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[연구뭐하지?] 하늘을 나는 철새 무리에서 보이는 비평형계 속 특이한 질서_백용주 교수 | 서울대학교 “비평형 통계물리학 연구실”

통계물리학은 우주를 구성하는 수많은 입자가 집단으로서 보이는 물리적 성질을 탐구하는 학문입니다. 단순히 몇 개의 입자가 아닌, 10의 23승 개가 넘는 방대한 입자 시스템을 다루며 이들이 나타내는 규칙성을 기술합니다. 그중에서도 온도나 압력이 균일한 평형 상태를 벗어난 시스템을 '비평형계'라고 부르며, 이러한 비평형계의 복잡한 물성을 연구하는 것이 비평형 통계물리학입니다. 이는 현대 물리학에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 최근 통계물리학은 인공 신경망과 같은 복잡계 연구에서 큰 성과를 거두고 있습니다. 딥러닝의 학습 원리는 여전히 많은 부분이 베일에 싸여 있지만, 물리학자들은 이를 '스핀 유리'와 같은 복잡계 모형과 유사하다고 판단합니다. 기존의 통계물리학적 지식을 인공 신경망에 확장 적용함으로써, 어떤 조건에서 학습이 가장 효율적으로 이루어지는지 이론적으로 규명하려는 시도가 이어지고 있습니다. 이는 인공지능의 근본적인 작동 원리를 이해하는 열쇠가 됩니다. 능동 물질은 스스로 추진력을 가지고 움직이는 입자들의 집단을 의미합니다. 박테리아나 철새 무리, 심지어 놀이공원의 범퍼카처럼 외부의 힘에만 의존하지 않고 개별적으로 에너지를 소모하며 움직이는 시스템이 이에 해당합니다. 이러한 능동 물질들은 평형계에서는 볼 수 없는 독특하고 질서 정연한 집단 현상을 만들어냅니다. 비평형 통계물리학은 이러한 시스템의 운동 성질과 구조적 원리를 설명하기 위해 새로운 이론적 도구와 계산법을 개발하고 있습니다. 통계물리학의 독특한 점은 탐구 대상이 고정되어 있지 않다는 것입니다. 원자나 분자 같은 전통적인 물리적 대상뿐만 아니라 사회 현상, 경제 지표, 생명 현상까지도 연구의 범위에 포함됩니다. 이는 통계물리학이 특정 대상에 국한된 학문이 아니라, 다양한 구성원이 모인 시스템을 기술하는 '방법론'에 가깝기 때문입니다. 따라서 연구자는 다양한 분야에 대한 호기심을 유지하며, 여러 시스템을 관통하는 공통적인 대칭성이나 보존 법칙을 찾아내려는 자세가 필요합니다. 훌륭한 연구자가 되기 위해서는 스스로 질문을 던지고 탐구하는 역량이 무엇보다 중요합니다. 실험이나 계산 결과가 나왔을 때 이를 당연하게 받아들이지 않고, 자신의 직관과 비교하며 끊임없이 의심하는 태도가 필요합니다. 또한, 물리학은 혼자 하는 공부에 그치지 않고 타인과 적극적으로 소통하며 지식을 공유하는 과정이 필수적입니다. 자신이 이해한 내용을 남들이 알기 쉽게 설명하려는 노력은 연구의 깊이를 더하고 새로운 통찰을 얻는 밑거름이 됩니다.

백용주

카오스재단연구뭐하지

물리학
수학

[인터뷰] MZ세대는 이기적이다?

협력의 진화는 인간 사회를 이해하는 데 있어 매우 중요한 주제입니다. 인간은 단순히 개인의 이익만을 추구하는 존재가 아니라, 타인과의 상호작용 속에서 협력적인 행동을 선택하기도 합니다. 이러한 협력은 우리가 일상에서 경험하는 다양한 형태로 나타나며, 단순한 물질적 교환을 넘어 사회 전체의 구조와 발전에 깊은 영향을 미칩니다. 협력이 어떻게 가능해졌는지, 그리고 그 구체적인 형태가 무엇인지에 대한 탐구는 사회를 더 바람직한 방향으로 이끄는 데 중요한 시사점을 제공합니다. 경제학에서 게임 이론은 개인의 행동이 타인의 행동에 의해 영향을 받는 상황을 분석하는 데 유용한 도구입니다. 현실 세계에서는 나의 선택이 타인의 선택과 얽혀 있기 때문에, 단순히 내 이익만을 극대화하는 것이 아니라 타인의 반응까지 고려해야 합니다. 이러한 상호작용의 복잡성 속에서 협력이 어떻게 유지되고, 때로는 실패하는지에 대한 연구는 사회 현상을 이해하는 데 필수적입니다. 모델을 통해 사회를 분석할 때는 현실의 중요한 측면을 놓치지 않도록 주의해야 하며, 모형의 한계와 장점을 균형 있게 바라보는 태도가 필요합니다. 인간 사회에서 협력과 이타성은 대규모로 나타나는 독특한 현상입니다. 우리는 한 번도 만난 적 없는 타인의 노력의 결과물을 누리며 살아가고, 이는 인류 전체가 거대한 협력 체계 안에 있음을 보여줍니다. 하지만 협력의 판단 기준은 때로 편견에 의해 왜곡되기도 하며, 인종이나 집단과 같은 구분이 협력의 오작동을 초래하기도 합니다. 이러한 현상은 인간 사회가 가진 협력의 복잡성과 동시에 주의해야 할 점을 시사합니다. 도덕적 행동과 이익 추구 사이의 경계는 명확하지 않습니다. 어떤 이들은 모든 선택이 자신의 이익에 기반한다고 보지만, 또 다른 이들은 도덕적 행동이 내적 만족과는 별개로 존재해야 한다고 주장합니다. 죄수의 딜레마와 같은 게임 이론적 상황에서 인간은 때로 이타적 행동을 선택하며, 이는 도덕적 의사결정과 물질적 이해 사이의 갈등을 드러냅니다. 이러한 논의는 인간 행동의 동기를 더 넓게 이해할 수 있는 계기를 제공합니다. 집단 내 협력과 외부 집단에 대한 태도는 매우 유동적입니다. 실험 연구에 따르면, 단순한 그룹 구분만으로도 사람들은 내부 집단에 더 관대하고 외부 집단에는 적대적이 되는 경향을 보입니다. 이는 협력의 기준이 얼마나 쉽게 바뀔 수 있는지를 보여주며, 사회적 편견이나 기대가 협력의 범위와 형태를 결정하는 데 큰 영향을 미친다는 점을 시사합니다. 특히 현대 사회에서 협력에 대한 기대가 낮아지는 현상은 전사회적인 문제로도 볼 수 있습니다. 협력이 제대로 이루어지기 위해서는 공정성에 대한 확신이 중요합니다. 팀 프로젝트와 같은 상황에서 학생들은 상대방이 협력적일지에 대해 끊임없이 고민하며, 결과와 과정의 공정성이 보장되어야 긍정적인 협력 경험을 할 수 있습니다. 무임승차에 대한 제재나 공정한 보상 체계 등 세심한 제도가 필요하며, 이를 통해 협력의 기반을 더욱 튼튼히 할 수 있습니다. 사회적 제도와 윤리는 협력의 진화를 촉진하는 중요한 역할을 합니다. 인간 사회에서 대규모 협력이 가능해진 배경에는 다양한 제도적, 윤리적 진화가 자리하고 있습니다. 혈연선택, 호의성, 간접 보상, 집단선택 등 여러 가설이 있지만, 이들은 주로 소규모 집단을 설명하는 데 초점을 맞춥니다. 현대 사회에서는 크고 작은 제도들이 상호작용하며 협력의 범위를 넓히고, 협력의 비용을 줄여왔습니다. 인간의 평등에 대한 인식이 확산되면서 협력의 진화도 점차 확대되어 왔으며, 이는 앞으로도 사회 발전의 핵심 동력이 될 것입니다.

