우리가 상상할 수 없는 생명을 찾는다는 것

우리가 알고 있는 생명과 같은 형태가 아니라면 우리가 어떻게 외계인의 생명을 찾을 수 있을까요? TEDxUIUC에서 크리스토프 아다미는 생명이 어떤 건지에 대한 우리의 선입견에서 벗어난 특징, 즉 '생체지표'를 찾기 위해 그가 어떻게 인공 생명-자기 복제 컴퓨터 프로그램-을 이용했는지 보여줍니다.

저는 특이한 이력을 가지고 있습니다

제가 그것을 아는 이유는 동료들과
같은 사람들이 제게 와서 말하길

“크리스는 이상한 경력을 가지고 있어요,”
라고 하기 때문입니다

(웃음)

저는 그들의 요점을 볼 수 있습니다

왜냐면 저는 저의 경력을

이론 핵 물리학자로 시작했으니까요

저는 쿼크와 글루안,

무거운 철의 충돌 등에 대해
생각하고 있었고

저는 단지 14살 이었습니다

아니예요, 제가 14살이었던 것은 아닙니다

하지만 그 후,

저는 제 연구실이

컴퓨터 신경 과학 부서에 있었지만

신경과학을 연구하지는 않았습니다

이후에, 저는 진화적 유전학을 연구했고

조직 생물학을 연구했지요

하지만 오늘은 다른 것에 대해
얘기할 예정입니다

생명에 대해 제가 배운

방법에 대해 이야기할 예정입니다

저는 실제로 로켓 과학자였습니다

정말로 로켓 과학자인 것은 아니었지만

저는

제트 추진연구소가 있는

양지 바른 캘리포니아에서 근무했었죠

반면에 이제는 중서부에서 일하죠,

참 추운 곳이에요

하지만 흥이 나는 경험이었어요

어느날, NASA의 관리자가
제 사무실에 와서

앉으면서

“우리가 지구 밖에서
생명체를 찾아볼 수 있는

방법을 저희에게 말씀해 주실 수
있겠습니까?”라고 하더군요

제 임무가 사실은

양자 계산이었기 때문에

저는 그 질문을 받고 놀랐습니다

하지만, 제겐 기발한 대답이 있었죠

저는, "전혀 모르겠는걸요"라고 했고,

그는 제게 "생체지표,

우리는 생체지표를 찾아야
합니다."라고 했어요

그래서 제가, "그게 뭔가요" 했더니

그가 "그건 우리가 생명의 존재를

나타낼 수 있는

측정가능한 현상이죠" 라고 하더군요

그리고 전 "정말요?

왜냐면 그거 쉽지 않아요?

무슨 말이냐면, 우리도 생명체잖아요

생명체라는 것에 대해 예를 들면,

대법원에서 내리는 것 같은 정의를
적용할 수는 없을까요?"라고 했죠

그리고 나서 약간 생각해
본 뒤에 이렇게 말했어요

"음, 그게 정말 그렇게 쉬운가요?

왜냐면, 그래요, 이런 것을 본다면

좋아요, 그걸 생명이라고 부르죠--

의심할 바가 없어요

하지만 여기 뭔가가 있어요,"

그가 "맞아요, 그것도 생명체죠.
저도 압니다"라고 하더군요

단, 여러분이 생명체라는 것을

'죽는 것들'이라고 정의를 내린다면

이것에는 운이 없는거예요

왜냐면 그건 정말 이상한 조직체거든요

성인 단계로 그렇게 자라나서는

벤자민 버튼 마냥 단계를
거꾸로 거치면서

다시 작은 배아처럼 될 때까지

거슬러 올라간 다음

요요같이 다시 성장하고,
작아지고 또 다시 성장하면서

절대 죽지 않습니다

그래서 그건 실제로 생명체이지만

우리가 생각하는

그런 생명체는 아닙니다

그리고 여러분은 저것과
비슷한 것도 보게 될겁니다

그는 "세상에, 그건 어떤 종류의
생명인가요?"라고 하더군요

아시는 분 있으세요?

