신자연주의론 메모(1): 특이점 그리고 그 이후

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김영사. 2007.

레이 커즈와일(Ray Kurzweil)은 뛰어날 뿐 아니라 담대하다. 그는 수학, 물리, 화학, 생물, 천문, 심리, 의학, 전산학 등의 첨단 연구를 종횡무진 인용할 뿐 아니라 자신의 입장을 주저없이 명쾌하게 제시한다. 사실 보수적이고 분절적인 학계에서는 그 두 가지 모두 위험천만한 행동인데 말이다.

2005년 출간 이래 <특이점이 온다>는 커다란 반향을 불러 일으켰다. 지난 10여년 동안에 출판된 책 중 가장 심대한 사회적 영향을 가져오지 않았나 싶다. 많은 찬사와 비판이 쏟아졌으며, 그 책으로 인해 Singularity University라는 초유의 기관이 설립되고 첨단기업들의 AI 연구가 크게 활성화되었다. 우리나라에서도 한글판이 10년 동안 9쇄나 인쇄되었으니 그 영향이 작지 않았다고 할 것이다. 물론 내용이 쉽지 않은데다 840쪽이나 되는 책을 독자들이 얼마나 충실히 읽었는지는 모르겠지만.

열흘 전쯤 일본 소프트뱅크의 손정의 회장이 특이점(singularity)을 언급하면서 내년으로 예정된 은퇴를 취소하겠다고 발표했다. 10년 정도 특이점의 도래에 대비한 사업을 주도하고 물러나겠다는 것이었다.

책은 저자의 주장을 뒷받침하는 자료로 가득하다.  하지만 저자의 분석 모형은 몇 가지 요소로 요약된다:

1) 인간 중심: 인간은 우주 진화의 정점. 인간은 21세기 중엽까지는 첨단 과학기술로 진화의 새로운 단계를 열 것이고, 궁극적으로 우주 전체를 지능적 존재로 탈바꿈시킬 것이다.

2) 지능 제일: 우주를 지배하는 최고의 힘은 지능(intelligence). 기억, 분석, 추론, 상상, 사랑, 공감 등은 모두 지능의 측면들이다. 진화는 보다 강력한 지능을 추구하는 단일한 경쟁이다. 지능은 인류와 지구가 직면한 문제, 나아가 우주에 존재하는 모든 문제에 해답을 줄 것이다.

3) 기술 진화: 지능은 과학기술의 발달로 집약되며, 과학기술의 발전은 가속적이다. 21세기는 GNR(Genetics, Nano technology, Robotics) 혁명의 무대. 2020년~2030년 정도이면 유전학은 질병과 노화를 대부분 해결하며 발전의 정점에 도달할 것이다. 2030~2040년에는 나노기술이 생물이라는 범주에서 벗어나지 못하는 유전학의 한계를 돌파할 수 있게 해 줄 것이다. 그것은 인간의 몸과 뇌, 그리고 인간이 사는 세상을 분자 수준으로 정교하게 재설계하고 재조립하게 해 줄 것이다. 가장 강력한 혁신은 로봇공학에 의해 실현된다. 인간은 인간을 뛰어넘는 인공지능(Artificial Intelligence)을 창조할 것이며 그 이후의 진화는 인공지능의 몫이다. 2040년~2050년에 인류는 특이점(singularity)에 도달한다. 생물과 비생물의 구분, 인간과 로봇의 구분, 현실과 가상의 구분이 사라지며, 인간에 대한 해독이 끝나고 인간은 전혀 새로운 존재양식을 갖게 된다. 특이점 이후 인간은 자신의 정체성, 신체 구성, 수명, 쾌락 수단 등을 자유롭게 선택하게 된다.

