에필로그 2017-03-23T10:36:13+00:00

에필로그

인간의 마지막 발명품

정보기술의 발전은 인간을 위협하는 적이 아니라, 우리 능력을 확장시켜주고 우리 삶을 더욱 윤택하게 만들어주는 유용한 도구다. 인간은 생물학적 진화의 한계를 넘어 기술적 측면에서 진화를 이어갈 것이다. 마침내 인간을 초월하는 울트라지능기계의 탄생과 함께 지능의 폭발이 펼쳐질 것이다.

Key Point

  • 오늘날 인간의 삶이 더 나빠지고 있다고 느껴지기도 하지만, 좀더 시야를 넓혀보면 인간의 삶은 계속해서 발전하고 있다.
  • 생물학적 진화의 마지막 발명이 신피질이라면, 신피질의 마지막 발명은 울트라지능기계다.  지능의 폭발이 곧 우리 눈 앞에 펼쳐질 것이다.

주석

1. 미국인 중 44퍼센트만이 현재 젊은이들이 부모세대보다 나은 삶을 살것이라고 전망한다.

“In U.S., Optimism about Future for Youth Reaches All-Time Low,” Gallup Politics, May 2, 2011, 

2. 지난 1,000년 동안 인간의 수명은 4배 늘어났다.

James C. Riley, Rising Life Expectancy: A Global History (Cambridge: Cambridge University Press, 2001).

3. 1인당 GDP는 200년 사이에 수백 달러에서 수천 달러로 치솟았다.

J. Bradford DeLong, “Estimating World GDP, One Million B.C.— Present,” May 24, 1998, and Economic Growth is Exponential and Accelerating, v2.0  See also Peter H. Diamandis and Steven Kotler, Abundance: The Future Is Better Than You Think (New York: Free Press, 2012) 한국어판

4. 시민권이 꾸준히 개선되고 있다.

Martine Rothblatt, Transgender to Transhuman (privately printed, 2011). 마틴느 로스블래트는 동성결혼을 승인하는 추세와 더불어 ‘트랜스휴먼’에 대한 승인이 나타날 것이라고 말한다. 트랜스휴먼이란 9장에서 언급한 것처럼 비생물학적인 존재지만 인간의 의식을 가지고 있다고 볼 수 있는 미래에 나타날 존재를 의미한다.

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‘트렌스젠더’ 여성 CEO 로스블래트, 아내 닮은 복제 인간 개발

5. 물리학의 법칙이 허용하는 한계 내에서 컴퓨테이션의 극대화

[특이점이 온다: 기술이 인간을 초월하는 순간] 3장에서 물리학법칙에 기초한 컴퓨테이션의 한계를 논의하는 내용은 다음과 같다:

컴퓨터의 궁극적인 한계는 아직 멀리 있다. MIT의 교수 세스 로이드Seth Lloyd는 UC버클리의 교수 한스 브레머만Hans Bremermann과 나노기술이론가 로버트 프라이타스Robert Freitas의 연구를 바탕으로, 지금까지 알려진 물리법칙을 적용하여 질량이 1킬로그램이고 부피가 1리터인 컴퓨터의 최대 연산능력을 계산했다. 오늘날 ‘넷북’ 정도 크기의 이 가상의 컴퓨터를 로이드는 ‘궁극의 랩탑’이라고 이름 붙였다. [주석: Seth Lloyd, “Ultimate Physical Limits to Computation,” Nature 406 (2000): 1047― 54. 컴퓨테이션의 한계에 관한 초기연구는 1962년 브레머만이 수행했다: Hans J. Bremermann, “Optimization through Evolution and Recombination,” in M. C. Yovits, C. T. Jacobi, C. D. Goldstein, eds., Self-Organizing Systems (Washington, D.C.: Spartan Books, 1962), pp. 93― 106. 1984년 브레머만의 연구를 기초로 프라이타스가 연구를 수행했다. Robert A. Freitas Jr., “Xenopsychology,” Analog 104 (April 1984): 41―53, ]