그건 사실 생명체가 아니라 수정입니다

만약 점점 더 작은 것들을

관찰하기 시작한다고 합시다

이 특정한 사람이

논문 전체를 쓰고는,
"이봐, 이것은 박테리아야" 라고 했어요

단, 더 가까이 관찰하면,

이건 그것과 같은
것이기에는 너무 작아요.

그래서 그는 확신을 했지만

대부분의 사람들은 확신하지 않습니다

그래서 물론,

NASA는 또한 중요한 발표를 했고,

클린턴 대통령은

화성 운석에서의 놀라운 발견에 대해

기자회견을 했습니다

단 요즘에는 그것이 중요한
분쟁거리가 되었지요

이 사진들로 수업을 받는다면,

그게 그렇게 쉬운 것이
아님을 깨닫게 될겁니다

아마 그런 종류의

구별을 위해서는

생명체에 대한 정의가 필요합니다

생명체가 정의될 수 있을까요?

그걸 어떻게 정의하시겠습니까?

물론,

브리태니커 백과 사전의
'L' 자 페이지를 열겠죠

아니예요, 물론 여러분은
그렇게 하지 않고 단어를 구글에 입력합니다

그러면 뭔가를 얻을 수도 있습니다

또 얻을수 있는 것과

우리에게 친숙한 것이라고
간주되는 것들은 전부

버립니다

그러면 이런 것을 만들 수 있습니다

그건 굉장히 많은 개념으로

복잡한 뭔가를 나타냅니다

세상에 누가 이 난해하고

복잡하고 어리석은

개념을 쓸까요?

아, 그건 정말로 중요한 개념들입니다

저는 아미노산이나
잎 또는 우리에게 친숙한

친숙한 어떤 것들에 기반을 두어

의존하는 것이 아니라

과정 자체에만 의존한

몇 단어를 강조하여

정의를 말하고 있습니다.

그걸 보면,

이것은 제가 쓴 인공적인 생명을
다루는 책에 있었습니다

그것은 NASA 관리자가

당초에 제 사무실을 찾아온 이유였습니다

왜냐하면 그것과 같은 개념으로

우리는 생명의 형태를
실제로 생산할 수 있을수도

있다고 하는 생각에서였죠

그리고 스스로

“도대체 인공 생명이란 무엇입니까? " 묻는다면,

이것이 나오게 된

방법에 대해 재빠르게 제공하겠습니다

그건 상당히 오래전에

누군가가 최초의

성공적인 컴퓨터 바이러스 중
하나를 만들었을 때 시작되었습니다

여러분들 중에서 몇몇 어린 분들은

이런 플로피 디스크를 통한 감염이

어떻게 작용하는지 전혀 모를 것입니다

그러나 이러한 컴퓨터 바이러스
감염에 대해 흥미있는 점은

여러분이 그 감염이

작용하는 속도를 살펴보면

그것들은 친숙한 독감 바이러스와 같은

뾰족한 형태의 행동을 보입니다

그리고 그 행동은 사실

해커와 운영 시스템 설계자 사이에서

치고받는 경쟁으로 인한 결과입니다

그 결과는 이 바이러스의 생명의 나무

적어도 바이러스 수준에서

우리가 친숙해져있는 생명의 종류와

상당히 비슷한 계통 발생론입니다

그러면, 그것이 생명인가요?

왜죠? 이것들은 스스로
진화하지 않기 때문입니다.

사실, 그것들은 해커들이
작성하게 했습니다

그러나 그 아이디어는 산타페
과학 연구소에서 일하는 과학자가,

"우리가 컴퓨터의 내부 인공 세계에서

이러한 작은 바이러스를 패키지로 해서

그들이 진화하게 해보는게 어떨까?"라고

라고 결정했을 때, 아주
빠르게 더욱 심화되었습니다.