최정규

카오스재단석학인터뷰

융합

[페스티벌+어스] 지속가능한 지구: 미래 by 장동선, 오혜연ㅣ 2022 대한민국 과학축제(페스티벌 어스)

인공지능 기술은 인간의 지능을 모사하며 비약적으로 발전하고 있습니다. 최근 주목받는 'DALL-E(달리)'와 같은 멀티모달 모델은 언어와 시각 정보를 동시에 처리하며 인간의 사고방식에 한 걸음 더 다가섰습니다. 사용자가 문장으로 묘사하면 인공지능이 이를 정교한 이미지로 구현하는 기술은 단순한 편리함을 넘어 예술과 기술의 경계를 허물고 있습니다. 이러한 발전은 우리 삶을 더욱 풍요롭게 만들 잠재력을 지니고 있지만, 동시에 기술이 나아가야 할 올바른 방향에 대한 깊은 고민을 안겨주기도 합니다. 하지만 인공지능의 화려한 발전 뒤에는 데이터의 편향성이라는 어두운 그림자가 존재합니다. 특정 지역이나 문화권에 치우친 학습 데이터는 인공지능이 성별, 인종, 직업에 대해 고정관념을 갖게 만드는 원인이 됩니다. 예를 들어 결혼식이나 특정 직업군을 묘사할 때 서구 중심적이거나 성차별적인 결과물을 내놓는 현상은 기술의 공정성에 의문을 제기합니다. 이는 단순히 기술적 오류를 넘어 사법 시스템이나 채용 등 실생활의 중요한 결정에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 점에서 매우 심각한 문제입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구자들은 포용적인 인공지능 시스템 구축에 힘쓰고 있습니다. 기술의 한계와 목적을 명시하는 '모델 카드(Model Card)'를 도입하여 사용자가 편향성을 인지하도록 돕고, 소외된 지역의 데이터를 적극적으로 수집하여 학습에 반영하는 노력이 이어지고 있습니다. 또한 정확도뿐만 아니라 공정성 지표를 함께 고려하여 특정 집단에 대해 성능이 저하되지 않도록 모델을 설계합니다. 기술적 보완과 더불어 사회적 합의를 통해 인공지능이 인류 전체를 위한 도구로 거듭나도록 만드는 것이 우리의 과제입니다. 뇌과학의 관점에서 볼 때, 인간의 뇌는 본질적으로 생존을 위한 '미래 예측 머신'입니다. 5억 년 전 최초의 뇌가 등장한 이래로 생명체는 외부 환경의 변화를 감지하고 능동적으로 대응하기 위해 신경계를 발달시켜 왔습니다. 과거의 경험을 바탕으로 미래를 예측하는 능력은 위험을 피하고 자원을 확보하는 데 필수적인 요소였습니다. 인공지능이 데이터를 통해 패턴을 학습하듯, 우리의 뇌도 끊임없이 정보를 처리하며 내일의 생존 확률을 높이기 위해 작동합니다. 이러한 예측 능력은 인류 문명을 지탱하는 근간이 되었습니다. 과거 멜서스(Malthus)는 인구 증가 속도를 식량 생산이 따라가지 못해 인류가 파멸할 것이라 경고했지만, 과학 기술의 혁신은 그 예측을 뒤엎었습니다. 하지만 오늘날 우리는 기후 위기라는 더 거대한 도전에 직면해 있습니다. 급격한 기온 상승과 생태계 파괴는 인류의 거주 가능 영역을 좁히고 있으며, 이는 질병과 분쟁의 씨앗이 되고 있습니다. 이제는 단순히 기술적 효율성을 높이는 것을 넘어, 지구라는 한정된 환경 안에서 어떻게 지속 가능한 삶을 영위할 것인가에 대한 근본적인 해답을 찾아야 할 때입니다. 인류가 위기를 극복해 온 핵심 동력은 개별적인 뇌의 성능 향상이 아니라 '뇌와 뇌의 연결'에 있었습니다. 구석기 시대와 비교해 생물학적 뇌 구조는 큰 차이가 없지만, 지식과 정보를 공유하는 속도는 비약적으로 빨라졌습니다. 타인의 행동을 공감하고 뇌파가 동기화되는 '뉴럴 커플링(Neural Coupling)' 현상은 우리가 집단 지성을 발휘할 수 있게 하는 생물학적 토대입니다. 폐쇄적인 사회보다 자유로운 소통이 일어나는 곳에서 혁신이 탄생하듯, 서로의 지혜를 나누는 연결의 힘이야말로 기후 위기와 같은 전 지구적 난제를 해결할 열쇠입니다. 결국 인공지능과 뇌과학이 지향하는 종착지는 인류의 지속 가능한 미래입니다. 인공지능의 편향성을 극복하고 포용성을 확보하는 노력과, 뇌의 연결성을 통해 집단 지성을 극대화하는 과정은 서로 맞닿아 있습니다. 우리는 각자 독립된 개인이지만, 동시에 타인 및 환경과 끊임없이 상호작용하며 변화하는 존재입니다. 기술이 주는 혜택이 특정 계층에 머물지 않고 모두에게 공정하게 돌아갈 때, 그리고 우리가 서로의 존재를 인정하며 연대할 때 비로소 인류는 닥쳐올 위기를 기회로 바꾸며 진보할 수 있을 것입니다.

오혜연, 장동선

카오스재단2022 대한민국 과학축제 ㅣ 페스티벌 어스

뇌인지과학
융합

[인터뷰] 전중환_진화심리학적으로 자아는 허상이다!

