불안, 복지, 테크, 그리고 이념 3
인간이 영생해서 지구라는 섬을 벗어날 수 있다고??
인터스텔라, 인공지능, 나노생명공학?
뜬끔없다. 헬조선의 시민들이 겪고 있는 여러 유형의 불안과 이러한 불안의 해결책으로 유럽 각국의 복지제도를 소개하다가 갑자기 과학으로 세종의 글이 눈을 돌렸다. 궁금한가? 이유는 이 글의 결론부에서 확인하실 수 있다. 2017년 2월 6일 현재 지구촌에서 일어나고 있는 과학, 기술의 진보 수준을 간략하게 설명해보려 한다. 우선 작년 초에 개봉되었던 인터스텔라는 별과 별 사이의 여행 (Interstellar travel)에 관한 이야기를 다룬다. 사실 태양에서 가장 가까운 별까지 현재 로켓 기술로 도달하는데 8만 년 정도 걸린다. 그래서 이 영화에서는 웜홀을 통해 우주와 여러 차원사이의 여행을 시도한다. 영화에서 나오는 블랙홀의 존재는 허블 망원경이나 지상의 여러 망원경으로 관측이 된다. 원래 블랙홀은 블랙 그 자체이기에 육안이나 망원경으로 탐지되지 못한다. 하지만 블랙홀이 가지는 중력의 힘 때문에 블랙홀 주변의 여러 별들이 블랙홀을 축으로 도는 속도로 블랙홀의 존재의 유무를 확인할 수 있다. 또한, 블랙홀로 가스나 먼지 등의 물질 들이 빨려 들어갈 때 초고온이 발생하고 이때 X 선이 방출된다. 이런 X선의 발생도 블랙홀의 존재를 증명해 준다. 2000년 대 초반부터 우리 은하계 중심의 초대형 블랙홀의 존재를 그 주변 행성의 회전 속도를 측정할 수 있게 되면서 블랙홀의 존재를 확인할 수 있게 되었다. 영화에 나오는 웜홀도 아인슈타인의 상대성이론에서 이론적으로 존재한다. 하지만 블랙홀처럼 관측된 적은 아직 없다. 웜홀도 인간이 음성질량 (negative mass)을 만드는데 성공하면 웜홀을 통한 여행이 가능하다고 한다. 미국 예일 대학의 한 연구소에서 이 음성질량을 극소량 만들어내는 데에 성공했다고 하지만 아직 웜홀을 통한 여행은 갈 길이 멀다. 하지만 영화 인터스텔라에서는 다른 차원으로 이동하는 데에 성공한 인류가 웜홀을 이미 만들어 낸 것으로 묘사된다.
아직 웜홀을 통한 여행은 갈 길이 멀지만 태양계 내에서의 인간의 여행은 가까운 미래에 일어날 정도로 우리 눈 앞에 와있다. 대표적으로 화성의로의 여행이 눈 앞에 와 있다. 엘론 머스크가 세운 회사인 스페이스 X가 인류를 처음으로 지구 밖에서 거주하게 만드는 주역이 될 가능성이 높다. 머스크의 화성 도시 건설 계획에 대해 짧게 설명해 보자. 일단 2018년 부터 화성에 거대한 로켓 우주선을 보낸다. 한 번에 대략 천 톤의 화물을 실을 수 있는 대형 우주선이다. 이 때 부터 매 2년마다 이 거대한 로켓에 화물을 실어 화성에 보낸다. 2025년 경에 처음으로 화물과 함께 인간이 화성에 착륙한다. 2025년 부터 화성 지하에 인간을 위한 도시를 만들기 위해 엄청난 과제를 화성 최초의 거주자들은 수행하게 될 것이다. 예를 들면, 학교와 병원 그리고 온실을 세울 것이다. 물론 이 지하도시에 물을 댈 수 있는 관개시설과 화성에서 에너지를 만들어 낼 수 있는 발전소도 짓게 될 것이다. 