생각하는 뇌 생각하는 기계

▣ 출판사서평

‘진짜 지능’ vs ‘인공 지능’
- 인간의 뇌처럼 생각하는 컴퓨터는 가능한가?

이 책은 모바일 디바이스 분야의 구루(guru)로 알려진 제프 호킨스가 야심차게 준비한 역작이다. IT쪽에 종사하거나 전자공학을 전공하는 사람들이라면 팜파일럿(PalmPilot)과 그래피티(Graffiti) 등을 만들어낸 그의 눈부신 활약에 동경심마저 가졌을 것이다. 그런 그가 다른 분야도 아니고 ‘뇌(brain)’에 대해서 책을 썼다. 그것도 오랜 세월을 두고 작정하고 썼다. 뇌 이론가도 아니고 뇌신경과학자도 아닌 그가 왜 하필이면 ‘뇌’에 대한 책을 썼을까? 그것은 그의 단순하면서도 강렬한 평생의 욕구에서 출발했다. “뇌가 어떻게 움직이는지 이해하고, 더 나아가 그 지식을 신기술의 토대로 삼아 지적 기계를 만들겠다”는 그의 야심이 맺은 결실의 하나가 바로 이 책이다. 진짜 지능을 가진 기계를 만들기 위한 출발점으로, 뇌의 동작을 모델화하여 하나의 시스템으로 설명하는 그의 놀라운 지적 탐구는 저자의 오랜 세월 쌓아온 직관이 더해져 우리에게 새로운 세계, 놀라운 가능성을 가늠하게 해준다. “진짜 지성을 가진 기계를 만들 가능성”, 그것은 기계와 공존하고, 기계를 통해 확장될 우리의 새로운 미래에 대한 가능성이다.

뇌를 흉내 내는 컴퓨터? 우리의 뇌처럼 작동하는 지적 기계!

제프 호킨스는 이 책을 시작하면서 수많은 물음을 던진다. 뇌에는 있지만 컴퓨터에는 없는 지능이란 대체 무엇인가? 왜 여섯 살짜리 아이는 개울에 놓인 징검다리를 멋진 자세로 건널 수 있는데, 우리 시대의 첨단 로봇들은 좀비처럼 허우적대는 것일까? 우리는 어떤 사물이든 보자마자 인식할 수 있는데 컴퓨터들은 쉽게 해내지 못할까? 등등. 호킨스는 그 모든 엄청난 수수께끼를 풀 수 있는 해답은 오로지 우리의 ‘뇌’에 있다고 말한다. 우리의 몸 중에서 가장 넓은 면적을 차지하고 있는 ‘뇌’가 어떻게 작동하는지 알면 단지 뇌를 흉내 내는 컴퓨터가 아니라 우리의 뇌처럼 작동하는 지적인 컴퓨터가 과연 가능할 것인가에 대한 대답도 내올 수 있다는 것이다.

뇌는 입력을 받을 때마다 기계적으로 출력을 내놓는 컴퓨터가 아니다.
호킨스는 그간 인간의 지능을 모사하려는 기존의 시도들-인공 지능과 신경망-이 여태껏 성공을 거두지 못한 것은 지능이 무엇인지를 먼저 이해하려고 하지 않은 채 인간의 행동을 모방하려고만 한 오류 때문이라고 주장한다. 컴퓨터는 수많은 양의 정보를 처리할 수 있지만 정보의 속도가 빠른 것일 뿐, 우리의 뇌처럼 유추하거나 학습하거나 예측할 수 없다. 그는 그 예로, 개리 카스파로프와 컴퓨터와의 체스 게임을 든다. 비록 인간이 컴퓨터와의 대결에서 지기는 했지만 정작 컴퓨터는 체스를 이해하지 못하고 있다는 것이다. 수많은 경우의 수를 빠른 속도로 계산하여 답을 내놓았을 뿐 인간이 체스 게임의 진면목을 즐기는 것과는 차원이 다른 것이다. 이것이 컴퓨터와 우리의 지능의 차이점이라고 지적한다.