잠재적인 연산용량은 가용 에너지량에 비례한다. 에너지와 연산용량의 관계를 자세히 설명하자면 다음과 같다. 일정한 용량의 물질이 간직한 에너지는 곧 개별 원자들(그리고 아원자 입자들)이 가진 에너지다. 원자가 많을수록 에너지도 많아진다. 앞에서 논의했듯이, 개별 원자는 잠재적인 연산능력을 갖는다. 따라서 원자가 많을수록 연산용량도 커진다. 개별 원자나 입자의 에너지는 그들의 움직임의 주파수에 비례한다. 많이 움직일수록 에너지가 커진다는 뜻이다. 연산능력도 마찬가지다. 움직임의 주파수가 커질수록 개별구성요소들은 (이 경우 원자는) 더 많은 연산을 수행할 수 있다. (오늘날 칩도 마찬가지다. 칩의 주파수가 높을수록 연산속도가 빠르다.)

결국, 물체의 에너지와 연산잠재력 사이에는 직접적인 비례관계가 성립한다. 에너지를 구하는 법칙은 바로 아인슈타인의 유명한 공식 E=mc2이다. E는 에너지 m은 질량 c는 빛의 속도를 의미하는 데, 여기서 빛의 속도의 제곱이란 1017미터2/초2에 가까운 엄청나게 큰 숫자다. 1킬로그램의 물질이 가진 잠재적 에너지가 엄청나다는 것을 알 수 있다.

물질의 연산잠재력을 계산하는 데에는 플랑크상수라는 매우 작은 숫자도 작동한다. 플랑크상수는 6.6 X 10-34줄초(joule-second: 줄은 에너지단위)다. 이것은 연산을 위해 에너지를 적용할 수 있는 가장 작은 크기다. 전체 에너지량(원자나 입자의 에너지의 총합)을 플랑크상수로 나누면 그 물체가 수행할 수 있는 연산의 이론적 한계를 계산해낼 수 있다.

로이드는 물질 1킬로그램의 잠재적인 연산용량은 “π×에너지÷플랑크상수”라는 것을 증명했다. 에너지는 매우 큰 숫자인 반면 플랑크상수는 매우 작은 숫자이기 때문에 계산결과는 어마어마하게 큰 숫자가 나온다. 대략 초당 5 × 1050 연산이라는 숫자가 나온다. [주석: π × maximum energy (1017kg × meter2/second2) / (6.6 × 10―34) joule-seconds) = ~ 5 × 1050 operations/ second.]

인간의 뇌의 성능을 보수적으로 최대한 높게 잡는다고 해도(1019cps) 인류전체(100억 명)의 뇌의 연산능력보다 50해(垓:1020)배에 달하는 양이다. [주석: 5 × 1050cps(물질 1킬로그램의 연산용량) ÷ 1029cps(인류전체의 연산능력: 1019cps × 1010) = 5 × 1021]

나는 기능적으로 뇌를 모방하는 데 1016cps면 충분하다고 생각하는데, 이 수치를 적용한다면 인류전체의 연산능력보다 5자(秭: 1024)배에 달하는 셈이다. [주석: 5 × 1050cps ÷ 1026cps = 5 × 1024]

이렇게 작은 넷북은 전인류가 지난 1만 년 동안 진행해온 생각을 (다시 말해, 100억 개의 뇌가 1만 년 동안 해온 일을) 1만분의 1나노초만에 해치울 수 있다. [주석: 100억 명이 1만 년 동안 살아왔다는 가정에서 알 수 있듯이 이 추정은 매우 보수적인 것이다. 실제 인구는 서서히 증가해 2000년 61억 명에 도달했다. 1년은 3×107초이고, 1만 년은 3 × 10 11초다. 따라서 인류문명의 연산능력을 1026cps라고 가정할 때, 지난 1만 년 동안 인류의 생각은 기껏해야 3 × 1037 연산 정도에 불과하다. 궁극의 랩탑은 초당 5 × 1050 연산을 수행하기 때문에 100억 명이 1만 년 동안 수행한 생각을 시뮬레이션하는 데 10―13초, 즉 1만분의 1나노초만 걸린다(나노초는 10-9초, 즉 10억분의 1초를 의미한다).]

