철학 의식 경험의 수수께끼 ― 데이빗 차머스 (1995)

[Qualia]

◈ 다음은 데이빗 차머스가 의식의 신비에 관해서 쓴 글입니다. 교양과학 월간지《사이언티픽 아메리칸Scientific American》1995년 12월 호에 발표한 것입니다. (데이빗 차머스는 현재 호주 국립대학교의 철학과 교수로서 마음철학(심리철학)계의 세계적 학자로 인정받고 있습니다.)

차머스는 마음/의식에 대한 자신의 철학적 이론을 핵심적으로 정리해 1995년《의식 연구Journal of Consciousness Studies》2권 3호에「의식의 문제에 정면으로 맞서서Facing Up to the Problem of Consciousness」라는 논문으로 발표합니다. 그것을 일반 독자들을 위해 더욱더 쉽고 간결하게 추려 쓴 것이 바로 아래에 번역해 놓은「의식 경험의 수수께끼The Puzzle of Conscious Experience」라는 글입니다.

 

David John Chalmers

저는 차머스의 이「의식 경험의 수수께끼」를 2000년에 번역하여 국내의 한 철학 사이트에 올린 적이 있습니다. 그때의 번역본을 약간 고쳐서 이곳에 올려 봅니다. 일단 졸역을 이렇게 올립니다만, 몇 차례에 걸쳐서 좀더 완벽한 번역본으로 가다듬어 나갈 생각입니다. (원문도 따로 덧붙여 올립니다.)

마음/의식/뇌 이론을 얘기하면서 차머스의 논문과 책을 인용하는 번역서들이 제법 출간되고 있습니다. 그렇지 않아도 차머스의 논문과 저서는 요즈음 하나의 물결을 이뤄 출간되고 있는 뇌과학/마음과학/마음철학 관련 책들과 깊은 관계를 지니고 있다 하겠습니다. 앞으로 아래의 차머스 논문을 중심으로 해서 마음/의식/뇌에 대한 철학적 개념, 과학적 개념, 번역 문제 따위와 관련하여 틈틈이 제 의견을 개진해 나갈 생각입니다...

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의식 경험의 수수께끼 (The Puzzle of Conscious Experience)

데이빗 제이. 차머스 (David J. Chalmers)

마침내, 신경과학자들을 비롯해 많은 학자가 가장 심원한 존재의 신비를 파헤쳐 나가기 시작했다. 그러나 뇌에 관한 지식만으로는 아무도 그 신비의 끝에 닿지 못하리라

의식 경험은 세상에서 가장 낯익은 것이면서 동시에 가장 신비로운 것이다. 우리가 의식보다 더 생생하게 곧바로 아는 것이란 아무것도 없다. 그러나 의식을 우리가 아는 그밖의 모든 것과 일치시키기란 지극히 어려운 일이다. 의식은 왜 존재하는가? 의식은 무엇을 하는가? 도대체 어떻게 해서 의식이 뇌의 신경작용으로부터 생겨나는 것일까? 이러한 물음들은 모든 과학을 통틀어 가장 매혹적인 물음에 속한다.

객관적인 관점에서 보면, 뇌는 비교적 파악이 가능하다. 당신이 이 컴퓨터 화면을 들여다 볼 때, 휘익하고 지나가는 처리과정이 있다. 광자들이 당신의 망막을 때리고, 전기적 신호가 당신의 시신경을 통과해, 두뇌의 여러 부위 사이를 돌아다니고 나면, 마침내 당신은 웃음을 짓거나, 당황스러워 얼굴을 찌푸리거나, 아니면 뭐라고 말을 할 것이다.

그러나 거기엔 또한 주관적인 측면이 있다. 당신이 컴퓨터 화면을 볼 때, 당신은 그것을 의식하며 곧바로 그 영상(이미지)과 글자들을 당신의 사밀한(private) 심적 삶(mental life)으로서 경험하게 된다. 당신은 화면에 나타난 형형색색의 꽃송이들과 짙푸른 하늘을 보고 생생한 인상을 받는다. 동시에, 당신은 어떤 감정을 느끼게 되고 어떤 생각을 하게 된다. 이러한 경험들이 모여 의식을 얼개짓는다(구성한다). 이러한 의식이 바로 주관적인 마음의 내적 삶(inner life of the mind)이다.

오랜 동안, 의식은 뇌와 마음을 연구하는 학자들의 기피 대상이었다. 객관성에 바탕을 둔 과학이란 의식과 같이 주관적인 대상을 적절하게 다룰 수 없다는 견해가 지배적이었다. 지난 20세기 초를 지배했던 심리학의 행동주의적 경향은 외적인 행동만을 집중 조명하고, 내적인 심적 과정에 대한 언급 자체를 허용치 않았다. 그 뒤, 인지과학이 생겨나면서부터 머릿속에서 일어나는 처리과정에 주의를 돌리기 시작했다. 그러나 의식은 여전히 금지구역에 남은 채, 단지 밤 늦게 한 잔 걸치며 거론하고 마는 주제에 불과했다.

그러나 지난 수년 동안에 걸쳐, 점점 늘어나는 많은 수의 신경과학자, 심리학자, 그리고 철학자 들이 의식은 연구 불가능하다는 고정관념을 깨뜨리며 그 비밀을 파헤쳐 나가기 시작했다. 흔히 예상할 수 있듯이 이제 막 생겨나는 분야에서는 다양하면서도 뒤죽박죽 상충하는 이론들이 난무하게 마련이다. 그리하여 기본 개념들을 서로 모순되게 사용하는 경우가 빈발한다. 따라서 이런 혼란스러움을 풀기 위해서는 철학적 추론이 필수적이다.

관련 학계 내의 수많은 견해를 살펴보면, 의식은 신경과학과 심리학의 표준방법으로써 충분히 설명이 가능하다고 보는 환원주의적 이론(reductionist theories)에서부터, 우리는 결코 의식을 규명하지 못할 것이라고 주장하는 이른바 신비주의자의 입장까지 그 범위가 매우 넓다. 그러나 내가 믿는 바는, 면밀한 분석을 거치고 나면 이 두 견해는 오류로 밝혀질 것이며, 진리는 그 중간 어딘가에 자리잡고 있으리라는 것이다.

나는 환원주의(reductionism)를 논박하겠다. 즉 비록 신경과학이 다양한 설명을 제공하겠지마는, 신경과학의 이론 도구를 가지고는 의식 경험을 완전하게 설명할 수 없다고 논증할 것이다. 나는 또한 신비주의(mysterianism)를 논박하겠다. 다시 말해 의식은 새로운 종류의 이론으로써 웬만큼 설명이 가능하리라고 주장하겠다. 하지만 그러한 이론을 상세히 제시하기에는 아직 갈 길이 멀다.