뇌의 대부분은 신경 조직으로 이루어진 얇은 막, 즉 신피질로 뒤덮여 있는데, 이 신피질에서 지각, 언어, 상상, 수학, 미술, 음악, 계획 등 우리가 지능이라고 생각하는 거의 모든 것들이 이루어진다. 이 신피질은 여섯 층으로 이루어져 있으며, 이곳에서 공간과 시간적 패턴을 만들고 이 패턴들은 다시 감각 기관(시각, 촉각, 청각 등)으로 명령을 내려서 우리가 사물을 인지하고, 생각하고, 행동하게 된다. 패턴으로 피질에 기억된 정보들은 순서 저장, 자동 연상 회상, 불변 표상의 세 특성을 보이는데, 이는 과거의 기억을 토대로 미래를 예측할 때 반드시 필요한 요소들이다. 호킨스는 이 예측이 지능의 본질이라고 주장한다.
즉, 뇌는 사건들의 순서와 그것들이 어떤 식으로 포개지고 관련되어 있는지를 기억하고, 그런 기억을 토대로 예측을 함으로써, 세계의 진정한 구조가 반영되도록 경험을 저장하는 기억 체계다. 지능, 지각, 창조성, 더 나아가 의식까지, 그런 것들의 토대를 이루는 것은 바로 이 기억-예측 체계다. 그리고 지능은 뇌가 과거를 유추하여 미래를 예측하는 능력을 말한다. 그러므로 그는 뇌의 작동 원리대로 기억-예측 체계를 갖춘다면 ‘지적 기계’는 가능하다는 것이다.

그렇다면 우리의 ‘지적 기계’는 과연 가능한가?
우리의 뇌가 많은 양을 기억하듯 ‘지적 기계’도 많은 기억이 필요하지만 실리콘 메모리칩이 지적 기계를 만들 만큼의 용량을 갖추는 것은 시간문제라고 호킨스는 내다보고 있다. 또한 연결성 등 몇 가지 기술적 난제들이 있지만 충분히 가능한 일이라고 예측한다. 그러면서 그는 왜 우리가 굳이 지적 기계를 만들어야 하는가라는 물음에 매우 낙관적인 대답을 하고 있다. 굳이 우리가 인간과 같은 기계를 만들 욕심만 갖지 않는다면 �간이 접근하지 못하는 영역에 대한 탐사 및 작업을 가능하도록 해줄 것이며, 인간의 감각을 더 확장할 수 있다는 것이다. 장애를 겪는 이들의 친구가 돼주기도 하고, 우리의 미래를 더 편리하도록 하는 데 공헌할 수 있다는 것이다.

호킨스가 다루는 질문들

컴퓨터는 지적일 수 있을까?
뇌와 컴퓨터는 근본적으로 다르다는 것이 그의 생각이다.

신경망이 지적 기계로 이어질 것이라고 하지 않나?
뇌에 대한 이해 없이 단순히 신경망을 구축한다면 그저 그런 컴퓨터에 불과할 것이다.

뇌가 어떻게 활동하는지를 이해하기가 왜 그렇게 어려운가?
뇌가 대단히 복잡한 것은 사실이지만, 몇몇 직관적이지만 부정확한 가정들이 우리를 잘못 인도했기 때문이다.

행동이 지능을 정의하는 것이 아니라면, 무엇으로 지능을 정의할 수 있는가?
뇌는 기억을 토대로 구축한 세계의 모형을 이용하여 장래 사건들을 계속해서 예측한다. 지능의 핵심은 미래 예측 능력이다. 이것이 이 책의 핵심 개념이기도 하다.

뇌는 어떻게 활동하는가?
지능은 신피질에 자리하고 있으며, 수많은 능력과 대단한 융통성을 가지고 있다. 이 신피질의 계층 구조를 이해하면 신피질을 제대로 이해할 수 있다.

