클라우스 에메케, 《기계 속의 생명: 생명의 개념을 바꾸는 새로운 생물학의 탄생》

[적린]

*클라우스 에메케 지음, 오은아 옮김
《기계 속의 생명: 생명의 개념을 바꾸는 새로운 생물학의 탄생》
2003, 이제이북스(원서출간년도: 1991년)

*목차

머리말
1. 생명 게임
2. 생명이란 무엇인가?
3. 자기-재생산의 논리
4. 인공적인 성장과 진화
5. 계산의 생태학
6. 불가능의 생물학
7. 생명의 시뮬레이션: 포스트모던 과학
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* * *

저자인 에메케는 덴마크 출신의 학자로, 본인의 관심분야를 이론생물학, 자연철학, 인공생명, 생명기호학 등이라고 소개한다. 책의 부제를 살펴 보면, '생명의 개념을 바꾸는 새로운 생물학의 탄생'이라고 되어 있다. 인공 생명 연구는 어떻게 '새로운 생물학'의 형성에 기여하는가? 저자의 견해에 의하면 현재까지의 생물학 연구는 현존하는 실제(actual) 생물체에만 기반해 이루어졌을 뿐 가능한 모든 생물체에 대해 연구할 수 있는 종합적인 프로그램을 제공하지 못했다. 생물학은 그 근본적 의미에서 생물체가 아닌 '생명'을 연구 대상으로 삼아야 하지만 실질적으로 그렇지 못했던 것이다. 

이런 의미에서 인공생명 연구가 도입하는 새로운 생물학은 '실제의 생물학(the biology of the actual)'이 아닌 '가능의 생물학(the biology of the possible)'이다. 다소간 우연적인 실제 생명체의 특성에 집중하기보다는 그것을 생명체이게끔 하는 '생명' 그 자체에 대한 연구가 촉구된다는 말이다. 아이러니칼하게도, 생물학도에게 '생명이란 무엇인가?'라는 질문은 당혹감을 자아낸다. 실상 배우고 연구하는 것은 생화학적이고 물리적인 생명 '과정'이며, 혹은 진화 '과정'이기 때문이다. 이는 생명이라는 말 자체가 이미 사실상 폐기된 본질주의적인 뉘앙스를 강하게 담고 있음에도, 현존하는 생명체에 집중한 연구를 수행하다 보니 보다 일반적인 층위에서의 생명 '과정'에 대한 주의는 상대적으로 약하기 때문인 것으로 추측해 본다.

생물학사(혹은 과학사 일반)에서 흔히 환원주의와 전일론은 대립적인 입장에 있었던 것으로 묘사되지만, 그들 모두는 생명 '형식'보다는 생명체를 구성하는 '물질'에 중점을 두고 생명체를 바라본다는 점에서 크게 다르지 않다고도 말할 수 있다. 생명체를 이루고 있는 물질적 기반과 그 메커니즘은 생물체를 생물이게끔 하는 '생명' 그 자체는 아니다. 이런 입장에서 볼때 컴퓨터 속에 '거주'하는 인공'생명'체들은 생명 과정의 특성, 생명-논리적(bio-logical) 특성을 공유한다면, 그 매체가 실리콘일지언정 생명-형태(life-form)의 사례로 타당하게 간주될 수 있다.

(환원주의와 전일론의 장점들을 모두 수용할 수 있다는 주장도 인공생명 연구를 옹호하는 큰 이유 중 하나다. 기초적인 것으로부터 합성해 나가는 상향적 방법을 채택하고, 논리적이고 방법론적인 환원을 채택함으로써 체계 자체의 특성을 신비화하지 않으며 설명할 수 있다는 장점, 그리고 무엇보다도 계산적 원리를 따르면서도(결정론적이면서도) 예측불가능한 '창발(emergence)'의 개념을 도입하고 구현했다는 점 등이 그렇다.)

사실 실리콘을 기반으로 한 생명체는 우리 세대의 컴퓨터가 최초는 아닐 지도 모른다. 케언즈-스미스(Cairns-Smith)에 의하면 탄소기반 복제자들이 출현하기 이전 실리콘 기반 복제자들이 엄연한 생명 형태로 거주하고 있었다는 증거들이 있다고 한다. (Hayles, 235-6쪽.) 인공생명 연구자들의 주장에 의하면 우리는 저 '바깥'에 있는 탄소 기반 생명체들의 다양성에 관심을 기울이는 만큼이나 우리는 컴퓨터 속에 서식하는 실리콘 기반 '생명체'들의 생명다양성에도 관심을 기울여야 한다는 주장이 나올 정도다. (Hayles, 224쪽.)

