고급과정 II: 복잡계이론의이해와활용 일시 : 2009년 8월 3일 - 8월 14일 (14:00-18:00) 장소 : 한국사회과학자료원세미나실 1. 강의개요 워크숍목표및개요 최근국내외적으로다양한학문분야에서복잡한세상을설명하는새로운패러다임으로서복잡계 (Complex System) 에대한연구가활발히진행되고있습니다만아직까지국내에선이렇다할학제간교육은이루어지지않고있습니다. 총 10 강으로구성된이번교육프로그램에서는복잡계네트워크 (COREN) 에소속된 7 분의강사님들이복잡계에대한일반적인개념, 방법론, 툴등에대해강의합니다. 또한행위자기반모형, 사회동역학, 자기조직화, 진화, 창발등과같이여러학문영역에걸쳐통용될수있는복잡계핵심개념들의이해를통하여다양한학문에걸쳐복잡계연구접근의발판을마련할수있도록합니다. - 복잡계에대한일반적인개념, 방법론, 툴등을이해 - 각학문영역에관계없이통용될수있는복잡계핵심개념에대한이론및모형화방법을이해 참조 ) 이번강의는다양한학문분야에서의실제적용예를통해복잡계연구에대한기초개념과방법론을이해하도록하고, 팀별로 paper를작성해봄으로써복잡계연구를시작할수있는계기를제공하는데그목적이있습니다. 또한다음교육워크숍 (2001년 2월예정 ) 에서는복잡계방법론집중강좌를개설할예정입니다. 참가대상 대학원생및일반연구자 선수과목없습니다. 워크숍운영방식 강의와실습을병행합니다. 실습은주로 2주차에이루어집니다. 과제있습니다. 수업시간에강의된내용을바탕으로한 paper 작성 - 4명이팀을이루고 7명의강사가나누어팀전담하여 paper 작성을돕습니다. - 우수연구의경우 2009년 11월 28일에열릴예정인복잡계컨퍼런스발표기회부여를부여하고우수팀에게는시상이있습니다. - 과제의주제는자유이나, 확산의메커니즘 관련주제 (ex. 전염병의확산, 금융위기의확산, 혁신의확산, 문화 / 유행의확산등 ) 를추천합니다. - 기타팀구성및연구계획서작성방법과제출일자등은수업시간과수업홈페이지를통해서공지합니다. 교재및 3. 세부강의계획안참조바랍니다. 실습자료 추후제공예정입니다. 사용될프로그램 Pajek, Netlogo 등 ( 웹에서무료다운로드가능 ) 담당교수정보 4. 강사프로필참조바랍니다. 기타사항 일부강의는실습을위해개인노트북지참해야합니다. 프로그램다운로드방법은세부강의계획안을참조바랍니다.
2. 강의일정표 일시강의내용강사 8/3 ( 월 ) 복잡계이론의개요및활용윤영수 8/4 ( 화 ) 복잡한인간사회와권력의미학민병원 8/5 ( 수 ) 네트워크경제현상과진단이덕희 8/6 ( 목 ) 창발적속성 : 사회학의오랜약속염유식 8/7 ( 금 ) 복잡계이론을경영학 ( 그리고조직연구 ) 에서응용한사례장승권 8/10 ( 월 ) 네트워크과학의소개 8/11 ( 화 ) 네트워크과학의방법론 : pajek 정하웅 8/12 ( 수 ) 복잡계의모델링과시뮬레이션 8/13 ( 목 ) 행위자기반모델링실습 I : Netlogo 채승병 8/14 ( 금 ) 행위자기반모델링실습 II : Netlogo
3. 세부강의계획안 일시강의주제강사 8/3 ( 월 ) 복잡계이론의개요및활용윤영수 ( 삼성경제연구소복잡계센터수석연구원 ) 복잡계이론을혼돈 (chaos), 프랙탈 (fractal), 자기조직화 (self-organizing) 등의내용을중심으로개략적으로설명한다. 또한이러한이론을바탕으로연구자로써어떠한연구를할수있는가에대한해답을제시한다. 주로복잡한시스템의이해, 예측, 통제, 적응등에관해서학습한다. Must readings 복잡계개론 ( 윤영수, 채승병 (2005)): 1~3장 복잡계워크숍 ( 김창욱, 민병원편저 (2006)): 주제 11 - 복잡계이론에서예측-통제-적응의문제 ( 김창욱, 윤영수 ) 복잡계이론을처음접하는사람들을위한번역교양서 10권 1. 카오스에서인공생명으로 ( 미첼월드롭 ) 2. 부의기원 ( 에릭바인하커 ) 3. 스마트월드 ( 리터드오글 ) 4. 카오스 ( 제임스클라크 ) 5. 혼돈속의질서 ( 일리야프리고진 ) 6. 생명의그물 ( 프리초프카프라 ) 7. 혼돈의가장자리 ( 스튜어트카우프만 ) 8. 숨겨진질서 ( 존홀랜드 ) 9. 이머전스 ( 스티브존슨 ) 10. 동시성의과학, 싱크 ( 스티븐스트로가츠 ) 8/4 ( 화 ) 복잡한인간사회와권력의미학민병원 ( 서울산업대학교 IT정책대학원교수 ) 사회는하나의복잡한시스템이다. 수많은개인들이모여서로부딪히면서끊임없이질서를만들어내고또무너뜨린다. 선거와통치, 혁명, 동맹, 전쟁등권력을둘러싼불안정한다이내믹스는어떻게만들어지고어떻게해결되는것일까? 이강좌에서는끊임없이요동치는정치권력과통제메커니즘, 그리고전쟁과갈등의양상이어떻게모델로구축될수있는지를살펴보고, 시스템불안정성을극복하기위한통제와권력의양태가만들어지는모습을그려내는작업들을소개하고자한다. Axelrod, Robert, Will Mitchell, Robert E. Thomas, D. Scott Bennett and Erhard Bruderer. 