지능의 기원 : 우리의 뇌 그리고 AI를 만든 다섯 번의 혁신 (양장)

맥스베넷

저자:맥스베넷
AI관련기술에대한특허를여러개보유하고있는연구원이자AI회사알비Alby의공동창립자겸CEO다.그는〈다섯가지혁신(FiveBreakthroughs)〉등진화신경과학과지능을AI의눈으로풀어낸논문으로세계석학들을놀랍게만들었으며해당논문들을엮어완성한《지능의기원》으로대중의많은사랑을받았다.베넷은세인트루이스워싱턴대학교를졸업하고경제학및수학학사학위를받았으며,최고의경제학논문에수여하는존M.올린상을수상했다.2016년에는기업가치가10억달러가넘는블루코어(Bluecore)의공동창립자이자최고제품책임자로서,포브스30세미만리더,빌트인뉴욕(BuiltInNYC)에서선정하는30세미만기술리더목록에포함된바있다.현재아내시드니,반려견찰리와함께뉴욕브루클린에서거주하고있다.

역자:김성훈
치과의사의길을걷다가번역의길로방향을튼엉뚱한번역가.중학생시절부터과학에대해궁금증이생길때마다틈틈이적어온과학노트가지금까지도보물1호이며,번역으로과학의매력을더많은사람과나누기를꿈꾼다.현재바른번역소속번역가로활동하고있다.《단위,세상을보는13가지방법》《뇌의미래》《정리하는뇌》《브레인버그》《세상을움직이는수학개념100》등을우리말로옮겼으며,《늙어감의기술》로제36회한국과학기술도서상번역상을수상했다.

감수:정재승
KAIST뇌인지과학과교수이자융합인재학부학부장이다.복잡계및통계물리학적인접근을통해인간의의사결정과정을연구하고이를정신질환모델링,뇌-기계인터페이스,인간뇌를닮은인공지능및소셜로봇개발에적용하는학자다.《네이처(Nature)》를포함해세계적인학술지에120여편의논문을출간한바있으며,국내외학술상을여럿수상했다.지능의탄생과인지신경과학의역사를학생들에게가르치고있다.저서로《정재승의과학콘서트》《열두발자국》등이있다.

이책을감수하고추천하며_지능의역사라는무대에서펼쳐진인간뇌의경이로운여정
다섯번의놀라운혁신│인공지능은어디로가는가?

들어가며_AI의눈으로인류지능의역사를재구성하다
자연의단서│뇌박물관이용하기│층이라는미신│모험의이정표│나에대해서│사다리와우월주의에대한마지막당부

1.뇌가등장하기전부터지능은있었다
지구의테라포밍│복잡성3단계│6억년동안뇌의기본요소는변하지않았다│신경세포의원래목적│뇌가만들어질준비가되었다

혁신#1
조종과최초의좌우대칭동물
2.좋음과나쁨의탄생
조종을통한탐색│최초의로봇│감정가신경세포│맞교환문제│얼마나배고픈지에따라감정가뒤집기

3.감정의기원
어둠속에서조정하기│도파민과세로토닌│선충이스트레스를받을때│감정의공허

4.연합,예측그리고학습의여명기
좋음과나쁨을변경하기│연속학습문제│신뢰할당문제│학습의고대메커니즘
혁신#1의요약:조종

혁신#2
강화와최초의척추동물
5.시행착오에서배우기
척추동물뇌의원형│손다이크의닭│물고기의놀라운영리함

6.시간차학습의진화
마법같은부트스트래핑│도파민의용도변경│안도,실망,타이밍의등장│바닥핵의계산

7.패턴인식의문제
냄새를인식하는것은생각보다어렵다│컴퓨터가패턴을인식하는방법│패턴인식을목적으로설계된최초의신경세포│파괴적망각:연속학습문제2부│불변성문제

8.생명에게왜호기심이생겼을까

9.세상을인식하는최초의모델
어류의지도│인간내면의나침반│공간지도를저장하는곳
혁신#2의요약:강화

혁신#3
시뮬레이션과최초의포유류
10.신경의암흑기
두번의대멸종│시뮬레이션을통한생존│최초포유류의뇌안쪽들여다보기

11.새겉질이안겨준선물
마운트캐슬의미친아이디어│지각의특이한속성│생성모델:시뮬레이션을통한인식│환각,꿈,상상:생성모델로서새겉질│모든것을예측하기

12.상상극장속의생쥐
새로운능력1:대리시행착오│새로운능력2:반사실적학습│새로운능력3:일화기억

13.미래의가능성을시뮬레이션하기
이마엽앞겉질과내적시뮬레이션의통제│자신을예측하기│포유류는어떻게선택을하는가?│포유류의내적이중성│최초의목표│포유류가스스로를통제하는법