물론 이것은 이론적인 계산이다. 1킬로그램의 질량이 모두 에너지로 변환하는 것은 곧 그 자체가 열핵폭발과 같다. 물론 컴퓨터가 폭발하지 않고 1리터 부피를 계속 유지할 수 있기를 바란다. 말하자면, 세심하게 포장을 해야 한다. 로이드는 최대 엔트로피(모든 입자의 상태가 갖는 자유로움의 정도)를 분석한 결과, 그러한 컴퓨터의 이론적 기억용량은 1031비트가 된다고 밝혔다. 물론 기술이 이러한 극한의 단계까지 발전하지는 못할 것이다. 하지만 한계에 최대한 가까운 수준까지는 다다를 수 있다는 전망은 할 수 있다. 오클라호마대학 연구진은 이미 원자당 최소 50비트를 저장할 수 있다는 것을 증명했다(물론 아직까지는 적은 수의 원자에만 적용할 수 있다). 따라서 언젠가는 물질 1킬로그램을 구성하는 1025개의 원자에 1027비트의 메모리를 저장할 수 있는 기술이 나올 것이다.

하지만 정보를 저장하는 데 원자의 다양한 속성 정확한 위치, 스핀, 아원자 입자들의 양자적 상태 등 을 이용할 수 있다는 점에서 실제 한계용량은 1027비트보다 클 수 있다. 신경과학자 앤더스 샌버그Anders Sandberg는 수소원자 하나의 잠재적 기억용량은 약 400만 비트라고 추정한다. 하지만 이러한 밀도는 아직 증명되지 않았기 때문에 여기서는 보수적 추정치를 사용한다. [주석: Anders Sandberg, “The Physics of the Information Processing Superobjects: Daily Life Among the Jupiter Brains,” Journal of Evolution and Technology 5 (December 22 , 1999)]

앞서 말했듯이, 상당한 열을 발산하지 않고도 초당 1042회의 연산을 수행할 수 있다. 가역적 연산기술을 완전히 적용하고, 오류율을 낮추는 설계를 개발하고, 충분히 발산할 수 있을 정도의 에너지만 사용한다면, 1042cps에서 1050cps까지는 달성할 수 있을 것이다.

이 수치 사이의 설계 영역은 상당히 복잡하다. 1042cps에서 1050cps로 나아가면서 발생하는 기술적 문제에 대해 검토하는 것은 여기서 다룰 수 있는 범위를 넘어선다. 하지만 분명한 사실은, 궁극의 한계인 1050cps에 도달하거나 다양한 현실적 고려에 기반하여 후퇴하는 것으로 이러한 발전이 끝나지 않는 것이다. 기술은 경사면을 따라 오르듯 차차 전진한다. 낮은 한계에서 시작하여 점차 높은 단계로 올라갈 것이다. 킬로그램당 1042cps를 얻는 문명에 도달하면 그 시대의 연구자들은 광대한 비생물학적 지능을 활용하여 어떻게 1043cps로 나아갈 것인지, 그 다음엔 1044cps로 나아갈 것인지 단계별로 궁리할 것이다. 그렇게 궁극의 한계에 다가갈 것이라고 나는 기대한다.

1042cps만이라 해도 1킬로그램의 ‘궁극의 랩탑’은 지난 1만 년 간 온 인류가 수행한 생각을 (1만 년간 존재한 인구수를 100억 명으로 가정했을 때) 10마이크로초만에 해치울 수 있다. [주석: 위의 주석 참조. 초당 5 × 1042 연산을 수행할 때 100억 명이 1만 년 동안 수행한 생각을 시뮬레이션하는 데 10―5초, 즉 10마이크로초가 걸린다(마이크로초는 10-6초, 즉 100만분의 1초를 의미한다)]

컴퓨팅능력의 기하급수적 증가 그래프에서 보았듯이 이 정도 성능의 컴퓨터는 2080년이 되면 100만원 정도에 마련할 수 있다.

[기존의 한국어판과 다르게 재번역했습니다.]