양자역학과 현대문명의 한계(1)

영원한 삶(永生)의 비밀

이처럼 생명체로서의 특징과 의식의 가능성을 모두 지닌 신경세포에게 두뇌 속의 어두운 공간은 마치 광활한 우주처럼 거대하게 인식될 것이다. 그럼에도 불구하고 두뇌 속 신경세포들은 우리가 의식할 수 없을 만큼 놀라운 속도로 서로 정보를 주고받는다.

그런데 바로 이 지점에서 중요한 질문 하나가 등장한다. 이토록 먼 거리에도 불구하고 신경세포들은 도대체 어떤 방식으로 즉각적인 소통을 가능하게 하는 것일까? 내가 제시하고자 하는 하나의 가설적 답은, 앞서 언급한 양자 얽힘이다.

이해를 돕기 위해, 멀리 떨어진 친구와 연락할 때 사용하는 스마트폰을 예로 들어보자. 우리는 수십 킬로미터 떨어진 친구와 어떻게 소통하는가? 대부분 스마트폰을 사용할 것이다. 이는 무척이나 당연한 일상이다. 그러나 우리에게 지나치게 자연스러운 스마트폰을 통한 음성 신호의 전달은, 사실 수많은 기술적 단계를 거치는 매우 복잡한 과정의 결과다. 그럼에도 우리는 그 과정을 거의 의식하지 않은 채, 이 기술을 마치 당연한 것처럼 받아들이며 살아간다.

신경세포인 뉴런의 관점에서도 이와 유사한 일이 벌어진다. 전전두엽의 신경세포는 우주의 공간만큼이나 멀리 떨어져 있는 것처럼 느껴지는 후두엽의 신경세포와 과연 어떻게 소통하는 것일까? 실제로 전전두엽과 후두엽 사이에는 수없이 많은 다른 뉴런들과 그들 사이를 잇는 복잡한 시냅스 연결이 존재한다. 상식적으로 생각해 보면, 이러한 물리적 연결 구조로 인해 신호 전달 과정에는 필연적으로 일정한 시간차가 발생해야만 한다. 또한 외부 자극에 대한 우리의 반응 속도 역시 지금보다 훨씬 느려야만 할 것이다.

하지만 실제로 관측되는 두뇌 속 뉴런들의 작동 방식은 이러한 시간차를 거의 무시하는 것처럼 보인다. 이 현상에 대해 현대의 뇌과학은 아직 충분히 만족스러운 설명을 내놓지 못하고 있다. 바로 이 지점에서 일부 과학자들은 보다 근본적인 차원의 설명을 시도한다. 그것이 바로 양자론적 접근 방식이다. 이들에 따르면 두뇌 속 뉴런들이 특정 자극에 대해 거의 동시에 발화하는 현상은 뉴런을 구성하는 입자들 사이의 양자 얽힘과 관련이 있다. 구체적으로는 뉴런의 축색돌기를 둘러싼 미엘린 수초에서 이러한 양자적 현상이 발생할 가능성이 제안되고 있다.