에너지와 연관되는 엔트로피.공학도라면 엔트로피에 대해서 한번쯤은 들어 봤을 겁니다. 저는 엔트로피라는 말을 듣기는 했지만 실제로 무엇이 엔트로피이고, 이러한 엔트로피가 무엇을 나타내는지 어떤 문제가 발생하는지에 대해서는 전혀 몰랐습니다. 그러다가 열역학 시간에 교수님이 엔트로피에 대한 책을 읽어보면 엔트로피가 무엇인지 엔트로피가 열역학과 어떻게 연관이 되고 또, 엔트로피가 우리 시대에 어떠한 영향을 끼치는지 알 수 있을 거란 이야기에 이 책을 보게 되었습니다.우선, ‘지금 우리 사회에서 가장 중요한 것은 무엇일까?’에 대해서 생각을 해보았습니다.그것에 대한 대답은 당연히 에너지가 될 것입니다. 왜 에너지가 우리 사회에서 가장 중요한 것일까요?? 그것은 모든 일에는 에너지가 필요하고 우리가 행하는 모든 사회적인 행위는 에너지를 창출하기위한 행위이기 때문입니다.간단한 예로 전기 자체가 에너지임과 동시에 곧 돈이 됩니다. 이러한 전기가 일체의 대가없이 공급이 되고 어느 곳에서든지 사용이 된다면 왜 돈이 필요할까요?? 자본주의는 당연히 이윤이라는 목표를 가집니다. 하지만 아무런 하는 것 없이 에너지가 공급이 된다면 이러한 이윤이 필요할까요?? 만약 100% 효율을 가지는 열기관이 있다고 가정한다면 이 세상에 엔트로피라는 말은 존재하지도 나타나지도 않았을 겁니다. 100%의 효율을 가진다는 말은 어떤 연료를 에너지로 변환시켰을 때 일체의 낭비도 없이 모두 에너지로 전환 시킬 수 있다는 말이 되고 이러한 에너지를 이용하여 다시 에너지로 만들 수 있다는 말이 됩니다. 즉 에너지를 무한정 사용 할 수 있다는 말인 것입니다.하지만 불행하게도 100%의 효율을 가지는 열기관은 존재하지도 가능하지도 않습니다. 열역학적 관점으로 보았을 때 어떠한 열기관이든 그 열기관에는 낭비되는 에너지가 존재합니다. 연소되어 공해 물질로 남기도 하고 열로써 대기 중에 그대로 방출되기도 합니다. 열로 낭비되는 열을 열화라고 하고 우리는 이러한 열화를 엔트로피라고 말을 합니다.자, 그럼 여기서 엔트로피의 정의에 대해 알아보도록 하겠습니다.엔트로피란 ‘우주내의 어떤 시스템에 존재하는 유용한 에너지가 무용한 에너지의 형태로 바뀌는 정도를 재는 척도.’라고 정의 되어집니다.엔트로피법칙은 고립계에서의 모든 에너지는 질서 있는 상태에서 무질서한 상태로 이동을 한다는 것입니다. 엔트로피가 최소인 상태는 집중도가 가장 높고 유용한 에너지가 가장 많은 질서 있는 상태입니다. 이러한 상태에서 엔트로피가 점점 증가하다가 엔트로피가 최대인 상태가 되면 이미 유용한 에너지는 모두 소진되고 확산되어 가장 무질서한 상태가 되는데 이 상태는 이미 모든 생명체가 말살되는 단계라고 봅니다.이러한 엔트로피를 줄 일수 있는 방법이 있었으면 좋겠지만 아쉽게도 엔트로피는 감소되지 않고, 오히려 극대점을 향해 더욱 늘어난다는 것입니다.그럼 지금부터 이 책이 엔트로피를 사회나 에너지 등에 적용시키며 어떠한 대응책을 가지고 있는지 또 어떠한 점이 아쉬웠는지에 대한 저의 생각을 알아보도록 하겠습니다.①에너지와 엔트로피 분수령의 사회적 관계에 대한 고찰.이 책의 초반부에 보면 기계의 가장 큰 특징은 우리 사회를 한 발짝 더 진보 시켰다는 말이 나옵니다. 농경사회에서 산업사회로 넘어가면서 더 많은 이윤이 창출되고 자연에 존재했던 최초의 가치보다 더 큰 가치를 더욱 쉽게 창출 할 수 있게 해준 것이 기계라는 말이 나오는데 저도 이 말에 공감을 하는 편이어서 그러려니 했는데 시작과 동시에 작가는 이 말에 대한 비평을 해서 좀 당황스러웠습니다.이러한 기계를 사용을 하기 위해서는 거기에 필요한 에너지가 있어야 되고 이러한 에너지를 만들기 위해서는 재생 불가능한 화석 연료를 사용하게 되고 이러한 화석 연료를 사용하게 되면 자연히 지구 내에는 엔트로피가 증가 하게 되고 산업화가 더욱 고속화 되어 질수록 엔트로피의 증가는 더욱 탄력을 받는다가 이 책의 주 내용이었습니다.