삶은 가장 아름다운 우주의 현상
삶은 가장 아름다운 우주의 현상
  • 신홍식
  • 승인 2010.06.15
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오늘 불가능한 법칙도 미래엔 바뀐다 / 신홍식

인터뷰365는 일생동안 컴퓨터공학 분야에서 인공 지능의 산업화에 몰두해 온 지능 로봇전문가 신홍식 박사의 과학칼럼 <미래 이야기>를 연재합니다. 서울대 컴퓨터 공학부와 함께 청소년을 위한 ‘지능 로봇 미래스쿨’을 열기도 한 신홍식 박사의 <미래 이야기>는 21세기 인류가 지향하고 꿈꾸는 미래 과학의 환타지를 흥미있고 재미있는 이야기로 그려갈 것입니다.-편집자 주



[인터뷰365 신홍식] 미국의 저명한 물리학자인 미치오 카쿠 (Michio Kaku) 박사는 2008년도에 쓴 <불가능에의 물리학 Physics of the Impossible>이란 책에서 세계적으로 유명한 과학자들조차도 엉뚱한 실수를 한다고 지적한다. 19세기 빅토리아 여왕 시대에 가장 유명했던 물리학자로 인정받았던 켈빈 경은 “공기보다 무거운 어떠한 기구도 하늘을 날 수 없다”는 절망적인 선언을 하였다. 또한 원자 속의 핵을 발견하며 1908년 노벨상을 받고 핵물리학자의 아버지로 불리었던 러더포드 경조차 원자탄을 만들 수 있는 가능성은 없다고 단언하였다.


아인슈타인은 그의 상대성 이론에 근거하여 빛의 속도를 우주에서 가능한 궁극적인 속도의 한계로 규정하면서 “어떤 것도 빛보다 더 빠를 수는 없다 (Nothing can go faster than light)”는 명언(?)을 남겼는데 이는 놀랍게도 틀렸을 가능성이 높아지고 있다. 또한 1939년 자신이 쓴 논문에서 블랙 홀은 결코 만들어질 수 없는 것임을 ‘증명’하였다. 그러나 오늘날 허블 우주 망원경 또는 찬드라 엑스레이 망원경으로 수천 개의 블랙홀의 존재를 볼 수 있다.



미래에는 실현 가능한 ‘불가능 기술들’



카쿠 박사는 오늘날 우리가 불가능하다고 알고 있는 기술들에 대한 실현 가능성의 난이도에 따라 이들을 3부류로 나누어 살펴본다. 소위 1급 불가 기술 (Class 1 Impossibilities) 그룹은 지금은 불가능하지만 우리가 알고 있는 현재의 물리 법칙에 모순되지 않는 기술들을 말한다. 예를 들어 텔레파시, 투명 인간, 외계문명 및 UFO, 인공 지능 및 로봇 등의 기술이 이에 속하는데 금세기 아니면 다음 세기에 실현 가능성을 점쳐 볼 수 있는 기술들이다. 2급 불가 기술 (Class 2 Impossibilities) 그룹은 우리가 알고 있는 물리법칙의 한계에 있는 기술들로 타임 머신, 빛의 속도를 넘어서는 초우주 여행 등을 예로 들 수 있다. 마지막으로 3급 불가 기술 (Class 3 Impossibilities) 그룹은 우리가 현재 이해하고 있는 물리 법칙에 어긋나는 기술들이지만 미래에는 가능할 지도 모르는 기술들을 말한다. 예로부터 인간이 알고 싶어 하던 영구운동기계 (Perpetual Motion Machine) 즉 에너지 소비 없이 영구히 움직이는 기계라던지 또는 미래를 볼 수 있는 예지 능력 (Precognition) 등이 이에 속한다. 이러한 기술들이 실현된다면 현재 우리의 물리에 대한 이해를 근본적으로 바꾸는 계기가 될 것이다.


이들 세 가지 부류의 기술들은 공상과학에도 자주 등장하는 소재들로 이미 그리스 신화 등에서 옛날부터 인간이 갈구하는 소망이었기도 하다. 카쿠 박사는 이런 기술들이 오늘날 과학자들의 연구 대상이 되고 있으며 실제로 상당 부분 진전을 보고 있다고 소개하고 있다. 세상에 인류가 가장 알고 싶어하는 기술들이 무엇인지도 궁금한 일이지만 카쿠 박사는 이를 열거하며 금세기 과학자들의 생각과 현재의 연구 결과를 그의 날카로운 예지로 파헤쳐 간다.



아인슈타인, ‘신의 마음 읽을 수 있는’ 완벽 이론 찾기 원해



그의 결론에서 과학자들의 궁극적인 희망이 무엇인지 살펴본다. 20세기 과학의 가장 위대한 업적중 하나는 모든 근본적인 물리 법칙을 두 개의 위대한 이론으로 요약해 낸 것이라 볼 수 있는데 이는 - 표준 모델 (The Standard Model)로 대표되는 - 양자 이론 (Quantum Theory)과 – 중력을 설명하는 – 아인슈타인의 일반 상대성 이론이라 할 수 있다. 이 두 가지 이론은 함께 근본적인 레벨에서 모든 물리 지식의 총체적인 합을 기가 막히게 잘 설명해 주고 있다. 다시 말해서 양자 이론은 우주의 가장 작은 세상 (The World of the Very Small)을 잘 설명하고 일반 상대성 이론은 – 블랙홀 또는 빅뱅과 같은 - 가장 큰 세상 (The World of the Very Large)을 잘 설명한다. 그런데 문제는 이 두 이론을 한데 묶어 내기가 쉽지 않다는 것이다. 즉, 두 이론의 양립이 어렵다는 의미는 이 두 이론이 각각 불완전하거나 아니면 완전히 이해되지 못하고 있다는 것을 말해준다.


