어버리고 새로 지을 수 있다. 그런데 바탕이 잘못되었다면? 돌집을 지으라 했는데 실수로 나무집을 지어버렸다면?
바탕이란 개념은 오류가 발생했을 때 되돌아가는 부분이 어디까지인가에서 맨 처음으로 되돌아가는 것을 말한다. 그것이 질이다.
왜 질이 바탕인가? 질은 결합되지 않는 성질을 가졌기 때문이다. 모든 물질은 질이 같은 것과 결합하고 질이 다른 것과는 결합하지 않는다. 흙은 흙과 결합하고, 돌은 돌과 결합하고, 쇠는 쇠와 결하고, 나무는 나무와 잘 결합한다.
나무와 나무를 결합시켜 목조가옥을 짓는 것은 쉽다. 쇠와 쇠를 용접하여 철골조의 건물을 짓는 것도 쉽다. 그러나 흙과 쇠를 결합한다든가 나무와 쇠를 결합하기는 기술적으로 용이하지 않다. 바탕이 다르면 결코 결합하지 않기 때문이다.
결합하지 않으면? 분리다. 분리는 곧 구조의 붕괴다. 구조가 무너지면? 집이 무너진다.
구조의 의미는 부서지지 않고 버티는데 있다. 버티기 위해서는 결합해야 한다. 결합하려면 재료가 같아야 한다. 흙은 흙과 잘 결합하고, 풀은 풀과 잘 결합하고, 나무는 나무와 잘 결합하고, 돌은 돌과 잘 결합한다. 질이 다르면 결합하지 않는다. 고로 질에서 오류가 발생했을 때는 맨 처음으로 돌아가지 않으면 안된다.
질 - 외적으로 질이 다른 것과 결합하지 않는다.
입자 - 내적으로 질이 같은 것과 잘 결합한다.
힘 - 교환된다.
운동 - 내부적으로 분리된다.
양 - 외부적으로 분리되지 않는다.
즉 구조론은 구조에 대한 이론이며, 구조의 근본개념은 분리와 결합 및 교환에 있다. 구조를 숫자 5로 설명하는 것은, 편의적인 하나의 방법에 불과하다. 즉 구조는 5가 아니라 원래 1이며, 전개하면 3이고, 여기에 내부적인 대응과 외부적인 대응을 추가하여 5로 설명하는 것이다.
이를테면 컵이 하나 있다고 치자. 컵의 기능은 물을 담는 것이다. 그런데 컵의 기능에 오류가 발생했다. 그렇다면 컵이 물을 담지 못할 것이다. 이때 컵이 물을 담지 못하는 가능성의 총 숫자가 몇 개인가이다.
즉 컵이 제 기능을 다하지 못하고 뭔가 잘못될 가능성의 총 숫자가 몇인가를 알 수 있다면 컵을 제조하는 단계에서 시행착오의 여지를 줄일 수 있는 것이다.
직관적으로 도전해 보자. 컵이 잘못될 가능성의 숫자가 무한정이라고 생각하는가? 아마 그렇게 생각하는 사람은 없을 것이다. 컵은 지극히 단순한 구조이다. 이 단순한 구조의 컵에 무한대로 많은 종류의 고장이 날 리가 없다.
반대로 컵은 전혀 고장나지 않는다고 생각하는가? 여러분은 실수로 컵을 깨뜨리거나 엎질러본 경험이 있으므로 이에 동의하지 않을 것이다. 경험칙으로 말하면 여러분은 컵이 잘못될 가능성의 수가 적으면 3가지 정도, 많아봤자 5가지를 넘지 않는걸로 얼추 짐작할 것이다.
과연 그러하다. 컵에 오류가 발생할 가능성은 3가지 혹은 다섯가지다.
우선 질이 잘못될 가능성이다. 질은 결합하지 않는다는 것이다. 그런데 반대로 결합한다면? 녹말로 만든 컵이라면? 설탕으로 만든 컵이라면? 소금으로 만든 컵이라면 그 컵에 담겨진 물에 소금이 녹아들어가서 마실 수 없을 것이다.
둘째 입자가 잘못될 가능성이다. 입자는 결합한다는 것이다. 입자가 잘못되면? 부실한 종이컵을 들 수 있다. 틈으로 물이 새어나온다. 입자는 결합하는 성질인데 이건 분리가 된다. 컵과 결합해야 할 물이 컵과 분리되어버리면? 이 경우 더 이상 컵이 아니다. 물이 샌다면 컵이 아니라 파이프이다.