물론 이러한 모든 작업들은 우주복을 입은 채로 이루어지게 된다. 그리고 2년 후에 더 많은 사람들이 화성에 도착하면서 이 지하도시 건설의 완공이 빨라지게 될 것이다. 2029년 무렵이면 화성에 거주하는 사람들의 생활에 대해 지구인들이 점점 익숙해지고 매 26개월 마다 쌍방향의 대이주가 일어날 것이다. 2030년 경부터는 화성에 거주하는 기자의 트위터를 지구인들이 팔로우할 수도 있고 화성에서 방송되는 리애러티 쇼 (Reality shows)에 지구인들이 열광하게 될 수 도 있다. 2050년 경이면 화성 도시에 대략 10만 명이 거주하게 될 수 있다. 이 때는 여러분의 자녀들이 화성으로 파견갈 수도 있다. 왜냐하면 지구에 있는 회사들이 화성에 지점을 한 둘 씩 갖기 시작할 수 도 있기 때문이다. 2065년 경이면 대략 50만명이 매 2년마다 화성을 여행하게 될 것이고 이 무렵에는 화성까지의 여행 기간은 대략 한 달정도 그리고 여행비용은 1인당 2016년 기준으로 6만 달러 (우리 돈으로 대략 7천 만원)가 될 수 있다. 물론 화성에 고임금 직종이 많아 질 수 있기 때문에 이 여행비용은 그리 큰 부담이 되지 않을 수 있다. 2074년 경이면 드디어 화성에 인간 이주민이 백 만명을 돌파할 거라고 머스크는 예상한다. 물론 위에 언급된 모든 계획이 차질 없이 진행되는 경우에 한해서다. 필자는 엘론 머스크의 예상보다 더 빨리 화성에 인구 백만이 거주할 수 있는 도시 건설이 진행될 수 도 있다고 생각한다. 왜냐하면, 현재의 기술 발전 속도를 머스크도 감안했겠지만 필자가 느끼는 기술 발전의 속도가 더 빠를 수 있고, 이 과정에서 머스크의 화성도시건설 프로젝트는 머스크의 예상보다 더 빨리 이루어질 수 있다고 생각하기 때문이다.
이렇게 인구 백만명이 거주할 수 있는 도시가 완성되면 화성 전체를 지구의 환경과 같게 만드는 프로젝트 일명 테라포밍 (terraforming)이 시작될 것이다 http://waitbutwhy.com/2015/08/how-and-why-spacex-will-colonize-mars.html/5. 화성 테라포밍 과정을 간략하게 설명하면 일단 화성의 극지방에 있는 엄청난 양의 얼음을 녹이는 거다. 이 얼음의 양은 화성 표면 전체를 10미터 높이의 바다로 덮을 수 있을 정도의 양이다. 일단 얼음을 녹이는 데만 성공하면 그 얼음 안에 갇혀 있던 엄청난 양의 이산화 탄소가 화성의 대기 중으로 뿜어져 나오고 이것은 화성 대기에 더 많은 햋빛을 가두게 되면서 녹아진 물에서 수증기가 발생해 화성 대기를 가득 채우게 될 것이다. 물론 화성 대기중의 수증기는 더 많은 햇빛을 대기 중에 가두면서 화성의 기온을 올리고, 다시 이 높아진 기온은 더 많은 얼음을 녹이고, 이어 더 많은 이산화탄소를 공기 중에 뿜어낼 것이다. 이런 과정이 계속해서 일어나게 만들면서 동시에 특별히 고안된 온실 가스 예를 들면, 메탄 같은 더 강력한 온실 가스를 화성 대기 중에 뿜어 낸다. 