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지식의 반감기 : 세상의 변화에는 규칙성이 있다

네그나 2015. 5. 19. 13:30
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육식은 몸에 좋은것일까? 아니면 나쁠까? 처음에는 좋다고 여겨졌으나 후에 나쁘다고 인식되었고 다시 좋은 것으로 변했습니다. 이제는 육류 섭취는 각자의 생활 양식에 따라서 달라집니다. 지구가 우주의 중심으로 여겨지던 시기도 있었지만 곧 뒤집혔고 와인이 몸에 좋은지 나쁜지 헷갈립니다.



살충제인 DDT가 유익하게 생각되던 시절도 있었습니다. 몸에다 직접 뿌리기까지 했으니까. 뇌를 잘라내는 수술이 각광받기도 했습니다.[각주:1]



영화 쥬라기 공원에서서 공룡은 매끈한 파충류로 묘사되었지만 시간이 지나자 깃털 달린 모습으로 변했습니다. 태양계 행성을 아직도 수금지화목토천해명 순으로 알고 있는 사람이라면 지식이 업데이트 되지 않았습니다. 2006년 8월 24일부로 국제천문연맹은 명왕성을 공식적으로 왜소행성으로 강등시켰으며, 소행성번호 134340을 부여해 태양계 행성 지위를 박탈시켰습니다.





십년이면 강산이 변한다는 말처럼 세상은 끊임없이 변합니다. 지식도 성장하고 붕괴하면서 사라지는 과정을 되풀이 합니다. 지식은 변화 속도가 워낙 빨라서 박식한 사람이라도 그 변화를 따라 잡기는 어렵습니다.


흥미로운 사실이 있으니. 자연의 변화 과정에서 규칙성을 찾아낼 수 있듯이 지식의 변화에도 규칙과 질서가 존재합니다. 지식을 집단으로 묶어 놓으면 반감기적인 특성을 갖습니다. 반감기 과학시간에 들어 보았을 단어입니다. 어떤 양이 절반으로 걸리는 시간을 뜻합니다.



우연에서 발견한 규칙성



과학의 발견에서 우연은 떼어 놓을 수 없는 요소입니다. 아르키메데스가 목욕탕에서 부력의 원리 발견, 뢴트겐의 X선 발견, 그 유명한 알렉산더 플레밍의 페니실린 발견이 예입니다. 플레밍은 “과학의 80%는 우연을 통해 이루어진다”고 말한바 있습니다.



1947년 래플스 칼리지(현 싱가포르 칼리지)에 응용수학 교수로 부임한 데릭 디 솔라 프라이스(Derek H, de Solla Price)는 우연찮은 발견을 하게 됩니다. 원래는 학교에서 물리학과 수학을 연구할 계획이었으나 학교 도서관 신축 공사 때문에 예기치 못한 전환합니다.


공사 기간동안 도서관측은 학생들과 교수들에게 책을 나누어 주고 보관을 부탁했습니다. 프라이스는 런던이 왕립학회가 발간해온 과학 저널 <철학적 교류> 한 질 전체를 보관해가 되었습니다.프라이스는 저널을 시대순으로 정리해 놓고 책 더미를 바라보다가 책 더미의 높이가 다르다는 사실을 발견했습니다. 책 더미가 수학적 형태인 지수곡선의 모습을 띄고 있었습니다. 여기에 착안해서 과학적 지식이 어떻게 진보하는지 정교한 수학적 이론의 시발점이 되었습니다.



프라이스는 연구를 통해서 데이터를 수집하고 패턴을 읽었습니다. 지식의 덩어리가 두 배로 늘어나는 시간을 밝혔냈습니다. 예를 들면 각 분야의 지식이 2배로 걸리는 시간은 다음과 같습니다. 미국 인명사전에 등재된 사람의 수 100년, 대학교의 수 50년, 중요한 발견의 수 20년, 과학 저널의 수&연구기관 회원의 수 15년, 알려진 소행성의 수& 미국 엔지니어 수 10년입니다.



