우리를 방정식에 넣는다면

뇌과학, 신경과학, 인공지능, 양자역학…
마음의 물리학이 밝혀지고 있다면
이 책에서 그 여정을 만날 수 있을 것이다

"오늘날 우리 지식의 최전선에서 진행되고 있는
가장 깊고 매혹적인 탐험 중 하나에 대한 유쾌한 이야기"
- 카를로 로벨리, 『시간은 흐르지 않는다』 저자

2024년 노벨물리학상은 물리학 연구로 인공지능 개발에 기여한 두 명의 과학자에게 돌아갔다. 수상자인 존 홉필드는 인간 뇌에서 정보 전달을 하는 뉴런 활동을 모방하여 AI의 핵심인 인공신경망을 개발한 것으로 알려져 있다. AI 분야에서 노벨상 수상자가 나온 것은 이번이 처음이다. 이 연구의 출발점이자 관건은 '인간이 마음이 어떻게 작동하는가?'에 대한 답을 과학적으로 찾아내야 한다는 것이다. 오랫동안 과학, 그중에서도 물리학은 인간의 마음을 설명하는 것과는 거리가 멀다고 여겨져 왔다. 하지만 이 책 『우리를 방정식에 넣는다면』은 노벨물리학상 수상자인 존 홉필드와 제프리 힌턴을 비롯해 지금 현재 진행되고 있는 과학자들의 연구가 인간의 뇌와 의식, 설명할 수 없는 마음의 문제를 왜 연구해야 하는지, 어떤 연구가 이루어지고 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.

수세기동안 물리학자들은 외부를 관찰하는 것이 중요하다고 생각했으나, 아원자 영역을 탐구하기 시작하면서 ‘우리가 본다는 사실’이 관찰하는 대상에도 영향을 미친다는 것을 알게 되었다. 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 위해서는 한 분야의 연구로는 부족하다. 그동안 신경과학자들은 뇌의 형태와 기능에 대해서는 철저하게 탐구해왔다. 이것이 과연 뇌신경학이 아닌 다른 체계에도 적용되어 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 설명해줄 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.