자연대 학생기자단 자:몽 8기 | 주영진
 

*소속 : 물리천문학부 물리학전공
*연구분야 : 통계물리, 복잡계 과학, 집단적 의사결정의 물리학
*E-mail : eddielee@snu.ac.kr
*Tel : 02-880-6626
 

Edward D. Lee 교수님 사진. (사진 = Edward D. Lee 교수님 제공)
 
 

   This interview was conducted in English. The English article is followed by a Korean translation of the same content.
이 인터뷰는 영어로 진행되었습니다. 이에 따라 아래에는 영어 기사와 그 내용을 옮긴 한국어 번역 기사가 차례로 수록됩니다.
 

   We interviewed Professor Edward D. Lee, who recently joined the Department of Physics and Astronomy as an assistant professor. At the EPIC Lab, Professor Lee investigates complex systems —from biological systems to human societies—using the tools of statistical physics. In this interview, Professor Lee introduces his research, the path that led him to complexity science, and the habits of thought he hopes students will carry beyond the university.
 

1. As you are newly appointed to the faculty, many students may not yet be familiar with you. Could you briefly introduce yourself to our readers?
 

   I am Edward D. Lee, an assistant professor in the Department of Physics and Astronomy. I grew up in the United States and completed my undergraduate degree at Princeton University before earning my PhD at Cornell University. After that, I spent a little over a year as a postdoctoral fellow at the Santa Fe Institute in New Mexico, one of the world’s central places for complex-systems research. I then moved to Vienna, where I spent about five and a half years as a research fellow at the Complexity Science Hub, before coming to Seoul at the end of July.
 
   I am a 교포 2세(second-generation) Korean American, so I have family in Korea and had visited before. But visiting a place and living there are very different things. In that sense, this is basically my first time living in Korea.
 

2. It has been a couple of months since you came to Korea and joined Seoul National University. How has the experience been so far?
 

   한국 너무 어려워요(Korea is so difficult) [laughs]. I think it is very convenient for Korean people, but it can be extremely complicated for foreigners. One small example is the phone-based identity verification used for many services. My name is registered in English, and some forms do not accept it because they expect Korean characters. Things that should be very simple can become impossible for unexpected reasons.
 
   But I do not want to sound entirely negative. The experience has been fine overall, but it is a process. I have spent my whole life in a different part of the world. Korea is familiar to me through my family, but there is still a real gap to close when one begins living here.
 

3. Could you introduce your research field and tell us about the research you hope to pursue at Seoul National University?
 

   Formally speaking, I work in statistical physics. But statistical physics has always been a slightly unusual domain of physics: it is concerned with how many interacting components produce a larger system. The questions that interest me most are about the systems we understand least well—living, biological, and social systems. How do these systems work? What do they do? What mathematical theories can describe them?
 
   We understand many abiotic systems very well. We understand how the CPU in a computer works, for example, but we do not understand the brain in anything like the same formal way, even though it can create society, travel into outer space, and imagine life in other galaxies. I also do not regard society as independent from biology. We often call one natural and the other artificial, but both are natural systems. The development of AI makes the value of these questions especially visible: neural networks were inspired by attempts to understand biological intelligence, and the systems we now call AI show how powerful that inspiration can be.
 
   My group is called EPIC Lab, for Emergent Phenomena from Interactions & Constraints. Loosely speaking, we study collective decisions: how collective, integrated behavior emerges in biological and social systems. At Seoul National University, I hope to develop theories that are simple enough to solve but rich enough to remain faithful to the adaptive and sophisticated systems they describe.
 

Population shock waves and oscillations generated by asymmetric resource competition. (Source = Lee et al., 2021)
 
 

The randomly branching armed-conflict (RBAC) model reproduces the temporal growth and size distributions of conflict avalanches observed in data. (Source = Lee et al., 2020)
 
 

4. What led you to choose your current field of research?
 

   Both accident and intention played a role. As for the intentional side, I was fascinated from a young age by the possibility that the social world might be predictable. I was drawn to the Asimovian idea that, if one could write down the right equations, one might map out the future. I did not know then how science could approach such a question.
 