진화심리학은 인간의 마음을 자연선택에 의해 형성된 다양한 심리 기제들의 집합으로 파악합니다. 이 학문은 우리 마음이 특정 기능을 수행하기 위해 어떤 특질을 갖추었는지 선험적으로 예측하고 이를 과학적으로 검증하는 데 주력합니다. 연구 과정에서는 전통적인 심리학 방법론뿐만 아니라 뇌 영상 촬영, 비교 문화 연구, 행동 유전학 등 자연과학과 사회과학을 넘나드는 방대한 도구를 활용합니다. 이를 통해 인류가 오랜 세월 생존과 번식의 문제를 해결하며 다듬어온 마음의 설계도를 정교하게 그려내고자 노력합니다. 진화의 원리는 수만 년에 걸친 유전적 변화에만 국한되지 않습니다. 최근에는 대중문화의 유행이나 사회적 현상을 설명하는 문화 진화론이 주목받고 있습니다. 특정 노래나 영상 콘텐츠가 대중의 선택을 받아 널리 퍼지는 과정은 유전자가 생존 경쟁을 벌이는 방식과 매우 흡사합니다. 이를 '밈(meme)'의 관점에서 보면, 각 문화 요소는 사람들의 머릿속에 자리 잡기 위해 서로 경쟁하며 짧은 시간 안에 급격한 변화를 만들어냅니다. 유전적 진화와 문화적 진화는 서로 영향을 주고받으며 인간 행동의 복잡성을 더합니다. 흔히 뇌와 마음을 별개의 존재로 생각하기 쉽지만, 사실 이 둘은 하나의 대상을 바라보는 서로 다른 관점입니다. 뇌가 마음이 작용하는 물리적이고 화학적인 토대를 의미한다면, 마음은 그 토대 위에서 일어나는 정보 처리 기능을 강조하는 개념입니다. 이는 마치 물리적인 건물인 '집'과 그 안에서 이루어지는 정서적 유대인 '가정'의 관계와 비슷합니다. 우리는 맥락에 따라 두 단어를 구분해 사용하지만, 결국 인간이라는 존재의 하드웨어와 소프트웨어를 각각 지칭하는 것임을 이해할 때 마음의 본질에 더 가까이 다가갈 수 있습니다. 우리는 자신을 통제하는 일관된 '자아'가 머릿속 사령부에 앉아 모든 결정을 내린다고 믿습니다. 그러나 진화심리학적 관점에서 이러한 자아는 실체가 없는 허상에 가깝습니다. 자아는 모든 것을 지휘하는 최고 의사결정권자가 아니라, 이미 결정된 행동을 사후에 정당화하고 외부로 홍보하는 홍보 대변인 역할을 수행합니다. 타인에게 일관되고 도덕적인 사람으로 비치는 것이 과거 조상들의 평판 관리와 생존에 유리했기 때문입니다. 즉, 자아는 나를 움직이는 본체가 아니라 나의 사회적 가치를 방어하는 전략적 도구인 셈입니다. 인간의 성 전략 역시 진화의 산물입니다. 인류는 일부일처제적인 결합을 발전시켰음에도 불구하고, 남녀 모두 기회가 닿으면 혼외 관계를 추구하는 경향을 보입니다. 남성은 주로 번식 성공도를 직접적으로 높이기 위해 다양한 상대와의 일시적 관계에 집중하는 반면, 여성은 우수한 유전자를 확보하거나 추가적인 자원을 얻기 위한 방편으로 이를 활용합니다. 이러한 차이는 남녀의 생물학적 투자 비용 차이에서 기인하며, 현대 사회의 통계적 수치 이면에는 각기 다른 적응적 목적을 달성하려는 진화적 계산이 깔려 있습니다. 인간 본성을 선악의 이분법으로 정의하려는 시도는 위험합니다. 인류는 타인과 협력하는 선한 본성과 폭력을 행사하는 악한 본성을 동시에 지니고 있기 때문입니다. 집단 선택 이론에 따르면, 집단 내부의 결속과 이타심을 강화하는 힘은 역설적으로 다른 집단과의 갈등과 경쟁을 통해 진화했습니다. 즉, 우리 안의 다정함은 우리 편을 지키기 위한 도구였으며, 외부 집단에 대한 잔혹함과 동전의 양면을 이룹니다. 따라서 문명화란 이러한 본성 중 선한 측면이 더 잘 발휘될 수 있도록 사회적 장치를 마련해온 과정이라 할 수 있습니다. 성격이나 정신 장애를 바라보는 시각도 진화적 관점에서는 새롭게 해석됩니다. MBTI나 5대 성격 특성(Big Five) 같은 성격 유형은 인간이 환경에 적응하며 나타나는 통계적 경향성일 뿐, 개인의 미래를 예언하는 절대적인 틀이 아닙니다. 또한 우울이나 불안 같은 심리적 고통 역시 과거에는 위험을 알리거나 목표를 재조정하게 돕는 적응적 방어 기제였을 가능성이 큽니다. 다만 현대 사회에서 그 정도가 지나쳐 기능에 장애를 일으킬 때 우리는 이를 질환으로 분류합니다. 결국 마음의 병조차 생존을 위한 처절한 몸부림의 흔적일 수 있다는 점을 이해해야 합니다.

전중환

카오스재단석학인터뷰

생명과학

[강연] 알고리즘과 디지털 부족 사회 by장대익ㅣ2021 '대한민국 과학기술대전' 두번째 | 2강

거대한 생명의 나무에서 인간은 아주 작은 점에 불과하지만, 지구 전체에 문명을 건설한 유일한 종입니다. 약 20만 년 전 아프리카에서 시작된 호모 사피엔스는 전 세계로 뻗어 나가며 생태계의 정복자가 되었습니다. 농경 이전에는 육상 척추동물 중 단 0.1%에 불과했던 인간의 바이오매스는 현재 가축을 포함해 98%에 달합니다. 이러한 생태적 성공은 인류가 단순히 생존하는 것을 넘어 지구의 운명을 좌우하는 강력한 힘을 갖게 되었음을 의미하며, 이는 호모 사피엔스만의 독특한 시그니처라고 할 수 있습니다. 인간이 문명을 이룩할 수 있었던 핵심 동력은 타인의 마음을 읽는 사회적 지능에 있습니다. 침팬지와 달리 인간의 눈은 공막이 선명하게 드러나 있어, 자신이 어디를 보고 있는지 타인에게 끊임없이 신호를 보냅니다. 이를 '협동하는 눈'이라고 부르는데, 시선을 공유함으로써 공동의 주의 집중과 조율이 가능해집니다. 이러한 신체적 특징은 대규모 집단생활을 하는 인간에게 서로의 의도를 파악하고 협력하는 데 결정적인 유리함을 제공했으며, 복잡한 사회 구조를 지탱하는 기초가 되었습니다. 타인의 의도를 파악하는 능력은 움직이는 대상에 마음이 있다고 믿는 '멘탈라이징'으로 이어집니다. 우리는 단순한 도형의 움직임에서도 스토리를 찾아내고 그 안에 담긴 의도를 추론하려 노력합니다. 또한, 영장류 중 유일하게 손가락으로 대상을 가리키는 '포인팅'을 통해 사회적 학습을 수행합니다. 이러한 공동의 주의 집중은 지식을 공유하고 축적하는 문명의 토대가 되었습니다. 타인의 마음을 추론하는 능력은 때로 기만으로 이어지기도 하지만, 기본적으로는 인간이 서로를 이해하고 돕는 데 필수적인 도구로 작용합니다. 인간의 배려심과 공정성에 대한 감각은 다른 영장류와 비교했을 때 압도적으로 뛰어납니다. 원숭이 실험에서 보듯 동물들도 불평등에 반응하지만, 인간은 자신이 더 많은 보상을 받았을 때조차 타인의 처지를 고려해 이를 나누려는 경향을 보입니다. 어린아이들이 불평등한 보상을 스스로 재분배하는 모습은 인간이 본능적으로 협력과 평등을 지향함을 보여줍니다. 이러한 이타적 행동은 단순히 개인의 이득을 극대화하는 것을 넘어, 집단 전체의 복지를 생각하는 인간만의 고유한 사회적 특성이라 할 수 있습니다. 문명을 지탱하는 두 가지 엔진은 자연을 이해하는 생태적 지능과 타인과 공명하는 사회적 지능입니다. 미래학자들은 인류의 성공 비결이 똑똑함뿐만 아니라 뛰어난 공감 능력에 있다고 강조합니다. 공감은 상상력을 발휘해 타인의 처지에서 세상을 바라보고, 그들의 기쁨과 슬픔에 동참하는 고도의 기술입니다. 칼 세이건이 언급했듯, 거대한 문명을 유지하는 종은 파괴적인 본능보다 높은 수준의 공감 능력을 갖추고 있을 가능성이 큽니다. 결국 공감 능력은 인류가 멸망하지 않고 지속 가능한 문명을 일궈온 가장 중요한 열쇠입니다. 하지만 현대 사회는 팬데믹과 같은 위기를 겪으며 공감의 위기에 직면해 있습니다. 전염병에 대한 본능적인 역겨움과 회피 동기는 타자에 대한 혐오와 배척으로 이어지기 쉽습니다. 과거 수렵 채집기에는 이러한 혐오가 생존에 도움이 되었을지 모르지만, 고도로 연결된 현대 사회에서는 심각한 갈등의 원인이 됩니다. 바이러스라는 트리거가 작동하면서 우리 안의 배타적인 본능이 깨어났고, 이는 특정 집단을 향한 비하와 공격으로 나타나고 있습니다. 이러한 본능적 반응을 인식하고 극복하는 것이 현대 인류의 과제입니다. 온라인 세계의 알고리즘은 우리의 편향성을 강화하며 공감의 반경을 좁히고 있습니다. 비슷한 성향의 정보만 제공하는 필터 버블과 반향실 효과는 우리를 확증 편향에 가두고 사회적 양극화를 심화시킵니다. 이제 우리에게 필요한 것은 공감의 깊이를 넘어선 '공감의 반경'을 넓히는 일입니다. 디지털 다이어트를 통해 온라인 노출을 조절하고, 독서나 다양한 만남을 통해 타인의 삶을 이해하려는 노력이 절실합니다. 알고리즘의 지배에서 벗어나 공감의 넓이를 확장할 때, 비로소 우리는 혐오의 시대를 넘어 더 성숙한 문명으로 나아갈 수 있습니다.

