장봉수 UNIST 교수팀, '가위바위보' 게임으로 공존 원리 풀어
"내부경쟁 다양해야 사회도 다양"···'사이언티픽 리포트'에 게재 

장봉수 교수(왼쪽)와 박준표 박사가 가위바위보 게임을 하고 있다.<사진=UNIST 제공>
장봉수 교수(왼쪽)와 박준표 박사가 가위바위보 게임을 하고 있다.<사진=UNIST 제공>
생태계나 사회에 다양한 존재가 공존하기 위해서는 '내부경쟁'이 중요한 역할을 한다는 흥미로운 이론이 나왔다.   

UNIST(총장 정무영)는 장봉수 자연과학부 교수팀이 '경쟁'의 가치를 새롭게 조명한 연구결과를 발표했다고 28일 밝혔다.

연구팀은 생태계에서 일어날 수 있는 현상을 수학적 모형으로 만들고 시간이 지남에 따라 변하는 양상을 컴퓨터 시뮬레이션으로 예측했다. 

앞서 연구팀은 '가위-바위-보' 게임을 이용해 생태계의 공전을 설명했다. 이 게임에서는 둘만 있으면 승패가 명확히 가려지지만, 셋이 함께 있으면 서로 물고 물리는 관계(순환적 경쟁구조)에 놓여 모두 살아남는다. 

연구팀은 여기에 '내부경쟁'이라는 요소를 추가했다. 수학적으로 풀어보면 가위와 바위, 바위와 보, 보와 가위만 있어도 공존하는 경우가 종종 나타났기 때문이다. 

연구에 참여한 박준표 박사는 "세 요소에 각각 내부경쟁이 발생한다고 가정하고 경쟁 정도에도 차이가 생긴다는 점을 고려해 수학적 모형을 만들었다"며 "내부경쟁의 크기가 달라지면 서로 대응했던 경쟁구도가 무너져 더 다양한 공존 형태가 나타난다"고 밝혔다. 

예컨대 가위 집단의 내부경쟁이 가장 심해서 소멸한다는 상황까지 갔다고 가정할 수 있다. 이 경우 보 집단은 항상 바위 집단을 이겨 최종적으로 보 집단만 살아남아야 한다. 하지만 보 집단의 내부경쟁이 치열하고 바위 집단의 내부경쟁이 약하다면 두 집단은 모두 살아남을 가능성도 생긴다. 

이처럼 내부경쟁의 크기에 따라 전체 생태계를 구성하는 요소의 다양성을 커지게 된다고 연구팀은 설명했다. 

연구팀은 같은 방식의 수학적 모델을 조금 더 복잡한 순환경쟁 모형인 '가위-바위-보-도마뱀-스팍게임'에도 적용했다. 집단 5개에서도 내부경쟁이 없으면 1개나 3개, 5개의 집단만 살아남는다. 하지만 다양한 크기의 내부경쟁이 발생하면 1, 2, 3, 4, 5개 집단이 모두 공존할 수 있다. 

장봉수 교수는 "이번 연구는 생태계의 종 다양성을 설명하는 데 새로운 요소를 집어냈다는 점에서 의미 있는 결과"라며 "앞으로 기업 생태계나 특정 지역의 상권 등을 이루는 요소들의 공존을 설명할 수 있는 원리로도 활용 가능할 것"이라고 전망했다.

그는 이어 "삼성이나 애플처럼 경쟁관계에 있는 기업들은 내부경쟁을 하면서 끊임없이 성장하고 있다"며 "적당한 내부경쟁과 외부경쟁 구조가 균형관계가 유지되는 덕분에 다양한 기업이 공존하게 되고, 결과적으로 소비자들의 선택권도 넓어지는 것"이라고 말했다. 

이번 연구결과는 국제학술지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 지난 7일 온라인판에 실렸다. 

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