1995. Coalition Formation in Standard-Setting Alliances. Management Science 41(9), 1493-1508. Brunk, Gregory G. 2002. Why Do Societies Collapse? A Theory Based on Self-Organized Criticality. Journal of Theoretical Politics 14(2), 195-230. Cederman, Lars-Erik. 2003. Modeling the Size of Wars: From Billiard Balls to Sandpiles. American Political Science Review 97(1), 135-150. March, James G. 1991. Exploration and Exploitation in Organizational Learning. Organization Science 2(1), 71-87. Taylor, Peter J, David R. F. Walker, Gilda Catalano and Michael Hoyler. 2002. Diversity and Power in the World City Network. Cities 19(4), 231-241. Wagenaar, Hendrik. 2007. Governance, Complexity, and Democratic Participation:
How Citizens and Public Officials Harness the Complexities of Neighborhood Decline. American Review of Public Administration 37(1), 17-50. 8/5 ( 수 ) 네트워크경제현상과진단이덕희 (KAIST IT경영학부교수 ) 본강의는복잡계네트워크원리의경제분야에의응용에대해서공부한다. 네트워크외부성, 수확체증원리, 경로의존적과정등의원리가경제현상에어떻게응용되는지를살펴봄으로써미시적차원에서경제주체들의상호작용결과형성되는거시적경제질서를규명한다. 기술선택, 기술확산, 표준화, 공간경제의패턴, 네트워크거래, 경제위기와불안정성, 양극화등의경제현상및정책적이슈들을다룬다. 나아가로컬균형과글로벌균형의관계에대한논의를통해부분과전체간소통이이루어지는바람직한네트워크경제의모습을진단한다. 강의교재 이덕희 (2008), 네트워크이코노미 : 부분과전체의복잡성에대하여, 동아시아 Oz Shy(2001), The Economics of Network Industries, Cambridge University Press Arthur, W. B.(1990), "Positive Feedbacks in the Economy", Scientific American, February. Bak, P. and K. Chen and J. Scheinkman and M. Woodford(1993), "Aggregate Fluctuations from Independent Sectoral Shocks: Self-Organizing Criticality in a Model of Production and Inventory Dynamics", Richerche Economiche, March, 47(1) Farjoun, E and M. Machover(1983), Laws of Chaos; A Probabilistic Approach to Political Economy, London: Verso. Granovetter, M. S. (1973), 'The Strength of Weak Ties,' The American Journal of Sociology, Vol. 78, No. 6, pp. 1360-1380 Katz, M. L. and C. Shapiro(1985), "Network Externalities, Competition, and Compatibility" American Economic Review 75, 424-440. Krugman, P.(1996), The Self-Organizing Economy, Blackwell Publishers Mantegna, R. N. and H.E. Stanley(1999), An Introduction to Econophysics: Correlations and Complexity in Finance, Cambridge University Press, Cambridge,UK Scheinkman, J. A. and Woodford, M.