비슷한 시기에 심리학자 하비 리먼은 지식이 지수적인 성장을 한다는 사실을 알아내었습니다. 각 분야에서 지식이 두 배로 걸리는 시간은 의학 및 공중 보건 87년, 철학 77년, 수학 63년, 지질학 43년, 곤충학 39년, 화학 35년,. 유전학 32년, 그랜드 오페라 20년입니다. 지식의 성장 과정을 체계적으로 분석할 수 있습니다.



방사성 동위원소와 닮은 지식의 붕괴



지식이 빠르게 성장하는 과정에서 낡은 지식은 뒤집히고 새로운 지식으로 교체가 이루어 집니다. 흥미롭게도 지식의 교체과정은 방사성 물질의 특성과 비슷합니다. 간경변과 간염에 관한 지식은 45년이 지나면 절반이 오류로 증명되거나 낡은 지식으로 변합니다. 지식이 붕괴가 이루지는 것입니다. 이는 실제로 사마륨 151 이라는 방사성 동위원소의 반감기의 두 배 정도 되는 시간입니다.



각각의 방사성 동의원소의 원자가 언제 붕괴하는지는 매우 불확실합니다. 그러나 동위원소의 덩어리를 놓고 보면 그 변화는 매우 규칙적입니다. 원자의 집합은 체계적으로 붕괴하며 그 시간은 반감기의 숫자에 따릅니다. 학문별로 붕괴하는 지식의 반감기는 다음과 같습니다. 물리학 13.07년, 경제학 9.38년, 수학 9.17년, 심리학 7.15년, 역사학 7.13년, 종교학 8.76년



그래서 명왕성이 행성이 아니라고 규정되는 일도 일어납니다. 우리가 알고 있던 지식이 붕괴되는 모습은 혼란스럽지만 과학은 새로운 이론이 등장하거나 낡은 지식이 반박되면서 우리 주변을 더 완전하고 정확하게 이해하는 식으로 진보합니다.



기술의 변화도 예측 가능하다



90년대 컴퓨터를 모뎀을 사용할 때 가장 많이 다운받았던 파일은 mp3파일이었습니다. 다운 명령만 걸어놓고 있으면 전화선을 통해서 음악 한 곡이 통째로 전송되다니 이 얼마나 좋습니까? 가장 좋은 음악을 공짜로 받을 수 있다는 점이었습니다. [각주:2]



3~4메가 음악 파일하나 받는데 대략 30분이 걸렸는데 오늘날 기준으로 느리다 못해 고객센터로 곧바로 전화를 걸어야 될 장애 수준의 속도입니다. 이제는 굳이 파일을 다운받을 필요도 없습니다. 지금은 HD영화도 실시간으로 감상합니다.



컴퓨터 저장장치도 눈부시게 발전해서 2.5인치 플로피 디스크, 3.5인치 디스크, 집 디스크, CD-RW, DVD-RW, USB 메모리 현재는 인터넷이 연결되어 있으면 언제라도 자료를 저장하고 꺼낼 수 있는 클라우드 시대입니다. 속도가 더 빨라질 미래에는 하드디스크 같은 저장 장치를 더 이상 가정에서 보유하지 않을거라는 예측도 있습니다.



휴대폰은 말할 필요도 없습니다. 아날로그 휴대폰, 삐삐. 시티폰, 통화만 가능하던 휴대폰에서 스마트까지 왔습니다. 이 모든일이 30년이 채 되지 않은 사이에 일어났습니다. 기술 지식은 눈이 부실정도 빠르게 변하고 발전합니다. 이 변화과정에도 패턴이 존재합니다. 가장 간단하고 유명한 법칙은 무어의 법칙입니다.



무어의 법칙은 워낙 유명해서 기술 분야에 관심이 없는 사람이도 들어 보았을 단어입니다.무어의 법칙은 컴퓨터의 처리 능력이 두 배로 증가하게 된다는 것을 의미합니다. 고든 무어는 단 네건의 데이터로 통한 근거로 이 주장을 펼쳤는데 놀랍도록 맞아 떨어졌습니다. 무어의 법칙은 당초에는 1년이었지만 지금은 18개월 마다 두배가 된다고 정정되었습니다.