그러나 사려깊게 추론하고 한층 정교하게 추리하면 그 전체적 특성을 어느 정도 드러낼 수 있을 것이다. 예를 들면, 그 이론은 새로운 근본 법칙을 포함할 것이다. 그리고 정보 개념이 중심적 역할을 맡을 것이다. 이러한 어렴풋한 일별만으로도, 새로운 의식 이론이 우주와 우리 자신에 대한 우리의 견해에 놀라운 결과를 안겨주리라는 점을 예감할 수 있다.

어려운 문제 (The Hard Problem)

연구자들은 "의식"(consciousness)이라는 용어를 매우 다양한 의미로 사용한다. 그러므로 우리는 먼저 논점을 명료하게 드러내기 위해, 의식이라는 이름 아래 종종 한데 뭉뚱그려지는 문제들을 세분할 필요가 있다. 이 작업을 위해서는, 나는 "쉬운 문제"(easy problem)와 "어려운 문제"(hard problem)를 구별하는 것이 썩 유용하다고 생각한다. 쉬운 문제라고 해서 결코 하찮음을 의미하는 것은 아니다. 다시 말해서 쉬운 문제는 실제로 심리학과 생물학에서 가장 도전적인 문제다. 그러나 신비의 핵심이 함께 하는 것은 바로 "어려운 문제"다.

의식의 "쉬운 문제"에는 다음과 같은 문제들이 포함된다. 과연 어떻게 해서 인간 주체는 감각적 자극을 구별하고 그에 적절히 반응할 수 있는 것일까? 과연 어떻게 해서 뇌는 다양한 출처로부터 들어오는 정보를 통합 처리하고, 그 정보를 적절히 사용하여, 행동을 조절하는 것일까? 대체 어떻게 해서 인간 주체는 자신의 내적 상태를 말로 표현해낼 수 있는 것일까? 비록 이 모든 물음은 의식과 긴밀하게 결합되어 있지만, 그에 앞서 그것들은 모두 인지 체계의 객관적 구조에 관련되어 있다. 따라서 우리가 인지심리학과 신경과학을 통해 끊임없이 연구해 나간다면 "쉬운 문제"에 대한 답을 구하게 되리라고 충분히 예상할 수 있다.

반면에, "어려운 문제"는 어떻게 해서 뇌의 물리적 작용이 주관적 경험을 일으키는가 하는 문제다. 이 수수께끼에는 사고(thought)와 지각(perception)의 내적 측면이 포함된다. 다시 말해 주체가 사물이나 사태를 느끼는 방식을 말한다. 예컨대 우리가 볼(see) 때, 우리는 생생한 푸른 색 감각과 같은 시각적 감각(visual sensations)을 경험한다. 혹은 멀리서 아득히 들려오는 피리 소리의 형언키 어려운 선율을 생각해 보라. 강렬하게 쑤셔오는 통증이나 샘솟는 행복감 혹은 생각에 완전 몰입한 순간의 무상무념적인 질감을 생각해 보라. 이 모든 것이 내가 의식이라고 부른 것의 한 부분을 이룬다. 즉 진짜로 마음의 신비를 불러일으키는 것은 바로 이러한 현상들인 것이다.

◈ [옮긴이 주: 위에서 말하는 느낌의 질감은 바로 감각질qualia을 가리킨다. 아래 사고실험의 주인공인 천재 신경과학자 매리가 시각적 의식과 관련해 끝내 파악하지 못한 유일한 문제란 바로 이 감각질의 문제를 말한다.]

 

Mary the Super Scientist

그 특징을 예시하기 위해, 호주의 철학자인 프랭크 잭슨(Frank Jackson)이 고안한 한 사고실험을 살펴보자. 23세기에 사는 미래의 신경과학자 매리(Mary)는 색깔 시각(=색 시각, 색각color vision)을 담당하는 뇌 작용에 관한 한 세계 최고의 전문가다. 그러나 매리는 평생을 흑백의 방 안에서만 살아왔다. 그 때문에 다른 색깔들은 단 한 번도 본 적이 없다. 이 여성 과학자는 뇌에서 일어나는 물리적 작용에 관해 알아야 할 모든 것, 다시 말해 그 생물학과 구조와 기능 따위를 모두 알고 있다. 이 여성 과학자는 그러한 지식을 갖추었기 때문에 쉬운 문제(easy problem)에 관해 알아야 할 모든 것을 파악하고 있는 것이다.

즉 어떻게 해서 뇌가 자극들을 구별하고, 정보를 통합하며, 말로 표현해낼 수 있도록 하는가에 대해 완전하게 파악하고 있다. 매리는 색 시각에 관한 지식으로부터 어떻게 색깔 이름들이 빛의 분광(light spectrum) 상에 나타나는 파장들과 상호대응하는지 잘 알고 있다. 그러나 아직도 매리가 전혀 알지 못하는 색 시각에 관한 결정적인 사항이 여전히 남아 있다. "빨간 색과 같은 색깔을 경험한다는(본다는) 것은 과연 어떠한 것(느낌)인가"가 바로 그것이다. 따라서 뇌의 기능에 관한 물리적 사실만으로는 전혀 이끌어낼 수 없는 의식적 경험에 관한 사실이 여전히 남아 있다는 결론이 나온다.

Frank Cameron Jackson 

과연, 왜 이같은 물리적 작용에 의식적 경험이 동반하는지 그 아무도 전혀 알지를 못한다. 우리의 뇌가 어떤 파장의 빛을 처리할 때, 어떻게 해서 우리는 자줏빛 색깔을 경험하게 되는 것일까? 도대체 무슨 원인으로 우리는 그런 경험을 하게 되는가? 과연 의식이 없는 자동인형(automaton; 자동기계)은 이와 똑같은 과제를 수행해낼 수 없는 것일까? 바로 이러한 물음들이 우리가 의식 이론에서 대답해야 할 흥미진진한 문제들인 것이다.

과연 신경과학만으로 충분한가? (Is Neuroscience Enough?)

나는 의식이 뇌에서 생긴다는 사실을 부정하지 않는다. 예컨대, 주관적인 시각 경험이 시각 피질에서 발생하는 처리과정(processes; 작용)과 밀접하게 연결되어 있다는 사실을 우리는 잘 안다. 하지만, 이 연결(link) 자체가 알 수 없는 의문을 불러일으킨다. 분명해 보이는 사실은, 주관적 경험은 물리적 작용으로부터 창발하는 것 같다는 점이다. 그러나 우리가 전혀 모르는 것이 있으니, 그것은 바로 주관적 경험이 어떤 방식(how)으로 어떤 원인(why) 때문에 생겨나느냐 하는 점이다(주관적 경험은 어떻게, 왜 생기는 것일까).