   The more accidental part came when I entered Princeton. There was a course with a reputation for being the hardest course students could take. Being ambitious, I decided to take the hardest course. It was called Integrated Science. The course was about biology, physics, and biophysics, but it showed me that physics could bring mathematical theory and complex systems together. Its unifying power was mind-opening for me. I realized that I had to do physics, and I have tried ever since to expand what I learned there toward social systems as well.
 

5. What advice would you give to students who are interested in studying complexity science?
 

   Read widely and avidly. Complexity science requires familiarity with ideas beyond the standard pedagogy of a single field. Interdisciplinarity needs an open mind, but it must be a disciplined open mind. You need to understand how people in other fields see a system and to wrestle seriously with that perspective, rather than simply borrowing its vocabulary.
 

6. Which of your studies has been the most memorable to you, and why?
 

   The difficult physics courses are memorable because they trained my mind for the kind of thinking physics requires. But I also remember courses outside physics—sociological theory, philosophy, and language courses—because they were interesting in relation to physics. They did not directly teach me how to do mathematics, yet they helped me ask why I was interested in physics in the first place.
 
   I think of it as training for a sport. To excel at a sport, you have to practice the sport itself. Doing physics is like that. But you also need to eat well, sleep well, and be emotionally okay. Different aspects of the mind develop together. Those other courses helped me find questions from unexpected directions. Inspiration is not fully predictable; otherwise, it would simply be what you had already thought. This is why taking a course that surprises you can be valuable.
 

7. Do you have any personal methods or habits that guide the way you conduct research?
 

   To solve a hard problem, you have to become focused. You have to live and breathe the problem. That is increasingly difficult when other demands compete for your time, so I try to set aside a few days—or at least large blocks of hours—in which I can think about a paper or a problem.
 
   It can take half an hour or an hour simply to enter a problem properly, and it can take days before good ideas arrive. You have to structure your time so that your brain can work at its optimum. I do not think the right routine is the same for everyone, but each person has to find one. For me, protecting long stretches of uninterrupted time is important.
 

8. How do you overcome moments when your research reaches an impasse?
 

   I talk with people. I do something else. I read. And, very importantly, I have to get bored.
 
   It is difficult to be bored now. As soon as we feel bored, we reach for a phone or another distraction. But the curious thing about boredom is that the mind is still doing things. It is trying to find an outlet for all the ideas it has been carrying. When you go on vacation and become bored enough to think, ‘I really need to do something,’ that is often when strange and good ideas start to come. Making space for that is important.
 

9. What kind of student were you as an undergraduate and graduate student?
 

   I was generally a good student, although I would not call myself stellar in either undergraduate or graduate school. The difference was that graduate school proved more fruitful for me. It gave me the space to grow into a role and to discover what I was actually good at.
 
   Undergraduate study tends to be organized around a more standard set of metrics, and some people thrive in that environment. Graduate school asks something different: it gives you more room to find the kind of work and way of thinking that suits you. So being a good undergraduate student does not automatically make someone a good graduate student, and the reverse is true as well. Different stages of study draw out different strengths, and mine became clearer in graduate school.
 

10. What continues to motivate you to pursue research?
 

   Research at the frontier is exciting because you get to see new things and to see familiar things in a new way. The other part is that you get to work with many very smart and fun people. The sense of looking beyond what is already known, and the pleasure of doing that work with others, are powerful reasons to continue.
 

11. What advice would you give to students who are thinking about their future careers?
 

   Do not worry about the future in general. Everyone worries about it, and that is perfectly natural. But the more useful question is: what are you going to do?
 
   There is a wonderful essay by Richard Hamming called “You and Your Research.” Hamming describes asking scientists what the most important problems in their fields are, and then asking what problems they themselves are working on. There is often a discrepancy. His point is not that everyone will solve the hardest problem, but that meaningful work requires one to aim for it. If you never aim at something important, you are not even close; if you aim high, you may end up somewhere near it and do something worthwhile.
 