(개인적으로 아직 읽지는 못했지만,) 화이트헤드는 과정이야말로 실재적인 것이라는 주장을 하였고(《과정과 실재》) 그의 세례를 받은 연구자들은 생명현상은 발생(development)이라는, 혹은 여타 다른 '과정'을 이해함으로써만 이해될 수 있는 것이라고 보았다. 그러나 에메케와 같은 인공생명 지지자들이 보기에 생물학자들의 사유는 어떠한 한계를 지니고 있었던 모양이다. 인공생명의 생명-가짐에 대해 모종의 심리적/이론적 저항감을 표출하는 것을 보면 말이다.

그러나 이것은 결국 최종근거가 '물질'로 귀환하는, 뿌리깊은 편견에 다름아니다. 저항감은 무엇으로부터 기인하는가? "그것이 우리의 관습적인 생각에 대한 도전이기 때문이다. 인공적인 것은 바로 살아 있는 것과 죽은 물질 사이의 (그리고 통제된 행위와 자발성 사이의) 개념적인 간극이 아닌가?" 이를테면 생명 그 자체를 창조한 것의 문제가 아니라, 기존의 시대에 뒤떨어진 개념들이 와해되는 문제라는 것이다. "유기체는 기계다"라는 관점에서 "기계도 유기체다"라는 관점으로의 발상의 전환.

그렇다면 '과정'으로서의 생명은 어떤 특성을 지니고 있는가? 생명을 정의내릴 수 있는 단일한 속성은 아직까지 제시된 바 없다. 생명은 여러 속성들의 종합인 하나의 메타속성인 것으로 이해되는 것이 타당할 것이라고 저자는 주장한다. 가령 에메케가 제시하는 생명의 특성은 다음과 같다.

1. 생명은 (특수한 물질적 대상이기보다는) 시/공간상의 패턴이다.
2. 생명은 자기-재생산을 사랑한다.
3. 생명은 자기-표현의 정보 창고와 결합되어 있다. [닫힌 자기제작 체계]
4. 생명은 신진대사를 통해 성장한다.
5. 생명은 환경과의 기능적인 상호작용을 시작한다.
6. 생물을 이루는 부분들은 서로에 대한 임계의 내적 의존성을 가지고 있다(이는 생물이 죽을 수 있다는 것을 의미한다).
7. 생명은 혼란에 직면하여 동역학적 안정성을 보여 준다(그것은 어떤 한계에 이르기까지는 형태와 조직을 유지할 수 있다). (에메케, 57쪽. 파머와 벨린을 인용.)

사이버네틱스 이론가인 베이트슨은 학부 교양 수업 수강생들에게 다소 의중을 파악할 수 없는 질문을 던진다. 삶은 게를 교탁에 올려 놓고, 가령 화성인(역시 생명의 한 형태인)에게 이 게가 생물(의 시체)라고 납득시키려면, 무엇을 근거로 그렇게 하겠느냐는 질문이었다. 학생들의 대답 - 우선은 좌우대칭이다. 그러나 양쪽 집게발의 크기가 다르므로 완벽한 좌우대칭은 아니다. 그러나, "...좌우 집게발의 크기는 다르지만 어느 쪽이나 같은 부분으로 이루어져 있"다. 대응되는 각각의 부분끼리 같은 관계를 형성한다는 것. (베이트슨, 19쪽.)

'순수' 물리의 세계인 플레로마(pleroma)와는 달리 생명의 세계인 크레아투라(creatura)의 일원이 되기 위한 관건은 언제나 "형태, 모양, 관계"이다. (베이트슨, 20쪽.) 패턴이야말로 생명체를 생명체이게끔 하는 것이다. 에메케는 이런 생각의 기원을 아리스토텔레스로부터 찾는다. 훨씬 후대의 '이론가'인 괴테 역시 식물의 생장은 형태의 법칙을 따른다는 것, 그리고 그것만을 따른다는 것을 발견한다. (에메케, 98쪽.)

헤일즈(1999)가 논의하듯 정보과학의 등장은 현존/부재의 대쌍보다는 정보/노이즈의 대쌍이 세계 설명 과정에서 보다 중요해지게끔 하는 결과를 낳았다. 이런 구도하에서 생명은 '있고 없고'의 문제이기보다는 얼마만큼 임의적이지 않은, 정보의 패턴을 갖느냐에 따라 결정되는 '정도'의 문제로 치환될 수 있다. 즉, '덜 살아 있거나 더 살아 있는 것'으로.

그런데 이러한 과정은 무엇보다도 '계산적'이다. 사실 수학적인 원리로 세계를 설명하는 방식은 낯설지 않다. 인공생명 연구자의 극단적인 주장을 살펴보자. 프레드킨(E. Fredkin)에 의하면 우리가 살고 있는 이 우주는 하나의 거대한 우주 컴퓨터(cosmic computer)이고, 이 컴퓨터를 구성하는 가장 기초적인 요소는 폰 노이만에 의해 개발된 세포자동자(celluar automata)에 비견될 수 있다.