(1994), "Self-Organized Criticality and Economic Fluctuations," American Economic Review 84, 417-421. Sornette, D.(2003), Why Stock Markets Crash: critical events in complex financialprinceton: PrincetonUniversity Press. Sporns, O., Tononi, G.(2002), Classes of network connectivity and dynamics, Complexity 7. Tononi, G., Edelman, G. M., Sporns, O.(1998), Complexity and coherency: Integratingin the brain, Trends Cognit. Sci. 2, 474-484. 8/6 ( 목 ) 창발적속성 : 사회학의오랜약속염유식 ( 연세대사회학과교수 ) 창발적속성을밝혀내고그기제를밝혀내는것은사회학이처음독립학문을주장하며그역사를시작할때내건슬로건이었다. 이강의에서는그때의원래주장을살펴보고현재왜그러한연구가부진한지를생각해보며실제그러한약속을지켜내려한몇개의실제연구들을살펴본다. 특히실제연구들의예에서는네트워크분석에초점을맞춘다.
8/7 ( 금 ) Burt, Ronald. 1987. "Social Contagion and Innovation: Cohesion versus Structural Equivalence," American Journal of Sociology 92: 1287-335. Burt, Ronald. 1990. "Detecting role equivalence," Social Networks 12: 83-97. Burt, Ronald S. 1992. Structural Holes: The Social Structure of Competition. Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press. 8-49 (Chapter 1) Coleman, James S. 1986. "Social Theory, Social Research, and a Theory of Action," American Journal of Sociology 91: 1309-35. Coleman, James. 1994. "Rational Choice Perspective on Economic Sociology." in The Handbook of Economic Sociology. (edited by Smelser and Swedberg) Princeton, NJ: Princeton University Press. 166-180. Durkheim, Emile. 1966[1938]. The Rules of Sociological Method. New York, NY: The Free Press. Author's Preface to the second edition. Laumann, Edward. O. and Yoosik Youm. 1999. Race/ethnic group differences in the prevalence of sexually transmitted diseases in the United States: A Network Explanation. Sexually Transmitted Diseases. 26(5): 250-61. Simmel, Georg. 1955. "The Web of Group-Affiliations." in Conflict and The Web of Group-Affiliations. New York, the Free Press. 125-195. Travers, J. and S. Milgram. "An experimental study of the small world Problem" Sociometry 32:425-443. 염유식. 2007. 16대국회보건복지위원회의법안가결에관한연결망분석. 법과사회.159-184. 복잡계이론을경영학 ( 그리고장승권 ( 성공회대유통정보학과교수 ) 조직연구 ) 에서응용한사례 본강의는다음세가지내용을전달하고토론하는것이목표이다. 첫째, 복잡계연구의성과를경영학과조직연구에서는어떻게받아들이고있는지요약한다. 둘째, 이와관련된이론과활용에서의쟁점에대해토론한다. 