로저 펜로즈(Sir Roger Penrose)의 우주와 의식, 그리고 끝없는 질문의 여정

로저 펜로즈 Sir Roger Penrose 는 양자역학과 일반상대성이론의 통합을 추구하며, 트위스터 이론과 순환 우주론(Cyclic Cosmology)을 통해 기존 과학의 한계를 넘어서는 혁신적인 시각을 제시해 왔다. 그는 인간의 의식이 양자적 과정과 연관될 수 있다는 가능성을 탐구하며, AI와 인간 사고의 본질적 차이를 지적하는 등 다방면에서 독창적인 통찰을 보여준다. 그의 이론은 과학적 호기심을 자극하며 새로운 가능성을 탐구하도록 이끌지만, 실험적 검증과 학계의 보편적 수용이 필요한 과제로 남아 있다. 펜로즈 경의 삶과 연구는 과학이 다루지 못한 질문들에 대해 끊임없이 도전하며, 현재와 미래의 학자들에게 영감을 주고 있다는 점에서 그 가치를 보여준다.

https://youtu.be/sGm505TFMbU?si=4U3bLmN26f6qmhFB

 

펜로즈 경은 단순히 이론 물리학자나 수학자 그 이상의 존재로, 그의 아이디어는 기존의 통념을 넘어서는 혁신을 가져왔다. 그는 양자역학과 일반 상대성이론의 통합이라는, 많은 이들이 불가능하다고 여겼던 문제를 해결하고자 했으며, 그 과정에서 트위스터 이론을 발전시켰다. 이 이론은 빛의 경로와 시공간의 구조를 새롭게 바라보게 하였고, 물리학적 문제를 기하학적으로 재구성하려는 시도를 보여준다. 빛의 비대칭적 성질, 즉 본질적으로 "키랄(chiral)"한 특성은 이 이론을 더욱 흥미롭게 만든다.

그의 연구는 단지 추상적인 수학적 모형에 머물지 않는다. 펜로즈 경은 순환 우주론(Cyclic Cosmology, CCC)을 통해 우주의 열적 죽음이 새로운 빅뱅으로 이어지는 영원한 순환 과정을 제안하였다. 이는 인플레이션 우주론의 기본 가정을 뒤엎는 것으로, 우주의 시작과 끝이 하나로 연결되어 있음을 주장한다. 그는 우주배경복사(CMB)에서 관찰된 '호킹 점(Hawking Points)'이라는 신호가 이전 우주의 흔적일 가능성이 있다고 설명하며, 이러한 주장은 그의 이론에 대한 과학적 신뢰성을 더욱 강화한다. 순환 우주론(Cyclic Cosmology, CCC)은 우주의 열적 죽음이 새로운 빅뱅으로 이어진다는 독특한 관점을 제시하지만, 이 이론은 기존의 인플레이션 우주론과 상충하며, 학계에서 충분한 지지를 얻지 못하는 것이 현재 상황일 것이다. 특히, 우주배경복사(CMB)에서 ’호킹 점(Hawking Points)’을 이전 우주의 흔적으로 해석하는 그의 주장은 아직까지 확실한 증거로 받아들여지지 않는다는 점을 간과해서는 안된다.

펜로즈 경의 통찰은 물리학을 넘어 인간의 의식이라는 주제로까지 확장된다. 그는 인간의 의식이 양자적 과정을 통해 설명될 수 있다고 믿으며, 뉴런 내 미세소관(microtubules)이 이 과정을 가능하게 하는 구조적 기반일 수 있다고 주장한다. 양자역학과 의식의 관계는 여전히 논쟁적인 주제이지만, 펜로즈 경은 의식이 단순히 물리적 현상의 부산물이 아니라는 가능성을 열어두고 있다. 그러나 펜로즈 경이 스튜어트 해머로프와 함께 제안한 ’조화 객관 환원 이론(Orchestrated Objective Reduction Theory, Orch-OR)’은 의식의 본질을 양자역학으로 설명하려는 시도로 주목받았으나, 주류 신경과학자들로부터 실험적 증거의 부족과 과학적 검증의 어려움으로 비판을 받고 있음을 기억해야 한다.

그는 또한 AI와 인간 사고의 차이에 대해 깊이 있는 의견을 제시한다. 펜로즈 경은 괴델의 불완전성 정리를 언급하며, AI가 인간의 수학적 직관을 모방하는 데 한계가 있다고 주장한다. 인간의 사고는 단순한 계산 이상의 무언가를 포함하고 있으며, 이는 기계가 결코 흉내 낼 수 없는 영역일 수 있다는 것이다. 이는 AI에 대한 과대평가와 인간 사고의 독창성을 강조하는 그의 입장을 더욱 두드러지게 한다. 사실 미세소관 문제보다도 나는 그가 제시하는 AI와 인간 사고의 차이에 대한 의견과 유사한 맥락의 생각을 해왔다. 수학모델 즉, '결국 공리계'인 기계의 지능이 갖는 근본적인 특징은 곧 한계라고 볼 수 있다는 것이다. 개인적으로는 펜로즈의 비교적 최근 콘텐츠들을 조금씩이나마 살펴보는 까닭도 그러한 이유다.

이 모든 논의는 단순히 과학적 호기심을 충족시키는 것을 넘어, 우리가 우주와 인간 존재를 어떻게 이해하고 있는지에 대한 근본적인 질문을 던진다. 펜로즈 경의 연구는 우리가 익숙하게 받아들이던 과학적 모델을 넘어 새로운 가능성을 탐구하게 하며, 이를 통해 더 깊은 통찰을 제공한다. 그는 학생들에게 "당신을 흥분시키는 주제를 깊이 탐구하라"는 조언을 남기며, 학문의 깊이와 폭을 동시에 추구할 것을 강조했다.

그의 혁신적인 이론들은 과학계에 새로운 시각을 제공하지만, 동시에 많은 논쟁을 불러일으키고 있다. 그의 아이디어는 기존의 과학적 패러다임에 도전하며, 우주와 의식에 대한 우리의 이해를 확장시키려는 노력의 일환으로 볼 수 있으나 이러한 이론들이 널리 받아들여지기 위해서는 추가적인 연구와 실험적 검증이 반드시 필요하다는 것을 간과해서도 안될 것이다. 펜로즈 경의 연구는 과학이 아직 완전히 이해하지 못한 영역에 대한 탐구로, 그의 독특한 관점은 과학자들에게 지속적인 영감을 주고 있다는 점에서 흥미롭다. 그의 이론들이 앞으로 어떻게 발전하고 검증될지는 지켜봐야 할 것이다.

펜로즈 경의 삶과 연구는 단순히 학문적 업적을 넘어, 우주와 인간 존재의 본질을 탐구하고자 하는 그의 열정을 보여준다. 그의 아이디어는 여전히 논쟁적이고 실험적으로 검증이 필요한 부분도 있지만, 그가 던진 질문들이 과학자들에게 지속적인 영감을 제공하고 있다는 점은 인정해야 하지 않을까?

인공지능 AI 시대에 예술하기 - part #3: 인간과 AI의 차이 그리고 전망