무어의 법칙을 정보기술과 저리 용량에 확대 적용하면 이 법칙이 기술에서 발생하는 고도의 규칙성을 찾을 수 있습니다. 케빈 켈리는 <기술의 충격>에서 지수곡선에 들어맞는 성장률을 보이는 여러 개의 기술을 보였습니다. 각 기술이 배가 되는 시간은 무선통신 10개월, 디지털 카메라 12개월, 픽셀 19개월, 하드 드라이브 용량 20개월, DNA 서열 분석 22개월, 주파수 대역 30개월입니다.



MIT 공대의 교수이자 룸바 청소기를 만든 로드니 브룩스(Rodney Brooks)는 로봇의 운동능력, 2년 마다 두배로 증가했다는 사실을 밝혀냈습니다. 최근에는 인공지능 기술의 발전으로 인한 실업을 우려하는 전망이 나왔습니다. 스티븐 호킹 박사는 "인공지능을 지닌 컴퓨터가 100년 안에 인간을 지배하는 시대가 올 것"이라고 주장했습니다. 과거라면 이 주장을 망상이라고 비웃었을텐데 더 이상 농담처럼 들리지 않습니다.



스티븐 호킹스티븐 호킹은 예상은 맞을까 아니면 실언으로 비웃음 당할까?




컴퓨터는 개량에 개량을 거듭해서 1990년에는 체커로 1997년에는 체스로 2011년에는 퀴즈쇼 제퍼디에서 컴퓨터가 인간을 제압했습니다. 불가능하다고 여겨졌던 자동차 운전마저도 정복하고 있습니다.물론 아직은 인공지능이 일부 분야, 특정 작업만 뛰어날 뿐입니다.



하지만 지식과 기술은 지수적인 성장을 거듭한다는 사실을 잊어서는 안됩니다. 불과 삼십년 만에 모뎀에서 기가 인터넷으로 삐삐에서 lte 스마트폰으로 변했습니다. 지속적인 발전을 거듭하면 인간이 가진 대부분의 능력을 모방할 수 있을 겁니다. 아니 오히려 뛰어넘을 거라는 예측이 맞습니다. 운동신경은 물론 이고 인간의 마지노선으로 여기고 있는 지적인 작업도 추월할겁니다.



사실, 요리는 불가능하지 않을까 생각했지만 그래서 요리사들이 인공지능의 위험에 안전하다고 생각했지만 작정하고 덤벼들면 가능할거라고 봅니다. 24시간 내내 불평하지 않고 요리하는 로봇요리사의 등장이 절대 불가능하다고 말할수 없을겁니다.



궁극적으로는 인간과 비슷한 인공지능이 등장할 가능성도 있습니다. 완벽한 인공지능이 불가능하다는 주장도 있습니다. 일각에서는 인간과 같은 인공지능은 영원히 불가능하다고 주장하기도 합니다. SF작가인 아서 클라크는 “고도로 발달한 과학은 마법과 구분할 수 없다” 과학 3법칙을 남겼습니다.



기계가 인간의 마음과 자아를 모방할 수 없을지 모르지만 발전한 과학을 마법과 구분할 수 없듯이 고도의 인공지능은 이 둘을 구분하는 일조차 무의미하게 여겨지도록 만들겁니다. 평범한 인간이 바라보면 기계가 아닌 완벽한 사람처럼 보일겁니다.이런 상상도 가능하지 않을까요? 인간이 기계를 신으로 숭배하는 현상이 말입니다.



