The Manifold Mismatch: Topological Constraints and Non-Human Agency in Complex Adaptive Urban Systems

도시는 단순히 건물과 도로의 집합 그 이상이었습니다. 도시는 인간의 계획이 물리적 세계와 끊임없이 충돌하는 복잡한 시스템입니다. 수 세기 동안 건축가와 계획가들은 지형 위에 깔끔하고 곧은 선과 완벽한 사각형을 강요하려 노력해 왔으며, 설계 과정에서 오직 인간만이 중요하다는 가정을 해왔습니다. 그들은 땅, 물, 바람, 그리고 동물들을 관리되어야 할 수동적인 배경으로 취급했습니다. 그러나 땅은 종종 평평하게 유지되기를 거부하고, 물은 항상 파이프가 놓인 방향으로 흐르지 않으며, 동물들은 자신들의 필요에 따라 움직입니다. 이러한 경직된 인간 중심의 질서와 지구의 무질서하고 살아있는 현실 사이의 마찰은 컴퓨터가 발명되기 훨씬 전부터 모든 도시를 형성해 온 근본적인 긴장 관계입니다. 오늘히 우리가 인공지능과 디지털 모델에 더 많이 의존하여 미래를 설계함에 따라, 한 가지 중요한 질문이 제기됩니다. 이 새로운 도구들이 우리가 이 복잡한 관계를 이해하도록 돕고 있는가, 아니면 단지 과거의 실수를 더 빠르게 반복하게 만들고 있는가?

MEF 대학교의 아르다 아린(Arda Arın)이 수행한 새로운 연구는 이 질문을 해결하기 위해 "매니폴드 미스매치(Manifold Mismatch, 다양체 불일치)"라는 개념을 살펴봅니다. 이는 저자가 사용하는 용어로, 인간이 종이 위에 그리는 직선적이고 논리적인 격자와 실제로 도시를 형성하는 곡선적이고 변화무쌍하며 예측 불가능한 자연 및 기술의 힘 사이의 구조적 간극을 설명합니다. 이 연구는 너무 오랫동안 도시 설계가 인간의 편의와 논리에 거의 독점적으로 집중하는 인간 중심적(anthropocentric)이었다고 주장합니다. 연구는 이러한 접근 방식이 비인간 존재들의 "행위성(agency)"을 무시하기 때문에 실패하고 있다고 제안합니다. 여기서 행위성이란 결과에 영향을 미치고 작용할 수 있는 능력을 의미합니다. 논문은 바위, 강, 균류, 심지어 컴퓨터 알고리즘조차 단순한 사용 대상이 아니라 인간과 함께 도시를 공동 창조하는 능동적인 참여자라고 제안합니다.

이것이 어떻게 작동하는지 이해하기 위해, 저자는 컴퓨터를 사용하여 도시를 설계해 온 역사를 추적합니다. 연구는 이 진화의 네 가지 주요 단계를 식별합니다. 첫째, 디자이너가 마치 레시피를 따르듯 단순한 기하학적 규칙을 사용하여 형태를 생성하는 규칙 기반 시스템이 있었습니다. 다음으로는 사람들이 걷거나 운전하는 경로를 매핑하며 사물들이 어떻게 연결되고 이동하는지에 초점을 맞춘 위상학적 분석이 등장했습니다. 그 후, 도시는 정적인 그림이 아닌 살아 움직이는 변화하는 시스템으로서 모델링하려는 복잡성 기반 시뮬레이션 단계로 넘어갔습니다. 마지막으로, 우리는 기계가 방대한 양의 데이터를 학습하여 새로운 설계를 예측하고 생성하는 인공지능의 시대에 도달했습니다. 저자는 이러한 기술적 도약에도 불구하고, 네 단계 모두 공통적인 결함을 공유하고 있음을 발견했습니다. 즉, 여전히 도시를 인간이 해결해야 할 문제로 취급하며 비인간 힘의 능동적인 역할을 무시한다는 점입니다.