최근 신경과학과 심리학에서 의식에 관한 연구가 봇물을 이루는 것을 보면, 이 신비가 점차 선명하게 밝혀지기 시작했다고 기대를 품을 만하다. 그러나 좀더 면밀히 살펴보면, 거의 모든 오늘날의 연구가 단지 의식의 "쉬운 문제"만을 설명하고 있음이 드러난다. 환원주의자의 확신에 찬 견해는 바로 이 쉬운 문제에 대한 과학적 성과에서 나온다. 그러나 이런 성과 중 그 어느 것 하나도 어려운 문제가 관련된 영역에는 아무런 빛을 던져주지 못한다.

Francis Harry Compton Crick (1916-2004)

신경과학자 프랜시스 크릭[Francis Crick: 솔크 생물학 연구소(Salk Institute for Biological Studies), 샌디 에이고 소재]과 크리스토프 코흐(Christof Koch: 캘리포니아 공과대학)가 내놓은 한 가설을 주목해 보자. 두 학자는 제안하기를 의식은 대뇌 피질의 어떤 진동으로부터 발생하며, 이 진동은 신경단위세포(=신경세포, 신경원, 신경자; 이하 뉴런으로 표기)가 1초에 40회 발화할 때 "동기화된다"고 한다.

◈ [옮긴이 주: "become synchronized"를 일단 "동기화되다"로 번역했습니다만, "동기화하다"로 번역하는 것이 옳다고 생각합니다. 그 이유는 동기화(同期化) 자체에 될 화(化)라는 피동의 뜻이 있으므로, 우리말 피동 접미사 "되다"를 겹으로 붙일 필요가 없기 때문입니다. 그러나 많은 사람이 "~화되다"라는 말을 옳은 말로 당연시하고 폭넓게 쓰고 있는 실정이죠. 그 때문에 오히려 "동기화하다"라는 올바른 말이 일반적으로 통용되는 의미에서 좀 어긋나는 듯한 어감을 주는 것이 사실입니다. 그러나 우리말 바로잡기를 작은 데서부터 실천하고자 한다면 앞으로 "~화하다"로 번역해야 하지 않을까 생각합니다만... 당분간 저는 문맥을 봐 가면서 적절하게 혼용할 생각입니다.]

크릭과 코흐의 믿음에 따르면, 인지된 단일 대상의 다양한 특성들(예컨대, 인지된 대상의 색깔과 형태)은 뇌의 여러 부위에서 처리되는데, 어떻게 해서 그것들이 하나의 통합된 전체로 변화되어 나타나는지를 그 현상이 설명해 줄 수도 있다는 것이다. 이 이론에 따르면, 두 가지의 정보는 그것이 동기화한(동기화된) 신경 발화(neural firings)로써 표상되는 바로 그 순간에 한묶음으로 결합된다는 것이다.

Crick with Christof Koch 

◈ [옮긴이 주: 이 문단에서 말하는 것이 바로 묶기의 문제(=결합 문제binding problem)라고 하는 것이다.]

이 가설은 아마도, 어떻게 해서 정보가 뇌 속에서 통합되는지에 관한 "쉬운 문제" 중 하나를 해명해 줄 수 있을 것이다. 그러나 비록 (뇌에서) 정보 통합이 얼마만큼 일어났든 간에, 과연 왜 동기화한 진동이 시각적 경험을 야기하는 것일까?

이 물음에는 크릭과 코흐의 이론이 아무것도 제공하지 못하는 "어려운 문제"가 포함되어 있다. 사실상, 크릭과 코흐 또한 어려운 문제를 과학으로 풀 수 있을 것인지에 대해서는 회의적이다.

 

Daniel Clement Dennett  

이와 같은 비판은 의식에 관한 최근의 거의 모든 연구에 통할 수 있다. 철학자 대니얼 씨. 데닛은 자신의 저서 『의식을 설명하다(설명된 의식)Consciousness Explained』에서, 어떻게 해서 뇌 속의 수많은 독립적인 처리과정이 한데 결합되어, 인지된 사건에 대해 하나의 통합된 반응을 산출하는지, 그에 관한 정교한 이론을 펼쳐 보였다. 데닛의 이론은 우리가 어떻게 해서 우리의 내부 상태를 말로 표현해내게 되는지 매우 잘 설명해 줄지도 모르지만(내부 상태에 대한 구두 보고를 산출하게 되는지 아주 잘 설명해 줄지 모르지만), 그러나 도대체 왜 이러한 말하기(reports; 보고)의 이면에 주관적 경험이 끼어드는지 거의 설명해 주는 바가 없다. 다른 환원주의적 이론과 마찬가지로, 데닛의 이론 또한 쉬운 문제에 국한된 이론인 것이다.

이같은 쉬운 문제들 사이의 핵심적인 공통 특징은, 그것들은 모두 "어떤 방식으로 인지 기능이나 행동적 기능이 수행되는가" 하는 문제를 다룬다는 점이다. 궁극적으로 그것들은 모두 뇌가 일련의 과제를 수행하는 방식에 관한 물음으로 귀결된다. 다시 말해, 어떻게 뇌가 자극들을 구별하고, 정보를 통합하며, 말하기(reports; 보고)를 산출하는가 하는 등등의 물음인 것이다. 만약 신경생물학자들이 특정부위별 신경기제(appropriate neural mechanisms; 적절한 신경기제/신경기작/신경기전)를 확인해내고, 어떻게 그 기능들이 수행되는지 밝혀낸다면, 쉬운 문제는 마침내 풀릴 것이다.

반면에, "어려운 문제"는 어떻게 기능들이 수행되는가 하는 문제들을 넘어선다. 설령 의식과 관련된 모든 행동적 인지적인 기능이 해명된다 하더라도, 밝혀지지 않은 신비가 여전히 남아 있게 될 것이다. 왜 이러한 기능의 수행에 의식 경험이 따라붙는 것일까? 바로 추가적인 이 물음이 어려운 문제를 어렵게 만드는 그 수수께끼인 것이다.

설명의 빈틈 (The Explanatory Gap; 설명적 틈, 설명적 간격, 설명적 간극)

누군가가 제안하기를, 우리가 어려운 문제를 풀기 위해서는 새로운 물리적 설명의 도구를 동원해야 한다고 말한다. 이를테면 비선형 동역학이나 신경과학 상의 새로운 발견 혹은 양자역학을 말한다. 그러나 이러한 발상도 똑같은 어려움에 빠진다. 애리조나 대학의 스튜어트 알. 해머로프(Stuart R. Hameroff)와 옥스퍼드 대학의 로저 펜로즈(Roger Penrose)가 내놓은 제안을 살펴보자.