이 이론은 어떤 의미를 지니는가?
뇌 이론은 우리가 어떻게 창조성을 지니고, 어떻게 자의식을 느끼고, 왜 편견을 드러내며, 어떻게 학습하고, 왜 늙으면 새 지식을 배우기가 어려운지 같은 많은 것들을 설명하는 데 도움이 된다.

이야기하듯 풀어낸 ‘뇌’와 ‘지적 기계’에 대한 매혹적인 고찰
호킨스는 이 책에서 어렵게만 느껴질 주제인 ‘뇌’와 ‘지적 기계’에 대해서 절대로 폼잡고 어려운 용어를 써서 이야기하지 않는다. 그가 실리콘 밸리를 떠나 뇌의 생리학과 해부학을 공부하기 위해 떠난 이야기, 컴퓨터 공학자들의 인공 지능 연구가 왜 잘못된 접근인지에 대한 지적, 뇌의 활동을 이쪽 분야에 문외한이라도 쉽게 이해할 수 있도록 풀어낸 자세한 설명 등은 이 책이 전공자들뿐만 아니라 일반 독자들까지도 끌어당기는 힘이다. 우리 인체의 작은 부위를 차지하고 있지만 많은 일을 해내는 뇌의 활동을 쉽게 설명해내서 호킨스가 프롤로그에서 던졌던 질문들, 왜 우리는 사물을 쉽게 인식하고, 기억해내고, 예측할 수 있는가에 대한 당연하지만 과학적인 질문들에 대한 해답을 명쾌하게 설명하고 있다. 이 책은 단지 ‘인공 지능’에 대한 책이 아니다. 우리의 뇌를 이해하고 인간의 생활을 획기적으로 변화시켜줄 지적 기계에 대한 희망을 품을 수 있는 미래 지향적인 책이다.

‘인간 중심 컴퓨팅’을 연구한 KAIST 류중희 교수의 명쾌한 해설이 담긴 주석
(주)올라웍스의 창업자이자 KAIST 문화기술대학원에서 학생들을 가르치는 류중희 교수는 제프 호킨스를 존경한다고 말한다. 호킨스만큼 모바일 디바이스 분야에서 눈에 띄는 활약을 한 사람도 드물고 그의 연구 개발 과정(최적의 PDA 폼팩터를 찾기 위해 다양한 크기의 나뭇조각을 직접 가지고 다녔다는 이야기나 전화 테스트로 알려진 일화 등)이 젊은 공학도에게 단순한 깨달음 이상의 충격을 주었기 때문이라고 한다.
그런 류중희 교수가 이 책의 해설 및 주석 다는 일을 기꺼이 맡아주었다. 단지 독자들의 이해를 돕기 위해 어려운 이야기를 해설하는 차원이 아니라 최근 인공 지능 분야의 연구 경향까지 곁들여 호킨스의 이야기를 더욱 흥미진진하게 읽어낼 수 있도록 했다.

“이 책은 꽤나 도발적인 질문을 던진다. “지능이란 무엇인가?” “지능을 기계를 통해 구현할 수 있는가?” 인공 지능이란 단어가 일상적으로 쓰이는 21세기에 일견 우매한 질문으로도 보이는 이 질문들은, 우리가 아는 인공 지능이 ‘진짜 지능’이 아니라는 사실을 알게 되었을 때 비로소 매혹적인 모습으로 다가온다. (…) 지금의 기계들은 그저 지능을 가진 것처럼 보이는 기계들이고, 그 기계들이 진짜 지능을 가지게 되었을 때 우리가 기계를 쓰는, 아니, 우리와 기계가 공생하는 방식은 매우 달라질 것이다. 기계는 우리가 수동적으로 정보를 입력하기 전에 우리가 인지하는 세계를 같이 이해할 것이고, 거기에 대해 우리가 알지 못하는 수많은 정보들을 미리 찾아서 우리가 최적의 판단과 실행을 할 수 있도록 도와줄 것이다.”