4) 유물론: 생명의 본질은 정보이며, 생명체는 정보를 처리하는 일종의 컴퓨터이다. 몇 가지 중대한 혁신이 이루어지면서 박테리아 수준의 생물체가 탄생했고, 생물체는 수십억 년 동안 진화를 거듭해 고도로 지능적인 인간에 도달했다. 인간은 특별한 존재이다. 과학기술을 발전시켜 스스로 자신을 뛰어넘는 존재로 진화한다. 과학기술 덕분에 질병, 노화, 죽음의 문제가 해결되면서 신과 종교는 불필요해진다. 죽음이 더 이상 미화될 필요가 없기 때문이다. 죽음은 예방될 수 있는 정보의 손실일 뿐이다.

<특이점이 온다>는 S.F.도 아니고 철학서도 아니다. 과학자이며, 발명가이고, 사업가인 한 천재가 제시한 미래 예측이다.  그리고 그것은 21세기의 인류 문명을 이끄는 기업과 기관들의 사업 로드맵에 반영되고 있다. 사실 그점이 이 책을 다른 미래전망서와 구분짓고 있다. 그 책은 단지 미래를 예측만 하는 것이 아니라 미래를 창조하고 있는 것이다.

특이점의 구체적인 범위와 도래 시점은 논란의 대상이고, 그의 예측은 맞는 것만큼이나 빗나가고 있기도 하다. 그러나 과연 특이점의 도래를 완전히 부정할 수 있을까. 과학기술은 커즈와일이 예견한 방향으로 빠른 속도로 발전하고 있고,  그에게서 영감을 받은 사업가들은 새로운 시대를 선점하기 위해 분주하다.

특이점은 올 것이다. 그가 묘사한 것처럼은 아닐지라도. 그가 얼마나 정확히 예측했느냐는 그다지 중요하지 않다. 문제는 과학기술의 발달이 가져올 대전환–그것을 무엇이라고 부르던–을 어떻게 바라보고 어떻게 예비할 것인가이다.

나는 과학기술의 발전을 적극 수용하지만 그의 기계론적 우주관–그것은 다수의 과학자들이 암묵적으로 취하고 있는 우주관이기도 하다–에는 동의하지 않는다. 그렇다면 어떤 대안이 있는가. 얘기해 보자. (2016/07/04)

(Bayes 학습)(11) 베이즈 추론의 역사

사십 대 여성이 정기 건강 검진의 일환으로 유방 엑스레이를 찍었다. 일주일 뒤 그녀는 유방암 검사 결과가 양성으로 나왔다는 통보를 받았다. 유방암에 관한 가족력도 없고 또 징후도 없는 그녀가 진짜로 유방암에 걸렸을 확률은 얼마일까?

나는 실제로 몇몇 의사, 간호사, 약사에게 물어 보았다. 80%, 60%, 30%, 10% 라고 대답했다. 모두 틀렸다. 그 확률은, 미국의 경우이기는 하지만, 3%에 불과하다!  그 확률은 아래의 베이즈 정리로 간단히 계산할 수 있다.

여기서 A는 유방 엑스레이 양성 반응이고, B는 유방암을 가지고 있음이다. 좌변의 P(B|A)는 유방 엑스레이 양성 반응이 나온 사람이 실제로 유방암을 가지고 있을 확률이다. 우변의 P(B)는 유방암을 가지고 있을 확률, P(A|B)는 유방암 환자가 유방 엑스레이 양성 반응이 나올 확률, 그리고 P(A)는 유방 엑스레이 양성 반응이 나올 확률이다.

미국에서 사십 대 여성 1만명 가운데 대략 40명이 유방암을 가지고 있다(유방암 발병 확률은 40/10,000이다). 그리고 유방암 환자가 유방 엑스레이 검사에서 양성 반응이 나올 확률은 80%이다. 그러면 그 40명 가운데 32명이 양성 판정을 받는다(그 확률은 32/40이다). 또한 유방 엑스레이 검사에서 양성 반응이 나올 확률은 10%이다(그 확률은 1,000/10,000이다).

이 수치를 위 공식에 대입해서 계산하면 다음과 같다.

3%이다. 간단하지만 매우 강력한 공식이다.