   So do not take a random walk in the hope that, at some point, you will arrive. Take a directed route toward something that genuinely interests you. Undergraduate years are a good time to work out what that might be. Graduate school is a period of committing to a direction more deeply, though of course you can always change. The important thing is to give yourself a target and have faith that pursuing it can lead somewhere positive.
 

12. Finally, is there anything you would like to say to the students of the College of Natural Sciences at Seoul National University?
 

   The most valuable thing you can acquire in life is not money, assets, or a nice car. It is your brain: the way you see things and the perspective you bring to the world. That perspective is uniquely yours, and it is extraordinarily valuable.
 
   The remarkable thing about the brain is that you can shape it throughout your life. By the end of life, you can have a beautifully shaped, highly refined device in your head—one that can do many things. As a student, you are laying its foundations, but the process does not end when you graduate. You never lose the opportunity to learn, to change your perspective, and to experience something new. That is something only you own and can build into whatever you want it to be. It is worth far more than anything material you might possess.
 
   Finally, I hope many of you will also take an interest in my lab, the EPIC Lab.
 
 

   이하에는 앞선 영어 기사의 한국어 번역이 이어집니다.
 

   최근 물리천문학부에 조교수로 부임한 Edward D. Lee 교수님을 인터뷰했다. Lee 교수님은 EPIC Lab에서 생물학적 계와 인간 사회처럼 복잡한 계를 통계물리의 도구로 탐구하고 있다. 복잡계 과학으로 이어진 여정, 새로 시작한 서울대학교와 한국에서의 생활, 그리고 학생들에게 전하고 싶은 연구와 배움의 태도에 대해 이야기를 나누었다.
 

1. 새로 부임하신 만큼 아직 교수님을 잘 모르는 학생들이 많을 것 같습니다. 독자들을 위해 간단히 소개 부탁드립니다.
 

   저는 물리천문학부 조교수 Edward D. Lee입니다. 미국에서 자랐고, 프린스턴대학교에서 학부 과정을 마친 뒤 코넬대학교에서 박사 학위를 받았습니다. 그 후 뉴멕시코주 산타페에 있는, 세계 복잡계 연구의 중심지 가운데 하나인 산타페연구소에서 1년 조금 넘게 박사후연구원으로 일했습니다. 이후 빈의 Complexity Science Hub에서 약 5년 반 동안 연구 펠로우십을 수행했고, 지난 7월 말에 서울로 왔습니다.
 
   저는 재미교포 2세라 한국에 가족이 있고, 이전에도 한국을 방문한 적이 있습니다. 하지만 어디를 방문하는 것과 그곳에서 사는 일은 매우 다릅니다. 그런 의미에서 지금이 사실상 한국에서 처음 살아보는 경험입니다.
 

2. 한국과 서울대학교에 오신 지 약 두 달이 지났습니다. 그동안의 경험은 어떠셨나요?
 

   한국은 너무 어려워요 [웃음]. 한국 사람들에게는 매우 편리한 나라라고 생각하지만, 외국인에게는 극도로 복잡할 수 있습니다. 아주 작은 예로 매우 많은 서비스에서 휴대폰 본인인증을 요구합니다. 제 이름은 영문으로 등록되어 있는데, 어떤 양식은 한국어 이름만을 허용하여 제 이름을 아예 받아들이지 않습니다. 아주 단순해야 할 일이 예상하지 못한 이유로 불가능해지기도 합니다.
 
   그렇다고 전부 부정적으로 말하고 싶지는 않습니다. 전반적으로 괜찮지만, 정착은 오랜 시간이 걸리는 하나의 과정입니다. 저는 완전히 다른 세계에서 평생을 살아왔습니다. 가족을 통해 느끼는 한국에 대한 익숙함은 있지만, 실제로 한국에 와서 살아가려면 여전히 좁혀야 할 간극이 있습니다.

3. 교수님의 연구 분야와 서울대학교에서 이어 가고자 하시는 연구를 소개해 주실 수 있을까요?
 