인류는 과거보다 더욱 진보하였다는 말은 인류가 기술적인 발전을 할 때마다 에너지를 추출하고 소비하는 과정이 더욱 빨라졌지만, 사실 에너지는 창조되거나 파괴 되지 않고, 다만 유용한 에너지가 무용한 에너지로 바뀌는 것일 뿐입니다.(엔트로피가 증가한다는 말과 동일) 우리는 진보라고 생각하는 것이 지구상에서 보았을 때는 단지 엔트로피를 증가시켜 유용한 에너지를 무용한 에너지로 바꾸는 행위에 불과했던 것입니다.그럼 이러한 엔트로피의 증가가 우리 사회를 어떻게 변화 시켰고, 왜 이러한 결과가 나오게 되었는지는 조금만 생각하면 알 수 있습니다.최초의 인간들은 수렵생활을 하게 되었고 약 수 백 만년간 이러한 수렵생활을 유지를 하다가 농경사회로 접어들게 됩니다. 왜 수렵사회에서 농경사회로 변화하였을까요??많은 이유가 있겠지만 그 중 대표적인 것은 수렵사회를 유지해줄 수 있는 에너지원의 부족이 대표적이었을 것입니다. 수렵사회를 유지해주는 대표적인 에너지적인 문제로는 사냥감이 부족 혹은 인구수에(사냥을 하기엔 부족한 인구 및 사냥 시 죽는 사람의 수) 문제가 있지 않았을까 하는 생각을 해봅니다.이러한 내용을 에너지 관점으로 보았을 경우 유용한 에너지가 무용한 에너지로 바뀌며 엔트로피의 분수령에 도달하게 됩니다. 더 이상 이 사회를 유지할 수 있는 에너지가 존재하지 않기 때문에 수렵사회를 더 이상 유지하지 못하고 생존을 위해 농경사회로 접어들게 된다는 것입니다.농경사회는 수렵사회에 비해서 더 짧은 수천 년간 지속이 됩니다. 농경사회에 접어들게 되면서 재배하는 양식은 더욱 많아지고 생활은 윤택해지며 더 나은 삶을 살수 있었지만, 농경사회를 유지하기 위해서는 더욱 많은 일손이 필요하게 되었고, 그 결과 인구증가율이 생산량을 초과하고 더욱 증가된 인구에 의해 농경사회의 주 에너지원인 나무가 고갈 위기에 처하면서 또다시 엔트로피의 분수령 앞에 놓이게 됩니다. 고갈되어가는 나무에서 더 이상 에너지를 얻을 수 없는 상황에서 인간들은 다시 석탄이라는 화석연료를 이용하여 산업사회를 이룩하게 됩니다. 현재의 사회가 이러한 산업사회입니다. 이러한 산업사회는 앞으로 얼마나 더 유지가 될까요?? 산업사회로 넘어 온지 불과 수백 년 밖에 되지 않았지만 벌써 재생 불가능한 화석연료는 고갈 위기에 처해있습니다. 즉 우리는 이미 엔트로피의 분수령 앞에 놓여져 있는 상황인 것입니다.지금까지 사회가 바뀌면서 변화한 것이라고는 에너지의 채집과 추출하는 방법이 더 어려워지고, 추출하는데 필요한 에너지가 더 필요하다는 것입니다.이 말은 유용한 에너지가 점점 더 무용한 에너지로 바뀐다는 것이고 우리가 지금까지 기술개발이라며 더 나은 방법이라고 생각했던 것들은 사실 더 나은 것이 아닌 다른 방법의 한가지이며 살아남기 위한 발버둥이라는 것입니다. 우리는 ‘당연히 대체 에너지를 만들면 되는 것 아닌가.’라고 생각할 것입니다. 하지만 대체 에너지 또한 에너지를 얻는 또 다른 방법 일뿐 결국 엔트로피의 분수령 앞에 놓이기는 마찬가지 일 것입니다.결국 엔트로피의 증가는 필연적이지만 엔트로피의 증가량을 감소시키는 근본적인 대안이 없으면 우리는 후대에게 남겨줄 꺼 라곤 아무것도 없는 한 시대의 범죄자가 될 것입니다.②에너지의 낭비와 재생에 대해.실질적으로 생산성이 높으면 당장 보이는 곳의 엔트로피는 감소하는 것처럼 보일지도 모르지만 지구 전체를 보았을 경우에는 오히려 엔트로피는 증가합니다.생산성이 높은 경우에도 엔트로피가 증가를 하는데, 우리는 아껴 써도 모자라는 에너지를 오히려 낭비하고 있다는 것입니다.우리가 빵에서 얻을 수 있는 에너지를 약 100칼로리라고 가정할 경우 빵의 원료인 밀을 운반 및 제조하고 포장하고 소비자가 실제로 이 빵을 구입할 때까지는 오히려 더 많은 에너지가 소모되고 낭비가 됩니다.자본주의 사회에서는 당연한 것이 아니냐고 물어보겠지만 지구의 입장에서 혹은 우리의 후손들의 입장에서 본다면 우리는 그들이 써야할 에너지를 먼저 가로채서 사용하고 거기에 그치지 않고 엔트로피 또한 증가시키는 죄인일 뿐인 것입니다.그럼 이러한 에너지를 재생해서 사용하면 되지 않느냐 하는 사람 또한 있을 것입니다.
