익숙한 것들의 마법, 물리 2

들어가는 말

1장. 모든 움직임에는 원인이 있다
- ‘스스로’ 움직이는 것은 없다
운동의 원인 / 뉴턴의 운동법칙Ⅰ / 뉴턴의 운동법칙Ⅱ / 네 가지의 힘 / 미래는 이미 결정되어 있을까?

2장. 생명과 지능
생명체와 기계 장치 / 물과 생명 / 몸 안의 일꾼, 단백질 / 단백질 만들기 / 뇌가 생각하는 법 /
인공지능

3장. 작은 세계의 마법: 양자역학
2% 부족한 고전역학 / 빛의 두 얼굴 /
전자의 두 얼굴 / 모호한 세상 /
살아 있으며 죽어 있는 고양이

4장. 시간과 공간의 마법: 상대성 이론
네가 보는 속도, 내가 보는 속도 / 상대론의 탄생 / 특수상대론Ⅰ / 특수상대론Ⅱ / 일반상대론 /
차원 이야기

5장. 우주와 인간
우주의 구조 / 우주의 의미 / 과학의 목적 /
대학과 진리 / 진리와 만나다

아리스토텔레스는 자연의 움직임을 바라보며 그 의도를 찾으려는 경향이 있습니다. 왜 움직일까? 어디로 가려는 걸까? 반면 갈릴레오와 그 이후의 과학자들은 자연의 움직임에서 의도를 찾는 것은 무의미하다고 봅니다. 그보다는 어떻게, 어떤 경로로 움직이는지에 주목하죠.

세상은 전하로만 이루어져 있기 때문에, 이 전하를 움직이는 유일한 방법은 다른 전하를 갖다 대어 전기력으로 가속시키는 방법뿐입니다. 따라서 우리가 살아가는 세상의 실체는 이렇게 상상하면 됩니다. 무수히 많은 원자핵과 전자들이 자유롭게 돌아다니며 서로 힘을 주고받아 움직이는 것이라고 말입니다.

일반 프로그램과 인공지능의 차이를 설명해볼게요. 컴퓨터와 상대하는 대부분의 게임에서는 일반 프로그램과 겨루게 됩니다. 일반 프로그램은 프로그램을 만든 사람이 컴퓨터의 행동 규칙을 미리 정해둡니다. ‘오목에서 상대방의 돌이 4개 연속 늘어서 있다면, 나머지 한쪽도 막는다’, ‘컴퓨터측의 병력이 상대방보다 2배 이상 우세하면 적의 본진으로 진격을 시작한다’ 이런 식의 규칙이죠. 이런 규칙을 알고리즘이라고 합니다. 컴퓨터가 얼마나 똑똑한가는 이 알고리즘을 만든 개발자의 실력에 달려 있습니다. 그리고 따로 개발자가 업데이트를 하기 전까지는 이 알고리즘이 변함없이 유지됩니다.
반면, 인공지능에서는 컴퓨터에게 어떤 알고리즘도 알려주지 않고, 매번 알고리즘을 조금씩 바꿔보면서 어떤 알고리즘이 가장 유리한지 찾아보라고 합니다. 한참 시간이 흐른 후에 컴퓨터가 과연 어떤 알고리즘을 갖게 될지는 미리 예측할 수 없습니다. 그래서 인공지능은 매번 새로운 것을 익혀가는 ‘학습능력’이 있다고 말합니다.