   형식적으로 말하면 저는 통계물리를 연구합니다. 하지만 통계물리는 매우 많은 구성 요소가 상호작용할 때 그 행동이 어떻게 하나의 큰 계를 만들어 내는지 묻는다는 점에서 물리학 안에서도 조금 독특한 분야입니다. 제가 가장 흥미를 느끼는 질문은 우리가 가장 덜 이해하는 계, 즉 살아 있는 생물학적∙사회적 계에 관한 것입니다. 이 계들은 어떻게 작동하는지, 무엇을 하는지, 이를 기술할 수 있는 수학적 이론은 무엇인지 궁금합니다.
 
   우리는 많은 비생명적 계를 잘 이해합니다. 예를 들어 컴퓨터의 CPU가 작동하는 방식은 잘 알죠. 그러나 사회를 만들고, 우주로 나아가고, 다른 은하에 무엇이 살지 상상하는 뇌를 그만큼 형식적으로 이해하지는 못합니다. 저는 사회를 생물학과 분리된 것으로 보지도 않습니다. 종종 하나는 자연적이고 다른 하나는 인공적이라고 불리지만, 둘 다 자연계입니다. 최근 AI의 발전은 이 질문이 왜 중요한지를 더욱 선명하게 보여줍니다. 신경망은 생물학적 지능을 이해하려는 시도에서 영감을 받았고, 지금 우리가 AI라고 부르는 계는 그 영감이 얼마나 강력해질 수 있는지를 보여주고 있습니다.
 
   제 연구실은 EPIC Lab 입니다. EPIC은 Emergent Phenomena from Interactions & Constraints, 즉 상호작용과 제약에서 비롯되는 창발 현상을 뜻합니다. 간단히 말하면, 저희는 집단적 의사결정을 연구합니다. 생물학적∙사회적 계에서 집단적이고 통합된 행동이 어떻게 나타나는지를 묻는 것이죠. 서울대학교에서는 풀 수 있을 만큼 단순하면서도 그 계의 적응성과 정교함을 충실히 담아낼 만큼 풍부한 이론을 발전시켜 보고 싶습니다.
 

큰 개체와 작은 개체의 비대칭적 자원 경쟁이 만들어 내는 개체군 충격파와 진동. (출처 = Lee et al., 2021)
 
 

무작위 분기 무장분쟁(RBAC) 모형이 실제 자료에서 관찰되는 분쟁 연쇄의 시간적 성장과 규모 분포를 재현하는 모습. (출처 = Lee et al., 2020)
 
 

4. 현재의 연구 분야를 선택하게 된 계기는 무엇인가요?
 

   의도와 우연이 모두 있었습니다. 의도로는, 어릴 때부터 우리가 사는 사회적 세계가 예측 가능할지도 모른다는 생각에 매료되었습니다. 올바른 방정식을 쓰면 미래를 그려볼 수 있다는 아시모프(Asimov)식 생각에 끌렸습니다. 다만 당시에는 과학으로 그런 질문에 어떻게 접근할 수 있는지 알지 못했습니다.
   우연은 제가 프린스턴에 들어간 뒤 일어났습니다. 학생이 들을 수 있는 과목 중 가장 어렵다는 평을 듣던 수업이 있었습니다. 저는 야심 차게 가장 어려운 수업을 듣겠다고 생각했고, 그것이 Integrated Science 였습니다. 수업은 생물학, 물리학, 생물물리학을 다루었지만, 물리학이 수학적 이론과 복잡계를 연결할 수 있음을 보여주었습니다. 그 접근법이 지닌 통합적 힘은 저에게 새로운 시야를 열어 주었습니다. 물리학을 해야겠다고 깨달았고, 이후에는 그 수업에서 배운 것을 사회적 계에도 적용하고 있습니다.
 

5. 복잡계 과학을 공부하고 싶은 학생들에게 해 주고 싶은 조언이 있으신가요?
 

   폭넓게 열심히 읽으라고 말하고 싶습니다. 복잡계 과학을 하려면 한 분야의 표준적인 교육 과정 너머에 있는 여러 생각에 익숙해질 필요가 있습니다. 학제간 연구에는 열린 마음이 필요하지만, 그 열린 마음은 훈련된 것이어야 합니다. 다른 분야의 사람들이 하나의 계를 어떻게 바라보는지 이해하고, 그저 용어만 빌려오는 것이 아니라 그 관점과 진지하게 씨름할 수 있어야 합니다.
 

