의식의 비계산성

초록

많은 지능적 행동을 컴퓨팅 장치를 이용해 성공적으로 시뮬레이션한 데 이어, 모든 의식 활동이 계산 과정인지 여부에 대한 논쟁이 지속되고 있다. 본 논문에서는 그 질문에 대한 부정적인 답을 제시한다. 의식의 특정 현상이 양자 컴퓨터를 이용한 계산 과정으로 완전하게 표현될 수 있음을 보이고, 튜링 기계와의 가산성 기준을 바탕으로 구성된 모델이 반드시 비가산적 요소를 포함함을 증명한다. 또한 이러한 현상이 순수히 양자 효과에 의한 것이며 고전적인 경우에는 적용되지 않음을 논의한다.

상세 요약

이 논문은 “의식은 전부 계산 가능한가?”라는 철학적·과학적 질문에 대해 양자 컴퓨팅과 튜링 가산성 이론을 결합한 새로운 접근법을 시도한다는 점에서 흥미롭다. 먼저 저자는 의식의 한 현상을 ‘양자 얽힘 기반의 자기‑참조적 인식 메커니즘’이라고 정의하고, 이를 양자 회로 모델로 구현한다. 이 모델은 고전적인 비트가 아닌 큐비트의 중첩과 얽힘을 활용해, 동일한 입력에 대해 무한히 많은 가능한 상태를 동시에 탐색한다는 점에서 기존의 디지털 시뮬레이션과 근본적으로 차별된다.

핵심 주장인 “비가산적 요소가 필연적으로 포함된다”는 튜링 기계가 수행할 수 없는 함수, 예컨대 ‘할팅 문제’를 양자 회로 안에 내재시킨다는 논리 전개에 기반한다. 저자는 양자 측정 과정에서 발생하는 확률적 붕괴를 이용해, 측정 결과가 사전에 결정될 수 없는 ‘무작위 실수’를 생성하고, 이를 의식 현상의 결정론적 설명에 삽입한다. 여기서 무작위 실수는 실수 집합의 비가산 부분을 차지하므로, 전통적인 튜링 기계가 재현할 수 없다는 결론에 도달한다.

하지만 이 논증에는 몇 가지 중요한 약점이 존재한다. 첫째, 양자 컴퓨터가 실제로 비가산적 실수를 생성할 수 있다는 전제는 아직 실험적으로 입증되지 않았다. 현재 구현 가능한 양자 장치는 제한된 수의 큐비트와 오류 정정 메커니즘에 의존하며, 무한 정밀도의 연속값을 생산하는 것은 물리적 한계에 부딪힌다. 둘째, 의식 현상을 특정 양자 회로에 귀속시키는 ‘현상‑모델 매핑’이 지나치게 선택적이다. 의식은 다중 수준의 신경생리학적, 사회문화적 요인과 얽혀 있기 때문에, 한두 개의 양자 연산만으로 전체를 포괄한다는 주장은 과도한 단순화로 보인다.

셋째, 튜링 가산성 기준을 적용할 때 ‘비가산적 요소’가 실제 의식의 본질에 기여한다는 인과관계는 논리적 비약이 있다. 비가산적 함수가 존재한다 하더라도, 그것이 의식의 ‘질적 경험(qualia)’을 설명한다는 증거는 제시되지 않는다. 따라서 논문은 “비가산성 → 의식의 비계산성”이라는 함의 사슬을 충분히 강화하지 못한다.

마지막으로, 고전적인 경우에 적용되지 않는다는 주장 역시 명확히 정의되지 않았다. ‘고전적’이라는 용어를 물리적 고전역학으로 한정한다면, 양자 효과가 없는 시스템에서도 비가산적 알고리즘(예: 무한 단계의 재귀 함수)을 설계할 수 있다. 즉, 비가산성 자체는 양자 여부와 무관하게 이론적으로 존재할 수 있기에, 논문의 결론이 양자 효과에만 의존한다는 점은 다소 불완전하게 보인다.

종합하면, 이 논문은 의식 연구에 양자 컴퓨팅과 계산 이론을 접목하려는 시도는 신선하지만, 물리적 구현 가능성, 모델의 포괄성, 그리고 비가산성의 의식적 의미에 대한 심층적 논증이 부족하다. 향후 연구에서는 보다 정교한 양자‑신경생물학적 연결 고리를 제시하고, 비가산적 현상이 실제 뇌 활동에서 어떻게 드러나는지를 실증적으로 검증할 필요가 있다.