2014년 1월 25일 토요일

폰 노이만이 예견한 생명의 본질

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살아 있는 유기체들은 기본 요소의 매우 복잡한 집합체이다. 그리고 어떠한 확률의 법칙이나 열역학 법칙에 의해서도 그 존재 가능성은 극단적으로 높다. 다시 말해서 그들이 이 세상에 어떤 식으로든 나타날 수 밖에 없었다는 필연성은 그 무엇에도 비견할 수 없는 기적이다.
                                                            - 존 폰 노이만
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폰 노이만은 생물학적 유기체가 지금까지 상상할 수 있었던 그 어떤 인공적 구조보다도 훨씬 더 복잡하고 이해하기 어려울 것이라는 사실을 인정했다. 그 자신은 생명이 논리에 근거한다고 믿었기 때문에, 그는 우리가 유기체에게 스스로의 비밀을 밝히도록 강요할 수 있으리라고 확신했다. 가능할 뿐 아니라 반드시 밝혀질 것이라는 식이었다. 폰 노이만은 그 일을 하기 위한 준비에 착수했다.

폰 노이만은 이러한 연구가 세상을 뒤흔들 수 있는 엄청난 함축성을 갖고 있다는 것을 충분히 파악하고 있었다. 노버트 위너에게 보내는 한 편지에서 그는, "`미래에 탄생할 기계가 스스로를 재생산 할 수 있는 잠재적 가능성을 갖고있다`라는 말이 신문에 나오지 않게 해야한다"고 주의를 주었다. 그리고 스스로 "나 자신은 지금까지 비밀을 지켜 왔고, 신문 기자들과의 인터뷰에서도 한 마디도 흘리지 않았다."고 자부했다.
                                -- from "Artificial Life", 스테빈 레비


위에 폰 노이만이 말한 미래의 기계란 바로 그 당시 폰노이만이 암선고 이후 시한부 인생을 살면서 새로 착수한 자기복제 오토마타이론연구에 의한 기상의 기계였다. 그는 이미 우주의 본질이 computation이라는 것을 알 고 있었으며 생명은 바로 그 계산 결과라는 것에 스스로 놀라고 있었던 것이다.

그러한 계산을 가능케 하는 기계의 등장이 미래의 인간사회에 어마어마한 파장을 미칠 것이라는 예지 때문에 자신의 연구조차도 두려워 하고 있었다. 폰 노이만이 정의한 생명-인간의 본질은 "논리"이다. 즉, 인간은 deterministic automata (결정론적 자동기계)이다.
최근의 chaos와 비선형방정식의 연구에서 이러한 단순한 자동기계도 인간과 같은 복잡하고 예측불능인 것같은 행동을 하는 존재를 구성하는 것이 가능하다고 밝혀지고 있다.

분자생물학의 한 텍스트로 부터 A,T,C,G 네개의 알파벳으로 된 DNA가 자신의 정보를 복제하여 세포분열을 하는 과정을 보는 순간 실로 경악을 금하지 못하였다. Deterministic Automata, 그거도 Turing이 고안한 Turing머신이었던 것이다. 생물의 세포는 같은 입력에 대해 같은 행동만을 하는 자동기계-automata-였던 것이다.

그럼 이러한 자동기계를 싸고 있는 세포는 어떠한가... 세포분열에 의한 형질 발현- 곧 fractal에 의한 원리에 의해 개체를 형성한다. turing 머신이 세포라는 매개체를 이용하여  fractal을 구현해냈다. 이 fractal에 사용되는 매개변수-스택이나 지역변수와 같은 중간단계의 계산 결과물은 바로 핵막 내부의 핵물질에 의해 결정된다. 단세포 생물은 세포 분열에 의해 번식만 할뿐 세포마다 다른 역할을 부여하는 분화나 발현은 존재하지 않는다. 그러한 분화가 존재하는 것은 핵을 가진 진핵생물뿐이다. recursive함수에 의해 완전한 개채를 만들어낸다.  살아가는 동안 핵 내부의 변수들이 노화에 의한 사망으로 연결되도록 프로그램되어 있다.

이러한 경악은 한번으로 멈추지 않았다. 이러한 자동기게 - DNA -
는 반드시 자연 발생될 수 밖에 없는 그 필연성과 시간의 흐름에 따라 상상하기 어려울 정도의 복잡한 고등생물로의 변천이 반드시 나타나게 되며, 그 과정과 그 방향은 ... 참으로 놀랍게도 .. 지구와 태양과의 공전을 필연적으로 결정짓는 물리학법칙 -뉴튼의 만유인력- 과  같이, 생명의 탄생과 진화에 의한 고등생명체의  출연역시 -진화의 법칙-에 의해 결정되어 진다는 것이다.

인간의 지능을 만들어 내기 위해 수십년의 시간을 하늘로 날려버린 인공지능분야의 사람들이 도저히 상상해내지 못 할 결론 - "인간 지능은 지구라는 환경에서 보면 hill climing이라는 가장 단순한 방법에 의해 찾아낼 수 있는 탐색공간에 위치한다" 라는 충격적인 결론이 기다리고 있는 것이다.

컴퓨터가 존재하기 이전 이미 인간과 기계와의 동질성에 대한 통찰력을 가진 인물 - 폰 노이만 이 남긴 말이다.

 "생명탄생의 필연성은 최고의 기적이다"

이 한마디는 그가 인간과는 다른 종으로 분류되어야 한다고 일컬어  질 정도로 천재였다는 사실을 다시한번 깨닫게 한다.

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