6. 교수님께서 하셨던 공부 중 가장 기억에 남는 것은 무엇인가요? 그 이유도 궁금합니다.
 

   어려웠던 물리학 수업들은 물리학에 필요한 사고방식으로 제 마음을 훈련시켜 주었다는 점에서 기억에 남습니다. 하지만 사회학 이론, 철학, 언어 수업처럼 물리학 밖에서 들었던 수업도 기억합니다. 그런 수업들은 수학을 직접 하는 법을 가르쳐 주지는 않았지만, 제가 왜 물리학에 관심이 있는지를 돌아보게 해 주었습니다.
 
   저는 이를 운동 훈련에 비유하고 싶습니다. 어떤 운동을 잘하려면 그 운동 자체를 연습해야 합니다. 물리학을 하는 일도 그렇습니다. 그러나 잘 먹고, 잘 자고, 정서적으로도 건강해야 합니다. 정신의 여러 부분은 함께 발달합니다. 물리학 이외의 다른 수업들은 예상하지 못한 방향에서 질문을 찾게 해 주었습니다. 영감은 전적으로 예측할 수 없습니다. 만일 그렇다면 그것은 애초에 이미 생각하고 있던 것에 불과했을 테니까요. 자신을 놀라게 하는 수업을 듣는 일이 가치 있는 이유입니다.
 

7. 연구를 진행하는 방식에 영향을 주는 개인적인 방법이나 습관이 있으신가요?
 

   어려운 문제를 풀려면 집중해야 합니다. 그 문제와 함께 숨 쉬고 살아야 합니다. 그러나 시간이 갈수록 다른 일들이 시간을 요구하기 때문에 그렇게 하기가 점점 어렵습니다. 그래서 저는 며칠, 혹은 적어도 몇 시간의 큰 덩어리를 따로 확보해서 논문이나 문제만 생각하려고 합니다.
 
   하나의 문제 안으로 제대로 들어가는 데만 30분이나 한 시간이 걸릴 수 있고, 좋은 생각이 오기까지 며칠이 걸리기도 합니다. 뇌가 가장 잘 작동할 수 있도록 시간을 구조화해야 합니다. 이를 위한 루틴이 모든 사람에게 같다고 생각하지는 않지만, 각자 자기에게 맞는 방식을 찾아야 합니다. 저에게는 길고 끊기지 않는 사유의 시간을 만드는 것이 그 방식입니다.
 

8. 연구가 막다른 길에 이르렀을 때는 어떻게 극복하시나요?
 

   사람들과 이야기합니다. 다른 일을 하기도 하고, 책을 읽기도 합니다. 그리고 매우 중요하게도, 저는 지루해지려고 합니다.
 
   요즘은 지루해지기가 어렵습니다. 지루하다고 느끼는 순간 휴대폰이나 다른 자극을 찾으니까요. 그런데 지루할 때도 정신은 계속 일하고 있습니다. 머리 속에 들어 있던 모든 생각이 나갈 길을 찾으려 하는 것이죠. 휴가를 가서 ‘정말로 무언가를 해야겠다’고 느낄 만큼 충분히 지루해지면, 그때 이상하면서도 좋은 생각들이 떠오르기 시작합니다. 그런 지루한 여백을 만드는 일이 중요합니다.
 

9. 학부생과 대학원생 시절에는 어떤 학생이셨나요?
 

   전반적으로 좋은 학생이었습니다. 그렇지만 학부와 대학원 어디에서도 특별히 빛나는 학생이었다고 말하지는 않겠습니다. 다만 저에게는 대학원 시절이 더 결실이 많았습니다. 대학원에서는 제가 어떤 역할로 성장할 수 있는지, 실제로 무엇을 잘할 수 있는지를 발견할 여유가 있었기 때문입니다.
 
