1부
기계가 인간을 위해 노래할 때
인공지능
인간과 인공지능을 구별할 수 없는 세상이 온다
인간처럼 학습하고 생각하는 인공지능
인공지능이 개발되고 지난 수십 년 동안, 인류는 인간의 지능이 인공지능보다 뛰어나다는 주장을 하기 위해 무던히도 노력했다. 어려운 문제의 정답을 실수 없이 맞히는 기술은 뛰어나지만, 감정이 없고 공감도 하지 못하는 인공지능의 단점 탓에 영화나 드라마 속 그들의 모든 시도는 늘 인간에 의해 좌절된다. - P16
불과 몇 년 전까지만 해도 인공지능을 ‘계산 기계‘라 부르면서 애써 무시했다. 인공지능은 스스로 사고하는 능력이 없기에, 단지 인간 사고력의 범위를 넓혀주는 수단일 뿐이라는 것이다. - P16
계산은 주어진 식을 연산의 법칙에 따라 풀어내어 답을 구하는 일이다. 쉽게 말해, 문제를 푸는 게 바로 계산이다. 하지만 직접 푸는 게 목적이 아니라는 측면에서 알고리즘algorithm과는 차이가 있다. - P17
소프트웨어가 받는 다양한유형의 입력 정보에 대한 출력을 정의하는 특정한 규칙들의 모음을 ‘프로그램program‘이라고 하는데, 인공지능은 받은 정보들을 바탕으로 이걸 만들어 주는 것이다. 이렇게 되면, 자율적으로 규칙 시스템을 구축해서 사람에게 의존했던 작업을 스스로 해결할 수 있다. - P19
결정된 결과를 예측하지 못하는 이유
영리한 인공지능을 학습시키는 여러 가지 이유 중 하나는, 인간의 노력으로 예측할 수 없는 미래를 미리 알고 싶다는 욕망 때문이다. - P19
하지만 컴퓨터가 아니라 우리가 사는 우주라면 어떨까? 우주의 미래도 전부 정해져 있는 건 아닐까? 누구도 이말에는 동의하지 않는다. 시간 여행은 불가능할 것이라는추측은 둘째 치고, 미래는 나만의 자유의지로 결정한다고 믿기 때문이다. - P20
예측할 수 없다는 것과 결정되어 있지 않다는 건 어찌보면 비슷해 보이지만, 완전히 다르다. 일정한 축을 중심으로 규칙적으로 움직이는 진자를 보자. 여기에 진자를 2개더 연결하면 삼중 진자가 되는데, 진자가 하나일 때와 비교조차 되지 않을 정도로 복잡하게 운동한다. 초기 조건에 따라 전혀 다른 형태로 운동하는 것이다. - P21
그럼 미래를 예측하려면 어떻게 해야 할까? 우리 자신을 너무 과대평가하지 말고, 사고의 영역을 줄여야 한다. 우주가 결정되어 있는지 아닌지를 차치하더라도, 우리는대화하는 상대방이 다음에 어떤 말을 할지 조차 제대로 예측하지 못한다. - P22
인간과 인공지능을 구별하는 법
미래 예측의 가능성으로는 인간과 인공지능의 차이를 알기 힘들다. 그래서 나온 방법이 바로 ‘튜링 테스트‘다. - P22
하지만 과학자들의 관점은 다르다. 중국어 방에서 완벽한 중국어 문답이 가능하다면, 그 과정이 어떻든 방은 하나의 시스템이며, 완성된 시스템은 중국어를 이해하고 있다고 본다. 마찬가지로 우리가 보유한 전자기기로 빠른 인터넷 검색을 통해 질문의 답을 찾아내는 것은 지식의 확장이며, 번역 기능이 있는 안경을 쓰는 것도 역시 언어 영역의 확장으로 볼 수 있다. - P23
회원 가입을 하거나 인증할 때 종종 나오는 도로표지판찾기와 같은 자동 튜링 테스트는 이제 인공지능이 더 잘 맞히기도 한다. - P23