장대익

카오스재단카오스크로스

생명과학
융합

[연구뭐하지] 정충원 교수_서울대학교 '집단유전체학연구실' | 진화의 역사! 그것이 알고싶다

집단유전체학은 생물종 내 개체들이 가진 유전적 다양성을 분석하여 그들의 진화적 과거를 재구성하는 학문입니다. 모든 생물은 유전적으로 조금씩 다르며, 이러한 차이가 발생하는 과정을 진화, 특히 소진화라고 부릅니다. 과거에 작용했던 진화적 힘이 현재 개체들의 유전적 패턴에 흔적을 남기기 때문에, 우리는 이를 역으로 추적하여 해당 생물이 어떤 경로를 거쳐 현재에 이르렀는지 파악할 수 있습니다. 즉, 유전체 데이터는 생물의 역사를 기록한 일종의 지도와 같으며 이를 통해 생물의 진화사를 규명하는 것이 연구의 핵심입니다. 연구의 또 다른 중요한 축은 유전체로부터 유전자 변이를 찾아내고 그 패턴을 파악하는 일입니다. 특히 옛날 사람의 유골에서 추출한 고DNA를 분석하면 역사책 속 인물들의 친족 관계나 이동 경로를 과학적으로 증명할 수 있습니다. 이는 단순히 과거를 들여다보는 것을 넘어, 지금은 사라진 민족들의 혼합과 이동의 역사를 복원하는 고유전체학의 영역으로 확장됩니다. 이러한 작업은 문헌 기록이 없는 선사 시대나 고대사의 공백을 메우는 데 결정적인 역할을 수행하며 인류가 거쳐온 발자취에 대한 이해를 획기적으로 넓혀줍니다. 집단유전체학의 대상은 인류에 국한되지 않고 북극의 사향소와 같은 야생 동물로도 이어집니다. 사향소는 겉모습은 소와 비슷하지만 유전체 분석을 통해 실제로는 양이나 염소에 더 가까운 종임이 밝혀지기도 했습니다. 연구자들은 유전적 근연 관계를 밝힘으로써 집단이 어떻게 나뉘고 어떤 공통점과 차이점을 갖게 되었는지 탐구합니다. 이처럼 유전체 데이터는 겉으로 드러나는 형질만으로는 알 수 없었던 생물종의 계통과 분화 과정을 명확하게 규명해 주는 강력한 도구가 되어, 생물학적 기원에 대한 근원적인 궁금증을 해결해 줍니다. 최근의 연구는 인간과 동물을 넘어 생태계 전반으로 범위를 넓히고 있습니다. 특정 지역 환경에 적응하며 나타난 자연선택의 영향을 분석하거나, 소나무재선충과 같은 생태 침입종의 전파 경로를 파악하는 것이 대표적입니다. 1980년대 한국에 유입된 재선충이 이후 어떻게 진화하고 확산되었는지 유전체 수준에서 분석하면 산림 피해를 막기 위한 전략 수립에 기여할 수 있습니다. 이는 진화학적 연구가 순수 학문을 넘어 실생활과 밀접한 생태적 문제를 해결하고 생물 자원을 보호하는 데에도 중요한 단서를 제공함을 보여주는 사례입니다. 진화생물학은 지구상의 방대한 생물다양성을 하나의 통합적인 이론 체계로 설명할 수 있는 틀을 제공합니다. 다큐멘터리에서 접하는 신기한 생물들의 삶과 다양한 민족의 역사는 진화라는 관점을 통해 비로소 유기적으로 연결됩니다. 물리학이 세계에 대한 보편적인 설명을 제시하듯, 진화생물학은 생물의 다양성과 시간에 따른 변화를 과학적으로 규명하는 매력적인 학문입니다. 결국 유전체 연구는 생명이라는 거대한 신비를 풀어나가는 과정이며, 우리 자신을 포함한 지구상의 모든 생명체가 연결되어 있음을 깨닫게 하는 숭고한 여정이라 할 수 있습니다.