▣ 작가 소개

저 : 제프 호킨스
Jeff hawkins
실리콘밸리에서 가장 성공했으며 깊이 존경을 받는 컴퓨터 설계자 겸 사업가 중 한 사람이다. 현재 팜원의 최고 기술 경영자로 있는 그는 팜컴퓨팅과 핸드스프링을 설립한 바 있으며, 기억과 인지 연구를 촉진하고자 레드우드 신경과학 연구소도 세웠다. 국립 공학 아카데미의 회원이며, 콜드 스프링 하버 연구소의 과학 이사를 맡고 있다. 캘리포니아 북부에 살고 있다.

저 : 산드라 블레이크슬리
Sandra Blakeslee
30년 넘게 「뉴욕 타임스」에 과학 및 의학 기사를 써왔으며, V. S. 라마찬드란과 『뇌 속의 유령들』을 썼고, 주디스 월러스타인과 함께 심리학과 혼인을 다룬 베스트셀러들을 펴냈다. 뉴멕시코 샌터페이에 살고 있다.

역 : 이한음
서울대 생물학과를 졸업한 뒤 실험실을 배경으로 한 과학소설 『해부의 목적』으로 1996년 「경향신문」 신춘문예에 당선됐다. 전문적인 과학 지식과 인문적 사유가 조화된 번역으로 우리 나라를 대표하는 과학 전문 번역자로 인정받고 있다. 리처드 도킨스, 에드워드 윌슨, 리처트 포티, 제임스 왓슨 등 저명한 과학자의 대표작이 그의 손을 거쳐갔다. 과학의 현재적 흐름을 발빠르게 전달하기 위해 과학 전문 저술가로도 활동하고 있다.

저서로는 과학소설집 『신이 되고 싶은 컴퓨터』,『DNA, 더블댄스에 빠지다』가 있으며, 옮긴 책으로는 『복제양 돌리』,『인간 본성에 대하여』,『쫓기는 동물들의 생애』,『핀치의 부리』,『DNA : 생명의 비밀』,『펄 벅 평전』,『악마의 사도』,『살아있는 지구의 역사』,『조상 이야기』,『굿바이 프로이트』,『와일드 하모니』,『생명 : 40억 년의 비밀』,『셜록 홈스의 과학』 등이 있다. 『만들어진 신』으로 한국출판문화상 번역 부문을 수상했다.

감수 : 류중희
카이스트대학원에서 전자전산학 박사학위를 취득했다. 올라웍스 최고전략책임자, 카이스트 문화기술대학원 겸임교수, 카이스트 정보미디어 경영대학원 겸임교수로 있다.

▣ 주요 목차

감수자의 말
프롤로그

1장 인공 지능
2장 신경망
3장 사람의 뇌
4장 기억
5장 지능의 새로운 기본 틀
6장 피질은 어떻게 작동하는가
불변 표상
감각들의 통합
V1에 관한 새로운 견해
세계 모형
서열들의 서열
피질의 영역은 어떻게 생겼는가?
피질의 영역은 어떻게 작용하는가? : 세부 사항들
상향 흐름과 하향 흐름
되먹임이 정말 그런 일을 하는가?
피질은 어떻게 학습을 할까?
해마 : 최고의 지위
계층 구조를 올라가는 대체 경로
이 장의 끝을 맺으며 드는 생각들

7장 의식과 창조성
동물은 지적일까?
인간의 지능은 무엇이 다른가?
창조성이란 무엇인가?
남보다 더 창조적인 사람들이 있지 않은가?
창조성도 갈고닦을 수 있을까? 내 자신을 속일 수 있을까?
의식이란 무엇인가?
상상이란 무엇인가?
현실이란 무엇인가?

8장 지능의 미래
지적 기계를 만들 수 있을까?
지적 기계를 굳이 만들어야 하는가?
왜 지적 기계를 만드는가?
- 속도
- 용량
- 복제 가능성

에필로그
부록 : 검증 가능한 예측들
참고 문헌
감수자 후기
옮긴이의 말
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