우주와 인간 정신
뇌 과학의 새로운 패러다임은 새로운 생각하는 방법, 새로운 연구 방법을 말하는 것이다.
1.4kg 소우주인 뇌에 대한 연구 특히 마음에 대한 연구를 토탈 사이언스라고 한다. 즉 모든 과학의 최전선(Frontier of Science)에 가장 궁극적으로 과학이 알고자 하는 것이 마음이라는 것이다.
인간 정신과 우주가 무슨 관계가 있는가? 우주가 빅뱅을 통해 새로운 우주를 탄생시키는데 그 밑바닥에 흐르는 우주의 배경음악인 중력파가 지금도 흐르고 있다. 우주의 변두리에 태양계가 있고 그 안에 지구가 있다. 138억년전 우주가 생성되고 46억년전 수 많은 불을 실은 운석, 물을 실은 운석들이 지구에 부딪치면서 생명의 기원이 되었다. 그 지구 내에 인간이 있다. 바로 우주와 생명현상은 원자이고 이 원자가 인간을 완성했다. 우리는 원자(Atomic Self)이다. 원자는 바로 자아, 즉 원자적 자아가 인간을 완성한다.
인간은 어떻게 지구를 정복했는가? 다른 동물과 다르게 이타적인 협동(協同)으로 살아 남았다. 전전두엽이 발달됨에 따라 동물과 차이점을 가진다. 전전두엽 발달에 따라 상상력과 미래를 예측하게 되었다. 특히 상상력, 죽음을 의식하게 되었다. 죽음의 의식은 곧 종교와 신(神)의 탄생이다. 종교의 탄생은 전전두엽의 발달에 의해서 탄생되었다. 마음이 어디 있을까? 옛날에는 눈썹과 눈썹 사이에 마음이 있다고 생각하였다. 실제 마음은 눈썹 뒤 전전두엽에 의해 생기게 된다.
뇌 과학이 엄청난 속도로 발전해서 뇌가 어떻게 작동하고 있는지 알 수 있게 되었다. 뇌의 70%는 물로 채워져 있다. 춤추는 물 분자의 진동을 통해 정보 전달이 일어난다. 바로 척수를 통해 일어난다. 꼬리뼈까지 있는 척수가 물의 파동 정보를 통해 머리에 온갖 정보가 전달된다. 물의 정보에 의해서 여러 종류의 뇌파를 보인다. 깨어 있을 때, 수면 상태 등의 뇌파를 볼 수 있다. 그래서 우리는 바닷가 자연의 바람소리를 통해 뇌가 안정된다고 하는데 이는 뇌파를 통해 알 수 있다. 자연의 소리를 들을 때와 듣지 않을 때의 뇌파를 비교하면 자연의 소리를 들은 뇌파는 심리적으로 안정함을 알 수 있다. 이를 통해 한국 음악과 뇌파의 관계를 통해 빠른 음악은 맥박을 빠르게 하고 느린 음악은 맥박을 이완시킨다. 음악 사운드의 진동이 두뇌와 밀접한 관계에 있음을 알 수 있다.
물 분자의 정보로서 MRI의 사진을 통해 여러 부위의 뇌 기능을 알 수 있게 되었다. 조장희 박사는 세계에서 가장 우수한 7세대 MRI를 만들었다. 분자화학 영상을 찍을 수 있는 MRI를 발견한다면 위대한 발견이 될 것이다. 분자수준의 뇌를 연구하는 것이 새로운 패러다임 중 하나이다. 분자수준의 시냅스의 전자들이 어떻게 작동하는지 영상을 찍을 수 있다면 새로운 뇌를 연구하는 돌파구가 되지 않을까 생각한다. 마음에 대한 연구는 과학이 놓치고 있는 분야 중 하나인데, 마음(die Seele)속에 무의식의 큰 틀이 있고 그 안에 의식이 있고 감정이 있고, 생각(der Geist)이 있다. 이는 외부와 지속적인 관계를 유지하면서 마음이 유지된다. 뇌가 가지고 있는 프로그램에 의해서 작동되는 것이 바로 마음이다. 요즘 새로운 연구 중의 하나, 현대 의학의 한계를 뛰어넘는 새로운 패러다임이 바로 양자의학이다.
마음과 양자의학
마음은 무엇으로 이루어졌을까? 신경세포? 여러 가지 이론이 있겠지만 현대과학은 전자로 이루어졌고 한다. 그 이유는 마음에 대한 다양한 표현 때문이다. ‘마음이 무겁다’, ‘마음이 가볍다’, ‘마음이 텅 비었다’, ‘내 마음 갈 곳을 잃어’, ‘마음이 찡하다’, ‘마음이 떨린다’, ‘마음이 흔들린다’ ‘무겁다, 가볍다.’는 입자로 이해가 가고, ‘떨린다, 흔들린다’는 파동으로 이해가 간다. 마음에 대한 표현이 입자(particle) 혹은 파동(wave) 어느 한쪽에 치우치지 않는 걸 보면 마음은 두 가지 성질을 동시에 다 갖고 있는 것 같다. 마음이 입자와 파동의 두 가지 성질을 동시에 갖고 있다면 마음은 전자로 이루어졌다. 전자는 입자와 파동의 성질을 동시에 갖고 있기 때문이다. 지구가 돌고 있듯이 전자도 스핀(spin)을 가지고 세차운동을 하고있다. 70%의 물분자를 가진 생체 속에 물분자에 달려 있는 수소 원자의 스핀이 자기장 속에서의 춤추는 형태로 인해 MRI을 얻게된다.