정충원

카오스재단연구뭐하지

생명과학

[코로나TALK-19] 전문가가 12월 코로나 대유행을 예측한 이유 _김기훈 대표 | 19강

바이러스의 전파는 단순히 병원체 자체의 특성만으로 결정되지 않습니다. 그것이 퍼져나가는 소셜 네트워크의 구조와 인간 사회의 상호작용이 결합하여 하나의 거대한 무늬를 그려내는 과정입니다. 코로나19를 깊이 있게 이해하기 위해서는 확진자 개개인의 임상적 특징을 넘어, 누가 누구에게 어떻게 바이러스를 전달하고 있는지 그 확산의 네트워크를 면밀히 살펴봐야 합니다. 이는 우리 사회가 그리는 보이지 않는 연결망을 분석함으로써 감염병의 실체에 다가가는 인문학적이고도 과학적인 접근이라 할 수 있습니다. 네트워크 분석의 핵심은 방역 당국이 수집한 접촉자 추적 조사 데이터를 정교하게 모델링하는 데 있습니다. 확진자가 발생했을 때 그들의 동선을 파악하고 밀접 접촉자를 분류하여 추가 검사를 진행하는 과정에서 방대한 '링크 테이블'이 만들어집니다. 이를 통해 감염의 시작점과 종착점을 잇는 전파 경로를 시각화하고 수치화할 수 있습니다. 특히 수작업에 의존하던 데이터를 자동화된 프로그램으로 처리함으로써, 복잡하게 얽힌 수천 명의 감염 관계를 단 몇 분 만에 분석하여 유의미한 구조적 특징을 도출해낼 수 있게 되었습니다. 집단 감염 사례를 분석해 보면 우리가 흔히 알고 있는 상식과는 다른 결과가 나타나기도 합니다. 데이터에 따르면 수도권 집단 감염의 절반 가까이가 종교 시설에서 발생했으나, 정작 방역 당국의 고위험 시설 지정 기준에서는 비중이 낮은 다른 시설들이 더 엄격하게 관리되는 경향이 있었습니다. 이는 방역 정책이 실제 발생 빈도와 위험도에 근거하여 더욱 정밀하게 타깃팅되어야 함을 시사합니다. 특정 시설의 위험성을 선입견으로 판단하기보다, 실제 데이터가 가리키는 감염 취약 지점을 정확히 파악하여 사회적 거리 두기의 효율성을 높이는 노력이 필요합니다. 개인 간 전파인 n차 감염은 평균적으로 약 3.8일이라는 짧은 주기로 진행되며, 최대 8차 전파까지 이어지는 사례도 관찰되었습니다. 특히 감염원을 알 수 없는 소위 '감염원 불명'은 n차 전파율이 월등히 높고 전파 속도도 빨라 방역망에 큰 위협이 됩니다. 해외 유입 사례가 국내 지역 사회 전파에 미치는 영향이 상대적으로 미미한 것과 대조적으로, 이러한 감염원 불명은 꼬리에 꼬리를 무는 연쇄 감염을 일으키며 새로운 집단 감염의 도화선이 되기도 합니다. 따라서 전파의 골든타임을 놓치지 않기 위한 신속한 추적 조사가 무엇보다 중요합니다. 네트워크 과학의 관점에서 볼 때, 감염망은 소수의 허브가 대다수의 연결을 독점하는 불평등한 구조를 띱니다. 실제로 상위 1%의 확진자가 전체 개인 감염의 60% 이상을 일으키는 '슈퍼 전파' 현상이 뚜렷하게 나타납니다. 이러한 슈퍼 전파자들은 대개 두 개 이상의 고위험 시설이나 집단에 중복으로 소속되어 활동하는 특징을 보입니다. 예를 들어 콜센터와 교회, 혹은 밀집 시설과 소모임을 연결하는 위치에 있는 개인들이 바이러스 확산의 가교 역할을 하게 됩니다. 이들을 사전에 특정하기는 어렵지만, 활동 반경이 겹치는 지점을 집중 관리함으로써 확산세를 꺾을 수 있습니다. 수도권의 감염 양상은 시기에 따라 해외 유입 중심에서 국내 집단 감염과 n차 감염의 악순환 구조로 진화해 왔습니다. 초기에는 외부로부터의 유입이 주된 원인이었으나, 시간이 흐를수록 집단 감염이 불똥이 되어 개인 간 전파로 번지고, 이것이 다시 새로운 집단 감염을 유발하는 복합적인 메커니즘이 정착되었습니다. 특히 감염 소요 일수가 점차 짧아지는 추세는 방역 당국이 대응할 수 있는 시간적 여유가 줄어들고 있음을 의미합니다. 이는 바이러스의 변이나 사회적 접촉 양상의 변화에 따라 방역의 난도가 급격히 높아지고 있음을 보여주는 지표입니다. 효과적인 방역을 위해서는 데이터 사이언스에 기반한 전략적 접근과 사회적 투자가 병행되어야 합니다. 집단 감염을 막기 위해 발생 빈도가 높은 부문에 대한 정밀한 사회적 거리 두기 합의가 필요하며, n차 감염의 고리를 끊기 위해 역학 조사관 확충과 분석 시스템 고도화에 과감히 투자해야 합니다. 현재의 방역 시스템은 인력의 헌신에 크게 의존하고 있지만, 네트워크 분석과 같은 과학적 도구를 적극 도입한다면 더욱 효율적인 대응이 가능할 것입니다. 결국 감염병과의 싸움은 데이터를 어떻게 해석하고 우리 사회의 연결망을 어떻게 관리하느냐에 달려 있습니다.

김기훈2

카오스재단코로나19 과학토크

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[eng2-4] COVID-19_Psychology and social communication during the four months of the COVID-19 crisis | 1세션 ⑧

코로나19 첫 확진자 발생 이후 우리 사회는 단 하루도 이 위협에서 자유롭지 못했습니다. 전문가들은 감염병의 완전한 종식보다는 바이러스와 공존하는 '새로운 일상'을 준비해야 한다고 강조합니다. 흥미로운 점은 대중이 느끼는 위험 인식이 단순히 감염 확률에 근거하지 않는다는 사실입니다. 사람들은 감염 가능성보다 감염되었을 때 초래될 결과의 심각성을 더 크게 느끼며, 이는 과학적 수치와는 다른 심리적 회색지대를 형성합니다. 이러한 인식을 이해하는 것은 강제적인 봉쇄 없이도 감염 확산을 저지한 한국 사회의 동력을 분석하는 중요한 열쇠가 됩니다. 한국 사회에서 코로나19에 대한 두려움은 독특한 양상을 보입니다. 조사 결과에 따르면 사람들은 자신의 건강 악화보다 '나의 감염이 타인에게 미칠 영향'을 더 심각하게 받아들였습니다. 이는 이른바 '민폐'가 되는 것에 대한 극심한 공포를 반영합니다. 객관적인 질병의 고통보다 확진 시 겪게 될 주변의 비난과 신상 공개, 경제적 피해에 대한 두려움이 더 크게 작용하고 있는 것입니다. 이러한 심리는 방역에 대한 높은 참여를 이끌어내기도 하지만, 동시에 특정 집단에 대한 낙인과 배제를 강화하는 사회적 부작용을 낳기도 했습니다. 언론 보도는 대중의 감정과 위험 인식에 결정적인 영향을 미칩니다. 사태 초기에는 불안감이 지배적이었으나, 시간이 흐를수록 특정 사건을 계기로 분노의 감정이 급상승하는 경향을 보였습니다. 특히 집단 감염 사례가 보도될 때마다 감염의 책임을 개인의 부주의로 돌리는 '귀인' 경향이 뚜렷해졌습니다. 이는 방역 수칙을 준수하지 않는 이들에 대한 혐오 표현으로 이어지기도 합니다. 정보의 홍수 속에서 공포는 점차 줄어들고 있지만, 그 자리를 타인에 대한 비난과 사회적 갈등이 채우고 있다는 점은 우리가 직면한 또 다른 위기입니다. 방역 성과의 이면에는 시민들의 높은 효능감이 자리 잡고 있습니다. 스스로 상황을 파악하고 정부 정책에 협조함으로써 위기를 극복할 수 있다는 믿음이 강하게 나타난 것입니다. 하지만 개인 차원의 실천인 마스크 쓰기에 비해, 직장이나 공동체의 협조가 필요한 사회적 거리두기의 실천율은 상대적으로 낮았습니다. 또한 장기화된 사태로 인해 의료 서비스 이용이 제한되는 '미충족 의료 수요'가 발생하고, 일자리를 잃거나 임금이 줄어드는 등 경제적 타격도 심각합니다. 이는 국민 대다수가 지속적인 정신건강 모니터링이 필요한 스트레스 상태에 놓여 있음을 시사합니다. 이제 우리는 'K-방역'의 성공을 넘어 성공적인 '재난 회복'으로 나아가야 합니다. 공동체의 안녕은 구성원 모두가 안전할 때 비로소 보장될 수 있습니다. 지난 넉 달간 일상이 마모된 주부, 경제적 위기에 처한 저소득층, 그리고 심리적 충격을 받은 특정 지역 주민들에 대한 세심한 보호와 지지가 절실합니다. 개인의 효능감을 공동체의 회복탄력성으로 전환하고, 서로를 포용할 수 있는 새로운 사회적 규범을 만들어야 합니다. 진정한 위기 극복은 단순히 바이러스를 막는 것을 넘어, 상처 입은 이웃과 함께 일상을 재설계하는 과정에서 완성될 것입니다.

