동역학에서의 티핑 포인트
용어
동역학계에서 상태의 어떤 타입에서 다른 타입으로 급격한 전이를 겪는 것을 티핑 포인트 현상phenomenon of tipping point이라 한다1.
설명
티핑 포인트 현상은 이를테면 건강하던 상태에서 급격하게 악화되거나(생리학), 생물종이 갑작스럽게 멸종하거나(생태학), 북극의 빙하가 녹아버리는(기후학) 등, 특히나 전이 이후 원래대로 돌아올 수 없는no return 상황에서 주로 논의된다. 물론 티핑 포인트라는 것 자체는 ‘급격하게 변하는 것’에 역점을 두고 비가역성irreversibility에 대해 직접적으로 언급하지 않지만, 대부분의 경우 이력 현상을 동반한다. 용어의 혼동을 줄이기 위해 간단명료하게 요약해보면 다음과 같다:
- 폴드 바이퍼케이션: 티핑 포인트는 폴드 바이퍼케이션에서의 터닝 포인트과 같고, 이력 현상이 발생한다. 앞서 언급했듯 학구적으로 관심을 받을 수 있는 대부분의 현상은 여기에 속한다.
- 느리지만 비가역적인 전이: 이력 현상이고, 티핑 포인트 현상이라 부를 수 없다.
- 가역적이라도 빠른 전이: 어쨌거나 한 점에서 급격하게 변했다면 티핑 포인트고, 이력 현상은 아니다.
같이보기
Panahi. (2023). Rate-induced tipping in complex high-dimensional ecological networks: https://doi.org/10.1073/pnas.2308820120 ↩︎