이런 과정을 거치면서 화성의 현재 기온에서 섭씨 4도 정도를 올리게 되면 이 때부턴 화성의 온실가스를 채우는 속도가 엄청 가속화 될 것이다. 이렇게 온실 가스의 농도가 화성에 높아지면 화성 표면에 이끼류나 소나무의 씨앗을 대량으로 뿌리고 산소를 뿜어낼 수 있는 내한의 박테리아를 대량으로 번식시킨다. 이렇게 하면 화성의 대기가 점점 산소로 가득차게 될 것이다. 하지만 이런 방식으로 산소를 인간이 숨 쉴 수 있을 정도로 화성 대기에 가득 채우는 데에는 상당히 오랜 시간이 걸린다. 1-2백년이 아니다. 최소 3백년에서 몇 천년 정도가 걸릴 수 있다. 물론 초강력 인공지능이나 분자 생물학 (나노 공학)의 혁명적인 기술 개발이 있으면 화성을 테라포밍하는 시간이 상당히 단축될 수 도 있으리라고 세계적인 종합지식인은 내다 본다. 물론 이런 신기술이 나오기 전까지 화성 도시 외부를 인간이 걷기 위해서는 마스크 착용이 필수적이다. 하지만 화성의 인간 거주 도시 안에서 마스크 착용은 필요없다. 화성의 지하도시나 혹은 지상의 돔이 있는 도시 안에서는 충분한 산소로 인간은 마스크를 착용할 필요가 없다.
웜홀을 통한 인터 스텔라 (별과 별 사이의 여행 혹은 차원여행) 여행은 아직 갈 길이 멀지만 인터 플래니테리 (태양계 내에서의 행성과 행성사이이 여행) 여행은 인류의 눈 앞에 와있다. 인간이 화성을 테라포밍하는 데에 성공한다면 목성의 달도, 토성의 위성인 타이탄에도 인간을 위한 도시가 건설 될 것이다. 각기 다른 행성으로 이주하고, 그 곳에서 태어난 이주민들의 자녀와 후손들은 그 행성의 환경에 맞게 진화하면서 현재 지구의 아이들과는 다른 신체적 특징을 갖게 될지도 모른다. 그러면 엘론 머스크는 그 새로운 신체적 특징을 가진 새로운 인류의 조상으로 역사에 기록될 수 도 있다. 대략 35억년의 생명의 역사에 획기적인 사건으로 기억될 역사적 사건을 21세기 인류는 목격하게 될 것이다. 3억년 전에 물에만 존재하던 생명체가 육지로 나오면서 지상에 네 발 달린 모든 동물로 진화한 사건과 비견될 정도의 사건이 21세기 인류에 지금 일어나고 있다. 틱탈릭 (Tiktaalik)이란 어류가 천적 혹은 먹이 부족으로 인해 육지로 나온 최초의 어류로 과학자들에 의해서 인정된다. 바로 이 어류가 모든 지상의 네 발 달린 동물의 조상이자 동시의 인류의 조상일 수 있다. 이 어류의 대담한 탐험 정신이 현재 지구의 종의 다양성 (대략 2백만 종의 생명이 지구에 살고 있음)을 이루어냈다. 엘론 머스크도 마치 틱탈릭처럼 처음으로 은하계 내의 변방의 외딴 섬이었던 지구에서 인류를 탈출시킨 주역으로 기억될 것이다. 결국에 인류는 우주의 생명의 역사에서 별과 별사이의 여행을 할 수 있는, 그리고 급기야는 은하계를 지배하는 최초의 생명체로 거듭날 수 있게 될 것이다. 이러한 역사적 순간에 21세기 인류는 살고 있고 곧 새로운 미래와 그 미래의 주인이 될 완전히 새로운 인류 (smart humans; 필자의 표현)의 탄생을 목격하게 될 수도 있다.