 

Sir Roger Penrose and Stuart Hameroff at the Quantum Mind 2003 conference

두 학자는 의식이 뉴런 속의 단백질 구조체, 즉 미세소관(microtubules)에서 일어나는 양자물리적 작용으로부터 발생한다고 주장한다. 해머로프와 펜로즈가 제안했듯이, 이러한 가설이 어떻게 뇌가 결정을 내리는가에 대한 설명이나, 심지어 어떻게 수학적 정리를 증명하는가에 대한 설명을 제공할 수도 있으리라(그럴 것 같지는 않지만).

그러나 설령 그렇다 할지라도, 이 이론은 어떻게 양자물리적 작용이 의식 경험을 야기하는지에 관해선 침묵한다. 역시 예의 동일한 문제가, 단지 물리적 작용에만 바탕을 둔 의식 이론에는 그것이 무엇이든 예외없이 따라붙는 것이다.

그 난점은, 물리적 이론이 한 체계가 왜 특정한 구조를 지니는가를, 그리고 그 체계가 어떻게 다양한 기능을 수행하는가를 설명하는 것에는 아주 적합하다는 바로 그 사실에 있다. 과학에서 나타나는 대부분의 문제는 이런 형식을 지닌다. 예컨대 우리가 생명을 설명하기 위해서는, 물리적 체계가 어떻게 생식하고, 적응하고, 신진대사를 하는지 기술해야 한다. 그러나 의식이란 완전히 다른 유형의 문제로서, 구조와 기능에 대한 과학적 설명을 넘어서는(초월하는) 것이다.

물론, 신경과학이 의식 연구와 관계가 없다는 얘기가 아니다. 일례로, 신경과학은 의식의 신경상관자(neural correlate of consciousness)의 본성, 즉 의식 경험과 직접적으로 관련을 맺고 있는 뇌작용을 밝혀낼 수도 있으리라. 더 나아가서 뇌 속의 특정유형별 작용(specific processes; 특정유형별 처리과정)과 이와 관련된 의식 경험의 성분들 사이의 상호대응(correspondence; 상호관계)을 상세하게 밝혀줄 수도 있으리라.

그러나 도대체 왜 이러한 작용들이 의식 경험을 야기하는지 알기 전까지는, 우리는 철학자 조셉 레빈(조지프 르바인Joseph Levine)이 말하는 물리적 작용과 의식 사이에 벌어져 있는 "설명의 빈틈"(explanatory gap)을 결코 가로지르지는 못할 것이다. 그 빈틈을 뛰어넘기 위해서는 새로운 유형의 이론이 필수적이리라.

참된 모든 것의 이론 (A True Theory of Everything, 참된 만물의 이론)

대안적 이론을 찾기 위해서는, 과학에 나타나는 모든 개체(entities, 대상)가 그보다 더 근본적인 개체/대상으로 설명될 수 있는 것은 아니라는 사실을 핵심적으로 인식해야 한다. 예컨대 물리학에서는, 그 무엇보다도 특히 시간과 공간, 질량, 그리고 전하가 우주의 근본적 구성요소로 간주된다. 즉 그것들은 그보다 더 단순한 것으로는 환원되지 않는다. 그러나 이러한 환원불가능성(irreducibility; 불가환원성)에도 불구하고, 상세하고 유용한 이론에서는 이들 개체/대상을 근본적 법칙을 통해 서로 결부시킨다. 이러한 구성요소들과 법칙들을 한데 묶어 복잡미묘한 현상의 엄청난 다양성을 설명할 수 있는 것이다.

    

Steven Weinberg at Harvard University

널리 인정되는 바와 같이 물리학은 우주의 근본적 구성요소와 법칙에 관한 완전한 목록을 제공한다. 물리학자 스티븐 와인버그(Steven Weinberg)가 자신의 1992년 저서 『꿈의 궁극 이론(=최종 이론의 꿈)Dreams of a Final Theory』에서 말했듯이, 물리학의 목표는 "모든 것의 이론"(theory of everything; 만물의 이론)에 있다. 우주에 관해 알아야 할 모든 것을 여기에서 도출할 수 있다는 것이다.

그러나 와인버그는 의식에서 문제가 드러남을 인정한다. 물리학 이론의 힘(위력)에도 불구하고, 의식의 존재는 물리적 법칙에서 도출될 수 없을 것 같다. 와인버그는 물리학으로써 자신이 의식의 객관적 상관자(즉, 신경상관자)라고 부른 것을 궁극에 가서는 설명할 수 있으리라고 논증하면서 물리학을 옹호한다. 그러나 물론, 그것이 의식 자체를 설명하는 것은 아니다. 만일 의식의 존재가 물리적 법칙에서 도출되지 않는다면, 물리학 이론은 참된(진정한) 모든 것의 이론이 되지 못하리라. 따라서 궁극 이론은 반드시 또다른 근본적 구성요소를 포함해야만 한다.

이같은 목적을 위해, 나는 의식 경험을 그보다 더 근본적인 어떤 것으로도 환원할 수 없는 근본적 구성요소로 여길 것을 제안한다. 이런 발상은 처음엔 매우 기이하게 보이리라. 그러나 일관성을 위해선 필수적인 듯하다. 19세기에 전자기적 현상은 그 이전에 이미 알려진 원리로써는 설명할 수 없다는 사실이 드러났다. 당연한 귀결이지만, 과학자들은 전자기적 전하를 새로운 근본적 실체로 받아들이고 그와 관련된 근본적 법칙을 연구하기 시작했다.

비슷한 추론을 의식에도 적용해야 한다. 기존의 근본적 법칙들이 의식을 수용하지 못할 경우, 새로운 이론이 마땅히 나와야만 한다.

근본적 속성이 있는 곳에, 근본적 법칙이 있다. 여기서의 경우, 이 근본법칙은 경험을 물리(학)적 이론의 기본요소들(elements)과 관련시켜야만 한다. 이 법칙은 물리계(physical world)의 법칙들과 아마도 거의 상충하지 않을 것이다. 물리적 법칙은 그것 자체로 하나의 닫힌 체계(closed system, 폐쇄계, 닫힌계)를 이룰 것이다.

이 근본법칙은 하나의 다리(교량)로 기능할 것이며, 어떻게 경험이 기초적인 물리적 작용에 의존하는지를 상술해 줄 것이다. 바로 이 다리가 설명의 빈틈 사이를 연결해 줄 것이다.

따라서, 완전이론은 두 가지 구성요소를 갖추게 될 것이다. 즉 그 하나는 물리적 법칙으로서 미시계에서부터 우주적 거시계에까지 이르는 모든 물리적 계의 행동(behavior; 운동)을 해명해 줄 것이며, 다른 하나는 심물법칙(psychophysical laws)이라 부르는 것으로서 일련의 물리적 계가 의식 경험과 어떻게 관련을 맺게 되는지 해명해 줄 것이다. 결국 이 두 구성요소가 결합되어 참다운 모든 것의 이론을 형성할 것이다.