   학부 과정에는 대체로 더 표준화된 평가 기준이 있고, 어떤 사람들은 그 환경에서 특히 잘합니다. 반면 대학원에서는 자신에게 맞는 일과 사고방식을 찾을 수 있는 여지가 더 커집니다. 그래서 학부에서 좋은 학생이라고 해서 반드시 대학원에서도 좋은 학생이 되는 것은 아니며, 그 반대도 마찬가지입니다. 공부의 서로 다른 시기는 저마다 다른 강점을 끌어냅니다. 저의 강점은 대학원에 와서 더 선명해졌습니다.
 

10. 연구를 계속하게 하는 원동력은 무엇인가요?
 

   학문의 최전선에서 하는 연구는 흥미롭습니다. 정말로 새로운 것을 보고, 익숙한 것도 새로운 방식으로 보게 되니까요. 또 매우 똑똑하면서도 즐거운 사람들과 함께 일할 수 있습니다. 이미 알려진 것 너머를 보는 느낌과 그 일을 다른 사람들과 함께하는 즐거움이 연구를 계속하게 하는 강한 이유입니다.
 

11. 진로를 고민하는 학생들에게 해 주고 싶은 조언이 있으신가요?
 

   미래를 막연히 걱정하지는 않았으면 합니다. 누구나 미래를 걱정하고, 그것은 완전히 자연스러운 일이지만, 더 유용한 질문은 ‘나는 무엇을 할 것인가’입니다.
 
   Richard Hamming 의 “You and Your Research”라는 좋은 글이 있습니다. Hamming 은 과학자들에게 자기 분야에서 가장 중요한 문제가 무엇인지 묻고, 이어서 본인은 실제로 어떤 문제를 연구하고 있는지 묻습니다. 둘 사이에는 자주 간극이 있습니다. 그의 요점은 모든 사람이 가장 어려운 문제를 풀 수 있다는 점이 아니라 의미 있는 일을 하려면 그것을 목표로 삼아야 한다는 점에 있습니다. 중요한 것을 향하지 않으면 가까이 갈 수도 없습니다. 반면 높은 목표를 향하면 그 근처에 닿아 가치 있는 일을 할 수 있습니다.
 
   그러니 언젠가 원하는 곳에 도착하리라 기대하며 random walk 하지 않았으면 합니다. 자신에게 진정으로 흥미로운 것을 향해 방향을 잡고 나아가세요. 학부 시절은 그 대상이 무엇인지 생각하기 좋은 때입니다. 또 대학원은 그 방향으로 더 깊이 파고드는 시간이 될 수 있습니다. 물론 언제든 방향을 바꿀 수도 있고요. 중요한 것은 스스로 목표를 세우고, 그것을 향해 나아가는 일이 긍정적인 곳으로 이어질 수 있다는 믿음을 갖는 것입니다.
 

12. 마지막으로 서울대학교 자연과학대학 학생들에게 전하고 싶은 말씀이 있으신가요?
 

   삶에서 얻을 수 있는 가장 가치 있는 것은 돈이나 자산, 좋은 차가 아닙니다. 그것은 여러분의 뇌, 즉 세상을 바라보는 방식과 관점입니다. 그 관점은 오직 여러분만이 지니고 있으며, 아주 값집니다.
 
   뇌의 놀라운 점은 평생에 걸쳐 그것을 다듬을 수 있다는 것입니다. 삶의 끝에는 생각하기 위한 아름답고 정교한 장치를 마음속에 지닐 수도 있습니다. 학생인 지금은 그 기초를 놓는 시기이지만, 이 과정은 졸업과 함께 끝나지 않습니다. 계속 배우고, 관점을 바꾸고, 새로운 것을 경험할 기회는 앞으로도 계속 있습니다. 여러분의 뇌는 오직 여러분만이 소유하고 원하는 모습으로 만들어 갈 수 있는 것이며, 어떤 물질적 소유보다도 가치 있습니다.
 
   마지막으로 제 연구실 EPIC Lab에 많은 관심 부탁드립니다.
 

 
자연과학대학 학생기자단 자:몽 주영진 기자 0jinjoo@snu.ac.kr
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