초강력 인공지능 (ASI; Artificial Super Intelligence)과 나노공학 (Molecualr machines and robots)이 만들어 낼 새로운 인류의 탄생 (Smart Humans or Homo Intelligence; 필자의 표현)
미래의 스마트 휴먼에 대한 영화적인 설명은 2014년에 개봉된 조니 뎁 주연의 트랜센덴스 (Transcendence)가 잘 표현해주고 있는 것 같다. 이 영화에서 보여주는 스마트 휴먼의 특징은 나노로봇 (nanobots)을 특징으로 한다. 인간의 생물학적인 세포와 분자 대신에 최소 수십 억마리의 나노 봇들이 생물학적인 세포와 분자들의 역할을 대신한다. 예를 들면 피부 줄기세포의 역할을 대신하는 엄청난 수의 나노봇 (분자기계들)들이 상처 난 부위의 피부 세포를 재생해서 순식간에 상처를 회복시킨다. 그리고 이 나노 봇들은 인터넷에 연결되어 있어서 사람들끼리 무선으로 소통할 수 있다. 이 나노 봇에 의해 작동되는 스마트 인간의 신체적 능력 또한 놀랍다. 이 스마트 휴먼들은 자동차를 따라 잡는 놀라운 스피드를 자랑한다. 동시에 수백 킬로그램 되는 건설 장비도 거뜬히 들어 올린다. 이렇게 기존의 인간과는 다른 새로운 인류 즉, 스마트 휴먼의 특징에 관한 레이 커츠와일 (Ray Kurzweil)의 설명은 다음과 같다:
일단 레이 커츠와일을 짧게 설명하면 미래학자, 발명가, 컴퓨터 과학자이자 작가이다. 2012년에 구글의 창업자인 래리 페이지의 직접 고용으로 기계학습과 언어처리에 관한 새로운 프로젝트를 구글에서 맡게 된다. 포브스나 월 스트리트 저널 그리고 PBS (미국의 공영 방송)는 레이 커츠와일을 '잠들지 않는 천재, 궁극의 생각 기계, 그리고 지난 2세기 동안에 미국을 혁명적으로 바꾼 16인 중에 한명' 으로 평가한다.
레이 커츠와일은 무선 지능으로 연결된 나노 크기의 로봇들이 혈관을 타고 이동하며 인간의 건강을 위해 수많은 임무를 수행하는 일들에 대해 얘기한다. 물론 이 나노 로봇들은 우리 몸의 구석구석에 있는 닳아진 세포를 수선하고 교체한다. 커츠와일은 인공적인 물질들이 인간의 몸과 점점 더 통합될 것이라고 생각한다. 인간의 장기들은 완벽하게 진화된 기계들에 의해 대체될 수 있고 이렇게 장기를 대신하는 기계들은 영원히 작동하고 결코 자신의 임무를 멈추지 않을 것이라고 커츠와일은 예측한다. 예를 들면 적혈구 세포를 나노 로봇이 대신할 것이라고 한다. 몸의 조직에 산소를 공급해주는 적혈구 세포를 대체하는 나노봇들은 자신의 움직임에 스스로 동력을 주고 심장 자체를 불필요하게 만들 것이다. 나노봇들이 몸의 모든 세포에 완벽한 영양소를 전달하면서 동시에 몸에 해로운 어떤 것이든 몸에 영향을 주지 않은 채로 빠져 나가게 만들 것이다. 나노 기술 이론가인 로버트 프레이타스 (Robert A. Freitas)는 이미 혈액세포 대체를 설계했다. 만약 어느 날 이러한 기술이 우리 몸에 실행된다면 인간은 15 분 동안 숨도 한 번 안 쉬고 달릴 수도 있게된다. 커츠와일은 인간의 뇌에 관해서도 언급한다. 뇌는 현재 할 수 있는 것보다 수 십억 배 빠르게 생각하게 될 것이라고 그는 믿는다. 