셋째 힘이 잘못될 가능성이다. 컵에 물을 담을 수 있는 것은 중력 때문이다. 우주왕복선 내부에서의 무중력상태라면? 당연히 컵을 사용할 수 없다. 모든 용기는 특정한 형태의 힘의 작용에 대응하고 있다는 점을 고려하여야 한다. 그 힘은 첫째 아래에서 위를 받치는 중력에 대항하기이고, 둘째는 좌우 측면에서의 힘의 작용에 대응하는 컵 특유의 가운데가 깊숙한 구성형태이다. 만약 컵이 이러한 형태가 아니라면 컵에 든 물은 쏟아지고 말 것이다.
넷째 운동이다. 즉 컵을 손에 들고 움직일 수 있는가이다. 남산위의 잠두봉에 오목하게 홈을 파놓고 그걸 컵이라고 부를 수 있는가? 그럴수는 없다. 손으로 움직일 수 없기 때문이다. 사용할 수 없는 컵은 컵이 아니다.
다섯째 양이다. 양은 분리되지 않는 성질이다. 즉 그 컵에는 최소한의 물을 담을 수 있어야 한다. 컵은 컵인데 물을 담을 수 없다면? 그것은 그림 속의 컵이지 컵이 아니다. 이 경우 대개 컵의 크기를 의미한다. 즉 컵은 반드시 일정한 정도의 크기를 가져야만 하는 것이다.
이 외에 다른 형태로 컵이 잘못 만들어질 가능성은? 없다. 다시 말해서 컵의 제조공정에서 오류가 발생할 가능성은 중복을 제거했을 때 위 다섯가지 경우 외에 없는 것이다. 고로 여러분이 컵의 제조를 책임지고 있다면 반드시 체크해야할 경우의 수를 위 5가지 유형으로 제한할 수 있다.
그렇다면 구조론을 배워서 우리가 얻는 이익은?
여러분이 지갑을 잃어버렸다면 호주머니부터 시작해서 이곳저곳을 샅샅이 뒤질 것이다. 이때 실제로는 전혀 가능성이 없는 곳도 뒤져보기 마련이다. 지갑이 있을 가능성이 전혀 없는 곳도 혹시나 해서 뒤져본다면 시간낭비가 아닐 수 없다.
어떤 일을 추진함에 있어서 이런 식으로 낭비되는 시간과 노력은 엄청나다. 구조론은 그러한 시간과 노력의 낭비를 줄일 수 있게 돕는다. 그 지갑이 있을 수 있는 가능성의 경우의 수는 5로 제한된다. 여러분은 단 다섯가지 유형의 장소만 체크하므로서 잃어버린 지갑을 회수할 수 있다.
물론 구조론을 이해하지 못한 여러분은 "지갑이 오로지 5군데의 장소 중 한 곳에만 있으라는 밥이 어디에 있는가? 10군데 혹은 20군데라도 지갑을 찾을 때 까지 뒤져보아야 하지 않겠는가?"하고 항의할 수 있다. 그러나 이 경우 유형화에 실패하고 있다. 안주머니와 뒷주머니를 뒤져보았다면 2곳을 찾아본 것이 아니라 그냥 주머니 한 곳을 뒤져본 것이다.
우주왕복선을 만든다면? 엄청나게 많은 경우의 오류가능성이 있다. 100만가지쯤? 이 모든 가능성을 일일이 체크한다는 것은 힘든 일이다. 그렇다면 부품의 숫자가 너무 많기 때문에 우주왕복선의 고장은 피할 수 없는가?
천만에! 고장이 일어나는 패턴은 몇가지 경우로 유형화할 수 있다. 고장유형에 대한 대응모델을 모듈화한다면 고장을 획기적으로 줄일 수 있다.
실제로는 어떤가? 많은 경우 이미 체크한 곳을 중복체크하기 십상이다. 우리는 대부분의 시간을 이미 확인한 곳을 중복하여 확인하는데 낭비하곤 한다. 그러면서 결정적으로 체크해야할 곳을 체크하지 않아 우주왕복선발사는 실패로 돌아가고 엄천난 돈과 노력과 시간은 낭비된다.
우주왕복선이 고장난다면 그것은 부품의 숫자가 너무 많기 때문이 아니라 고장유형을 모듈화하고, 각 유형에 대한 대응시나리오를 준비하지 않았기 때문이다. 실제로 우주왕복선의 고장이 일어난다면 그것은 전혀 뜻밖의 장소이고, 이는 고장에 대비하지 못했기 때문이 아니라 고장을 예상하지 못했기 때문이다.
즉 우주왕복선의 부품의 숫자가 많아서 문제가 아니라 설마 그 부분에서 고장이 날 것을 예측하지 못했기 때문에 문제인 것이다.
구조론을 익힌다면 어떤 경우에 있어서도 오류가능성은 5범주, 5유형, 5차원, 5분야로 제한됨을 알 수 있다. 곧 체크할 곳은 5군데 혹은 5가지 뿐이므로 시간낭비를 줄일 수 있는 것이다. 더욱이 예상을 못하여 한 곳을 빠뜨린다든가 하는 일이 절대로 없다. 범위를 단계적으로 압축해가는 방법을 쓰기 때문이다.