이 사람은 스틴 라스무센이었습니다

그래서 그는 이 시스템을 디자인했는데,
그게 작동하지 않았습니다

왜냐하면 그의 바이러스들이 지속적으로
서로를 파괴시켰기 때문입니다

그러나, 이것을 지켜보고 있는 생태학자가,
다른 과학자가 있었습니다

그리고 그가 말하길, “나는
이 문제를 해결하는 방법을 알아"

그래서 그가 티에라 시스템을 썼고

제 책속에 있는, 최초의

진정한 인공 생명 시스템중의 하나입니다

이 프로그램이 복잡함에서
성장하지 않았다는 점을 제외하면요

그래서 이 작업을 보아서, 이것에 대해
약간 일 했었기 때문에

제가 참여하게 된 것이지요

저는 복잡한 진화,

끊임없이 변화하여

더욱 복잡해지는 문제를
보는것이 필수적인

모든 속성을 가진 시스템을
구축하기로 결정했습니다.

제가 코드를 작성하는 방법을 모르기 때문에,
이점에 대해 도움을 받았습니다.

저는 두 명의

캘리포니아 공과대학의
학부 학생과 일했습니다

저기 왼쪽이 찰스 오프리아이고
오른쪽이 티더스 브라운입니다

그들이 지금은 미시간 주립 대학에서

존경받는 교수지만

제가 장담하건데, 예전에는,

저희는 존경할만 한 팀이 아니었죠.

저는 그 어디에도
셋이서 가까이 찍은 사진이

남지 않아 행복합니다

하지만 이 시스템은 무엇같은가요?

세부사항으로 들어갈 수는 없지만

여기 보이는건 창자의 일부입니다

하지만 제가 초점을 두고자 원했던 것은

인구구조의 유형입니다

여기 약 10,000개의
프로그램이 있습니다

모든 다른 변종은
다른 색으로 되어 있습니다

그리고 여러분이 여기서 보는 바와 같이,
서로의 위에서 성장하는 그룹이 있습니다

왜냐하면 그들은 확산되기 때문이죠

이 세상에서 생존하는데

더 나은 프로그램이 있을 경우,

그것이 획득한 어떤 돌연변이
때문일지라 하더라도

그것은 다른 것들보다 더 확산이
될 것이고 다른 것들을 멸종으로 몰아갈 것입니다

제가 여러분이 동력의 일종을 보게될
동영상을 보여드리겠습니다

그리고 이 실험들은

우리가 스스로 쓴
프로그램으로 시작했습니다

우리는 자신의 것을 쓰고,
그걸 복제하고,

우리 자신을 매우
자랑스럽게 생각합니다

우리가 그것을 집어넣으면,
즉시 보이는 것은

혁신의 파도가 있다는 것입니다

어쨌든, 이것은 고도로 가속화 되어서

1초에 수 천의 세대를
보는것과 같습니다

하지만, 즉각적으로
그 시스템이 반응하는것은

“이건 어떤종류의 미련한
코드인거야?” 입니다

이것은 여러가지 면에서

빨리 향상될 수 있습니다

그래서 다른 유형을 장악하는

새로운 유형의 파도를 보게됩니다

이런 활동들은 한동안 계속됩니다

이런 프로그램들로 주로 단순한 것들이
획득될때까지는 말이죠

그 다음은 정지상태 같은 것이 옵니다

이것과 같이, 시스템이 철저하게

혁신의 새로운 형태를 기다리며

이전에 있었던

다른 혁신들을 사방에 확산시키게 되고

그 전에 있던 유전자를 지우면서

복잡성이 높은 수준의
상태를 달성할 때까지

그리고 이 과정은 반복됩니다

우리가 여기서 보는 것은

우리가

생명에 대해 친숙한 방식의 시스템입니다

하지만 NASA의 사람들이
제게 질문한 것은

“이것들에게는

생체지표가 있나” 하는 것이었지요

우리가 이런 종의 생명을
측정할 수 있을까요?