그리고 이렇게 진화된 뇌는 클라우드 기능을 활용해 인터넷상의 모든 정보를 활용할 수 있게 될 것이다. 몸속에 있는 나노봇들이 우리 인간의 감각기관을 통해 얻어지는 정보들을 제어하고, 그 얻어진 그 정보들을 새로운 신호들로 바꿀 것이다. 이러한 새로운 신호들은 인간으로 하여금 전적으로 새로운 환경을 경험하게 만들 것이다. 인공지능 혁명은 인간과 인공지능이 완전히 결합하는 순간에 끝나게 될 것이라고 커츠와일은 예상한다. 레이 커츠와일만 이렇게 새로운 인류 (Homo Intelligence or Smart Human)의 출현을 주장하는 것은 아니다. 테슬라와 스페이스X의 설립자인 엘론 머스크 (Elom Musk)도 두바이에서 열린 세계 정부 회의 (The World Governments Summit)에서 인간은 인공지능의 혁명을 거치면서 결국 기계와 결합하게 될 것이라고 주장했다 http://www.cnbc.com/2017/02/13/elon-musk-humans-merge-machines-cyborg-artificial-intelligence-robots.html. 말 그대로 일종의 사이보그 (cyborg)로 인류는 진화하게 될 것이라고 최근에 주장했다. 이렇게 인류가 진화하지 않는다면 인간은 인공지능 시대에 쓸모없는 존재가 될 것이라고 머스크는 주장한다. 특히 인간의 뇌는 인공지능이 가진 정보에 접근할 수 있게 될 것이고 이를 통해서 말 그대로 인류는 새로운 종 (Smart Humans; Cyborgs)으로 거듭나면서 35억년의 생명의 역사에 혁명적인 전환의 주체가 될 것이다. 근데 잠깐 나노 사이즈란 정확히 얼만큼 작은 거고, 어느 정도로 나노 공학의 진화가 이루어졌는지 짧게 살펴 보겠다.
나노 공학과 분자기계?
1 나노 미터는 1mm의 백만분의 1 크기이다. 나노 크기를 이렇게 머리에 그려보면 어떨까? 1초 동안에 자라나는 손톱의 크기라고 하면 얼마나 작은지 상상할 수 있을까? 나노 (1nm~100nm)와 나노 사이즈의 분자를 조작하는 인간을 둘 다 25만 배 확대하면 인간의 키는 지구 표면에서 431km 위에 있는 국제 우주정거장과 같아질 것이고 나노 사이즈 (1nm~100nm)의 분자는 0.25mm에서 2.5cm 정도의 크기가 될 것이다. 이렇게 설명하면 나노 크기가 어느 정도로 작은지 상상이 될까? 현대 과학의 수준이 정말 놀랍다. 국제 우주 정거장 (ISS;International Space Station)에 머리가 닿을 정도의 거대한 인간이 0.25mm에서 2.5cm 정도 되는 즉, 모래 알갱이 크기의 분자를 조립해서 분자 기계 (나노 로봇)를 만드는 일과 같은 것을 현재의 나노공학자 (화학자)들이 할 수 있다. 바이러스의 길이가 100nm, DNA의 폭이 10nm, 크기가 큰 분자인 헤모글로빈이 5nm, 그리고 중간 사이즈의 글루코스 같은 분자가 1nm이다. 결국 나노 공학은 0.1nm 단위의 개별적인 원자까지 조작할 수 있는 정도를 목표로 하고 있다. 실제로 이 정도 크기의 분자들을 인간이 조작할 수 있는 날이 올까? 라고 독자분들은 의심할 수 있다. 하지만 2016년 10월에 노벨 화학상을 받은 3 명의 과학자들의 수상 이유는 놀랍게도 이 나노 로봇 (분자 기계)의 초기 버전의 개발에 성공했기 때문이다.