아인슈타인은 우주의 모든 물리 법칙을 요약하는 단 하나의 완벽한 이론을 찾기를 원했다. 이를 통해서 그는 “신의 마음을 읽을 (Read the Mind of God)” 수 있기를 염원하였다. 아인슈타인은 그의 생애 마지막 30년을 소위 “만물의 이론 (Theory of Everything)”을 찾기 위하여 이에 매달렸으나 꿈을 이루지 못했다. 참고로 영국의 유명한 물리학자인 스테판 호킹은 2002년 7월 “괴델과 물리의 끝”이란 강연에서 “한정된 수의 원리로 공식화할 수 있는 궁극적인 이론이 없다고 말하면 일부 사람들은 매우 실망할 것이다”라고 말하면서 본래 자기도 만물 이론의 존재를 믿었으나 괴델 정리를 숙고한 이후 그것은 이룰 수 없는 것으로 결론을 내리면서 자기 마음을 바꾸었다고 하였다.

과학자들은 이의 존재를 포기하지 않고 현재 몇 가지 가설 이론을 내놓고 있다. 그 중 유력한 하나가 끈 이론 (String Theory)이다. 카쿠 박사 역시 이 이론에 대한 연구와 실험을 지속하면서 끈 이론이 만일 중력과 양자 이론을 하나로 통합하는 이론이라면 2천년 전 그리스인들이 질량의 실체에 대한 의문을 던진 이래 단연 과학의 왕관감이 될 것이라고 말한다.



우리 삶은 우주로부터 왔고 우주의 한 부분



물론 이것뿐만이 아니다. 인간 지능을 초월하는 인공 지능 (AI)을 과연 인간의 머리로 만들어내는 것이 가능할까하는 의문도 끊임없이 제기된다. MIT의 저명한 Marvin Minsky 교수는 AI 연구는 소위 “물리학을 부러워하는 (physics envy)” 경향 때문에 애를 먹고 있다고 말하면서 물리학에서 성배(聖杯)는 우주의 모든 물리적 힘을 – 만물의 이론을 창조해 내어 - 하나의 이론으로 통합해내는 간단한 방정식을 찾아내는 것이라 하였다. AI 연구자들 또한 이러한 생각에 지나치게 영향을 받아서 소위 “의식 (Consciousness)”을 설명해내는 간단한 패러다임을 찾아내는 데 집착하였으나 그런 간단한 패러다임은 없을지 모른다고 민스키는 말한다.

“나 같이 소위 Constructionist 학파들은 생각하는 기계 (Thinking machine)를 만들어 낼 수 있을 지 여부를 끝없이 논쟁하는 대신 우리는 그런 것을 만들어 내는 노력을 해야 한다고 믿는다.”

민스키가 말한 것처럼 아마 이러한 노력이 결실을 보기까지 이에 대한 논란은 끝없이 이어질 것이다. 인공 지능이 지난 50년간 실패와 좌절의 파도를 두 차례 크게 경험하면서 이제는 차분하게 조용한 혁명으로 진행되고 있다. 컴퓨터와 인터넷이란 인류 최고의 두 발명품이 시너지를 내면서 지구인 전체가 하나의 거대한 집단 지혜를 이루며 AI 또한 그 결실을 볼 수 있는 시기가 반세기 이내로 가까워 오고 있다고 많은 과학자들은 전망한다.


과학자들의 이러한 도전은 단순한 지적 호기심을 충족하기 위해서일까?

“이런 거 골치 아프게 알면 뭘 해? 그냥 살아.” 하고 우리는 말할지 모른다.

그러나 우주에서 기적으로 온 인간의 삶은 너무나 소중해서 그냥 살기에는 너무 애틋하다. 우리의 삶은 분명히 우주의 한 부분이며 가장 아름답고 신비한 우주의 현상이다. 인간으로 태어나서 지금 살아 있다는 것은 우주의 최고의 특권이며 축복이다. 그런데 우리는 자신의 엄청난 비밀을 안타깝게도 잘 알지 못한다. 마치 어린애가 자기가 지니고 있는 젊음이 얼마나 아름답고 고귀한 것인지 알지 못하는 것과 같다. 더욱 안타까운 일은 우리 삶의 시간이 영원하지 않다는 것이다. 과학이란 본래 라틴어로 “scientia” 란 말에서 유래한 것으로 알고자 하는 욕망이다. 우리 자신의 신비를 더 알면 알수록 우리 삶이 얼마나 기쁘고 아름다운 것인지를 감사하게 될 것이다.








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