셋째, 향후과제를전망한다. Anderson, Philip (1999), Complexity Theory and Organization Science, Organization Science, Vol. 10, No. 3, pp. 216~232. Brown, Shona and Eisenhardt, Kathleen (1998), Competing on the Edge: Strategy as Structured Chaos, Boston, MA: Harvard Business School Press. Chia, Robert (1998), From Complexity Science to Complex Thinking: Organization as Simple Location, Organization, Vol. 5, No. 3, pp. 341~369. Levy, David L. (2000), Applications and Limitations of complexity Theory in Organization Theory and Strategy, in Jack Rabin, Gerald J. Miller and W. Bartley Hildreth, eds., Handbook of Strategic Management, 2nd ed., New York: Marcel Dekker. McKelvey, Bill (2003), From Fields to Science: Can organization studies make the transition?, in Robert Westwood and Stewart Clegg, eds., Debating Organization: Point-Counterpoint in organization studies, Oxford: Blackwell Publishing. Morgan, Gareth (1997), Images of Organization, 2nd. ed., London: Sage. Stacey, Ralph D., Griffin, Douglas and Shaw, Patricia (2000), Complexity and
Management: Fad or Radical Challenge to system Thinking?, London: Routledge. 8/10 ( 월 ) 네트워크과학의소개정하웅 (KAIST 물리학과교수 ) 우리주변을둘러보면거의모든것들은다양하고수많은구성요소로연결된복잡계임을쉽게알수있다. 예를들어많은사람들이서로의이해관계에의해얽혀있는사회, 우리몸속에서여러종류의물질들이여러가지의생화학반응을통해에너지를만들어우리를살아있게만드는생명현상, 또수많은컴퓨터들이여러가지의통신수단을통해연결되어있는인터넷등이우리가쉽게접할수있는다양한복잡계들이다. 이렇듯다양한복잡계에대한연구는새로운밀레니엄을맞아여러가지방법을통해활발히연구되고있다. 최근들어주목받는새로운방법론은네트워크과학이다. 네트워크과학이란복잡계의구성요소들과그들간의상호작용을점과선으로단순화시켜서, 네트워크 ( 또는그래프 ) 로바꾸어연구하는것이다. 앞서소개한복잡계의예들은네트워크과학의관점으로간단하게살펴볼수있다. 사회는각사람들을점으로또사람들간의인맥을선으로나타낸사회네트워크이다. 생명현상은다양한생화학물질들의반응관계로이루어진생명네트워크로이해할수있으며, 정보통신네트워크인인터넷도컴퓨터들이서로연결된네트워크이다. 이렇게우리주변에서볼수있는복잡계를점과선으로이루어진네트워크로구성한것을복잡계네트워크이라고한다. 이번강의에서는이러한복잡계네트워크과학을소개하고복잡계네트워크과학의응용분야에대해개괄적으로살펴보고자한다. 강의교재 ( 네트워크과학의소개 ) http://www.kps.or.kr/storage/webzine_uploadfiles/373_article.pdf 서평참조 ) 동아시아출판사의 링크 (by A.-L. Barabasi, 원제 : Linked: The New Science of Networks, 2002 May) 세종연구원의 넥서스 (by M. Buchanan, 원제 : Nexus: Small Worlds and the Groundbreaking Science of Networks, 2002 May), 세종연구원의 스몰월드 (by D. J. Watts, 원제 : Six Degrees: The Science of a Connected Age, 2003 Feb.) REVIEW R. Albert and A.