왜냐하면 우리가 측정할 수 있다면

우리는 다른 곳에서

아미노산에 의한 것에 의한 편견없이

생명을 발견할 기회를 가지게
될 수도 있으니까요

제가 말하길, “글쎄요, 우리가 아마

보편적인 과정을 초석으로

생체지표를 구축해야만 할 겁니다

사실, 그렇게 하는것은 아마도

내가 단순한 살아있는 시스템이
어떨지를 포착하기 위해

개발한 그 개념을

이용해야 할겁니다"

제가 생각해낸 것은 –

저는 먼저 당신에게 아이디어에 대한
소개를 제공해야하며,

생명체 탐지기이기보다 는

오히려 의미 탐지기가 될 지도 모릅니다

그리고 우리가 그렇게 할 방법은 –

저는 우리의 책에 있는

텍스트와 대조적으로 백만 마리의
원숭이에 의해 쓰여진

텍스트를 구별할 수 있는
방법을 찾아내고 싶었습니다

그 언어를 실제로 읽을 필요가 없는

방식으로 만들고 싶었습니다.

왜냐면 제가 읽을 수 없음을
확신하기 때문에요

제가 거기에 알파벳 같은 게
있다는 것을 아는 이상 말이죠

그래서 여기는

어떤 원숭이가 작성한 텍스트에서

알파벳 26 글자에서 각
알파벳을 찾는 빈도를

제도하고 싶었어요

그리고 그 글자들은 분명히

대략 비슷한 빈도로 일관합니다

하지만 영어로 쓰여진
텍스트의 같은 분호를 조사하면,

그건 이것처럼 보입니다.

그래서 제가 말씀드리는 것은,
이것이 영어 텍스트에 걸쳐 매우 강력하다는 것입니다

프랑스어 텍스트나,

이탈리어나 독일어를 보면은 약간 다릅니다

그것들은 그들 자신의
빈도 분포 유형을 가지고 있지만

그것은 강력합니다

그것이 정치에 대해 쓰는지 과학에 대해
쓰는지의 여부는 중요하지 않습니다

그것은 시든지

수학 텍스트인지는 상관이 없습니다

그것은 강력한 서명이고

아주 안정적입니다

저희 책이 영어로 쓰여져 있는 한

사람들이 그것들을 재작성하고
그것들을 재복사하기 때문에

그것은 거기에 있을 것입니다

그래서 그것이 제게

이 아이디어를 순서대로,
의미를 지닌 텍스트에서

어떤 텍스트를 감지할것이 아니라,

생명을 구성하는 생체분자에

의미가 있다는 사실을 인지할것을

시도 해보는 것에 대해 생각하도록
영감을 주었습니다

하지만 저는 먼저 질문해야 합니다:

제가 보여드린 알파벳같은 요소들인,
이 빌딩 블록은 무엇일까요?

드러난 바에 의하면, 우리는
그 같은 빌딩블록에 대한

다른 대안을 많이 가지고 있다는 겁니다

우리는 아미노산을 사용할 수 있고,

핵산, 카르복시산(탄산)과
지방산도 사용할 수 있습니다

사실, 화학은 극도로 풍부하고
그리고 우리 신체는 그것을 많이 사용합니다

우리가 이 아이디어를 테스트하기위해서

먼저 아미노산과 기타 몇 가지
카르복시산(탄산)을 좀 봐야 했습니다

여기 결과가 있습니다

여기에 얻는 게 있습니다

혜성이나 성간 공간에서 아미노산의 분포를

살펴보는 경우에나

실험실에서

거기에 살아있는 것이 없다는 것을
확실히 한 원시적인 스프에서

얻는것이 있습니다

발견되는 것은 주로 글리신과 알라닌이며

다른 것들 중 일부 미량 원소가 있습니다

그것 또한 매우 강력합니다

아미노산은 있지만 생명은 없는

지구와 같은 시스템을

발견하게 되지요.