100년 뒤에 컴퓨터가 인간을 지배하게 될 것이라는 스티븐 호킹의 주장이 허언처럼 들리지 않습니다. 물론 이 예상이 틀릴 가능성도 있습니다. 인류가 달착륙을 한 이후 낙관적인 시각에 젖은 나머지 2000년대에는 하늘을 나는 자동차를 몰고 다닐것이라는 예측도 했으니까. 또 지수적인 성장이 언제까지나 이루어질 수는 없습니다. 성장은 결국 둔화되고 멈추게 될 것입니다. 그렇다 한들 인공지능 발전은 제2의 혁명 수준으로 다가올 겁니다. 10년, 30년 뒤에는 지금과 크게 다를 겁니다.




사라진 브론토 사우르스 그리고 다시 부활?



1993년에 영화 쥬라기 공원이 개봉되어 정교한 공룡 묘사로 센세이션을 일으켰습니다. 앞서도 말했지만 공룡들이 도마뱀과 비슷하게 보이지만 현재는 그 모습이 조금씩 변했습니다. 불과 십년이 되지 않아 지식이 변한것입니다.



공룡에 관심을 가졌다면 티라노 사우르스와 브론토 사우르스를 관심을 보였을 겁니다.머리가 작고 목이 긴 용각류인 브론토 사우르스 업데이트가 되지 않은 사람이라면 브론토 사우르라고 알고 있을터이고 조금 안다 싶으면 올바른 이름은 아파토 사우루스라고 말할 겁니다.




브론토 사우르스브론톤사우르스는 지식이 뒤집히는 사례로 기록될까?



1879년 고생물학자 찰스 마시는 화석을 발견하고 '천둥 도마뱀'이라는 뜻의 브론토사우루스를 이름 붙였지만 1903년 엘머 리그스는 고생물학자가 오류를 발견했습니다. 브론토 사우르스가 2년전에 발견된 아파토 사우르스가 동일한 공룡이라고 주장했습니다. 이 오류로 인해 브론토 사우르스는 공식적으로 존재해서는 안되었습니다. 아파토 사우르스가 먼저 발견되었기 때문에 이름의 우선권을 갖기 때문입니다.



하지만 브론토 사우르스는 라는 이름은 끈질기게 살아남았습니다. 이미 그 이름이 널리 알려졌고 온갖 종류의 책에 브론톤 사우르스라는 이름으로 소개되었습니다. 1989년에는 미국 우정공사가 공룡 우표 속의 네 가지 공룡 중 하나로 브론토 사우르스를 선택했습다. 이에 스미스소니언박물관이 "과학적 명명법보다 만화 명명법을 우선시한 처사"라고 강하게 반발할 정도였습니다.



검증되지 않는 지식의 확산의 쉽게 꺼지지 않을 수 있습니다. 시금치 오류도 이와 비슷한데 오타로 인해서 시금치의 철분 함량이 실제보다 열 배가 높다는 오류가 퍼졌습니다. 시금치 100그램에 철분이 3.5밀리그램밖에 들어 있지 않음에도 35밀리 그램이 들어 있다는 생각이 널리 퍼졌습니다. 시금치 오류는 너무 많이 퍼져 나가서 뽀빠이가 좋아하는 음식으로 되었습니다. 만화가는 철분이 건강에 좋으므로 뽀빠이가 내는 괴력의 원천이 시금치인 것으로 묘사했습니다.



브론토 사우르스는 아파토 사우르스로 수정되어야 하지만 예상치 못한 반전이 있습니다. 최근의 연구결과에 의하면 브론토 사우르스와 아파토 사우르스가 별개의 속이라고 주장이 나왔습니다. 브론토 사우르스가 다시 자신의 이름을 가지고 귀환한 것입니다. 



<지식의 반감기>는 지식의 성장과 붕괴 현상을 다루고 있는데 책에 쓰여진 지식이 붕괴될 수 있다는 사실을 책 스스로가 증명하고 있습니다. 과학은 그런겁니다. 기존에 알고 통용되었던 사실이 새로운 발견과 이론으로 대체되고 붕괴됩니다. 과학은 생물처럼 변하기에 유연함이 있으므로 이것은 곧 장점입니다.