새 이론을 찾아서 (Searching for a Theory)

그런데 잠깐, 우리가 그 법칙들이 존재한다고 가정은 했지만, 과연 우리가 그 심물법칙의 실체를 밝혀낼 수 있을까? 이 탐구 과정에서 최대의 걸림돌은 바로 자료(data)가 부족하다는 점이다. 이미 내가 기술했듯이, 의식은 주관적이다. 그러므로 다른 사람이 지닌 의식을 그것 자체로 고스란히 확인할 방도란 존재하지 않는다. 그러나 이 난점은 하나의 장애물일 뿐이지, 막다른 골목은 아니다.

첫 단계로서, 우리 각자는 자기 자신의 경험에 쉽게 접근할 수 있다. 자기 자신의 경험이야말로 새로운 이론을 만들어 나가는 데 꼭 필요한 풍요로운 보고다. 우리는 또한 다른 주체(subjects; 피험자)가 자신의 경험에 관해 기술하는 간접적 정보에 얼마든지 의존할 수 있다.

철학적 논증과 사고실험 역시 여기에 기여한다. 이같은 방법들이 한계가 있는 것은 사실이지만, 그러나 첫걸음을 떼기엔 충분하고도 남는다.

물론 이들 이론을 확정적으로 검증하기란 쉽지가 않을 것이다. 그러므로 종래의 과학적 학문분과에 비해 사변적(추상적) 측면이 강하다는 점은 불가피하다. 하지만 그런 사변성에도 불구하고 이론의 여지가 없는 사실은, 새 이론들이 다른 주체들의 보고에서 나오는 증거는 물론이고 우리 자신의 일인칭 경험을 반드시 정확하게 해명하지 않으면 안 된다는 사실이다.

만일 우리가 동등한 단순성(simplicity; 이론적 간결성)을 지닌 여타의 이론보다 자료에 더욱 잘 들어맞는 한 이론을 찾아낸다면, 우리는 그것을 얼마든지 채택할 수 있다. 그러나 지금 이 순간, 우리에게는 자료에 딱 들어맞는 이론이란 단 한 가지도 없는 실정이다. 따라서 검증가능성에 대한 우려는 아직 때가 이르다.

우리는 물리적 처리과정(physical processes; 물리적 작용)을 일상적 수준의 (의식적) 경험에 연결짓는 상위 수준의 다리 법칙(=교량 법칙high-level bridging laws)을 탐구함으로써 시작할 수 있다. 그러한 다리 법칙의 기본적 얼개는 다음과 같은 관찰로부터 하나 둘씩 자료를 구해 그려나갈 수 있다. 즉 우리가 어떤 것을 의식할 때, 우리는 일반적으로 그것에 대해 행동할 수도 있으며, 그것에 관해 말할 수도 있다. 바로 이때의 행동과 말하기가 객관적인 기능이자 물리적인 기능이라는 얘기다.

이와는 반대로, 어떤 정보가 행동과 말하기(speech; 발화)에 직접적으로 유용하게 쓰일 수 있을 때, 그것은 일반적으로 의식적이다. 이와 같이, 의식은 우리가 "자각"(awareness; 감지)이라고 부르는 것과 아주 밀접한 상관관계를 맺고 있다. 다시 말해 자각이라는 과정을 거침으로써 뇌 속의 정보가 말하기(speech; 발화)와 신체적 행동과 같은 과정들을 일으키는 데 총체적으로 쓰일 수 있는 것이다.

객관적 자각(감지) (Objective Awareness)

이 개념은 언뜻 사소해 보일지도 모른다. 그러나 여기에서 정의했듯이, 자각이란 객관적이면서 물리적이다. 반면에 의식은 그렇지 않다. 여기에서 자각의 개념 정의를 좀더 정교하게 가다듬을 필요가 있는데, 그것은 자각의 개념을 말을 할 줄 모르는 유아나 동물에까지 확대 적용하기 위해서다. 그러나 적어도 낯익은 경우에서는, 심물법칙의 윤곽을 거칠게나마 충분히 그려볼 수 있다. 즉 자각이 있는 곳에는 의식이 있으며, 그 역도 또한 마찬가지다.

이러한 추론의 기조를 한 발 더 밀고나가기 위해 의식 경험에 내재하는 구조(structure)를 살펴보자. 예컨대, 시야(field of vision)에 잡히는 경험은 색깔(colors)과 형태(shapes)와 무늬(patterns)가 시시각각 변화하는 짜맞춤그림(모자이크)이다. 즉 시야에 들어오는 경험은 모자이크처럼 세세한 기하학적 구조를 지닌다.

우리는 이 구조를 (직접 말로, 글로, 그림으로, 혹은 마음 속에 떠올림으로써) 기술하고 묘사해낼 수 있으며, 이 구조의 구성성분 중 다수를 향해 접근할 수도 있고, 이 구조에 의존해서 다른 행동을 수행할 수도 있다. 이같은 사실이 암시하는 바는 이 구조가, 객관적 자각의 신경 처리과정을 통해 뇌에서 유용하게 쓰이는 정보의 구조와 직접적으로 상호대응한다는 점이다.

an example of color wheel

이와 비슷하게, 우리의 색깔 경험은 내재적인 3차원 구조(intrinsic three-dimensional structure)를 지닌다. 이 3차원 구조는 뇌의 시각 피질 속 정보 처리과정의 구조에 반영되어 나타난다. 이 구조는 화가들이 사용하는 색상환(color wheel)과 색상표(color charts)를 보기로 들어 설명할 수 있다. 색상환과 색상표에는 색깔들이 체계적인 양식으로 배열되어 있다. 이를테면, 한 축에는 빨강에서 초록까지, 다른 축에는 파랑에서 노랑까지, 셋째 축에는 까망에서 하양까지 체계적 배열을 이루고 있다.

색상환에 서로 인접해 있는 색깔들은 상호유사한 색깔로 경험된다(보인다). 이때 거의 확실해 보이는 사실은 이 색깔들 또한 뇌 속의 상호유사한 지각적 표상들(perceptual representations)과 체계적으로 상호대응한다는 점이다. 이 뇌의 지각적 표상은 아직은 그 전모가 밝혀지지 않은, 뉴런들 사이에 형성되는 복합적 3차원 암호화 체계(system of complex three-dimensional coding)의 한 부분일 것이다.

이제 우리는 기초적 개념을 구조적 결맞음 원리(=구조적 정합성의 원리principle of structural coherence, 구조적 상호일치의 원리)에 따라 재정의할 수 있다. 즉 의식 경험의 구조는 자각할 때의 정보 구조에 그대로 반영되어 나타나며, 그 역도 또한 마찬가지다.

