전자기학부터 정보 엔트로피, 뉴런
반도체, 인공지능, 양자컴퓨터까지

정보 · 계산 · 컴퓨터 과학으로 본
원자, 생명, 지능, 그리고 시간

“걸작이다.”

* 하버드대학교 김필립 교수 추천 *
* 케임브리지대학교 장하석 교수 추천 *

“우주는 원자로 만들어지지 않았다. 비트로 만들어졌다.”
-데이비드 도이치, 옥스퍼드대학교 물리학 교수 · 2017년 디랙 메달 수상자

생명의 본질은 그것의 구성 요소가 아니라 DNA에 담긴 디지털 ‘정보’와 그 ‘계산’에 있다. 원자나 분자 수준의 미시 세계에서는 ‘정보’ 측정이 곧 물리적 속성을 결정한다. 블랙홀 안으로 들어간 물질에 담긴 ‘정보’의 양은 블랙홀 경계의 면적에 비례한다. ‘정보’의 양에 관한 수학적 정의는 시간의 방향을 나타내는 물리량과 다르지 않다. 단백질 기반의 지능은 실리콘 기반의 ‘계산’ 장치로도 구현할 수 있다. ‘물리학자들의 물리학자’로 불리는 존 아치볼드 휠러는 이처럼 여러 이론과 관측에서 보편적으로 나타나는 정보와 계산을 현대 과학의 근본적인 언어로 규정하고 다음과 같은 짧은 경구로 표현한다. “모든 것은 정보로부터 나온다(It from bit).”

『시뮬레이션 우주』에서 고등과학원 교수이자 세계적인 물리학자인 저자는 수많은 과학적 발견이 공통적으로 가리키는 자연 현상 혹은 자연 법칙과 정보 · 계산 · 알고리즘 사이의 밀접한 관계를 소개하며, 과연 정보란 무엇인지, 어떻게 모든 물리적 시스템이 임의의 계산을 수행하는 컴퓨터로 작동할 수 있는지, 왜 지능이 서로 다른 물질에서 똑같이 구현되는 것이 가능한지를 설명한다. 더 나아가, 현대 물리학의 관점에서 (우리 우주가 어느 거대한 컴퓨터 안에서 돌아가는 시뮬레이션이라는) 시뮬레이션 가설, (우주가 인간과 같은 지적 생명체가 등장하도록 미세 조정되었다는) 인류 원리 같은 철학적 주장을 검토하며, ‘우주’라고 불리는 일종의 컴퓨터 안에서 우주를 시뮬레이션함으로써 자기 자신을 이해하는 작은 컴퓨터, 즉 인간 존재의 의미에 관해 이야기한다.

“우리가 던진 하나의 돌은 자연의 법칙대로 정해진 궤적을 따라 움직인다고 대개 생각하지만, 그 돌이 자신의 궤적을 계산하면서 간다고 볼 수도 있다. 『시뮬레이션 우주』는 이러한 관점의 전환을 우리에게 권유하면서, 소설과 영화 이야기를 바탕으로 과학혁명 시대의 물리학부터 현재의 인공 신경망과 양자컴퓨터까지 아주 생생하게 설명해 주며 어려운 수학과 물리학, 정보 이론에 담겨 있는 철학적, 문화적 함의까지 깊이 생각하게 해 준다.”
-장하석, 케임브리지대학교 과학사 및 과학철학 석좌교수 · 『온도계의 철학』 저자