초보운전자라면 보지 않아도 되는 뒷부분을 살피다가, 정작 눈앞에 있는 행인을 못봐서 사고를 낸다. 능숙한 운전자라면 보지 않아도 되는 부분은 보지 않으므로 한눈을 감고 운전해도 사고를 내지 않는다. 운전을 잘한다는 것은 안봐도 되는 부분을 안볼줄을 안다는 것이다. 운전을 못한다는 것은 안봐도 되는 곳을 열심히 살핀다는 것이다. 이런 식이다.
구조론은 이러한 불필요한 낭비를 줄여주므로서 공정을 최소화한다. 오류가 발생했을 때 피드백의 위치를 정확하게 짚어준다. "앗! 이산이 아닌게벼" 이런 상황이 발생했을 때 어디까지 후퇴해야 하는지를 정확하게 알려준다.
위에 예시한 컵의 오류가능성이 그렇다. "설탕으로 만든 컵은 오류다." 이렇게 말하면 여러분은 아마 웃을 것이다. "농담하냐? 어떤 바보가 설탕으로 컵을 만들겠냐?" 그러나 재질을 잘못 선택하여 열에 약한, 잘못만들어진 컵은 시중에도 얼마든지 있다.
어떤 종류의 불량품 컵은 컵 안에 찍힌 무늬가 녹아내려 컵에 든 커피에 녹아든다. 이런 경우의 오류는 잘 간파하지 못한다. 제조업자는 컵을 단단하게만 만들면 된다고 생각하지 설마 무늬가 녹아내릴 것이라고는 생각하지 못하는 것이다.
특히 시중에 처음 선보이는 신제품을 구매할 때는 주의해야 한다. 어떤 고리부분, 손잡이로 연결되는 목 부분이 튼튼한 강철로 만들었는데도 불구하고, 똑 부러져서 못 쓰는 경우는 비일비재하다.
구조론을 학습하지 않았기 때문에 사람들이 설마 그 부분이 부러질까 하고 주의하지 않기 때문이다. 다른 여러곳의 복잡한 기능에 결합이 없는데, 하필 접합부분, 손잡이부분, 전혀 부러질 것 같지 않던 부분이 똑 부러져 전체를 못쓰게 된다면 원통한 일이다. 이런 오류들은 구조론에 대한 인식의 미비에 기초한 것이다.
모든 고장은 힘의 전달부분에서 일어난다. 이건 필수적으로 암기해야할 간단한 규칙이다. 그러나 많은 사람들이 이 간단한 원리를 모르고 전혀 고장날 가능성이 없는 곳을 조사해 보는데 시간을 낭비하곤 한다.
결론적으로 구조의 문제는 결합의 문제이다. 결합의 반대는 분리다. 고로 구조론은 결합과 분리의 문제이다. 구조는 또 외부의 작용에 대응하고 내부의 이탈을 방지한다. 고로 결합과 분리가 각각 내부와 외부에 대응하므로 4가 된다. 여기에 교환성질을 더하여 총 5가 된다.
즉 구조론은 어떤 사물의 결합하거나 분리하거나 교환하는 성질이 안과 밖으로 각각 대응하는 것에 다섯가지 경우에 관한 이론인 것이다.
컵의 구조는 간단하다. 고로 구조론을 응용할 필요도 없다. 구조하면 건축이다. 중요한 점은 건축에서의 오류가능성도 역시 컵과 동일하다는 점이다. 건물은 비와 바람과 외부에서의 침입자를 막기 위해 존재한다. 고로 비와 결합하는 물질, 바람과 결합하는 물질, 외부의 침입자와 결합하는 물질로는 건축할 수 없다. 진흙은 물과 결합하기 때문에 진흙으로는 집을 짓지 않는다.
종이는 바람과 결합하여 바람에 날아가기 때문에 역시 종이로도 집을 짓지 않는다. 물론 금으로도 집을 짓지 않는다. 침입자가 금을 뜯어가기 때문이다. 동일하다. 컵에서 일어날 수 있는 오류가능성은 100층짜리 건물에도 같은 형태로 일어난다.
구조의 기본개념은 최적화이다. 즉 중복을 제거하므로서 했던 짓을 두 번 반복하지 않아도 되게 하는 것이다. 여러분들은 실생활에서 무수히 "했던 일 또하기"를 반복했을 것이다. 만약 여러분들이 어떤 일을 하던 중 "이미 했던 일을 또 하게 된다"면 그것은 구조가 잘못되었다는 증거다.
최적화된 구조에서는 어떤 일이든 단번에 끝낼 수 있다. 동일한 작업을 두 번 반복할 필요는 없다. 적어도 이론적으로는 그러하다.