또 다른 심물 법칙의 후보는 조직적 불변성의 원리(principle of organizational invariance)다. 이것이 의미하는 바는 동일한 추상적 조직을 갖춘(≒작동 원리를 따져볼 때 서로 동일한) 물리적 체계들은 그 물리적 체계들의 구성성분이 무엇이든지 간에 동일한 유형의 의식 경험을 야기한다는 것이다. 예를 들면, 만일 인간의 뇌 속 뉴런들 사이의 상세한 상호작용이 실리콘 반도체로 복제된다면, 거기에도 동일한 의식 경험이 야기된다는 것이다. 이같은 발상은 논란의 여지가 있다. 그러나 나는 뉴런을 실리콘 반도체로 점진적으로 대체해 나가는 사고실험을 보임으로써 이 주장을 설득력있게 옹호할 수 있다고 믿는다. 이 주장의 놀라운 함축은 바로 기계도 언젠가는 의식을 지니게 된다는 것이다.

의식 이론의 궁극적 목표는 간결하면서도 우아한 근본적 법칙의 조합, 즉 물리학의 근본적 법칙과 유사한 법칙에 있다. 하지만, 위에서 기술한 원리들은 근본적으로 보이지는 않는 것 같다. 오히려 열역학이나 운동학(kinematics)의 거시적 원리들과 같은 물리학의 거시적 원리와 유사한 상위 수준의 심물법칙처럼 보인다. 과연 기초적인 근본적 법칙이란 무엇인가? 그 아무도 모르지만, 나는 감히 상상해 본다.

 

Claude Elwood Shannon (1916-2001)

나는 제1의 심물법칙은 정보 개념(concept of information)을 핵심적으로 포함해야 한다고 제안한다. 1940년대에 매사추세츠 공과대학의 클로드 이. 섀넌(Claude E. Shannon)이 내놓은 정보의 추상적 개념에 따르면, 정보란 상호간에 유사점과 차이점이 드러나는 기본적 구조를 지닌 개별 상태들의 한 집합을 의미한다(a set of separate states with a basic structure of similarities and differences between them).

예컨대, 우리는 하나의 정보 상태(information state)로서 10비트로 된 2진 부호를 생각할 수 있다. 이런 정보 상태들은 물리계(physical world) 속에 구현될 수 있다. 이같은 구현은 정보 상태들이 물리적 상태와(일례로 전압과 같은 상태와) 상호대응할 때는 그 어느 때나 발생하며, 그때 그들 사이의 차이점은 전화선과 같은 전송로를 통해서 전달될 수 있다.

정보: 물리적인 것과 경험적인 것(Information: Physical and Experiential; 물리적인 정보와 경험적인 정보)

의식 경험 속에도 역시 정보가 구현된다. 예를 들면, 시야에 잡힌 알록달록한 색깔의 천조각 무늬는 컴퓨터 화면에 촘촘히 덮혀 있는 화소들(pixels)의 무늬와 유사하다. 흥미롭게도 여기에서 드러나는 사실은, 동일한 정보 상태가 의식 경험에도 개재되며, 또한 뇌 속의 기초적인 물리적 처리과정(physical processes; 물리적 작용)에도 개재된다는 사실이다.

예컨대, 색깔 공간의 3차원 암호화가 암시하는 바는 색깔 경험의 정보 상태는 뇌 속의 정보 상태와 직접적으로 상호대응한다는 사실이다. 따라서, 우리는 이같은 두 가지 상태를, 물리적 처리과정과 의식적 경험 양쪽에 동시로 구현되는, 단일한 정보 상태의 개별적 측면으로 간주할 수 있다.

여기에서 자연스러운 가설이 도출된다. 즉 정보는, 적어도 일부의 정보는, 두 가지 기본적 측면을 지니게 된다. 바로 물리적 측면과 경험적 측면이다.

이 가설은 물리적 처리과정과 경험 간의 관계를 뒷받침해 주는 근본적 원리(fundamental principle)의 지위를 얻는다. 우리의 의식 경험이 있는 곳에는 그 어디에나 의식 경험이 정보 상태의 한 측면으로서 존재하며, 두뇌 속의 물리적 처리과정에는 정보의 또다른 한 측면이 구현된다.

이 제안이 만족스러운 이론이 되기 위해서는 구체적 논거가 더 필요하다. 그러나 이것은 이미 언급한 원리들과 매우 잘 들어맞으며(예컨대, 동일한 조직을 지닌 체계는 동일한 정보를 구현한다는 원리), 우리의 의식 경험의 수많은 특징을 아주 잘 설명해 줄 수 있다.

 

John Archibald Wheeler

적어도 이 발상은 다른 여러 제안들과 훌륭한 조화를 이룬다. 이를테면, 정보가 우주물리학(physics of the universe)에 근본적이라는 잔(존) 에이. 휠러(John A. Wheeler)의 제안과 잘 양립한다. 물리학의 법칙은 아마도 궁극적으로는 정보 개념들로 구성될 수 있을 것이다. 이 경우에 우리는 물리법칙과 심물법칙 양자의 구성요소들(=구성자들constructs)을 만족스럽게 일치시킬 수 있을 것이다.

그러면 마침내 물리학 이론과 의식 이론이 통합되어 단일한 대통일 정보 이론(grander theory of information)이 탄생할 것이다.

경험은 편재하는가? (Is Experience Ubiquitous?)

정보의 편재성(ubibiquity)에서 잠재적인 문제가 발생할 수도 있다. 예컨대, 심지어 자동온도조절기(thermostat)까지 정보를 구현한다고 볼 수 있는데, 그렇다면 그것이 의식적이란 말인가? 여기엔 적어도 두 가지 대답이 가능하다.

첫째, 우리는 근본적 법칙에 제약을 두어 오직 일부의 정보만이 경험적 측면을 지닌다고 대답할 수 있다. 그것은 아마도 물리적으로 처리되는 방식에 의존할 것이다.

둘째, 우리는 과감하게 밀고나가 대답하기를 모든 정보가 경험적 측면을 지닌다고 주장할 수 있다. 즉 복합적 정보 처리가 존재하는 곳에는 복합적 경험이 존재하며, 단순한 정보 처리가 존재하는 곳에는 단순한 경험이 존재한다. 만일 그렇다면, 자동온도조절기까지 경험을 지닐 것이다. 비록 그 경험이 아주 기본적인 색깔 경험보다 훨씬 더 단순하고, 감정이나 생각을 전혀 동반하지 않을 것이지만 말이다.

처음 느낌엔 이것이 기이하리라. 그러나 만일 경험이 정말 근본적이라면, 우리는 그것이 도처에 존재하리라고 생각할 수 있다. 어느 경우에서건, 이 대안들 사이의 선택은 어느 것이 가장 강력한 이론으로 통합될 수 있느냐에 달려 있을 것이다.