이 전자는 무엇인가? 하이젠베르그(Heisenberg)의 불확정성의 원리(uncertainty principle)에 의하면 전자는 운동방향을 정해지면 위치가 불확실해지고, 위치를 정확하게 하면 운동방향이 불확실해 진다. 바로 전자는 정확하게 위치와 운동을 동시에 측정할 수 없다는 것이 바로 자연의 성질이다. 불확실성의 원리는 우리가 세상에 보이는 여러 가지 일들이 정확한 것이 없다는 것을 의미한다. 전자는 확률론적으로 존재한다. 즉, 어디 있다고 말할 수 없다. 마음 역시 어디 있다고 말할 수 없다. 전자는 파이면서도 실험자가 관찰을 하고자 하면 그 파가 수축되어 입자인 전자를 보여준다. 이것을 관찰자 효과(observer effect) 혹은 관찰자 의식이라고 한다. 관찰자가 생각하면 입자가 보여지고, 생각하지 않으면 파로 존재한다. 마음은 곧 전자라 할 수 있다. 우리가 마음먹기 달렸다는 것은 우리가 생각하지 않으면 마음이 퍼져 있고, 생각하면 마음이 생긴다는 것이다(一切唯心造). 이것이 신이 부리는 요술이다. 우리가 어떤 희망을 가지고 생각을 하면 우리에게 그런 희망이 현실로 다가올 수 있다는 것이다.
나는 누구인가?
이 전자의 움직임은 바로 빛이다. 전자의 빛 안에 태초로부터 지금까지 모든 것이 저장, 기억되어 있다. 기억은 어마어마한 에너지 덩어리로 내 삶에 구석구석 영향을 주고 있다. 이것이 바로 광메모리 이론이다. 우리가 마음과 정신이라는 것은 뇌 물질 개체의 변화 과정이 바로 우리의 마음이라 할 수 있다. 프랑크(Planck)는 물질들은 양자화(量子化) 되어 있다고 말했다. 전자들이 한 곳에 있는 것이 아니라 에너지 다발로 존재하며 계층 구조(E=hv)를 이루어 불연속적으로 존재한다. 바로 플랑크의 양자론이다. 인간, 생물, 동물, 식물, 광물과 같이 여러 종류의 물질이 존재하고 각 물질의 에너지 정도는 각각 다르다. 사람과 동물간의 에너지 차이가 있으며 이 에너지 차이에 의해 사람은 사람이고, 동물은 동물 등으로 계층 안정성을 이루고 있다. 이것이 물질의 양자역학적 세계이다. 마음 역시 양자화 되어 층층만층구만층이다.
이 세상에 존재하는 모든 물질은 고유한 정보를 가지고 빛나고 있다고 하는 것이다(All Things is Shining!). 그렇기에 모든 존재는 귀중하다고 할 수 있다. 우리 뇌 속의 생각하는 마음은 전자들이 활성화 되어 빛나고 있는 것이다. 그래서 과거의 기억은 원자의 전자들 운동안에 모든 것이 저장되어 있는 무의식이다. 생각은 마음의 프로그램에 불과하며, 마음의 프로그램이 바로 의식이다. 우리 생명체는 하나의 양자 컴퓨터와 같이 원자 스핀들의 서로 상호작용인 공명장(共鳴場)형성에 의해 이 세상이 움직여 가고 있다고 할 수 있다. 이렇게 해서 유전자(DNA) 안에는 과거의 모든 정보가 다 기록되어 있다. 지금 현재 먹고 마시고 경험하는 모든 것이 유전자의 운명의 변화를 몰고 오는 것이다. 지금 현재의 모든 현상은 미래의 현상으로 나타나는 것이다.
뇌를 이루는 분자의 전자 덩어리들이 바로 무의식이다. 살아있는 진동하는 전자들은 바로 무의식의 세계이고 살아있는 하나의 독립된 생명체와 같고 이 무의식이 바로 참 나(self) 인 것이다. 참 나의 중심에 자아(ego)가 있다. 무의식과 나와의 관계를 원만히 해서 나만의 주도적인 의미있는 삶이 되어야 한다. 내 안의 양자 컴퓨터는 입력한 대로 반응을 하지만 참나(self)는 자아(ego)가 자기 실현을 하게끔 도와준다.