-L. Barabasi, "Statistical mechanics of complex networks" (available at http://arxiv.org/ps_cache/cond-mat/pdf/0106/0106096v1.pdf ) S. N. Dorogovtsev and J.F.F. Mendes, "Evolution of Networks" (available at http://arxiv.org/ps_cache/cond-mat/pdf/0106/0106144v2.pdf ) M. E. J. Newman, "The structure and function of complex networks" (available at http://arxiv.org/ps_cache/cond-mat/pdf/0303/0303516v1.pdf ) 8/11 ( 화 ) 네트워크과학의방법론정하웅 (KAIST 물리학과교수 ) 이전주에배운복잡계네트워크과학의최근연구동향을살펴보고간단한실습을통해복잡계네트워크의방법론을실제로연습하고익혀보고자한다. 실습준비물 1. Pajek program 설치 from http://vlado.fmf.uni-lj.si/pub/networks/pajek/ 2. gmul program ( 실습현장에서배포 ) 3. MFinder 설치
(http://www.weizmann.ac.il/mcb/urialon/groupnetworkmotifsw.html) 4. CFinder 설치 (http://www.cfinder.org/) 8/12 ( 수 ) 복잡계의모델링과시뮬레이션채승병 ( 삼성경제연구소복잡계센터수석연구원 ) 복잡계에는다수의요소와상호작용이개입하므로, 전통적인해석적방법을이용한연구에는한계가있다. 이때문에복잡계에서일어나는창발현상의규명을위해서는계산모형 (computational model) 을구축하고컴퓨터시뮬레이션을이용하는접근이폭넓게쓰이고있다. 본강의에서는복잡계연구에사용되는여러모델링기법을소개하고, 학계및산업계현장에서이를활용하여이뤄낸대표사례들에대해살펴보기로한다. Miller, John H., and Scott E. Page. Complex Adaptive Systems: An Introduction to Computational Models of Social Life. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2007. Gilbert, Nigel, and Klaus G Troitzsch. Simulation for the Social Scientist. Maidenhead, UK: Open University Press, 2005. Axelrod, Robert. The Complexity of Cooperation: Agent-Based Models of Competition and Collaboration. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1997. 8/13-8/14 행위자기반모형실습 Ⅰ 채승병 ( 삼성경제연구소복잡계센터수석연구원 ) 행위자기반모형실습 Ⅱ 복잡계모델링의대표적방법론중의하나가행위자기반모형 (agent-based model, ABM) 기법이다. ABM을활용한복잡계연구에서는, 복잡계를구성하는능동적인개별주체 (agent) 에초점을맞추어그속성과상호작용규칙을설정하고, 이로인해만들어지는인공사회를시뮬레이션하게된다. 본강의는향후수강생들의연구에 ABM을폭넓게활용할수있도록초 중급 ABM의대표적인 toolkit인 NetLogo의사용법을숙지하는것을목표로한다. 기본적인사용법이외에도대표적인복잡계모형을선정하여 NetLogo 로함께구현해볼것이다. 수강생유의사항 NetLogo 홈페이지 (http://ccl.northwestern.edu/netlogo/) 를방문하여소프트웨어를다운받고, 가능하다면관련문서 (http://ccl.northwestern.edu/netlogo/docs/) 내용을사전에살펴보기바람. 자세한사항은추후공지될강의홈페이지에올려놓을예정임. 실습시간에는개인노트북을지참하길바람. Epstein, Joshua M. Generative Social Science: Studies in Agent-Based Computational Modeling. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2007. North, Michael J., and Charles M. Macal. Managing Business Complexity: Discovering Strategic Solutions with Agent-Based Modeling and Simulation. New York, NY: Oxford University Press, 2007. Gilbert, Nigel. Agent-Based Models. Thousand Oaks, CA: Sage Publications, 2007.