물론, 이런 발상은 터무니없는 얘기일 수도 있다. 그러나 다른 한편, 뇌 속 물리적 작용으로부터 의식 경험의 정확한 구조를 예측해내는 매우 강력한 제안으로 발전해나갈 수도 있다. 만일 이 기획이 성공한다면, 우리는 이 이론을 당연히 채택할 것이다. 만약 실패한다면, 또다른 길을 모색해 대안적인 근본적 이론을 개발해 나가야 한다. 이런 노력을 계속 기울여 나간다면, 우리는 언젠가 마침내 마음의 최대 신비를 풀어낼 수 있으리라. 

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◈ [원문 출처]

Chalmers, David J. (1995). The Puzzle of Conscious Experience. Scientific American 237(6): 62-68 (Issue of December 1995).

http://consc.net/papers/puzzle.pdf

◈ [원문]

The Puzzle of Conscious Experience

David J. Chalmers

Department of Philosophy

University of Arizona

Tucson, AZ 85721

Neuroscientists and others are at last plumbing one of the most profound mysteries of existence. But knowledge of the brain alone may not get them to the bottom of it.

Conscious experience is at once the most familiar thing in the world and the most mysterious. There is nothing we know about more directly than consciousness, but it is extraordinarily hard to reconcile it with everything else we know. Why does it exist? What does it do? How could it possibly arise from neural processes in the brain? These questions are among the most intriguing in all of science.

From an objective viewpoint, the brain is relatively comprehensible. When you look at this page, there is a whir of processing: photons strike your retina, electrical signals are passed up your optic nerve and between different areas of your brain, and eventually you might respond with a smile, a perplexed frown or a remark. But there is also a subjective aspect. When you look at the page, you are conscious of it, directly experiencing the images and words as part of your private, mental life. You have vivid impressions of colored flowers and vibrant sky. At the same time, you may be feeling some emotions and forming some thoughts. Together such experiences make up consciousness: the subjective, inner life of the mind.

For many years, consciousness was shunned by researchers studying the brain and the mind. The prevailing view was that science, which depends on objectivity, could not accommodate something as subjective as consciousness. The behaviorist movement in psychology, dominant earlier in this century concentrated on external behavior and disallowed any talk of internal mental processes. Later, the rise of cognitive science focused attention on processes inside the head. Still, consciousness remained off-limits, fit only for late-night discussion over drinks.

Over the past several years, however, an increasing number of neuroscientists, psychologists and philosophers have been rejecting the idea that consciousness cannot be studied and are attempting to delve into its secrets. As might be expected of a field so new, there is a tangle of diverse and conflicting theories, often using basic concepts in incompatible ways. To help unsnarl the tangle, philosophical reasoning is vital.

The myriad views within the field range from reductionist theories, according to which consciousness can be explained by the standard methods of neuroscience and psychology, to the position of the so-called mysterians, who say we will never understand consciousness at all. I believe that on close analysis both of these views can be seen to be mistaken and that the truth lies somewhere in the middle. Against reductionism I will argue that the tools of neuroscience cannot provide a full account of conscious experience, although they have much to offer. Against mysterianism I will hold that consciousness might be explained by a new kind of theory. The full details of such a theory are still out of reach, but careful reasoning and some educated inferences can reveal something of its general nature. For example, it will probably involve new fundamental laws, and the concept of information may play a central role. These faint glimmerings suggest that a theory of consciousness may have startling consequences for our view of the universe and of ourselves.

The Hard Problem

Researchers use the word "consciousness" in many different ways. To clarify the issues, we first have to separate the problems that are often clustered together under the name. For this purpose, I find it useful to distinguish between the "easy problems" and the "hard problem" of consciousness. The easy problems are by no means trivial - they are actually as challenging as most in psychology and biology - but it is with the hard problem that the central mystery lies.

The easy problems of consciousness include the following: How can a human subject discriminate sensory stimuli and react to them appropriately? How does the brain integrate information from many different sources and use this information to control behavior? How is it that subjects can verbalize their internal states? Although all these questions are associated with consciousness, they all concern the objective mechanisms of the cognitive system. Consequently, we have every reason to expect that continued work in cognitive psychology and neuroscience will answer them.

The hard problem, in contrast, is the question of how physical processes in the brain give rise to subjective experience. This puzzle involves the inner aspect of thought and perception: the way things feel for the subject. When we see, for example, we experience visual sensations, such as that of vivid blue. Or think of the ineffable sound of a distant oboe, the agony of an intense pain, the sparkle of happiness or the meditative quality of a moment lost in thought. All are part of what I am calling consciousness. It is these phenomena that pose the real mystery of the mind.

To illustrate the distinction, consider a thought experiment devised by the Australian philosopher Frank Jackson. Suppose that Mary, a neuroscientist in the 23rd century, is the world's leading expert on the brain processes responsible for color vision. But Mary has lived her whole life in a black-and-white room and has never seen any other colors. She knows everything there is to know about physical processes in the brain - its biology, structure and function. This understanding enables her to grasp everything there is to know about the easy problems: how the brain discriminates stimuli, integrates information and produces verbal reports. From her knowledge of color vision, she knows the way color names correspond with wavelengths on the light spectrum. But there is still something crucial about color vision that Mary does not know: what it is like to experience a color such as red. It follows that there are facts about conscious experience that cannot be deduced from physical facts about the functioning of the brain.

Indeed, nobody knows why these physical processes are accompanied by conscious experience at all. Why is it that when our brains process light of a certain wavelength, we have an experience of deep purple? Why do we have any experience at all? Could not an unconscious automaton have performed the same tasks just as well? These are questions that we would like a theory of consciousness to answer.

I am not denying that consciousness arises from the brain. We know, for example, that the subjective experience of vision is closely linked to processes in the visual cortex. It is the link itself that perplexes, however. Remarkably, subjective experience seems to emerge from a physical process. But we have no idea how or why this is.

Is Neuroscience Enough?

Given the flurry of recent work on Consciousness in neuroscience and psychology, one might think this mystery is starting to be cleared up. On closer examination, however, it turns out that almost all the current work addresses only the easy problems of consciousness. The confidence of the reductionist view comes from the progress on the easy problems, but none of this makes any difference where the hard problem is concerned.

Consider the hypothesis put forward by neurobiologists Francis Crick of the Salk Institute for Biological Studies in San Diego and Christof Koch of the California Institute of Technology. They suggest that consciousness may arise from certain oscillations in the cerebral cortex, which become synchronized as neurons fire 40 times per second. Crick and Koch believe the phenomenon might explain how different attributes of a single perceived object (its color and shape, for example), which are processed in different parts of the brain, are merged into a coherent whole. In this theory, two pieces of information become bound together precisely when they are represented by synchronized neural firings.