. 인공지능을 개발한 회사로부터 지능을 탈중앙화시키기 위해 블록체인 blockchain이라는 기술을 접목한 한국의 신생기업도 등장했다. 최근에 등장한 증강 인공지능은 사람이 개입해서 추가로 검토해야하는 상황조차 스스로 검토해 추론을 통해 최종 검증한다. 반드시 사람이 마무리해야 했던 일조차 이제 인공지능이할 수 있게 되어가고 있다. - P24
기계 학습
알파고는 지난 대국을복기하지 않는다
아직 스카이넷이 되지 못한 인공지능
‘인공지능‘이라는 표현 자체가 식상한 시대다. 상용화된인공지능 제품이 쏟아져 나오는 가운데 우리는 고민 없이이것저것 사용해 본다. - P25
(전략). 이 질문에 대답할 수 있을 만한사람이 있다면 아마도 알파고의 아버지 데미스 허사비스Demis Hassabis일 것이다. (중략). 비록 가상의 공간이었지만 인공지능 캐릭터들은 흡사 사람처럼 생각하고 생동감 있게 움직였다. 그러다 문득그는 의문이 들었다. 인공지능과 인간 지능의 가장 큰 차이는 무엇일까? 오직 인간만이 할 수 있는 것이 있을까? - P26
창의성은 과연 어디서 오는가
궁금증을 해결하기 위해 유니버시티칼리지 런던으로 자리를 옮긴 허사비스는 본격적으로 인간의 뇌에 대한 연구를 시작했다. - P26
2007년, 그는6쪽짜리 짧은 논문을 발표한다. 결론은 매우 놀라웠다. 기억상실증에 걸린 환자는 새로운 경험이나 상황을 상상하지 못한다는 것이었다. (전략). 이 논문은 국제 학술지 《사이언스 Science》의 세계 10대 과학성과로 선정되었고, 훗날 수십만 장의 기보를 집어넣은 알파고는 저장된 데이터를 바탕으로 매우 창의적인 수를 두게 되었다. - P27
가속화되는 인공지능의 진화
(전략). 이를 위해 먼저 기계가 스스로 학습할 필요가 있었다. ‘기계 학습‘이라는 용어는 1959년 미국의 컴퓨터과학자 아서 새뮤얼 Arthur Samuel이 만들었다. 보편적인 기계 학습의모델은 인공 신경망으로, 생물의 신경망에서 착안한 방법이다. - P29
인공지능이 계속 학습하다 보면 불필요한 선입견이쌓이며 새로운 사실을 추론하는 능력이 현저히떨어지는 경우가 종종 발생했다. 결국 인간이 의미없는 정보를 망각하듯이 인공 신경망을 무작위로죽이는 방법으로 추론 능력을 개선하게 되었고, 이것이 바로 그 유명한 딥러닝이다. - P30
여기에서 알파고는 몬테카를로트리 탐색Monte Carlo tree search이라는 방법을 활용했다. 갑자기 휴가를 떠나게 되었다고 하자. 여행 경비와 시간도 넉넉하게 주어지고, 원하는 곳이라면 어디라도 갈 수있다. 이제 세계지도를 펼쳐 목적지를 골라야 하겠지만, 솔직히 모든 나라에 대한 정보를 알아도 정하기는 쉽지 않다. 그럼 어떻게 해야 할까? 보통 대표적인 관광지 몇 개만 뽑아 그중 하나로 정한다. 그리고 아마도 그 여행지는 적당히 마음에 들 것이다. 몬테카를로 트리 탐색이 바로 이런 원리다. - P31
인공지능의 시대, 인간에게 길을 묻다
알파고와의 첫 번째 대국에서 대부분의 해설가들은 실망스러운 기색을 보였다. 계속되는 알파고의 과감한 수를 놓고, 프로바둑기사들은 터무니없는 수라고 판단했다. 그러나 두 번째 대국부터는 분위기가 급반전되었다. - P32