장 피에 슈바주 (Jean-Pierre Sauvage; 프랑스), 프레이저 스토다트 (Sir J. Fraser Stoddart; 미국), 그리고 버나드 페린가 (Bernard L. Feringa; 네덜란드)가 그 주인 공들이다https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2016/press.html. 이들은 1980년 초반부터 30년이 넘는 기간 즉, 현재까지 분자 기계 (나노 로봇)의 발명에 엄청난 기여를 해왔다. 현재까지 나온 분자 기계들은 분자 엘리베이터 (0.7nm를 상승시킴), 분자 로봇 (아미노산을 들어서 연결시키는 로봇), 그리고 2013년에 프랑스에서 화제를 모았던 분자 자동차 (여러 나라에서 6개 연구소가 분자 자동차 경주대회에 참여) 등이다. 노벨상 위원회는 화학상 수상자인 이 세명의 화학자들을 비행기를 발명해 인류가 처음으로 하늘을 날 수 있게 만들었던 라이트 형제의 발명과 비교될 수 있다고 평가했다. 라이트 형제는 대서양을 건너는 데 3개월 정도가 걸리던 상황을 하루면 지구의 어디든 갈 수 있게 만들었고, 결국에는 지구를 벗어나 화성 탐사까지 가능하게 만들었다. 슈바즈, 스토다트, 그리고 페린가의 분자 기계가 만들어 낼 새로운 인류와 그 인류가 만들어 낼 세계를 상상하는 일은 만만치 않아 보인다. 이 단락의 서두에서 언급했던 조니 뎁 주연의 영화 트랜센던스 [Transcendence; 인공지능이 인간의 지능을 넘어서는 순간을 '초월'이란 단어로 표현했는데 최근까지만 해도 이 순간을 싱귤래러티 (singularity)라 불렀다]가 묘사한 현실이 우리 눈 앞에 와 있다해도 무리가 아니다. 이 영화에서 묘사하는 기적 같은 일들을 만들어 내는 데에 필요한 또 다른 기술이 양자 컴퓨터 (quantum compter)이다. 올 해 말쯤이면 전통적인 즉, 현재의 수퍼 컴퓨터를 구식으로 만들 수 있는 양자 컴퓨터를 만들 수 있다는 보도가 나왔다 https://www.technologyreview.com/s/602283/googles-quantum-dream-may-be-just-around-the-corner/. 구글만 양자 컴퓨터를 개발하는 것이 아니다. IBM과 MIT (메사츄세츠 공대)도 전통적인 슈퍼 컴퓨터를 거북이 수준의 연산 속도로 느껴지게 만들 양자 컴퓨터 개발에 박차를 가하고 있다. 지금까지 언급된 인공지능, 양자 컴퓨터, 그리고 나노 공학이 한 방향으로 모아져서 인공지능 혁명이 일어나면 영화 스타워즈에서 볼 수 있었던 인간과는 상당히 다른 외모를 가진 종 (species)들을 우리 아이들은 죽기전에 목격할 수 있을 듯 하다. 2017년 현재기준으로 20대 이하의 청소년과 아이들은 어쩌면 영생을 누릴 수도 있다. 화성 탐사에서, 초강력 인공지능, 분자 기계인 나노봇, 그리고 양자 컴퓨터까지 현대 과학의 핵심적인 분야의 연구 진척을 살펴보았다. 공상과학 영화나 소설에서 말하는 사이보그 즉, 새로운 인류의 출현과 인류가 처음으로 지구라는 외딴 섬에서 탈출해서 태양계를 여행하고 나아가서 은하계 전체를 탐사하는 최초의 생명체가 될 가능성이 상당히 높아 보인다. 물론 영국의 물리학자 스티븐 호킹, 빌 게이츠, 그리고 엘론 머스크 등이 걱정하는 인공지능 혁명으로 인한 인류의 멸종을 우리가 피한다는 전제하에서다.
Bibliography
Tim Urban, 'The AI Revolution: The Road to Super-intelligence' WAIT BUT WHY [website], (updated 22 Jan. 2015) <http://waitbutwhy.com/2015/01/artificial-intelligence-revolution-1.html>, accessed 24 Jan. 2016.