유명순

카오스재단코로나19 과학토크

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[석학인터뷰] 과학이 말하는 바이러스의 기원은?!ㅣ기원 릴레이 - '모든 것의 기원' 5편_ 문명과 사회, 바이러스, 노화와 암

인간의 진화에서 가장 핵심적인 요소는 바로 문화에 있습니다. 여기서 말하는 문화란 단순히 예술이나 관습을 넘어 '사회적 학습을 통해 습득되는 정보'를 의미하며, 이는 인간뿐만 아니라 침팬지와 같은 동물들에게서도 발견되는 특징입니다. 그러나 인간만이 가진 특별함은 바로 '누적적 문화'에 있습니다. 인류는 세대를 거듭하며 지식을 끊임없이 쌓아 올렸고, 이러한 능력은 호모속의 진화 과정 내내 중요한 역할을 했습니다. 단순한 생존을 넘어 정보를 축적하고 발전시키는 과정이 오늘날의 우리를 만든 근간이 되었습니다. 영장류의 가장 큰 특징은 조직 생활을 한다는 점이며, 그중에서도 인간은 가장 크고 복잡한 집단을 형성하며 살아갑니다. 이러한 환경에서 진화한 '초사회성'은 타인의 의도를 파악하고 배려하는 사회적 지능을 발달시켰습니다. 우리가 거대한 문명을 건설할 수 있었던 비결은 단순히 뛰어난 과학 기술 때문만이 아닙니다. 서로를 받아들이고 협력하며 집단의 규모를 키워온 사회적 능력이 인류 발전의 진정한 원동력이 되었기 때문입니다. 이러한 사회적 결속력은 인간을 지구상에서 가장 독보적인 존재로 만들었습니다. 생물학적 관점에서 노화와 암, 그리고 죽음은 밀접하게 연결된 과제입니다. 암은 세포가 분열하는 과정에서 돌연변이가 축적되어 발생하는데, 나이가 들수록 세포 분열 횟수가 늘어나 암 발생 확률도 함께 높아집니다. 역설적으로 노화는 세포 분열의 감소를 의미하기도 하지만, 면역력 저하와 염증 발생으로 인해 새로 생긴 암세포를 효과적으로 제거하지 못하게 됩니다. 결국 이 세 가지 현상은 서로 꼬리에 꼬리를 물며 생명체의 한계를 규정짓는 복잡한 고리를 형성하고 있으며, 현대 과학은 이를 풀기 위해 분투하고 있습니다. 생명체의 노화 시계라고 불리는 텔로미어는 염색체 말단을 보호하는 역할을 하며, 세포가 분열할 때마다 그 길이가 조금씩 짧아집니다. 텔로미어 내부의 특정 염기 서열인 TTAGGG의 반복은 노화와 밀접한 관련이 있으며, 이는 생명체가 태어나서 늙고 죽도록 정교하게 프로그램되어 있을 가능성을 시사합니다. 분자 수준에서의 연구가 계속되고 있지만, 노화가 세포 분열을 억제하면서도 동시에 암의 원인이 되는 이중적인 구조는 여전히 생물학계의 거대한 수수께끼로 남아 인류에게 깊은 통찰을 요구합니다. 바이러스는 최초의 생명체인 루카(LUCA) 이전부터 존재했을 것으로 추정될 만큼 기원이 오래되었습니다. 이들은 유전체의 종류가 매우 다양하며, 최근 발견된 판도라바이러스처럼 세균보다 거대한 크기를 자랑하는 경우도 있습니다. 거대바이러스의 기원을 두고 멸종된 제4의 생물 영역에서 퇴화했다는 가설과 다른 생명체의 유전자를 훔쳐 몸집을 불렸다는 이론이 대립하고 있습니다. 이러한 바이러스의 실체를 밝히는 과정은 생명의 정의를 새롭게 정립하고, 우리가 어디에서 왔는지를 이해하는 중요한 열쇠가 될 것입니다.

김준홍, 이현숙, 장대익, 조장천

카오스재단릴레이 인터뷰

생명과학

[석학인터뷰] 장대익 _변신은 팩트다! | 2019 카오스콘서트 '변신, 기원이야기'

찰스 다윈의 '종의 기원' 초판 번역본이 오랜 기다림 끝에 세상에 나왔습니다. 다윈은 흔히 천재 과학자로만 기억되지만, 사실 그는 의대를 중퇴하고 가문의 수치라는 말을 들을 정도로 불투명한 미래를 가졌던 인물이었습니다. 하지만 그는 자신이 꽂힌 연구에 10년 넘게 매달리며 수천 페이지의 기록을 남길 만큼 지독한 끈기를 보여주었습니다. 따개비 연구에 매진하며 지루함과 싸우면서도 끝내 성과를 이뤄낸 그의 모습은 과학의 또 다른 이면인 인간미를 잘 보여줍니다. 이러한 다윈의 철학이 담긴 초판이 독자들에게 유려한 문장으로 전달되어 생명 진화의 본질을 이해하는 길잡이가 되기를 바랍니다. 외계인의 시선으로 지구 40억 년의 역사를 되돌아본다면 생명의 진화에서 가장 결정적인 순간 세 가지를 꼽을 수 있을 것입니다. 첫 번째는 자연선택이 작동할 수 있는 토대가 된 최초의 복제자가 등장한 시점입니다. 두 번째는 단세포 생물이 다세포로 진화하며 생명의 다양성이 폭발적으로 증가한 순간입니다. 마지막으로 가장 화려한 변화를 이끌어낸 것은 성의 탄생입니다. 암수가 만나 유전자 칵테일을 만들며 다양성을 극대화한 이 사건은 지구를 밋밋한 행성에서 어마어마하게 화려하고 역동적인 생명의 장으로 탈바꿈시켰습니다. 이러한 과정은 생명이 단순히 존재하는 것을 넘어 진화의 동력을 얻었음을 의미합니다. 영장류의 가장 큰 특징은 조직 생활을 한다는 점이며, 그중에서도 인간은 가장 크고 복잡한 집단을 이루며 살아갑니다. 인간이 문명을 건설할 수 있었던 비결은 단순히 뛰어난 과학 기술 덕분이 아니라, 타인을 배려하고 그들의 의도를 파악하는 '초사회성'을 진화시켰기 때문입니다. 집단이 커짐에 따라 발생하는 분업의 이점을 누리기 위해서는 타인의 마음을 읽고 공감하는 능력이 필수적이었습니다. 이러한 사회적 지능은 인간을 유일하게 고도의 문명을 가진 종으로 만들었습니다. 결국 문명이란 타자를 받아들이고 집단을 키워나가는 과정에서 탄생한 배려와 협력의 결과물이라고 할 수 있습니다. 인공지능(AI)의 발전은 인류에게 새로운 질문을 던집니다. 우리가 기술과 공존할 수 있는 이유는 그 기술이 인간의 고유한 가치를 위협하지 않을 때 가능합니다. 만약 인공지능(AI)이 단순한 도구를 넘어 인간의 본질적인 측면인 의사결정이나 창의성 영역에서 인간을 압도하게 된다면, 이는 단순한 도구가 아닌 경쟁 대상이 됩니다. 따라서 우리는 인공지능(AI)이 인간의 본성을 보완하는 존재가 될 것인지, 아니면 우리의 자리를 대체하는 위협이 될 것인지에 대한 기로에 서 있습니다. 기술과의 조화로운 미래를 위해서는 경쟁이 아닌 화합의 방식을 설계하는 지혜가 필요하며, 이는 우리가 인공지능(AI)을 어떻게 정의하느냐에 달려 있습니다. 인류의 수많은 지식인은 세상의 근본 물질이 무엇이며 그것들이 어떻게 변화하는지에 대해 끊임없이 질문해 왔습니다. 우리 주변의 모든 것은 변하며, 변하지 않는 것은 아무것도 없다는 사실은 부정할 수 없는 진리입니다. 바위조차 시간에 따라 침식되듯 변신은 우주의 보편적인 현상이며, 이를 설명하는 것은 과학의 핵심 과제입니다. 천문학, 물리학, 생물학이 만나 변신의 원리와 그로 인해 만들어지는 패턴을 탐구하는 초학제적 시도는 세상을 이해하는 새로운 시각을 제공합니다. 이러한 통합적 탐구는 우리가 발을 딛고 있는 이 변화무쌍한 세계의 본질을 꿰뚫어 보는 힘이 되어줄 것입니다.