그러나 흙을 가지고,

그걸 파서

분석기에 넣는다고 가정해 보세요

박테리아가 온통 가득차 있어서 말이죠;

또는 지구 어디서든지
물을 받는다고 가정해보세요

왜냐면 생명으로 팀을 만들기 때문에요,

그러면 같은 분석을 하게 됩니다;

그 스펙트럼은 완전히 다르게 보입니다

물론, 글리신과 알라닌은 여전히 있지만

사실, 이 무거운 요소들이 있습니다

생산되고 있는 이 무거운 아미노산 원소들은

유기체에 가치가 있습니다

그리고 20개의 세트에서

사용되지 않는 몇 가지 다른 것들은,

어떤 종류의 집중에서도

드러나지 않을 것입니다

그래서 이것 또한 매우
강력한 것으로 밝혀졌습니다

그것이 세균이거나 다른 식물이나
동물인지의 여부에 상관없고,

당신이 가는것에 사용하는 어떤 종류의
침전물인지는 중요하지 않습니다

어디에서나 생명이 있는 곳에서는,

저 배포에 관한것과는 반대가 되는,

이러한 배포를 가지게 될 것입니다

그리고 아미노산에서만
감지되는것이 아닙니다

이제 물어볼 수 있는것은:

이 아비디안은 어떨까?입니다

아비디안은 복잡성을 기르고

완전히 만족스럽게 복제하는
컴퓨터 세계의 거주자입니다

그래서, 생명이 없는 경우,

획득하는 분포입니다

그들은 이러한 지침의 약 28 개가 있습니다.

그들이 하나씩 다른 것으로
교체되는 시스템을 가지고있다면,

그것은 타자기에 글을 쓰고
있는 원숭이와 같습니다

각 지침은

대략 동일한 빈도로 나타납니다

하지만 여러분이 보았던
그 동영상에서와 같이

복제하고 있는것들의 세트를 볼 경우,

그건 이렇게 보입니다

따라서 이러한 생물체에 매우 귀중한

몇가지 지침이 있고,

그 빈도는 높을 것입니다

몇가지 지침은

단 한번만 사용합니다,
만약 사용한다면요

그래서 그것들은 유독하거나

또는 무작위적인 수준 이하로
사용되어야 합니다

이 경우는, 빈도는 낮지요

이제 우리가 볼 수 있는것은,
그게 정말 강력한 지표인가 하는 것입니다

저는 진정으로 그렇다고 말할 수 있습니다

스펙트럼의 종류는 당신이 책에서 본것처럼,

그리고 당신이 아미노산에서 본것처럼,

당신이 환경을 변경하는 방법은 정말
중요하지 않기 때문에, 그것은 정말로 강력합니다;

그것은 환경을 반영하게 됩니다

그래서 제가 우리가 한 작은
실험을 보여드리겠습니다

설명드려야 하는것은,

이 그래프의 상단이

제가 얘기한 빈도 분포를
보여준다는 겁니다

여기는, 사실, 각 지침이

동일한 빈도로 발생하는

생명체가 없는 환경입니다

그 아래에서는

환경에서의 변이속도를 보여줍니다

제가 이것을 아주 높은 변이
속도에서 시작하기 때문에

전세계를 채우기 위해

행복하게 기를

복제 프로그램을 버릴 경우에도,

그걸 버리면,

그것이 즉시 죽음으로 변이될 것입니다

따라서 그런 종의 변이 속도에서

가능한 생명은 없습니다

하지만 저는 그 다음에는,
말하자면, 열을 천천히 낮추려고 합니다,

그 다음에는 복제기가 실제로

살기위해 가능한

생존능력의 한계점이 있습니다

그래서 실제로, 우리는 이것들을 항상

그 수프에 떨어뜨리게 됩니다

그러니 어떻게 생겼는지 봅시다

처음에는 없고, 없고, 없습니다.

너무 뜨겁고, 너무 뜨거워요

이제 그 생존능력의 한계점에 도달했고

빈도 분포는

극적으로 변화했고,
실제로 안정화 되었습니다

자 이제 제가 한 것이 저기 있습니다

저는 고약했습니다, 저는 반복하고
반복해서 열을 높였습니다

물론, 그것은 생존능력의
한계에 도달합니다

제가 이것을 보여드리는 이유는
그것이 정말 좋았기 때문입니다

그것은 생존 능력의 한계에 도달합니다

그 분포는 “살아있다!"로
변경이 되지요

그 다음에, 일단

변이속도가 너무 높아서

자기복제를 할 수 없게 되면,

자기복제할 능력이 사라져서

수많은 실수를 저지르지 않고는

복제할 능력이 사라져

여러분의 자손들에게 물려줄
정보를 복제할 수 없습니다

그 다음에는 지표가 손실되죠

우리가 그것에서 배우는 것이 뭘까요?