연구의 핵심은 수천 년에 걸친 전 세계 29가지 실제 사례에 대한 방대한 검토입니다. 이 사례들은 비인간의 힘이 항상 도시를 형성해 왔으며, 종종 인간이 적응할 수밖에 없도록 강요했다는 것을 증명합니다. 예를 들어, 터키의 카파도키아에서 고대인들은 바위 위에 도시를 건설한 것이 아니라, 바람과 물의 침식 작용이 지형의 형태를 결정하도록 내버려 두며 화산재 층에 직접 집을 깎아 만들었습니다. 아즈텍의 수도 테노치티틀란에서는 버드나무 뿌리가 물에 대한 살아있는 닻 역할을 하는 부유 섬 위에 도시가 건설되었습니다. 베네치아의 생존은 수 세기에 걸쳐 인간이 통제할 수 없지만 의존해야만 하는 화학적 과정을 통해 돌처럼 단단한 기둥으로 변한 수백만 개의 나무 말뚝에 달려 있습니다. 이것들은 단순한 역사적 호기 curiosities가 아니라, 구축된 환경을 능동적으로 형성하는 "생태적 행위자(ecological actants)"의 예시입니다.

또한 연구는 현대 기술이 어떻게 새로운 형태의 비인간 행위성을 만들어내는지 강조합니다. 마이애미에서는 해수면 상승이 다공성 석회암 지반을 통해 아래에서부터 물을 밀어 올려, 해안 방벽을 완전히 우회합니다. 이제 도시는 실시간으로 물에 반응하는 센서 기반 펌프를 설치해야 하며, 이는 사실상 바다가 도시의 일상 운영을 결정하게 만드는 것입니다. 로테르담의 거대한 항만 터미널은 인간 노동자 없이 완전히 자동화된 크레인과 차량이 서로 통신하며 화물을 이동시키는 방식으로 운영됩니다. 이 공간은 인간의 눈이 아닌 기계의 효율성을 위해 설계되었으며, 인간의 지각과는 독립적으로 존재하는 도시 층위를 만들어냅니다. 연구는 우리가 이러한 힘을 무시할 때 도시가 무너진다는 것을 보여줍니다. 배수된 호수 바닥 위에 세워진 멕시코시티는 지면이 인간의 계획에 맞서 자신의 물리적 실체를 재확인함에 따라 일 년에 최대 50cm씩 가라앉으며 지하철 노선과 건물을 균열시키고 있습니다.

이를 해결하기 위해 저자는 "매니폴드 미스매치 시뮬레이션 프레임워크"라고 불리는 새로운 방식의 컴퓨터 활용법을 제안합니다. 단순히 컴퓨터에 건물의 인간 사용 최적화를 요청하는 대신, 이 방법은 도시를 경쟁하는 힘들의 전쟁터로 시뮬레이션합니다. 바람의 압력, 지하수의 흐름, 나무 뿌리의 성장, 동물의 움직임을 인간의 구조물에 압박과 인력을 가하는 능동적인 행위자로 모델링할 것입니다. 그러면 컴퓨터는 이러한 힘들이 충돌하는 지점을 보여주어, 다리가 어디서 갈라질지, 어느 지역이 침수될지, 혹은 도로가 어디서 통행 불능 상태가 될지를 예측할 것입니다. 이를 통해 디자이너는 갈등이 재앙이 되기 전에 그 긴장을 볼 수 있습니다. 목표는 이러한 갈등을 제거하는 것(이는 불가능합니다)이 아니라, 그것들과 협상하는 것입니다. 이는 건축가의 역할을 완벽한 질서를 강요하는 지휘관에서 인간과 비인간이 공존하도록 돕는 중재자로 전환합니다.

연구 결과는 미래의 도시 건설이 우리가 유일한 설계자가 아님을 받아들이는 데 달려 있음을 시사합니다. 이 연구는 식물과 동물 같은 생태적 행위자, 센서와 펌프 같은 감지 인프라, 그리고 스마트 시티를 구동하는 소프트웨어와 같은 알고리즘 주체라는 세 부분의 비인간 힘 분류를 검증합니다. 이러한 존재들을 수동적인 장애물이 아닌 능동적인 파트너로 인식함으로써, 우리는 더 탄력적이고 지구의 복잡한 현실에 더 잘 부합하는 도시를 건설할 수 있습니다. 논문은 결론적으로, 미래의 가장 진보된 도시는 단순히 가장 똑똑한 알고리즘을 가진 도시가 아니라, 이미 자신들을 형성하고 있는 지질학적, 생물학적, 디지털의 다양한 힘(manifold of forces)에 귀를 기울이는 법을 배우는 도시가 될 것이라고 밝힙니다. 도시는 완벽하게 만들어야 할 기계가 아니라, 우리가 이제 막 이해하기 시작한 지속적이고 다종(multi-species)적인 협상의 과정입니다.