장대익

카오스재단카오스콘서트

생명과학

[강연] 물리학이 사회 현상을 설명하는 데 도움을 줄 수 있을까? | 2017 카오스 토론회 : '과학vs과학철학' 3부 1강 | 3부 ①

물리학은 흔히 무생물의 법칙을 다루는 학문으로 여겨지지만, 그 범위를 넓히면 인간 사회의 복잡한 사회 현상을 설명하는 강력한 도구가 됩니다. 사회는 결국 사람들의 모임이며, 사람은 물리적인 구성 요소로 이루어진 존재라는 점에서 사회 현상 또한 물리학의 연구 대상이 될 수 있습니다. 이러한 관점은 사회를 거시적인 시스템으로 파악하고, 그 안에서 흐르는 일정한 패턴과 규칙성을 찾아내려는 시도로 이어집니다. 이는 단순한 비유를 넘어 데이터와 수식을 통해 사회의 구조를 분석하는 새로운 지평을 열어줍니다. 구체적인 사례로 커피숍과 학교의 분포 방식을 살펴보면 사회물리학적 접근의 유용성이 드러납니다. 영리를 추구하는 커피숍은 고객의 수가 중요하기 때문에 인구 밀도에 비례하여 분포하는 경향을 보입니다. 반면, 공공성을 띠는 학교는 학생들의 통학 거리를 최소화하는 방향으로 배치됩니다. 이러한 차이는 인구 밀도와 시설 밀도 사이의 상관관계를 나타내는 지표인 '알파 값'의 차이로 명확히 규명됩니다. 이는 복잡해 보이는 도시의 시설 배치가 사실은 효율성과 이윤이라는 명확한 물리적 원리에 기반하고 있음을 시사합니다. 물리학이 사회를 바라보는 방식의 핵심은 '단순화'에 있습니다. 복잡한 사회적 변수들을 모두 고려하기보다는, 현상을 결정짓는 가장 핵심적인 동기나 원리를 추출하여 모델을 만듭니다. 누구나 동의할 수 있는 상식적인 가정에서 출발하여 수학적 결론을 도출하는 과정은 물리학적 접근의 강력한 힘입니다. 이러한 방식은 복잡한 현상 뒤에 숨겨진 보편적인 질서를 발견하게 하며, 중고등학생도 이해할 수 있는 명쾌한 논리로 사회 구조를 설명할 수 있게 해줍니다. 하지만 물리학적 설명이 모든 사회 현상을 완벽히 포괄할 수 있는지에 대해서는 철학적인 의문이 제기됩니다. 물리학의 모델은 수치적 예측에는 탁월할 수 있지만, 그 수치가 갖는 깊은 사회적 맥락이나 인문학적 통찰을 제공하는 데에는 한계가 있을 수 있습니다. 예측이 성공적이라고 해서 그 현상의 본질을 완전히 이해했다고 단정하기는 어렵기 때문입니다. 사회 현상은 단순히 데이터의 일치만으로 설명되지 않는, 인간의 의도와 가치가 개입된 복잡한 영역이라는 점을 간과해서는 안 됩니다. 자연 현상과 사회 현상의 결정적인 차이는 인과 관계의 위계에 있습니다. 물리학이 다루는 자연계는 주요한 원인과 부차적인 원인이 비교적 명확히 구분되어 근사적인 접근이 잘 들어맞습니다. 그러나 사회 현상은 비슷한 크기의 다양한 요인들이 서로 경쟁하며 시간에 따라 끊임없이 변화합니다. 정치, 경제, 심리적 요인들이 복잡하게 얽혀 있는 상황에서 특정 변수만을 추출하여 일반화하는 것은 외적 타당성을 확보하는 데 어려움을 겪게 만듭니다. 또한, 물리학의 대상인 입자들은 개별성이 없는 '동일 입자'로 취급되지만, 사회의 구성원인 인간은 저마다의 고유한 개성과 비합리성을 지닌 존재입니다. 집단으로서의 인간이 보여주는 '예측 가능한 비합리성'은 통계적인 패턴으로 나타날 수 있지만, 그것이 개개인의 삶이 가진 절실함이나 특수한 사정을 모두 반영하지는 못합니다. 거시적인 정책 수립에는 통계적 모델이 유용할지라도, 개별 사례의 구체적인 진실을 파악하기 위해서는 인문학적 통찰과의 상호 보완이 필수적입니다. 결국 물리학과 사회과학의 만남은 서로의 한계를 인정하고 보완하는 과정이어야 합니다. 물리학은 사회 현상을 정량적으로 분석하고 거시적인 규칙성을 제시함으로써 정책적 판단의 근거를 마련해 줍니다. 동시에 철학적 성찰은 그러한 데이터가 놓치기 쉬운 인간적 가치와 인문학적 통찰의 중요성을 일깨워줍니다. 과학이 끊임없이 발전하듯, 사회를 이해하려는 노력 또한 고정된 틀에 머물지 않고 다양한 학문적 경계를 넘나들며 더욱 깊어질 것입니다.