제 생각에는 우리가 거기서
여러가지를 배운다고 생각합니다

그 중 하나는,

우리가 생명에 대해

추상적 용어로 생각할 수 있다면

우리는 나무나,

아미노산이나,

박테리아와 같은 것을
말하는것이 아닙니다.

우리가 생각하는것은 과정입니다

그러면 우리는 생명에 대해
생각하기 시작할 수 있습니다

지구에만 특히 특별한 뭔가가 아니라,

어디에서나 존재할 수 있는 것을요

왜냐하면 그것은 단지 물리적 기질--

어느 것이든: 비트, 핵산,
알파벳이라면 어느 것이라도—

이내에 저장하는

이런 정보 개념과 연관이 있기 때문이고

몇 가지 정보가 있어서

이 정보가 퇴보하는데 대한

시간의 저울을 기대하는것보다

훨씬 더 장기적으로

저장할 수 있게 하는 것을

보장하는 것과 연관이 있기 때문입니다

그리고 그렇게 할 수 있다면,

그 다음에는 생명이 있게 되는 겁니다

그래서 가장 먼저 우리가 배우는 것은

과정 한가지로도,

지구위의 생명의 유형을 고려하면

우리가 아끼는 것의

종류를 참조함이 없이

생명을 규정하는 것이 가능하다는 겁니다

그리고 그것은 어떤 의미에서
우리를 다시 제거하는 것입니다,

우리의 모든 과학적 발견들,
또는 많은 발견들과 같이

그건 이 인간의 계속적인 퇴위는

우리가 살아있기 때문에
특별하다고 생각하는 방법입니다

우리는 인생을 만들 수 있습니다.
우리는 컴퓨터에서 생명을 만들 수 있습니다

설령, 그것이 제한되었다 해도,

그것을 실제로 구축하기 위해

필요한게 무엇인지 배웠습니다

일단 그게 만족되면,

그것은 더이상 언급하는게
힘든게 아닙니다

우리가 특정 기질을 참조하지 않는

근본적인 과정을 이해하는 경우,

우리가 밖에 나가서 다른
세계를 시도할 수 있고,

화학 알파벳의 어떤 종류가 있는지,

기본 화학에 관하여 알아보고,

생성의 지구화학에 대해

알아볼 수 있는것에 대해서요

그래서 우리는 이 배포가
생명의 부재에서는

어떻게 보이는지 알 수 있도록

그 다음에는 이것에서
큰 편차를 찾게되는데,

이 두드러지는 것은,

“이 화학은 거기 있지
않아야 해,” 라고 말하지요

자 우리는 그때 거기에 생명체가
있을 지는 모릅니다

하지만 우리가 말할 수 있는 것은,

"나는 적어도 내가 이 화학을
매우 정확히 관찰해서

그게 어디에서 발생하는지 볼거야,"

그러면 우리가 눈으로 볼 수 없을 때

우리의 생명 발견의

기회가 될 지도 모릅니다

그래서 그게 정말 제가

집으로 가지고 갈 수 있도록
드리는 메시지입니다

우리가 다른 행성이 어떨 지에
대해 생각하려고 할 때

인생은 우리가 그렇게 만든 것보다

덜 신비할 수 있습니다

우리가 생명의 신비를 제거하면,

그때는 제 생각에

우리가 사는 방법과

우리가 항상 우리가 그렇다고 생각하듯
특별하지는 않다고 생각하는 게 조금 더 쉬워질 겁니다

저는 그걸 남기는 것으로 마치려 합니다

정말 감사합니다

(박수)