과학기술의 미래

1주제: 복잡한 자연과 세상의 패턴 읽기(김승환 포항공과대학교 물리학과 교수)

자연과 세상은 왜 복잡한가?

찌르레기 떼의 비행, 반딧불 무리의 리듬, 뉴런의 복잡한 신호, 난류, 그리고 기후 사회 생태 현상 등 - 다양한 자연과 세상에서 복잡한 패턴과 변화무쌍한 리듬이 발현된다.

우리는 궁금하다. 얼핏 단순해 보이는 개체들이 어떻게 자연과 세상의 변화무쌍한 리듬과 패턴을 함께 만들어내는가? 이 무리들의 집단 행동은 누가 어떻게 조직할까? 그리고 복잡성을 이해, 예측, 더 나아가 제어할 수 있을까?

이러한 질문들에 대한 탐구는 최근 수많은 과학자들이 수행하고 있는 자연과 세상에서 발현되는 복잡성에 대한 통합적인 연구와 연관된다.

본 강연에서는 원자에서 천체에 이르기까지 다양한 시스템에서 시도되는 복잡한 패턴 읽기와 학제간 연구 흐름들을 소개한다. 그리고 현재와 미래 변혁기를 관통하는 생명, 인공지능, 그리고 인간에 대한 공통적인 화두들과 복잡계 과학의 연계와 공진화도 살펴보고자 한다.

2주제: 생명, 그 오묘한 조화에 대하여: 하찮은 생명이란 없다(이준호 서울대학교 생명과학부 교수)

지구상의 모든 생명체는 중요한 공통점을 가진다. 그것은 모든 생명체의 유전정보는 동일한 알파벳으로 쓰여진 문장과 같은 성질을 가지는 핵산으로 구성되어 있다는 것이다. 

사람도 예외가 아니다. 생명현상이 다양한 생명체에서도 공통적인 성질을 나타내는 것은 어떻게 보면 당연한 것이다. 지구상의 다양한 생명체들은 아주 긴 시간동안 그 다양성이 확대되는 방향으로 진화해 왔으되, 생명현상의 핵심적인 부분은 잘 보존되어 있다. 

본 강연에서는 강연자가 지난 30여년간 수행해온 연구 결과를 예로 들어 생명의 오묘한 조화와 다양성에 대해 발표하고자 한다. 특히 예쁜꼬마선충이라는 하찮아 보이는 작은 동물에서 우리가 찾아낸 생명의 아름다운 조화에 대해 소개하고자 한다. 

그리하여 생명과학이 지루한 암기과목이 아니라 논리적이며 매력적인 첨단 과학이며 인간의 궁극적 호기심에 기반한 미래의 학문임을 느끼실 수 있도록 해 드리는 것이 본 강연의 목표이다. 과학은 호기심에서 출발하여 끈기로 완성하는 것이다.

3주제: 인공지능의 발전과 인간의 미래(장병탁 서울대학교 컴퓨터공학부 교수)
 

사람의 사고 과정을 자동화하려는 시도는 오래전부터 있어왔다. 
아리스토텔레스는 인간 사고를 형식적으로 분석하기 위해 논리학을 사용했고, 라이프니츠는 이진 논리와 이진수 체계를 발견하고 톱니바퀴 계산기를 발명하여 인간의 계산적 사고 과정을 자동화하려 했다. 부울은 논리적 추론을 대수학으로 형식화하여 이후 튜링 머신 계산기와 디지털 컴퓨터 구현의 이론적 기반을 마련했다.

인공지능은 컴퓨터를 통해 인간과 같이 생각하는 기계를 만들려는 시도에서 출발했다. 
초기 고전 인공지능 시대에는 인간의 지식을 기계에 프로그래밍하여 주입하는 지식기반 시스템(Knowledge-based System)에 집중했지만, 이 방법은 큰 성과를 거두지 못했다. 2000년대 들어 현대 인공지능은 기계가 스스로 지식을 습득하도록 하는 학습기반 시스템(Learning-based System)으로 패러다임을 전환했다. 학습기반 시스템은 세상의 모든 일과 인간의 활동을 데이터화하여 이를 학습함으로써, 기계가 인간의 지각과 행동, 사고를 모방할 수 있게 되었다. 이러한 발전은 인간 수준의 일반인공지능(Artificial General Intelligence, AGI)을 구현할 가능성을 열어주었다.

인공지능은 인간의 재인 기억과 분석 능력을 모사하는 판단형 AI(Discriminative AI)를 넘어, 인간의 회상 기억과 창의적 구성 능력을 재현하여 글을 작성하고, 그림을 그리고, 비디오를 생성하며, 프로그램 코드를 작성하는 생성형 AI(Generative AI)로 발전했다. 더 나아가 AI는 신체를 가지고 물리적인 환경과 상호작용하며 지능적인 작업을 수행하는 행동형 AI(Enactive AI)로 발전하고 있다.

그러나 인공지능이 인간 고유의 영역이라고 여겨졌던 일들을 수행하고, 많은 경우 인간보다 더욱 빠르고 정확하며 안정적으로 수행함에 따라(예: 알파고, 챗GPT), 인간의 정체성과 고유성에 대한 혼란이 발생하고 있다. 본 강연에서는 인공지능과 인간의 능력과 특성을 비교 분석하고, 인간이 기계보다 여전히 잘하는 일이 무엇인지 논의한다. 또한 인간이 인공지능을 어떻게 잘 활용하여 인간성을 제고하고 인류 발전을 도모할 수 있을지를 탐구한다. 미래에는 인간과 인공지능이 어떻게 서로를 발전시키고 도우며, 선순환적으로 공진화할 수 있을지에 대해 토론할 것이다.