김범준, 이상욱

카오스재단마스터클래스

물리학
융합

[강연] 인간의 지성, 인공지능과 무엇이 다른가? (2) by정재승 | 2016 가을 카오스 콘서트 '뇌 vs AI' 1부 | 1부 ②

우리가 타인의 고통스러운 표정이나 상황을 보며 움찔하는 이유는 뇌의 고등한 공감 능력 때문입니다. 공감은 단순히 감정을 공유하는 것을 넘어, 상대방의 입장에서 상황을 유추하고 예측하는 복잡한 인지 과정입니다. 하지만 이 과정은 뇌의 에너지를 많이 소모하기 때문에, 사회적 지위가 높거나 굳이 공감할 필요가 없는 상황에서는 이 기능이 억제되기도 합니다. 리더들에게서 나타나는 공감 결핍 증후군은 이러한 뇌의 효율성 추구와 사회적 역할 사이의 역설을 잘 보여주는 사례라고 할 수 있습니다. 신경과학의 발전은 우리가 무엇을 보고 상상하는지 시각적으로 재현하는 단계에 이르렀습니다. fMRI를 통해 뇌 활동 데이터를 분석하면 피험자가 보고 있는 영상을 실시간으로 재현할 수 있으며, 이는 향후 꿈이나 상상 속의 이미지까지 동영상으로 기록할 수 있는 가능성을 시사합니다. 기술이 정교해짐에 따라 우리는 단순히 기억에 의존하는 것이 아니라, 뇌에 저장된 시각적 정보를 디지털 아카이브로 변환하여 공유하는 시대를 맞이하게 될 것입니다. 이는 인간의 창의성과 기록의 방식을 근본적으로 변화시킬 혁신적인 변화입니다. 뇌는 우리가 사용하는 수만 개의 단어를 무작위로 저장하지 않고, 효율적인 소통을 위해 비슷한 카테고리끼리 묶어서 관리합니다. 특정 단어를 들을 때 활성화되는 뇌 부위를 단어 지도로 그려보면, 인간이 세상을 어떻게 분류하고 이해하는지 명확히 알 수 있습니다. 이러한 언어적 연상은 사회적 소속감과도 직결됩니다. 사회적 집단 내에서 비슷한 단어와 연상을 공유함으로써 우리는 서로 연결되어 있다는 느낌을 받으며, 이는 연인이나 친구 사이에서 말투가 닮아가는 현상을 통해서도 확인할 수 있는 뇌의 사회적 생존 전략입니다. 창의성은 역설적이게도 뇌가 가장 편안하게 쉬고 있는 '멍 때리는' 순간에 발현되기 쉽습니다. 상측두회 전방(ASTG)이라 불리는 특정 영역은 평소 연결되지 않았던 멀리 떨어진 뇌 부위들을 잇는 가교 역할을 하며 새로운 아이디어를 만들어냅니다. 뇌는 생존을 위해 효율적이고 보편적인 사고를 지향하지만, 동시에 전혀 상관없는 개념들을 억지로 연결해 새로운 가치를 창출하는 모순된 구조를 가지고 있습니다. 따라서 휴식과 공상은 단순히 시간을 허비하는 것이 아니라, 뇌가 창의적인 도약을 준비하는 필수적인 과정이라고 이해해야 합니다. 인공지능이 인간의 지능을 빠르게 추격하고 있지만, 자아 인식이나 복잡한 감정, 의식의 영역은 여전히 인간만의 고유한 영역으로 남아 있습니다. 지난 수십 년간 우리 사회는 정량적 평가와 선행학습을 통해 인공지능을 흉내 내는 인간을 양성해 왔으나, 이제는 그 역할을 기계에 넘겨주어야 할 때입니다. 미래 사회에서 인간의 경쟁력은 숫자와 논리가 아닌, 타인과 공감하고 가치를 통찰하며 인간성을 회복하는 데서 나옵니다. 뇌 과학에 대한 이해는 결국 '나는 누구인가'라는 질문에 답하며 더 인간답게 살기 위한 이정표가 될 것입니다.

정재승

카오스재단카오스콘서트

뇌인지과학

[강연] 생명의 기원 (4) - 패널토의 | 2015 봄 카오스 강연 'ORIGIN' 10강 | 10강 ④

과학의 여정은 '모른다'는 사실을 솔직하게 자각하는 것에서 시작됩니다. 생명의 기원이라는 거대한 수수께끼 앞에서 우리는 여전히 겸손할 수밖에 없지만, 이러한 무지의 자각은 단순히 멈춤을 의미하는 것이 아닙니다. 오히려 더 구체적이고 본질적인 질문을 던지게 만드는 강력한 원동력이 됩니다. 우리가 모르는 것을 하나씩 알아가는 과정 자체가 인류 문명이 걸어온 길이며, 스스로의 한계를 인정하고 질문을 던질 때 비로소 새로운 앎의 지평이 열리는 법입니다. 우주적 관점에서 생명은 확률과 통계의 문제입니다. 우리 은하에만 수천억 개의 별이 존재하고, 그중 지구와 환경이 비슷한 행성은 수십억 개에 달한다는 사실이 최신 망원경 관측을 통해 밝혀지고 있습니다. 137억 년이라는 광활한 시간과 엄청난 수의 행성을 고려한다면, 생명체가 지구에만 존재할 확률은 매우 낮습니다. 천문학자들은 우주 곳곳에 생명이 존재할 가능성을 열어두고 있으며, 이는 우리가 생명을 바라보는 시야를 지구라는 닫힌 세계에서 우주라는 열린 계로 확장하게 합니다. 생명 현상이 나타나기 위해서는 반드시 자신을 보호하고 규정할 수 있는 경계 시스템이 필요합니다. 세포가 막으로 둘러싸여 내부의 질서를 유지하듯, 생명은 외부와 구별되는 물리적 혹은 가상의 막을 통해 존재를 이어갑니다. 지구 역시 하나의 거대한 시스템으로서 이러한 막의 역할을 수행하며 생명을 보호합니다. 비록 우주로부터 끊임없이 물질이 유입되는 열린 계일지라도, 생명이라는 정교한 질서가 유지되기 위해서는 내부를 규정할 수 있는 독립적인 공간이 확보되어야 한다는 점은 생물학적 존재의 핵심입니다. 진화의 진정한 동력은 흔히 오해하는 돌연변이보다 유전자 재조합에 있습니다. 돌연변이는 대부분 생존에 불리한 경우가 많으며, 환경 변화에 우연히 적응하는 기초적인 변이 제공자 역할을 할 뿐입니다. 오히려 서로 다른 유전적 배경을 가진 개체들이 만나 유전자를 섞고 재조합하는 과정이 종의 다양성을 폭발적으로 증가시킵니다. 집단 간의 유전자 흐름은 돌연변이를 기다리는 것보다 훨씬 빠르고 강력하게 생명체의 변화를 이끌어내며, 이것이 바로 다윈이 설명한 진화의 핵심 메커니즘입니다. 현대 기술의 발전이 인간의 지능을 퇴화시킨다는 우려가 있지만, 이는 뇌의 사용 방식이 변화하는 과정으로 보아야 합니다. 단순한 기억이나 반복적인 정보 인출은 기계에 맡기고, 인간의 뇌는 더 고차원적인 창의성과 복잡한 사고에 집중하게 된 것입니다. 우리는 이제 외부의 두뇌를 하나 더 가진 셈이며, 이를 통해 과거와는 전혀 다른 방식으로 지적 능력을 확장하고 있습니다. 암기 위주의 시대가 저물고, 도구를 활용해 어떻게 새로운 가치를 창출할 것인가가 생존의 중요한 열쇠가 되었습니다. 인류는 현재 역사상 유례없는 거대한 유전적 실험을 치르고 있습니다. 과거에는 지리적 장벽에 막혀 국지적으로만 일어나던 유전자 흐름이 이제는 전 지구적 차원에서 동시다발적으로 벌어지고 있습니다. 전 세계의 유전자가 하나로 섞이는 이 현상은 인류라는 종 전체의 고유 변이를 줄이는 동시에 개별 집단의 다양성을 높이는 기묘한 결과를 낳습니다. 이러한 대규모의 유전자 혼합이 미래의 인류를 어떤 모습으로 변화시킬지는 그 누구도 예측할 수 없는 흥미롭고도 중대한 진화적 과제입니다. 바이러스와의 전쟁에서도 진화적 관점은 중요한 지혜를 제공합니다. 바이러스의 독성과 전염성 사이에는 밀접한 상관관계가 있으며, 숙주를 너무 빨리 죽이는 강한 독성은 오히려 전염에 불리하게 작용하여 스스로 소멸할 가능성이 큽니다. 우리는 막연한 공포에 휩싸이기보다 전염 경로를 차단하고 진화의 메커니즘을 이해함으로써 더 현명하게 대응할 수 있습니다. 생명은 끊임없이 변화하며 생존 전략을 수정해 나갑니다. 이러한 변화의 흐름을 읽어내는 것이야말로 우리가 복잡한 생태계 속에서 공존할 수 있는 길입니다.

강호정, 김성희, 이명현, 최재천

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