인공 뇌도 마음이 있을까?

김제완의 과학세상(19) 양자론과 마음

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케네디 대통령은 러시아(구소련)가 발사한 인공위성 스푸트니크(Sputnik)에 자극을 받아 10년 이내에 미국인을 달에 보내겠다고 선언하였고 이를 실현하였다. 오바마 대통령은 브레인 이니셔티브(Brain Initiative)를 내세우면서 뇌를 규명하는데 연간 약 4조 5천억달러의 예산을 지원하고 있다. 2015년 초에는 뇌의 신경망 연결을 상징하는 화면이 뉴욕의 타임스퀘어의 시계탑에 연출되기도 하였다.

2015년 1월 뉴욕 타임스퀘어의 시계탑. ⓒ AIP

2015년 1월 뉴욕 타임스퀘어의 시계탑. ⓒ AIP

뇌의 신경망에 대한 세계적인 권위자는 우리 교포 2세인 성상현(Sebstian Seung)박사로서 그는 860억 뉴런으로 구성된 인간의 뇌 지도를 완성하기 위해 온갖 노력을 기울이고 있다. 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스(synapse)는 약 100조개나 되며, 신경망을 늘어놓으면 17만 km나 된다. 뇌 과학의 큰 발전으로 이제는 실시간으로 뇌의 작동을 동영상으로도 보며 뇌의 어떤 부분이 어떤 역할을 하는지도 상세히 알고 있다.

예를 들어서 성욕을 관장하는 부위나 욕심이 날 때 뇌의 어느 부분이 작동하는지 잘 알고 있다. 우리의 모든 생각이 뇌의 어떤 부분의 작동으로 일어나는지 알고 있다. 뇌는 뉴런과 그를 연결하는 시냅스 등 물질로 되어있고 우리의 모든 감각과 생각이 이들의 움직임으로 나타나기 때문에 “마음은 물질이다”라고 주장할 수 있는 것 같다. 다시 말해서 우리의 뇌가 마음의 주체라는 말이 되겠다. ‘마음이 제4의 물질’이라고 믿는 사람들은 인공 뇌를 제작하여 이런 물질도 마음을 갖고 있다는 것을 입증하려고 노력하고 있다. (아래 사진 참조)

핸리 마크램의 인공 뇌. ⓒ AIP

핸리 마크램의 인공 뇌. ⓒ AIP

그러나 마음은 물질이 아니고 온 누리에 퍼져있다고 주장하는 학자들도 많다. 양자론의 아버지 격인 슈뢰딩거(E.Schrödinger :1887~1961/ 1933년 노벨물리학상)는 그의 저서 <생명이란 무엇인가?>(What is the life?)에서 마음은 우주에 퍼져있다고 주장한다.

그의 논리를 요약하면 이렇다. 등대가 있다 그 등대에서 나오는 빛은 사실상 1초에 60번 켜졌다 꺼졌다 한다. 그 등대에서 1초에 60번의 신호를 양쪽 눈에서 다 같이 보면 연속적으로 보인다. 그런데 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 교대로 30번식 보내면 등대불은 불연속적으로 보인다.

만약에 오른쪽 눈을 관장하는 마음과 왼쪽 눈을 관장하는 마음이 같다면 이럴 수는 없다. 왼쪽 눈을 관장하는 마음과 오른쪽 눈을 관장하는 마음은 각 각 다르고, 이 두 마음을 합하면 빛은 연속적으로 느끼게 하는데 더 큰 마음이 된다는 말이 되겠다.

이런 논리에서 비춰보면 우주 전체에 퍼져있는 큰 마음이 있을 것 같고, 이는 뇌를 벗어난 공간에 퍼져있으리라는 짐작을 할 수 있다. 미시의 입자를 다루는 양자론에 근거를 둔 입자 물리학(Particle Physics)에 의하면 모든 기본 입자에 해당하는 장(場: Field)이 진공에 깔려 있다고 한다. 예를 들어서 전자장(電子場 : Electron Field),쿼크장(Quark Field) 등이 텅 빈 공간인 진공 중에 깔려 있다고 한다. 이러한 장(Field) 가운데 우리에게 익숙한 자장이 있다. 지남철을 밑에 놓고 종이를 깔고 그 위에 쇳가루를 뿌리면 이 자장의 모습이 뚜렷이 나타난다. 그러나 그냥 볼 때는 아무것도 없다.

막대자석을 종이 밑에 두고 쇳가루를 뿌리면 나타나는 자장의 모습. ⓒ 김제완

막대자석을 종이 밑에 두고 쇳가루를 뿌리면 나타나는 자장의 모습. ⓒ 김제완

마음은 이처럼 우주 공간에 퍼져 있지 않을까? 쿼크 장을 자극하면 쿼크가 튀어나오듯 우주에 퍼져있는 여러 가지 마음의 장에 자극을 주면 그의 해당하는 감정이나 지각이 생기지 않을까? 사실상 우리 주변에는 이런 현상을 주장하는 사람들도 많다. 하나님과 교감을 하고 방언을 하는 기독교 신자가 있고 알라신과 교신하는 이슬람교도들도 있다고 한다.

이러한 문제들을 종합적으로 연구하기 위해 미국의 캘리포니아 주(State of California) 샌디에고 근방에 에셔린 연구소가 있다 이 연구소에는 유명한 물리학자를 비롯하여 생물학자 등 과학자들 뿐만 아니라 종교인과 심리학자 등 다양한 분야의 사람들이 모여 마음의 문제를 종합적으로 연구하고 있다. 그 뿐만 아니라 달라이 라마 같은 분은 미국의 에모리 대학(Emory University) 과 공동으로 이런 문제를 파고들고 있다.

양자론에 의하면 텔레파시(Telepathy)도 가능하고 마음은 퍼져있을 수 도 있다. 마음은 이런 관점에서 볼 때 현대 물리학의 꽃인 양자론이 그 기본을 이루고 있다는 생각이 든다.

마음도 눈에는 보이지 않지만 소립자의 장(場)처럼 온 누리에 퍼져 있을지도 모른다.  ⓒ 김제완

마음도 눈에는 보이지 않지만 소립자의 장(場)처럼 온 누리에 퍼져 있을지도 모른다. ⓒ 김제완