[물질×생명×인간] 『지능의 탄생』 (1) 1~5장.

“ 우리가 뇌와 컴퓨터, 그리고 지능과 인공지능을 비교하기 위해서도 한 종류의 잘 정의된 문제를 푸는 능력이 아니라, 자신이 활동하는 주어진 환경 속에서 예측할 수 없는 방식으로 일어나는 사건들에 대응하는 능력을 놓고 평가를 해야 할 것이다. ”

“ 실제로 경제학자들은 ‘효용이 정말 존재하는가’라는 질문에 대한 대답을 거의 포기했다. 하지만 효용 이론은 이미 수많은 경제학 이론의 기반을 제공하고 있기 때문에, 경제학에서 효용 이론을 완전히 배척할 수는 없었다. 따라서 경제학자들은 효용 이론이 우리가 관찰할 수 있는 인간의 의사결정과 경제적 현상을 설명할 수 있다면, 인간의 뇌가 실제로 효용을 계산해 의사결정을 하든 하지 않든 상관없이, 효용에 관한 이론은 실용적 가치를 갖고 있다고 주장한다. 효용 이론처럼 실제로 존재하지 않더라도 마치 존재하는 것처럼 가정해 현상을 설명할 수 있는 이론을 흔히 ‘마치 이론as-if theory’이라고 부르곤 한다. ”

“ 인간의 행복감도 이렇게 쉽게 적응 과정을 거치므로 아무리 좋은 일이 일어난다 하더라도 결국에는 설정점으로 회기하고 만다는 사실은, 결국 우리가 아무리 노력해도 지속적인 행복을 누린다는 것이 불가능함을 의미한다. 마치 쳇바퀴를 돌리는 다람쥐처럼 아주 잠깐 동안만 바닥을 벗어날 수 있을 뿐이라 하여, 이 현상을 흔히 ‘쾌락의 쳇바퀴hedonic treadmill’라고 부른다. 행복이 오래 지속될 수 없다는 사실은 동서양의 여러 사상가와 종교인도 이미 알고 있던 것이다. 그래서 어떤 이들은 금욕주의 사상을 택하기도 했다. 실제로 행복의 설정점이 존재한다면, 뜻밖에도 쾌락을 주는 대상을 가급적 피하는 금욕주의적 삶이 더욱 쉽게 행복해지는 방법일 수도 있다. 왜냐하면 금욕을 하는 동안 인간의 뇌는 행복에 대한 기대 수준을 낮추게 되므로, 그 결과 아주 사소한 일이라도 좋은 일이 생기면 그때마다 적지 않은 행복감을 얻을 수 있기 때문이다. ”

“ 생명체의 가장 근본적인 속성은 DNA와 같은 특정한 화학 물질이 아니라 바로 자기 복제의 과정이다. 즉 생명체는 자기 스스로를 복제하는 물리적인 기계로 볼 수 있다. 자신을 스스로 복제하는 기계는 우리가 기대하는 생명체의 여타 속성을 필수적으로 가지게 된다. 그 첫 번째가 유전이다. 이는 … 특정한 생명체가 가지는 물리적 형질들이 그 자손들에게 그대로 전해졌다는 것을 의미한다. 생명체의 두 번째 속성은, 주위 환경으로부터 원자재를 모아들여 자신의 일부로 변환시키고 불필요한 물질을 제거하는 신진대사다. … 자기 복제를 하는 기계들이 가지는 세 번째 속성은 진화다. 진화는 자기 복제 과정에서 불가피하게 발생하는 ‘실수’에서 비롯된다. … 또한 진화를 통해 복제 과정의 효율성이 점차 증가하는 것은, 오랜 시간에 걸쳐 생명체가 자신의 환경에 따라 그 특성을 변화시키게 된다는 것을 의미한다. 가장 효과적인 복제 과정은 생명체의 환경에 의해 결정되기 때문이다. ”