베이즈 정리라고 불리는 이 공식은 250여년 동안 역사적 퇴장과 등장을 반복하면서 살아남았다.  게다가 그 공식에 기반한 추론은 21세기에 다양한 분야에서 불확실성을 다루는 가장 강력한 도구가 되었다.

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이 책은 1740년대 영국의 토머스 베이즈 목사가 별로 자신없이 세상에 내놓았던 수학적 정리가 오늘날 온갖 학문과 현업 분야에서 불확실성을 다루는 강력한 도구로 떠오르기까지의 부침을 기록한 역사이다.

거기에는 숱한 영웅과 천재가 등장한다. 피에르 시몽 라플라스, 아서 베일리, 레너드 지미 새비지, 에드워드 몰리나, 앨버트 워츠 휘트니, 해럴드 제프리스, 데 피네티, 앨런 튜링, 잭 굿, 안드레이 콜모고로프, 존 튜키, 오스굿 쿠프먼, 제롬 콘필드, 앨버트 매단스키, 데니스 린들리, 로버트 오셔 슐라이퍼, 하워드 라이파, 프레더릭 모스텔러, 존 피냐 크레이븐, 에이드리언 래프터리, 저먼 형제, 에드리언 스미스, 앨런 겔팬드, 키스 헤이스팅스 등. 게다가 베이즈 추론을 없애버리려는 악당들(?)도 등장한다. 통계학을 공부한 사람이라면 누구나 그 이름을 기억할 로널드 피셔, 예지 네이만 등이 베이지언들의 공적으로 등장한다. 이 책에서 독자는 그 인물들을 딱딱한 수학자나 과학자가 아니라 생생한 인간으로 만나게 된다. 이 책의 첫번 째 뛰어난 점이다.

베이즈 접근은, 추론 과정에 연구자의 주관적 판단이 들어간다는 이유로 학계, 특히 통계학계에서는 철저하게 배제되었다. 베이즈 정리를 언급하면 대학에서 자리를 얻을 수 없을 정도였다.

반면에 실제 문제를 풀어야 하는 현업에서는 비교적 다양한 분야에서 수용되었다. 그러나 베이즈 접근이 본격적으로 대중화되기 위해서는 정적분 계산이라는 산을 넘어야 했다. 베이즈 정리의 분모에 적분이 들어가는데, 변수가 많아지면 그 계산은 종이와 연필, 계산자, 혹은 계산기를 사용해서는 거의 불가능했다.

다행히 1980년대 이후 한편으로 몇 명의 탁월한 학자들에 의해 그에 대한 해법이 발견되고, 다른 한편으로 컴퓨팅 환경이 급격히 향상하면서 비로소 대중화의 길이 열렸다. 1989년 발표된 마르코프 연쇄 몬테카를로(Markov Chain Monte Carlo, MCMC) 방법이 어려운 적분을 대체하게 되었다. 베이즈 추론이 계산의 악몽에서 벗어난 것이었다.

저자인 샤론 버치 맥그레인(Sharon Bertsch McGrayne)은 그러한 발전에 누가 어떻게 기여했는가를 어렵지 않게 기술하고 있다. 책에는 베이즈 추론을 위한 핵심적인 개념들과 절차들의 발견이 모두 망라되어 있다.

베이즈 추론과 관련된 수많은 사건들이 상세하게 기술된 점도 이 책이 흥미 진진하게 읽히는 이유이다. 드레퓌스 사건, 이차대전시 독일군 암호의 해독, 보험업계의 발전, 폐암 원인의 규명, 냉전시 소련 핵잠수함의 추적, 연방주의자 논고의 분석 등 신기한 스토리가 끝이 없는 듯이 이어진다. 이 책의 두번 째 매력이다.

