마음의 물리학이 밝혀지고 있다

우리의 마음은 세상을 이해하도록 진화해 왔다
양자학과 우주학, 인간의 정신과 인공지능 관계
우리를 방정식에 넣는다면(조지 머서 지음·김소정 옮김 / 현암사 / 428쪽 / 2만 3000원)

인간의 마음은 어떻게 작동하는가? 오랫동안 과학, 그 중에서도 물리학은 인간의 마음을 설명하는 것과는 거리가 멀다고 여겨져 왔다. 하지만 이 책 '우리를 방정식에 넣는다면'은 노벨물리학상 수상자인 존 홉필드와 제프리 힌턴을 비롯해 현재 진행되고 있는 과학자들의 연구가 인간의 뇌와 의식, 설명할 수 없는 마음의 문제를 왜 연구해야 하는지, 어떤 연구가 이뤄지고 있는지 그 복잡하고 흥미로운 여정을 담고 있다. 현대 물리학과 신경과학이 만나 정신세계의 비밀을 탐험하고, 물리학자들은 그동안의 연구를 인공지능에 적용해 인류를 상상할 수 없던 미래에 다가서게 한다.

수세기 동안 물리학자들은 외부를 관찰하는 게 중요하다고 생각했지만, 아원자 영역을 탐구하기 시작하면서 '우리가 본다는 사실'이 관찰하는 대상에도 영향을 미친다는 것을 알게 됐다. 그렇기에 이 세계를 연구하려면 물리학자들은 사람의 의식을 설명할 수 있어야 한다. 이것은 물리학의 범주를 넘어서 신경학자들과 철학자의 자문을 구해야 할 필요가 있다는 뜻이었다.

인간의 마음과 뇌라는 복잡한 문제를 알아가기 위해선 한 분야의 연구로는 부족하다. 그동안 신경과학자들은 뇌의 형태와 기능에 대해서 철저하게 탐구해 왔다. 이것이 과연 뇌신경학이 아닌 다른 체계에도 적용돼 물리학자들과 인공지능 연구자들에게 도움이 될 수 있을까? 반면 물리학자들은 분자들이 어떻게 조직화해 우리 주위의 사물로 형성되는지 설명해준다. 그들의 발견이 혹시 뉴런의 화학반응이 어떻게 지각적 경험으로 이어지는지 설명할 수 있을까.

수많은 수상경력을 가진 과학 작가인 조지 머서는 이 책에서 현대 물리학의 최전선에 있는 과학자들의 연구에 다가간다. 마음의 물리학이라는 미지의 영역, 모든 사람들이 궁극적으로 알고 싶어 하는 질문에 답하기 위해 양자학과 우주학, 인간의 정신과 인공 지능을 탁월하게 상호 연결하며 위와 같은 질문들을 탐험한다.

이 책은 자각몽에 대해 궁금증을 가졌던 이탈리아 물리학자 지오반니 라부포의 이야기에서 출발한다. 자각몽은 꿈꾼다는 것을 인지하며 꿈을 꾸는 상태를 말한다. 라부포는 이 자각몽을 경험한 후 인간 뇌의 복잡함에 대해 깊게 고민하게 된다. 이후에도 물리학 연구를 이어가던 그는 결국 신경과학자들을 만나 이러한 정신세계의 비밀을 파헤치기 위한 연구로 방향을 틀게 된다. 그는 언젠가 사람의 뇌가 자각몽과 같은, 말로 설명할 수 없는 경험을 느끼는 이유에 대해 밝혀낼 수 있을 것이라 생각했다.

이런 수수께기와 같은 현상과 물리학을 연관 짓는 것은 낯설게 느껴질 수 있다. 그동안 우리는 물리학이 단단한 원소로 이뤄진 물질을 다룬 과학이라면, 마음은 말랑하고 감상적인 무언가로, 둘은 전혀 다른 영역에 있다고 생각했다. 하지만 이제 뇌를 연구하기 위해선 마음과 물질을 통합해야 한다는 것은 분명한 사실이 됐다. 조지 머서는 뇌과학과 신경 분야의 세계적인 석학들을 만나 지금까지의 연구동향과 전망을 듣는다. 그들과 나눈 대화, 연구들이 진행되는 흥미로운 과정, 날카로운 분석력으로 인간의 의식세계에 다가가고자 한다.