엔트로피 이론의 정의와 사회현상에 대한 이 이론의 적용에 대하여(열역학2법칙의 정의)

자발적인 열에너지는 반드시 고온물체에서 저온물체(열에너지 분포를 균일화하는) 방향으로 이동한다. (만일 열이 낮은 온도에서 높은 온도로 전달된다면 찬물이 담긴 그릇에 더운 물이 담긴 용기를 넣었을 때 오히려 더운물의 온도가 더 올라가야 한다. 그러나 이런 현상은 절대 일어나지 않는다.)

즉 이것은 한쪽으로만 진행되는 자연현상의 일방성(비가역성)을 설명할 수 있다. 또한 잉크방울이 물에 퍼지는 것과 같이 자연현상은 무질서하게 되는 방향으로 진행된다는 것을 알 수 있다. 이러한 자발적변화의 방향성을 기술하기 위한 상태량 엔트로피(엔트로피는 무질서의 척도이다.)를 정의하고 있는 것이 열역학제2법칙이다. 그리고 어떠한 정의를 사용하든지 자연 현상은 엔트로피가 증가하는 방향으로 일어난다.

-화학반응에서 엔트로피 이론의 활용 

두 가지 면에서 고찰: 우선 반응적인 면에서 본다면 어떠한 화학반응이 일어나기 위해서는 반드시 계의 에너지가 증가해야만 한다. 계의 에너지 증가는 엔트로피 증가를 의미하기도 한다. 물질들 사이에 무질서가 증가되어 서로 충돌을 일으키면서 계의 에너지가 증가해 어떠한 한계점에 도달하게 되면 반응이 일어나게 된다. 즉 한 물질에서 다른 물질로 전환된다. 그러므로 반응 면에서 엔트로피 증가는 좋은 현상이다. 

다른 면은 물질의 안정성이다. 엔트로피가 증가하면 그 물질은 불안정해진다. 얼음에 열을 가하면 무질서가 증가한 상태인 물로 변한다. 이것으로부터 얼음 상태로 계속 존재하기 위해서는 엔트로피가 증가하지 말아야 한다는 것을 알 수 있다. 

-사회현상에 대한 엔트로피 이론의 활용 

이것 역시 화학반응과 같이 두 가지 면에서 고찰한다. 

-사회혁명 (엔트로피 증가) 

-사회 안정 (엔트로피 감소) 

사회가 분열되면 혁명이 일어나고 하나로 단결하면 사회가 안정된다. 분열은 엔트로피 증가를 의미하고 단결은 엔트로피 감소를 의미한다. 

1)사회혁명 

혁명은 사회제도(정치 경제 문화 등)의 구조가 불안정할 때 일어난다고 생각한다. 다시 말해서 불안정한 구조를 가지고 있는 물질이 외부로부터 영향을 받으면 내부구조를 이루고 있는 구성 성분들의 엔트로피가 증가하고 이로 인해 계의 전체에너지가 증가하여 어떤 한계점에 도달하게 되면 변화가 일어난다. 

즉 열역학2법칙대로 혁명이 일어나는 것은 자발적인 과정이다. 

그러면 왜 북한에서는 혁명이 일어나지 못하고 있는가? 

체계에 어떤 위기가 도래했을 때 어떤 체계는 이를 잘 극복해 내는 반면에 어떤 체계는 이 위기에 붕괴되고 만다. 체계의 위기극복능력은 국가마다 다르다. 한국을 비롯해서 서방의 여러 나라들에서 북한에서와 같은 상황이 도래한다면 수십 번도 더 혁명이 일어났을 것이다. 그러나 북한에서는 아직도 혁명이 일어날 낌새조차 보이지 않는다. 이 현상을 엔트로피 이론으로 해석한다면 한국이나 서방세계의 나라들은 국가체계 자체 내에 외부로부터 영향을 받을 때 혁명이 일어날만한 정도의 일정한 양의 엔트로피를 가지고 있다. 

그렇지만 북한은 고도로 조직화 되어있는 사회적 구조를 가지고 있으므로 지금과 같은 상황에서도 혁명을 일으킬만한 정도의 엔트로피 양을 가지고 있지 못하고 있기 때문에 일어나지 못하고 있다고 본다. 

그러면 북한에서는 절대로 혁명이 일어나지 않을 것인가. 그렇지도 않다. 자연계에 있는 물질들의 존재는 그것을 구성하는 성분들의 물리적 및 화학적 결합에 의해서 존재하게 된다. 그러나 그 성분들의 결합세기가 모두 같은 것은 아니다. 약한 결합부분을 찾고 그 부분에 강한 에너지를 가한다면 그 결합은 끊어지고 말 것이며 일단 한 부분의 결합이 끊어지면 그 물질을 구성하는 결합세기가 기하급수적으로 감소하게 된다. (북한에서 약한 결합부분은 어느 곳인가?) 

2) 사회 안정 

어떤 물질이 서로 반응을 하면 그 최종 생성물은 처음 상태(반응물)보다도 안정한 상태의 구조를 가진 화합물로 변하려는 경향성을 가진다. 마찬가지로 사회현상에서도 혁명이 일어나면 종전의 체계보다 더 안정한 상태의 체계로 가려는 성질을 갖는다. 

예를 들면 중국의 춘추전국시대에 전쟁을 통하여 혁명을 일으키고 결국은 하나로 합쳐져 안정을 찾았고 독일 역시 제후국들로 존재하다가 하나로 통합되면서 급속한 발전을 이룩했다고 한다. 즉 엔트로피는 종전보다 감소했다. 

여기서 열역학2법칙에 따르면 모든 자연현상의 자발적 과정은 엔트로피가 증가하는 방향으로 이루어져야 한다. 그런데 엔트로피가 감소하는 것이 사회가 안정되는 것이라면 사회가 안정되는 것이 자발적 과정이 아니지 않는가 하는 의문이 생길 것이다. 사회 안정을 단순히 엔트로피의 감소로 인한 결과로만 볼 수는 없다. 엔트로피는 감소되었지만 그것이 개개로 존재할 때 보다 더 큰 하나로 존재할 때 가지게 되는 내부에너지는 증가 되었다. 사회가 안정되기 위해서는 사회를 유지해 나갈 수 있는 강력한 에너지를 가져야 한다. 이 에너지는 외부의 영향을 포함한 전체적인 에너지가 아니라 그 사회가 가지고 있는 본연의 에너지 즉 사회제도(정치 경제 문화 인구 영토 천연자원)의 구조적 차원에서 나오는 내부에너지이다. 이 내부에너지가 강할 때 국가는 번영을 이루게 된다. 

두 개로 분열되어 존재하는 한반도 보다는 하나로 결합되어 유기적인 구조를 갖는 미래의 대한민국이 더 큰 내부에너지를 가질 것이며, 분열보다 결합이 오늘보다 더 강한 대국으로 부상할 수 있는 원동력이 될 것이라는 것은 믿어 의심치 않는다. 

장성주(서울대학교 생명공학부 4학년)