더불어 우리는 이 큰 우주 안에 소우주를 건설할 수도 있을지 모른다. 자기-재생산하는 체계로 지속가능하게 운용될 수 있는 인공 생태계를 구현하려면 한 픽셀을 한 세포자동자 세포에 대응시킬 경우 맨해튼 면적의 1/5에 해당하는 어마어마한 공간이 필요할 것이라는 계산이 있는 만큼 아직까지는 본격적인 인공생태계가 조성된 역사는 없지만 말이다. (에메케, 91쪽.)

그럼에도 계산주의적 세계관은 몇몇 가능성있는 사례를 제공한다. 생명의 특성 중 하나인 자기제작의 특성을 보자. 카오스 이론은 양치식물을 비롯해 실제 우리가 접하는 생명의 구체적 형태가 계산적인 프로그램에 의해 구현될 수 있는 가능성을 열어 두었다. 생명은 혼돈의 가장자리-지나치게 규칙적인 세계와 지나치게 혼돈스러운 세계의 가장자리에 있는, 창발과 정보전달을 허용하는 임계지역-에 거주하는, 역동적인 패턴이다.

인공생명 분야의 대표적 연구자 중 한 명인 크리스 랭턴은 인공생태계를 다음과 같이 묘사한다: "인공세계속[의] 유기체 집합은 하나의 생태계를 형성하게 되고, 어느 일정 기간동안 유지되다가 궁국적으로는 붕괴하게 된다. 그리고 혼란스런 전이 과정을 거쳐 또 다른 생태계가 생겨나는 과정을 밟게 된다. 적응 여부를 결정짓고 선택적 압력에 적용되는 것은 유기체 자신들의 끊임없이 변하는 집단적인 행위인 것이다." (브로크맨, 423쪽.)

하지만 세계에 대한 계산주의적 설명은 최종 답안은 아닐 수 있다. 에메케가 생물철학자인 소버(E. Sober)를 인용하면서 말하듯, 칸트에 의해 이미 지적된 바와 같이 1) 어떤 법칙을 따르는 계와 2) 그 법칙과 일치하여 작동하는 계는 구분해야 한다. 떨어지는 사과가 중력법칙과 일치하여 움직이는 것은 사실이지만, 그 사과가 중력법칙을 따라 움직인다고 말하기는 힘든 것이다. 계산주의적 우주라는 개념이 강한 의미에서 채택되기는 힘들 것으로 보인다.

또한 우리는 가령, 에메케가 회의적인 태도로 말하듯, 인공적인 방식으로 달팽이를 합성해 낼 수 있을 것인가? 물리학자인 도인 파머에 의하면 NASA는 폰 노이만의 자동장치(에메케 책에서는 76페이지에 설명되어 있는 것으로 보임)에 근거해 달에서 광물을 캐는, 자기증식이 가능한 기계를 만드는 프로젝트를 추진했지만 실패했다고 한다. (브로크맨, 1995; 433쪽.) 두고 볼 일일런지는 모르겠지만 말이다.

에메케는 책의 마지막 장에서 인공생명 연구는 새로운 생물학, 포스트모던한 생물학이 도래하게끔 하는 데 기여했다고 평가하는데, 컴퓨터 안의 인공생태계는 '실재'의 모사가 아닌, 시뮬라크르에 가깝다고 판단하기 때문이다. 즉, "계산적 기교에 관한 기준이 진실을 대체하고 있으며, 오직 인공적인 실재 자체에서만 의미를 가지는 그 자신의 우주를 창조한다." (201쪽.) 이런 프레임에서 인공생명 연구는 기존의 생물학을 해체하는 효과를 낳는데, 기존의 과학이 채택하고 있던 실재의 반영이라는 이념을 논박하기 때문이다.

여튼, 에메케는 인공생명의 연구는 그 역사가 아직 길지 않으므로 좀 더 두고 봐야 하겠다는 유보적인 태도로 책을 마감한다. 어쩌면 인공생명 연구는 '가능의 생물학'(현존하는 생명체만이 아닌 생명 일반을 다루는 생물학)을 건설하는 데 틀린 방식인 것으로 판명될지도 모른다면서. 심지어는 인공생명 연구가 '불가능의 생물학'이 될 가능성까지 제시한다.