인공지능을 개발하는 동기는 인간을 뛰어넘는 무언가를 만들어 내기 위한 창조주의 교만함이 아니다. 인간이 하지 못하는 것, 인간보다 잘하는 것을 계속 찾아내는 일은결국 인간을 위한 것이다. - P32
인공지능 없는 삶은 조만간 상상하기조차 어려워질 것이다. 하지만 인공지능을 넘어선, 인간을 대체할 수 있는무언가가 끊임없이 개발된다고 해도 결국 최종 목적지는인간이다. 인공지능은 우리의 삶을 더욱 윤택하게 만들기위해 존재한다. - P32
이세돌의 가장 큰 승리는 알파고로부터 따낸 1승이 아니라, 네 번의 패배마다 홀로 복기를 시도했다는 인간성에있다. 알파고를 뛰어넘는 또 다른 인공지능과 대국을 해도이세돌 9단은 복기할 것이다. 그게 인간이다. 인류가 갖는 가장 위대한 차별점이다. - P33
2부
당신 인생의 이야기
시간
어릴 적 지루했던 시간은 다 어디로 갔을까
시간은 누구에게나 동일하게 흐를까
기회는 평등하고 과정은 공정하며 결과는 정의로운 것이정말 있다면, 바로 시간일 것이다. 물론 허투루 사용하다가는 혹독한 결과가 나오기도 하지만, 시간이야말로 ‘안 돼, 안 바꿔줘, 바꿀 생각 없어, 빨리 돌아가‘라고 외치는, 가장올바른 재판관이 아닐까 싶다. - P64
(전략). 어쨌든 시간은 상대적이다. 관찰자의 기준으로 빠르게날아가는 로켓 안의 시간은 관찰자의 시간보다 느리게 흐르며, 지구에서 멀리 떨어져 있는 사람의 시간은 지구 표면에 붙어 있는 사람보다 빠르게 흐른다. 거짓말 같지만 사실이다. - P66
즉, 매우 특수한 경우를 제외하고는 모두의 시간이 거의 동일하게 흐른다고 봐도 좋겠다. 시간은 동일하게 흐른다. - P68
시간은 정말 흐르고 있을까
첫눈에 반할 만한 이상형을 만났을 때 마치 시간이 멈춘 것처럼 느껴지는 경우도 있겠지만, 당연히 시간이 멈췄을 리는 없다. 누구나 시간은 멈출 수 없다는 것을 상식적으로 알고 있기 때문에, 시간이 정말 흐르고 있는지에 대한 궁금증을 갖기는 어렵다. - P68
시간의 방향과 흐르고 있다는 사실을 눈치채도, 왜 흐르는지를 알 수는 없다. 그럼에도 불구하고 물리학자가 대답할 수 있는 한가지 방법은 엔트로피 entropy다. 엔트로피는 쉽게 말해 무질서한 정도를 뜻한다. - P69
시간의 속도를 다르게 느끼는 이유
미녀와 함께 있으면 1시간이 1분처럼 느껴지지만, 뜨거운난로 위에서는 1분이 1시간보다 길게 느껴진다. 아인슈타인이 상대성이론을 설명하기 위해 즉흥적으로 대답한 이러한 비유는 아이러니하게도 물리학보다는 뇌과학과 관련 있다. - P70
미국의 신경학자 피터 망간 Peter Mangan 박사는 청년, 중년, 노년으로 세 가지 그룹을 만들어 각자 마음속으로 3분을 세게 한 뒤 실제 흘러간 시간과 비교하는 실험을 했다. 결과는 놀라웠다. 청년 참가자 대부분은 정확한 시간 길이를 맞혔지만, 60대 이상의 참가자들은 대부분 더 긴 시간을3분으로 느꼈다. 체감 시간이 더 빠르게 흘렀다는 것이다. - P71
(전략). 쉽게 말해서 외부 자극을 해석하기 위해 머리를 굴리는 것인데, 많은 생각들이 정신 없이생겨나니 상대적으로 외부의 시간이 느리게 흐르는 것처럼 느끼는 것이다. 하지만 나이가 들면 도파민의 분비가 줄어들고 반복된 일상 속에서 특별한 자극도 점점 줄어들어, 예전처럼 뇌는 세상을 새롭게 느끼지 못하고 별다른 보상도 받지 못한 채로 하루하루 비슷하게 살아간다. 인지하는세월은 그렇게 빨라진다. - P72