4. 강사프로필 강사항목프로필 윤영수민병원이덕희염유식 학력 / 경력주요논문 / 저서학력 / 경력주요논문 / 저서학력 / 경력주요논문 / 저서학력 / 경력주요논문 / 저서 포항공대산업공학과학사및석사 삼성경제연구소복잡계센터수석연구원 ( 현재 ) 윤영수, 채승병 (2005). 복잡계개론. 서울 : 삼성경제연구소. 민병원, 김창욱엮음 (2006), 복잡계워크숍. 서울 : 삼성경제연구소. ( 연구집필진참여 ) 김선빈외 (2007). 대한민국정책지식생태계. 서울 : 삼성경제연구소. ( 연구집필진참여 ) 서울대학교외교학과정치학사및대학원정치학석사 미국 The Ohio State University 정치학박사 현재서울산업대학교 IT정책전문대학원교수 2008 국가간지역적클러스터의불균형패턴연구 : 네트워크국제관계의컴퓨터시뮬레이션. 한국정치학회보. 2006 불확실성속의질서 : 복잡계이론과국제정치학. 한국정치학회보. 2006 복잡계워크샵. 서울 : 삼성경제연구소. 민병원 김창욱엮음. 2005 복잡계로풀어내는국제정치. 서울 : 삼성경제연구소. 2003 네트워크사회의속성 : 패러독스를통해본이론적구조와정책적제안. 국가전략. 2003 Understanding International Hegemony: A Complex Systems Approach. Journal of International and Area Studies. State University of New York at Buffalo. Ph.D.(1996) Industrial Organization and Spatial Economics 전공 산업연구원 (KIET) 연구위원 한국과학기술원 (KAIST) IT경영연구소장 ( 현재 ) 한국과학기술원 (KAIST) IT경영학과교수 ( 현재 ) 네트워크이코노미 : 부분과전체의복잡성에대하여, 동아시아, 2008. 4 "Economic Effects of Trade Patterns on Productivity: Evidence from the Korean Automobile Industry", Japan and the World Economy 21(1) University of Chicago, 사회학박사 (2000) University of Illinois at Chicago, Assistant Professor of Sociology (2002-2005) 연세대학교사회학과조교수 (2005-현재) University of Illinois at Chicago, Affiliated Professor of Sociology (2005-현재) Institute for Health Research and Policy, Research Specialist (2005-현재) 염유식. 2007. 16대국회보건복지위원회의법안가결에관한연결망분석, 법과사회 32:159-184. Youm, Yoosik, and Edward O. Laumann. 2003. The effect of structural embeddedness on the division of household labor: A game-theoretic model using a network approach. Rationality and Society. 15(2): 243-280.
장승권 정하웅 채승병 학력 / 경력주요논문 / 저서학력 / 경력주요논문 / 저서학력 / 경력주요논문 / 저서 Lancaster University (U.K.) PhD, 1994, 경영학조직이론전공 ( 전 ) 삼성경제연구소수석연구원 ( 현 ) 성공회대학교유통정보학과교수 ' 복잡성과학의이해와적용 ', 삼성경제연구소, 1997 민병원, 김창욱엮음 (2006), 복잡계워크숍. 서울 : 삼성경제연구소. ( 연구집필진참여 ) 서울대학교대학원물리학과이학박사 (1998) 서울대학교이론물리연구센터포닥 (1998) U. of Notre Dame 물리학과포닥 / 연구교수 (1998-2001) KIAS Associate Member (2005-현재) KAIST 물리학과조교수 / 부교수 / 교수 (2001-현재) "Price of anarchy in transportation networks: Efficiency and optimality control" Phys. Rev. Lett. 101 128701 (2008) "Metabolite essentiality elucidates robustness of E. coli metabolism" PNAS 104 13638 (2007) "Universality Class of Fiber Bundle Model on Complex Networks", Phys. Rev. Lett. 94 025501 (2005) "Lethality and Centrality in Protein Networks", Nature 411 41 (2001) "The Large-scale Organization of Metabolic Networks", Nature 407 651 (2000) "Error and Attack Tolerance of Complex Networks", Nature 406 378 (2000) "The Diameter of the World Wide Web", Nature 401 130 (1999) KAIST 물리학과, 이학박사 : 통계물리학, 경제물리학, 복잡계이론전공 (2006. 02.) 삼성경제연구소복잡계센터수석연구원 (2006 - 현재 ) 윤영수, 채승병 (2005). 복잡계개론. 서울 : 삼성경제연구소. 김선빈외 (2007). 대한민국정책지식생태계. 서울 : 삼성경제연구소. ( 연구집필진참여 ) 김선빈외 (2009). 상생의경제학. 서울 : 삼성경제연구소. ( 연구집필진참여 )