이 모든 맥을 관통하는 것은 형상(form)의 우위다. 형상이 질료에 대해 우위를 차지하는 세계관은 전혀 낯선 것이 아닌데, 헤일즈에 의하면 이런 사고 방식은 플라톤까지 거슬러 올라간다. 생명기호학(biosemiotics)의 대가인 토머스 시비억은 이렇게까지 말한다: "세계는 전적으로 기호들로 구성되어 있으며, 따라서 나는 전체 세계를 내가 자유롭게 다룰 수 있는 대상 세계로 생각한다." (페트릴리/폰지오, 2003; 12쪽.) 결국 기호현상(semiosis)은 생명과 일치하는 개념이 된다.

이러한 관점은 궁극적으로는 기체(substrate)와는 독립된 정보라는 개념을 낳았으며, (일전에 헤일즈의 책 소개에서 언급했듯) 헤일즈는 탈육체화된 정보라는 개념에 대해 여러 모로 우려를 표한다. (과연 그녀가 생각하는 것처럼 위험한 시도들로 이어질지는 역시 두고 볼 문제다.)

해러웨이(2002)는 조금 다른 맥락에서 비판의 여지를 찾아낸다. 정치경제적 상황의 변화-후기 자본주의로의 이행, 냉전 체제의 상황 등-에서 커뮤니케이션이라는 개념을 모토로 등장한 사이버네틱스 이론을 근간으로 하여, 생물학의 패러다임 역시 상당한 변화를 겪은 것으로 보이기 때문이다. (텍스트에서는 사회생물학을 주요 설명 대상으로 삼는다.)

해러웨이에 의하면 사이버네틱스 이론은 C3I (Command-Control-Communication-Intelligence)를 근간으로 하는 이론이다. 무엇을 위한 통제인가? "복합적인 안정된 배치, 안정된 진화 전략[신다윈주의 이론]은 무한히 복잡한 경제적/정치적 상황에서 이익을 실현하는 데 필수적이었다. 시스템 이론이 도전한 문제는, 제 2차 세계대전 이후 위기에 시달리던 자본주의 속에서 이익을 유지하고 극대화하는 문제였다. 잉여 가치의 추출과 이익의 실현 사이의 중간 범위의 구조들은, 커뮤니케이션 혁명을 구성한 담론과 과학 기술 모두를 요구하였다." (106쪽.)

기호학-혹은 사이버네틱스-이론을 바탕으로 구성되는 유전체학(genomics), 생명공학, 인공생명체, 그리고 개념적으로나 실정적으로나 결정적으로 와해되어 가는 자연-인공의 경계, 새로이 형성되어가는 인간관은 어떤 미래를 만들게 될 것인가? 글이 비약된 감이 상당히 있지만, 어쨌거나, 이런 연구 패러다임이 앞으로 어떤 결과를 낳게 될 지는 상당히 흥미로운 (그리고 우려되는) 문제다.

마지막으로 간단한 커멘트. 원서가 출간된 해는 지금으로부터 (벌써) 15년쯤 전인 1991년이다. 역사적으로 중요한 이론과 실험을 개괄하는 데에 책의 대부분이 할애되고 있다. 비전문가 입장에서 보기에는 설명이 부족한 듯하고, 이해하기 쉽지 않지만 저술 당시까지의 주요 연구 업적을 추적할 수 있는 키워드를 얻기에는 매우 좋아 보인다. 다른 단점으로는 상당히 여유있는 페이지 구성에도 불구하고 200여페이지 남짓한 분량의 책의 가격이 무려 정가 20000원에 달한다는 것을 들 수 있다. 훌륭한 장정이 책을 소장하고픈 욕심을 자극하기는 하지만 역시 내용대비 가격이라는 관점에서 보면 내려놓게끔 하는 것 같아 아쉽다. (결국 사버리기는 했지만 말이다. -_-)

* * *

문헌 (처음 인용된 순서대로)

N. Katherine Hayles, 1999, How We Became Posthuman: Virtual Bodies in Cybernetics, Literature, and Informatics, Chicago: The University of Chicago Press.

그레고리 베이트슨 지음, 박지동 옮김, 《정신과 자연》, 1990, 까치. (원저작: Gregory Bateson, 1980, Mind and Nature: A Necessary Unity, Bantam Books.)

존 브로크맨 지음, 김태규 옮김, 《제 3의 문화: 과학혁명을 넘어서》, 1996, 대영사. (원서 출간년도는 1995년.)

수전 페트릴리/아우구스트 폰지오 지음, 김수철 옮김, 《토머스 시벅과 생명의 기호》, 2003, 이제이북스. (원서출간년도는 2001년.)

도나 해러웨이 지음, 민경숙 옮김, 《유인원, 사이보그, 그리고 여자: 자연의 재발명》(동문선, 2002)의 제 3장, <생물학적 기업: 성, 정신, 그리고 인간공학부터 사회생물학까지 우리가 얻는 이익>. (원서 출간년도는 1991년)

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