“ DNA가 등장하기 전, 오로지 RNA들끼리 자기 복제의 문제를 해결 하던 상태를 ‘RNA 세계 RNA world'라고 한다. 반면, DNA가 등장한 이후 유전 정보를 안정적으로 보존하는 역할은 DNA가 맡고 RNA는 단지 DNA의 복제를 돕는 역할을 하게 되었는데, 이를 ‘DNA세계 DNA world’라고 한다. 물론 우리는 DNA 세계에 살고 있다. 지구상에 현존하는 모든 생명 체는 DNA를 사용해서 유전 정보를 저장하고 있기 때문이다. 하지만 바이러스 중에는 아직도 RNA를 유전 물질로 사용하는 것들이 많이 있다 인간을 괴롭히는 질병들 중에서 에볼라, C형 간염, 소아마비 등이 그와 같은 RVA 바이러스 때문에 일어난다. 최근 전 세계에 퍼져 대유행의 상태로 인류에게 큰 위협이 된 코로나19 같은 코로나 바이러스 또한 RNA 바이러스의 일종이다. ”

“ 다세포 생명체에서 특화된 세포들이 자신에게 요구되는 구조와 기능을 갖게 되는 것은 그에 필요한 단백질들을 만들 때만 가능하다. 또한 모든 세포가 정상적으로 작동하기 위해서는 각 유전자가 만들어낼 수 있는 단백질의 양이 정확하게 제어되어야 한다. 이와 같은 역할을 하기 위해서 각각의 유전자에는 해당하는 단백질의 아미노산의 순서를 지정하는 데 필요한 정보를 담고 있는 암호 부위coding region와 전사 과정의 양을 조절하는 조절 요소가 포함되어 있다. 사실 DNA에 포함되어 있는 모든 뉴클레오티드가 세포 안에서 만들어지는 단백질들의 아미노산의 순서를 지정하는 데 사용되는 것은 아니다. 그와 같이 단백질의 아미 노산 순서와 직접적인 관계가 없는 DNA의 부위를 통틀어서 '비암호화 non-coding DNA'라고 한다. 한때는 비암호화 DNA의 기능을 잘 이해하지 못하고 아무런 기능이 없다고 생각해 쓰레기 junk DNA'라고 부른 적도 있었다. 하지만 비암호화 DNA의 적지 않은 부분은 암호 부위의 DNA에서 만들어지는 단백질의 양을 결정하는 조절 요소로 세포의 기능을 제어하는 데 중요한 작용을 한다는 것이 밝혀졌다. ”

“ 절지동물, 연체동물, 그리고 척추동물의 신경계가 별도의 진화를 시작한 시점이 5억 년 이상이 된다는 것을 생각하면, 그들 간에 적지 않은 차이점이 있다는 것이 크게 놀라운 일은 아니다. 예를 들어 척추동물의 경우에는 대부분의 신경세포들이 동물의 등 쪽에 집중되어 끈의 형태 를 하게 되고, 점차 머리에 신경세포가 집중되는 대뇌화 encephalization라는 과정을 거쳐 뇌를 형성하게 된다. 머리에는 시각, 청각, 후각과 같은 대 부분의 감각 기관이 집중되어 있으므로, 뇌가 머리에 위치함으로써 감 각 기관을 통해 들어오는 여러 가지 유용한 정보들을 원산지와 가까운 곳에서 처리할 수 있게 되었다. 빠르고 적절한 의사결정을 위해, 정보를 얻고 처리하는 데 필요한 신경세포들이 서로 가까운 곳에 모이게 되는 것이다. ”

“ 하지만 모든 동물의 신경계가 척추동물과 같은 구조를 갖고 있는 것 은 아니다. 예를 들어 절지동물이나 연체동물의 신경계는 척수 같은 관 형태의 신경 구조 대신 여러 개의 신경절 ganglion과 그것을 연결하는 신경 섬유 또는 신경 nerve cord으로 이루어져 있다. 신경절은 여러 개의 신경 세포가 뭉쳐 있는 구조로서 그것이 위치하는 장소에 따라서 필요한 의사결정을 할 수 있다. 이처럼 척추동물의 신경계와 비교할 때 무척추동 물의 신경계는 보다 지방분권형이라고 할 수 있다. ”