6백쪽이 넘는 책이라 하루이틀 사이에 읽기는 힘들지만, 책을 한번 손에 잡으면 쉽게 놓을 수 없도록 이야기들이 박진감 넘치게 전개된다. 베이즈 추론에 관심을 가진 사람들, 베이즈 추론 자체에는 관심이 없더라도 학자의 삶에 대해 관심이 있는 사람들, 학문과 현업, 학문과 전쟁, 학문과 행정, 그리고 순수 학문과 응용 학문의 관계에 관심있는 사람들이라면 누구나 이 책으로부터 커다란 흥미와 교훈을 발견하게 될 것이다.

한 마디로 멋진 책이다. (2016/04/15/윤영민)

인문학의 실용성

zakaria

며칠 전 출간된 책에서 Fareed Zakaria가 인문 교육을 옹호하고 나섰습니다. 그는 몇 권의 베스트셀러를 가진 미국의 저명한 언론인입니다.

그 책을 보면 인문학의 위기가 우리 나라 뿐 아니라 미국에서도 나타나는 현상이네요. 학생과 학부모는 졸업 후 좋은 직장을 얻는데 직접적으로 도움이 되는 공학이나 경영학과 같은 실용적인 전공을 선호하고, 심지어 대통령이나 주지사와 같은 정치 지도자들마저도 인문학에 대한 지원을 줄이고 기술 교육에 대한 지원을 늘이겠다고 나서고 있답니다.

그러한 분위기에 대해 자카리아가 반기를 들고 나섰습니다. 그는 미국이 계속 세계를 리드하기 위해서는 전통적으로 미국 대학교육의 강점인 인문학 교육을 오히려 강화해야 한다고 역설합니다. 그리고 미국의 일류 기업들이 인문학 교육을 잘 받은 인재를 요구하고 있다고 주장합니다.

그 책의 제3장에서 그는 인문 교육(그는 인문학에 문학, 역사, 철학, 종교, 인류학 뿐 아니라 수학이나 물리학 같은 과학도 포함합니다)의 혜택을, 쓰기(how to write), 말하기(how to speak), 배우는 방법(how to learn) 세 가지로 요약합니다. 결국 커뮤니케이션 기술과 지식을 획득하는 기술, 두 가지를 말하는 것이지요.

저는 자카리아의 주장에 무척 공감합니다. 요즘과 같은 인터넷 세상에 쓸 줄 모르는 사람, 말할 줄 모르는 사람, 정보와 지식을 구할 줄 모르는 사람이 어디 있냐고요? 여러분 주위에는 자신의 생각을 정확하게, 정교하게, 그리고 설득력 있게 제시할 수 있는 사람이 많은가요? 그 정도야 앞으로 ‘구글신’이나 ‘빅 데이터’ 요술 방망이가 해결해 줄 것이라고요?

십수년 전 어떤 수업에서 저는, “자신의 생각을 제대로 쓸 줄만 알면 밥먹고 사는 걱정을 안해도 될 것이다”라는 말을 한 적이 있습니다. 그 후 세월이 많이 흘렀습니다. 이제 멀티미디어 시대가 되었으니 워딩을 좀 바꾸겠습니다. “자신의 생각을 제대로 표현할 줄만 알면 밥먹고 사는 걱정을 안해도 될 것이다.”

저는 학생들에게 프로그래밍과 같은 기술교육을 의무적으로 받게 합니다. 그들에게 기본적인 공학적 소양을 갖추라고 강조하는 것이지요. 그렇다고 공학도가 되라는 말은 아닙니다.

21세기의 인문학은 문학, 역사학, 철학, 예술, 심리학, 사회학, 과학, 그리고 공학적 소양까지 포함해야 합니다. 고도의 기술기반 사회에서 공학적 소양을 갖추지 못하면 할 수 있는 일이 많지 않기 때문입니다.

참, 책을 읽어주는 자카리아의 목소리에 인디언 액센트가 남아 있네요. 그도 인도 출신 미국인입니다.

그 책에 인용된 페이스북의 창업자 마크 저커버그의 다음 말이 뇌리에서 떠나지 않습니다.

“(페이스북)은 테크놀로지인 것만큼, 심리학이며 사회학입니다.” (윤영민, FB 2015/04/07)