더 많은 경험을 하고, 늘 새로운 생각을 해보자. 낯선 기억이 시냅스에 저장되는 과정에서 도파민이 대량 분비되기에, 시간은 점점 느려질 것이며 하루를 이틀처럼 보내게될 것이다. 그러다 보면 남들의 100세 인생보다 긴, 200세 인생을 살게 될지도 모른다. - P72
꿈
살아 있는 생명체에게 부여된 꿈이라는 축복
우리가 매일 충분히 잠을 자야 하는 이유
졸리면 꼭 잠을 자야 할까? 얼마나 오랫동안 잠을 자지 않고도 살아 있을 수 있을까? - P88
과학자들은 계속 잠을 자지 않으면 어떻게 되는지 너무궁금한 나머지, 쥐를 대상으로 실험하기 시작했다. 잠들려고 하면 전기 충격을 주거나 물에 빠지도록 해서, 쥐가 늘각성 상태를 유지하게 했다. 수면을 제외한 물과 음식물 등 모든 생존 수단이 제공되었음에도 결과는 참혹했다. 실험에 강제로 동원된 쥐들은 점점 말라가더니 결국 14일 만에 죽었다. - P81
이제 잠을 자야 한다는 건 알았다. 그런데 왜 자야 하는걸까? 일반적으로 소중한 수명의 3분의 1을 죽은 듯이 누운 상태로 소비해야 하는데, 80세까지 살 수 있다고 가정하면 이는 무려 26년이 넘는 세월이다. - P81
사실 잠자는 시간은 정말 위험하다. 포식자로부터 도망치지 못하는 것뿐만 아니라, 장래를 약속한 내 반쪽이다른 경쟁자에게 한눈팔아도 눈치채지 못한다. 생존과 더불어 번식에도 영향을 미치는 것이다. 그래도 목숨과 자손을 걸고도 늘 자고 싶고 또 자야 하는데, 바로 뇌 때문이다. - P82
물론 잠을 자는 이유는 매우 다양해서 오직 두뇌 청소만을 위한 행위라고 보긴 어렵다. 특히 잠과 밀접한 관련이있는 뇌의 기능은 바로 기억이다. 연구진들은 쥐가 수면을통해 전날 배운 내용을 잘 기억날 수 있도록 저장하고, 쓸데없는 기억은 정리한다는 사실을 발견했다. - P82
그럴듯한 꿈을 향해 나아가는 수면의 단계
(전략). 우리가 밤에 경험할 수 있는 수면 상태에는 두 가지가 있다. 렘 REM 수면과 비렘 non-REM 수면이다. 뇌의 신경세포렘REM가 분비하는 화학물질의 종류에 따라 두 수면 주기는 바뀌는데, 렘수면을 활성화하는 화학물질이 분비되면 렘수면에 진입하고, 렘수면을 억제하는 화학물질이 분비되면 비렘수면 상태가 된다. - P84
깊은 잠에 빠진 후 다시 잠시 얕은 잠 단계로 되돌아 갔다가 드디어 꿈을 꾸는 렘수면 상태로 간다. ‘급속 안구 운동rapid eye movement‘이라는 이름을 가진 렘수면 단계에서는 실제로 자면서 눈동자가 빠르게 움직인다. 렘수면 중에는 기억의 연상 작용을 활발하게 하는 아세틸콜린이라는신경전달물질이 분비되기 때문에, 이때 잠에서 깨어나면 꿈이 생생하게 기억난다. - P85
꿈의 내용을 잘 되새겨 보면, 등장하는 인물이나 장소, 목적 등이 시도 때도 없이 바뀐다. 인과관계를 찾아내기가 굉장히 힘들다는 것인데, 이런 문제는 기억을 시간 순서대로 나열하고 조합하는 전전두엽이 꿈을 꾸는 도중에는 거의 작동하지 않기에 발생한다. - P85
최근 활발하게 연구되는 꿈의 뇌과학