“ 『아더 마인즈Other Minds』(2016)는 고프리스미스가 문어를 중심으로 의식의 기원을 탐구한 책입니다. 그는 이렇게 힘주어 말해요. “문어와의 교류는 지성을 지닌 외계인과 만나는 일과 가장 비슷하다.” 실제로 문어는 몸속에 5억 개 이상의 신경세포(뉴런)를 지닙니다. 인간 뇌의 신경세포 수인 약 1,000억 개보다는 적지만, 개 같은 포유류와 비슷한 수준이죠. 그런데 문어의 신경세포는 뇌에만 모여 있지 않고 여덟 개 팔에 흩어져 있어요. 여덟 개의 팔은 때로는 뇌와 협력하고, 때론 독립적으로 기능하죠. 여덟 개의 팔이 아니라, 여덟 개의 뇌인 셈이에요. ”

“ 정상적인 뇌를 만드는 모든 과정에 유전자가 관여하고 있지만, 그렇다고 해서 유전자가 뇌의 모든 구조와 활동을 결정하는 것은 아니다. 동물이 뇌를 필요로 하는 이유는 유전자가 동물의 행동을 실시간으로 제어할 수 없기 때문이다. ”

“ 쌍둥이 로버와 큐리오시티가 미션을 성공적으로 완수하는 데는 인공지능의 역할이 컸다. 역설적인 것은, 보다 효율적인 화성 탐사를 위해서 인간이 로버의 행동을 제어하는 것을 부분적으로 포기하게 되었다는 점이다. 로버를 화성으로 보낸 원래의 목적은 인간을 대신해서 화성 탐사를 하는 것이었지만, 로버가 인공지능을 갖게 된 이후에는 로버 스스로 독자적인 의사결정을 하게 되었다. 예를 들어 로버가 이동 중에 흥미로운 바위를 발견하고 시간과 전력을 써가며 추가 촬영을 했을 경우, 설사 그것이 인공지능의 착오라고 하더라도 더 이상 인간이 개입할 수 없다. 이와 같이 자율적인 의사결정의 역할을 대리인에게 넘겨줌으로써 대리인의 행동을 본인이 원하는 대로 제어할 수 없게 된 상황을 경제학에서는 ‘본인-대리인의 문제principal-agent problem’라고 한다. ”

“ 본인-대리인의 문제는 인간과 인공지능의 사이에만 존재하는 것이 아니다. 인간들의 경제적 활동 중에서도 타인에게 자신이 원하는 동기를 부여하고자 하는 경우가 많이 발생한다. 가령 회사의 소유자가 사람을 고용하여 일을 시키는 경우, 고용자와 노동자 사이에는 본인-대리인의 관계가 성립한다. 본인-대리인의 문제는 뇌에도 존재한다. 인간의 뇌는 유전자의 자기 복제 과정을 효율적으로 수행하기 위해서 등장한 생물학적 기계이다. 따라서 유전자의 입장에서 보면 인간의 지능도 유전자의 복제에 관한 문제를 해결하기 위한 일종의 대리인인 셈이다. ”

“ 심적 시뮬레이션의 결과를 검토할 만한 충분한 지식과 시간적 여유가 있는 경우에는 유식한 강화 학습이 무식한 강화 학습보다 더 나은 결과를 가져올 것이다. 하지만 그와 같은 조건이 갖추어지지 않으면 무식한 강화 학습이 오히려 더 유용할 수 있다. ”

“ 반복되는 사회적 관계에서는 무식한 강화 학습 방법이 더 성공적인 경우가 많이 발생한다. 사회적 관계가 복잡해질수록 유식한 강화 학습 방법은 상대방의 목표와 의사결정 과정에 대해서 더욱 많은 지식을 요구하게 되는 반면, 무식한 강화 학습 방법은 적용하기에 훨씬 더 단순하기 때문이다. ”

“ 자연 현상의 배우에 인격적인 존재가 있다고 믿는 것은 충분한 과학적 지식이 없을 때 사회 생활에 꼭 필요한 지침대 역할을 할 수 있었을지도 모른다. 하지만 다양한 자연 현상을 과학적으로 설명할 수 있게 된 이후에도 대자연의 배우에 인간을 상벌로 다스리려는 인격체가 존재한다는 미신적인 믿음은 쉽게 사라지지 않는다. 그 이유는 인간이 진화를 통해 지극히 사회적인 뇌를 갖게 된 결과, 모든 것을 의인화하려는 경향이 생겼기 때문이다. ”