14.식기세척로봇이나오지못한이유
명령이아니라예측│목표의위계설정
혁신#3의요약:시뮬레이션

혁신#4
정신화와최초의영장류
15.정치적수완을위한군비경쟁
사회적뇌가설│집단과개인간의진화적긴장│권모술수에능한유인원│영장류정치학│여유속에서피어난사회적본능

16.다른사람의마음을이해하기
초기영장류의새로운새겉질영역│자신의마음을모델화하기│다른사람의마음을모델화하기│다른사람의마음을모델화하기위해내마음을모델화한다

17.원숭이망치와자율주행차
원숭이거울│전달성이독창성을이긴다│쥐가망치를사용하지않는이유│로봇모방

18.쥐가식료품쇼핑을못하는이유
비쇼프쾰러가설│영장류가미래의필요를예측하는방법
혁신#4의요약:정신화

혁신#5
언어와최초의인류
19.인간의고유한속성을찾아서
인간고유의소통방식│유인원에게언어를가르치다│생각축적하기│특이점은이미찾아왔다

20.뇌속의언어
웃음이냐언어냐│본능적인언어교육과정

21.퍼펙트스톰
동쪽의유인원│호모에렉투스와인간의등장│월리스의문제│이타주의자│집단지성의등장│인간의번성

22.챗GPT와마음을들여다보는창
내면세계가없는단어│종이클립문제│그렇다면GPT-4는무엇이다른가?
혁신#5의요약:언어

나가며_여섯번째혁신

출간즉시아마존베스트셀러
정재승교수감수및강력추천
《생각에관한생각》대니얼카너먼추천
《그릿》엔절라더크워스추천

우리가뇌를알아야하는실질적인이유
뇌과학의현주소를만나는,단언컨대최적의안내서

30여년전,AI공동체는분열됐다.한쪽은인간의지능중우리가가장소중히여기는능력,곧추론능력,언어능력,문제해결능력,논리력등을AI시스템에채워넣으려고했다.반대편은간단한뇌에서시작해점점복잡성을키워가는방식이야말로AI시스템이먼저연습해야할일이라고생각했다.후자는이렇게생각했다.“존재와반응의본질은생명과번식을유지하는데충분한수준으로주변환경을감지하면서역동적인환경에서돌아다니는능력이다.진화는이런지능을만들어내는데집중적으로시간을쏟았다.그것이훨씬어려운일이기때문이다.”
최초의가정용상업로봇은후자진영에서탄생했다.그리고이상업용로봇청소기룸바(Roomba)는최초의좌우대칭동물과놀라울정도로공통점이많다.

둘다센서가단순했다.최초의룸바는벽에부딪혔을때,충전스테이션에가까워졌을때등몇가지상황만을감지할수있었다.그리고둘다뇌가단순했다.또한보잘것없는감각입력을이용하기때문에주변지형을그리거나사물을인식하지도못했다.무엇보다둘다좌우대칭이었다.룸바의바퀴는전진과후진만가능했다.방향을바꾸려면일단멈춰서방향을바꾼다음전진운동을계속해야했다._2.좋음과나쁨의탄생

조종이다른지적업적처럼경외감을불러일으킬정도로대단한진화의결과는아닐것이다.하지만상업적으로성공한최초의로봇에게최초의뇌와크게다르지않은지능이있었다는것은우연이아닐지도모른다.뇌의일부가어떤특정알고리즘을사용한다고생각했는데그알고리즘을기계로구현해보니작동하지않는다면뇌가그런식으로작동하지않는다는증거다.반대로AI에게잘작동하는알고리즘을찾아냈는데그속성과동물뇌의속성사이에서유사점을발견한다면뇌가실제그런식으로작동할수도있다는증거다.실제로이후의연이은AI의혁신은생물학적발견에서비롯된것이많다.
‘뇌를안다는것은나를안다는것’이라는말이있을정도로뇌과학은인간의본질을탐구하기도하지만,실질적으로는세상의최전선에서변화를진두지휘하고있다.헬스케어,챗GPT,가전제품,자율주행자동차등산업전반에서변화를주도하는AI가그증거다.AI는진화적관점과신경과학적메커니즘이통합해만들어낸산물이다.
《지능의기원》은뇌과학을알아야하는이유를누구나체감할수있도록AI발전과뇌과학이서로에게어떤영향을끼쳤는지구체적으로보여준다.약50~60년동안펼쳐진두분야의만남을따라가다보면지금AI가주도하고있는변화가다르게보일것이다.

조종,강화,시뮬레이션,정신화,언어ㅡ
생각이전의‘5가지혁신’이지금의뇌를만들었다
최초의지능이탄생한순간부터인간의지능이출현하기까지그리고인간이새로운지능을만들어지기까지의과정전체를요약하면딱다섯번의혁신이누적된결과라말할수있다.이것이《지능의기원》의중심뼈대다.