지난 수십 년 동안 꿈꾸는 행위는 주로 렘수면 단계에서 대부분 일어난다고 알려져 있었다. 아쉽게도 나이가 들수록 전체 수면 시간 중에서 렘수면이 차지하는 비중이 줄어드는 경우가 많아서 어릴 때보다 꿈꾸는 횟수가 줄어든다는말도 있다. 하지만 최근 연구에 따르면, 비렘수면 단계에서도 꿈꿀 때 발생하는 신호가 포착되는 정황이 나타났다. 렘수면 단계에서만 꿈을 꾸는 게 아닐 수도 있다는 말이다. - P86
단순히 어떤 수면 단계에서 꿈을 꾸는 것이 아니라뇌의 후두부에 있는 ‘핫 존hot zone‘이 활성화되면 꿈을 꾼다는 주장이었다. 연구진은 잠든 사람의 고밀도 뇌파검사결과를 분석해서 꿈을 꾸고 있는지 아닌지를 매우 높은 정확도로 예측했다. - P87
꿈의 뇌과학은 아직 밝혀진 부분이 많지 않지만, 모든이에게 공통으로 흥미로운 분야다. (중략). 자면서 꾸는 꿈 자체도 충분히 가치가있다. - P87
노화
인공장기는 인간 수명의 한계를 극복할 수 있을까
유전자가 인간에게 허락한 최대의 수명
(전략). 그러니 질문을 바꿔보자. ‘인간은 언제까지 살아숨 쉴 수 있을까?‘ 어떻게든 적당한 범위만 알아내면, 결국내 수명도 그 안에 속할 테니까 말이다. - P89
(전략). 그렇다면 무시무시한 죽음에 언제쯤 도달할지를 미리 알 수도 있을까? 불행인지 다행인지 이런 정보가 적힌 곳이 있다. 모든사람은 서로 다른 외모, 성격, 지능 등을 갖고 태어나는데, 그 이유는 부모로부터 물려받은 유전 정보 기반의 설계도가 각자 다르기 때문이다. 이걸 우리는 ‘DNA‘라고 부른다. - P89
여기서 나온 작용기 중 하나를 ‘메틸기 methyl group‘라고 부른다. 이게 DNA에 달라붙으면 DNA 메틸화라는 현상이일어나는데, 염기서열 부위에 달라붙으면 유전자 발현을억제한다. 재미있는 건, 이러한 메틸화 현상을 분석하면 포유류의 노화 정도를 알아낼 수 있다는 것이다. - P90
(전략). 하지만 2019년에 미국 과학자들은 DNA 메틸화를 적용해새로운 나이 환산법을 만들어 냈다. 그 결과, 개는 어릴 때사람보다 훨씬 빠르게 성장하고, 나이가 들면 들수록 천천히 늙는 것으로 밝혀졌다. 개가 세 살이면 이미 40대 후반이지만, 열두 살이라고 해도 인간으로 치면 70세 정도라는것이다. - P90
환경이 개선되고 의학 기술이 발달하면서, 인간의 기대수명은 계속 늘어나고 있다. 과거 원시인들은 자연 수명대로 사망했으나, 21세기 인간의 기대수명은 80세를 그리어렵지 않게 넘는다. 2016년, 미국 알베르트아인슈타인의과대학의 과학자들은 기록상 보고된 최고령 사망 나이에관한 정보를 토대로 최대치에 도달한 인간 수명에 대한 논문을 발표했다. - P91
인공장기를 둘러싼 오해와 진실
아주 오래된 SF에서부터 수없이 다루어진 이야기겠지만, 해답은 새로운 몸일 것이다. 유전자가 정해놓은 자연 수명을 훌쩍 뛰어넘어 영혼까지 끌어올려 살아도 125세라는데, 아무리 과학기술이 발전해도 더 고쳐 쓰는 건 무리수에 가깝다. - P91
쉽게 생각하면, 인간의 장기를 인위적으로 만들어 내는 건 쉽지 않고 여러 가지 심각한 윤리적 문제도 있으니, 인간이 아닌 동물의 장기를 쓰는 것이다. 그렇다고 아무 동물의 장기나 가져다 쓸 수는 없는 노릇이니 신중하게 판단해야 한다. - P94
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