하지만 브론토 사우르스가 환호하기에는 이를 수 있습니다. 와인이 건강에 좋다고 했다가 다시 나쁘다는 주장이 나왔듯이(지금도 좋은지 나쁜지 알 수 가 없습니다.) 브론토 사우르스의 대해서 누군가가 반박할 수 있기 때문입니다.브론톤 사우르스와 아파토 사우르스 논란은 다음 기사를 참고 브론토사우루스의 귀환



늘어나고 변하는 지식을 어떻게 받아들어야 하는가?



브론톤 사우르스의 예를 봐도 알 수 있듯이 새로운 지식은 과거의 낡은 지식을 교체시킵니다. 학창시절에 배웠던 교과서를 다시 본다면 태양계의 행성 사례처럼 교체된 내용이 제법 될겁니다. 학교를 졸업하고 시간이 오래되었다면 더 말할 필요도 없습니다. 의학도 수시로 바뀝니다. 그래서 의술은 보수적으로 접근하는 편이 낫고 생각합니다.



지식은 폭증하고 노력을 거듭해도 따라잡기 어렵습니다. 자신이 몸담고 있는 직업과 전문가라면 관련 분야의 정보를 업데이트 하고 변화 동향을 주시해야 합니다. 그렇지만 다른 분야는 눈도 돌리기 어려운게 현실입니다. 반복해서 말하지만 기껏 알아놓았더라도 지식은 변하고 뒤집힙니다. 다양한 학습 기회, 웹사이트나 간행물, 보조 장치를 이용하면 더 나아질 수 있습니다. 그래도 엄연히 한계가 있습니다.



저자가 제시하는 더 나은 해법이 있으니 바로 포기입니다. 암기하려고 하지 말고 그냥 포기하는 겁니다. 황당해 보이지만 시간이 조금만 지나면 낡아 버릴 지식을 암기하는데 의지하기 보다 인터넷을 언제든지 활용할 수 있다는 사실, 클릭 몇 번으로 새로운 지식을 접할 수 있다는 사실을 받아 들이는 편이 더 낫다는 겁니다.



저도 브론토 사우르스 논쟁에 대해서 웹 검색을 해보다가 아파토사우르스에서 다시 이름을 되찾았다는 사실을 알게 되었으니 일리가 있는 주장입니다. 물론 기억과 암기를 완벽하게 아웃소싱할 수는 없겠지만 인터넷이라는 도구를 활용할 수록 기존에 알고 있었던 지식이 낡았음을 알게 되었을 때 느끼는 당혹감을 줄일 수 있습니다. 또 중요한 것은, 지식이 붕괴하는 과정이 일어난다는 사실을 안다면 암기만을 하는 교육은 지양해야 한다는 사실도 깨달을 수 있습니다.




지식의 반감기

저자
새뮤얼 아브스만 지음
출판사
책읽는수요일 | 2014-09-15 출간
카테고리
인문
책소개
“만약 지금 알고 있는 지식이 몇 년 후 무용지물이 된다면?”지...
가격비교 글쓴이 평점  



지식의 변화를 측정할 수 있고 법칙성을 알려줄 수 있다는 사실을 소개하는 <지식의 반감기> 매우 재미있게 읽었습니다. 무의미 보이는 사건들 사이에서 패턴을 찾아내는 과학자들이 대단합니다. 얼마전에 읽었던 역함수 법칙이 생각나게 만듭니다. [ 세상은 생각보다 단순하다 ㅣ 모래더미 게임에서 보는 통찰 ] 관심이 있으면 읽어 보기를 권합니다.


  1. 어제가 없는 남자, HM의 기억 에서는 간질 치료를 위해서 뇌절제술을 시행했다가 새로운 기억을 갖지 못하는 비극적인 남자 헨리 몰레이슨을 소개합니다. 영화 메멘토를 생각하면 이해하기 쉽습니다. [본문으로]
  2. 여기에는 함정이 있었는데 전화요금 고지서를 든 어머니에게 잔소리를 들어야 했습니다. [본문으로]
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