#1조종(Steering)
5억5,000만년전우리조상들은뇌를갖춘좌우대칭동물로바뀌면서단하나의혁신을가능하게하기위한신경학적변화를이뤘다.바로조종을통한탐색이라는혁신이다.

#2강화(Reinforcing)
약5억년전등장한물고기처럼생긴척추동물은강화학습이가능해지면서미래의보상을예측하고호기심이생겼으며패턴을인식할수있게됐다.

#3시뮬레이션(Simulating)
초기포유류에서새롭게등장한뇌구조는새겉질이다.그중감각새겉질이바깥세상에대한시뮬레이션을,이마엽새겉질이자기모델에대한시뮬레이션을만든결과초기포유류는대리시행착오,반사실적학습,일화기억등을통해포식자를따돌리며시뮬레이션을무기화해갔다.

#4정신화(Mentalizing)
초기영장류에게서는마음이론,모방학습,미래의필요예측이라는큰세가지축이등장하면서성공적으로과일을채집하면서도정치공작을벌이는능력을동시에촉발시켰다.

#5언어(Language)
초기인류는아프리카사바나숲이사라지면서도구를만들고,육식을하는생태적지위로내몰렸다.이런생태적지위에적응하기위해서는세대를거쳐도구사용법을정확하게전파할수있어야했다.그결과원시언어가등장했고,이를가능하게하기위해뇌의오래된구조물들이재조정되면서뒷담화,이타주의,처벌의되먹임고리를바탕으로한퍼펙트스톰이야기됐다.

이다섯번의혁신이이책을구성하는지도이며시간을거슬러올라가는모험의이정표역할을한다.각각의혁신은뇌가극단적인상황에내몰리거나강력한되먹임고리에갇혔던시기에등장해동물들을새로운지적능력의포트폴리오로무장시켰다.각각의발전단계에서이뤄진혁신의본질은무엇인지,그뒤에이뤄진혁신에서새롭게나타난점은무엇인지구체적으로설명하는흐름을따라가다보면오늘날에이르러서야나타난뇌의복잡성이새롭게보인다.

미래의뇌는결국과거에서만들어진다
《지능의기원》은인간지능의진화를설명하는데그치지않고미래인공지능의발전방향에대한비전을제시한다.

언어모델들에게더많은데이터를제공하면서계속크기를키우다보면상식적인질문과마음이론질문에더나은대답을할수있을것이고,이과정은필연적이기도하다.하지만바깥세상에대한내적모델이나마음에대한다른모델을통합하지않는다면,다시말해시뮬레이션과정신화라는혁신을통합하지않는다면LLM은인간의지능에관한본질적인뭔가를담아낼수없을것이다.그리고LLM을더빨리도입하고그모델에맡기는결정이많아질수록이런미묘한차이가더욱더중요해질것이다._22.챗GPT와마음을들여다보는창

그렇다면AI와인간의상호작용이완전해지면결국도래할여섯번째혁신은무엇이될것인가?저자는다음과같이말한다.

여섯번째혁신은인공초지능의창조가될가능성이매우높다.우리후손이실리콘의형태로다시등장하면서우리의형상을본뜬지능이생물학적매체에서디지털매체로전환되는것이다.(중략)실리콘기반의AI는자신의인지용량을필요한만큼무한으로확장할수있다.AI가자기자신을자유롭게복제하고재구성할수있게되면서개체성의경계가불분명해질것이다.짝짓기의생물학적메커니즘이쇠퇴하고,새로운지능적존재를창조하고훈련하는실리콘기반의새로운메커니즘이등장하면서부모가된다는것에도새로운의미가부여될것이다.심지어진화그자체도폐기될지모른다.적어도우리에게익숙한진화의과정은사라질것이다._나가며.여섯번째혁신

당신이생각하는우리뇌의마지막혁신은무엇인가?어떤혁신이다가오든분명한것은그안에는분명그뿌리가되어준인간지능의흔적이있을것이다.만약인공초지능이도래해뇌에는생물학적흔적이전혀남아있지않더라도그뇌를가진존재들은이전에있었던다섯가지혁신을토대로구축될것이다.인공초지능도처음에는인간과상호작용할수있게설계될것이고,따라서그안에인간지능을재현할씨앗이들어있을수밖에없기때문이다.
지금우리는인간지능이야기에서여섯번째혁신이일어나려는시점에서있다.새로운시대를바라보는이시점에서우리는우리의뇌를탄생시킨40억년의이야기를되돌아볼필요가있다.진화의과정에서언제나미래의혁신은과거의혁신을토대로이루어졌듯이우리자신을이해할수록우리의형상을따라새로운혁신을만들어낼능력도더욱강해진다.우리가생겨난과정을이해할수록지능의특성중어느것을버리고보존하며개선할지선택할수있는여지도커진다.결국미래는‘뇌의이해’에달려있다.