하이젠베르그는 우주는 물질이 아니라 하나의 원자들의 파, 음악 사운드로 만들어 졌다고 하였다. 이 세상의 물질은 살아 있고 움직이고 있다고 할 수 있다. A 물질파와 B물질파가 만나서 서로 공명하는 것, 서로 좋아하는 파가 만나 결합이 이루어지고 이것이 바로 우리가 보는 세상이다. 이 세상이 존재하는 것은 바로 전자들의 상호작용인 공명에 의해서이다. 이 세상에 존재하는 모든 존재는 이 물질내의 전자들의 무의식의 세계의 공명현상에 의해서 눈에 보이는 존재가 된다. 이 전자들의 얽힘이 이 세상의 존재인 것이다. 앞으로의 새로운 사고의 틀 중의 하나가 얽힘의 현상을 이야기하는 시대가 올 것이다. 바로 생각만으로 의사소통이 가능하고 뇌의 무선 텔레파시에 의해서 인공파를 움직일 수 있게 하는 것이다. 저 멀리 1억광년 떨어져 있는 우주와 동시에 정보전달이 가능한 시대가 양자 얽힘(quantum entanglement)에 의해서 가능해 진다. 이것에 의해 당신만의 시공간(spacetime)이 뇌속에 창발되는 것이다.
물내신의 시대
우리 속에 있는 물질들의 빛이 우리 의식과 밀접한 관계가 있음을 양자역학적으로 이해할 수 있다. 물질은 끊임없이 세차운동을 하며 변한다. 물질은 에너지 보존의 법칙에 의해 모든 물질은 보존된다. 물질은 변화하지만 사라지거나 없어지지 않는다. 사람이 죽으면 우리 몸속의 물은 변하는 것은 없다. 다음 세대에 자연으로 돌아가고 다시 물은 재생된다. 물은 변하지 않는다. 이 물질이 가지는 전자들은 끊임없이 운동한다. 이것이 우주를 움직이게 하는 물질의 에너지가 바로 내재하는 신(神)이다(E=mc²). 무의식 세계에 내재하는 신성(神性)은 무한한 생명력인 마음의 싹(心芽, die Seele)인 것이다. 이것은 바로 과학이 발견한 신이고, 우리의 의식이 변화하는 것은 환경에 따라 신의 마음, 곧 양자얽힘 현상이라는 것이다(神无方易无體). 바로 물질이 신이라는 것이다(物乃神). 실리콘 물질로 이루어진 컴퓨터는 살아 움직이는 신과 같은 것이다.
알파고 로그의 태극 문양에서 안에는 변하지 않는 부분(내재하는 신)이 있으며, 6개의 흑돌(重地坤), 6개의 백돌(重天乾)의 음양의 조화(신의 마음)를 보여준다. 알파고는 바둑의 기보를 모두 입력하여 인공지능이 된다. 즉 집단 지성이 바로 인공지능이라 할 수 있다. 바로 알파고는 집단 공명장으로 인해 그동안 배운 것을 창의적으로 표출되는 것이 인공지능이며 이는 집단 지성의 결과이다. 이러한 인공지능은 미래의 가상 현실이라든지 이런 곳에 응용되어 우리 뇌와 밀접한 관계를 이루면서 인간과 공생을 하게 된다. 드디어 매트릭스와 같이 인간이 가상 현실속에 살게 될 것이고, 앞으로 우리는 마인드 체인지가 필요하다. 디지털 시대에 인간의 뇌와 기계의 뇌가 어떤 관계가 있을까? 결국 사람과 기계의 경계가 허물어지고 같이 공생하는 시대가 올 것이다. 마음의 미래가 무엇인가? 인간의 원소 탄소 생명체인 신경세포와 원소 실리콘 생명체인 디지털의 신경망은 서로 하이브리드해서 있을 가능성이 높으며, 어느 시점이 되면 인간이 기계가 되고 기계가 인간이 되는 기술이 인간을 초월하게 되는 특이점(singularity)에 도달하게 된다. 특이점을 지나게 되면 통제불능 상태가 될 것이다. 인간의 마음으로 기계를 통제하는 못하는 시대가 온다(out of control).
지혜의 시대
결론적으로 신(新)인류가 온다고 할 수 있다. 인류는 빠른 속도로 발전하여 100년 안에 새로운 인류가 올 수도 있다. 포스트 휴먼의 시대가 도래할 것이다. 우리는 마음을 어떻게 가져야 할 것인가? 퇴계는 성학 십도 중 팔도서 마음(心)을 공경(敬)하라고 하였다. 인간은 마음의 중심을 바로 잡아야 한다. 바로 마음의 스핀 운동의 축을 일정하게 잡도록 하는 것이 중요한다. 중용의 정신과 같은 동양의 지혜가 미래의 기계와 인간과의 도덕성 회복의 지혜가 될 것이다(忠恕之道). 지식의 시대는 지나갔다. 지혜(智慧)의 시대에 ‘인간이 어떠한 마음을 가져야 하는가?’ 이제 인류문명의 전환점에 있다(時乎).
주)본문은 2016 세계 뇌주간 행사의 기조강연에서 발췌한 것이다.
이우붕 교수
(사범대 화학교육)