The hypothesis could conceivably elucidate one of the easy problems about how information is integrated in the brain. But why should synchronized oscillations give rise to a visual experience, no matter how much integration is taking place? This question involves the hard problem, about which the theory has nothing to offer. Indeed, Crick and Koch are agnostic about whether the hard problem can be solved by science at all.

The same kind of critique could be applied to almost all the recent work on consciousness. In his 1991 book Consciousness Explained, philosopher Daniel C. Dennett laid out a sophisticated theory of how numerous independent processes in the brain combine to produce a coherent response to a perceived event. The theory might do much to explain how we produce verbal reports on our internal states, but it tells us very little about why there should be a subjective experience behind these reports. Like other reductionist theories, Dennett's is a theory of the easy problems.

The critical common trait among these easy problems is that they all concern how a cognitive or behavioral function is performed. All are ultimately questions about how the brain carries out some task-how it discriminates stimuli, integrates information, produces reports and so on. Once neurobiology specifies appropriate neural mechanisms, showing how the functions are performed, the easy problems are solved. The hard problem of consciousness, in contrast, goes beyond problems about how functions are performed. Even if every behavioral and cognitive function related to consciousness were explained, there would still remain a further mystery: Why is the performance of these functions accompanied by conscious experience? It is this additional conundrum that makes the hard problem hard.

The Explanatory Gap

Some have suggested that to solve the hard problem, we need to bring in new tools of physical explanation: nonlinear dynamics, say, or new discoveries in neuroscience, or quantum mechanics. But these ideas suffer from exactly the same difficulty. Consider a proposal from Stuart R. Hameroff of the University of Arizona and Roger Penrose of the University of Oxford. They hold that consciousness arises from quantum-physical processes taking place in microtubules, which are protein structures inside neurons. It is possible (if not likely) that such a hypothesis will lead to an explanation of how the brain makes decisions or even how it proves mathematical theorems, as Hameroff and Penrose suggest. But even if it does, the theory is silent about how these processes might give rise to conscious experience. Indeed, the same problem arises with any theory of consciousness based only on physical processing.

The trouble is that physical theories are best suited to explaining why systems have a certain physical structure and how they perform various functions. Most problems in science have this form; to explain life, for example, we need to describe how a physical system can reproduce, adapt and metabolize. But consciousness is a different sort of problem entirely, as it goes beyond the explanation of structure and function.

Of course, neuroscience is not irrelevant to the study of consciousness. For one, it may be able to reveal the nature of the neural correlate of consciousness - the brain processes most directly associated with conscious experience. It may even give a detailed correspondence between specific processes in the brain and related components of experience. But until we know why these processes give rise to conscious experience at all, we will not have crossed what philosopher Joseph Levine has called the explanatory gap between physical processes and consciousness. Making that leap will demand a new kind of theory.

A True Theory of Everything

In searching for an alternative, a key observation is that not all entities in science are explained in terms of more basic entities. In physics, for example, space-time, mass and charge (among other things) are regarded as fundamental features of the world, as they are not reducible to anything simpler. Despite this irreducibility, detailed and useful theories relate these entities to one another in terms of fundamental laws. Together these features and laws explain a great variety of complex and subtle phenomena.

It is widely believed that physics provides a complete catalogue of the universe's fundamental features and laws. As physicist Steven Weinberg puts it in his 1992 book Dreams of a Final Theory, the goal of physics is a "theory of everything" from which all there is to know about the universe can be derived. But Weinberg concedes that there is a problem with consciousness. Despite the power of physical theory, the existence of consciousness does not seem to be derivable from physical laws. He defends physics by arguing that it might eventually explain what he calls the objective correlates of consciousness (that is, the neural correlates), but of course to do this is not to explain consciousness itself. If the existence of consciousness cannot be derived from physical laws, a theory of physics is not a true theory of everything. So a final theory must contain an additional fundamental component.

Toward this end, I propose that conscious experience be considered a fundamental feature, irreducible to anything more basic. The idea may seem strange at first, but consistency seems to demand it. In the 19th century it turned out that electromagnetic phenomena could not be explained in terms of previously known principles. As a consequence, scientists introduced electromagnetic charge as a new fundamental entity and studied the associated fundamental laws. Similar reasoning should apply to consciousness. If existing fundamental theories cannot encompass it, then something new is required.

Where there is a fundamental property, there are fundamental laws. In this case, the laws must relate experience to elements of physical theory. These laws will almost certainly not interfere with those of the physical world; it seems that the latter form a closed system in their own right. Rather the laws will serve as a bridge, specifying how experience depends on underlying physical processes. It is this bridge that will cross the explanatory gap.

Thus, a complete theory will have two components: physical laws, telling us about the behavior of physical systems from the infinitesimal to the cosmological, and what we might call psychophysical laws, telling us how some of those systems are associated with conscious experience. These two components will constitute a true theory of everything.

Searching for a Theory

Supposing for the moment that they exist, how might we uncover such psychophysical laws? The greatest hindrance in this pursuit will be a lack of data. As I have described it, consciousness is subjective, so there is no direct way to monitor it in others. But this difficulty is an obstacle, not a dead end. For a start, each one of us has access to our own experiences, a rich trove that can be used to formulate theories. We can also plausibly rely on indirect information, such as subjects' descriptions of their experiences. Philosophical arguments and thought experiments also have a role to play. Such methods have limitations, but they give us more than enough to get started.

These theories will not be conclusively testable, so they will inevitably be more speculative than those of more conventional scientific disciplines. Nevertheless, there is no reason they should not be strongly constrained to account accurately for our own first-person experiences, as well as the evidence from subjects' reports. If we find a theory that fits the data better than any other theory of equal simplicity, we will have good reason to accept it. Right now we do not have even a single theory that fits the data, so worries about testability are premature.

We might start by looking for high-level bridging laws, connecting physical processes to experience at an everyday level. The basic contour of such a law might be gleaned from the observation that when we are conscious of something, we are generally able to act on it and speak about it - which are objective, physical functions. Conversely, when some information is directly available for action and speech, it is generally conscious. Thus, consciousness correlates well with what we might call "awareness": the process by which information in the brain is made globally available to motor processes such as speech and bodily action.

Objective Awareness

The notion may seem trivial. But as defined here, awareness is objective and physical, whereas consciousness is not. Some refinements to the definition of awareness are needed, in order to extend the concept to animals and infants, which cannot speak. But at least in familiar cases, it is possible to see the rough outlines of a psychophysical law: where there is awareness, there is consciousness, and vice versa.

To take this line of reasoning a step further, consider the structure present in the conscious experience. The experience of a field of vision, for example, is a constantly changing mosaic of colors, shapes and patterns and as such has a detailed geometric structure. The fact that we can describe this structure, reach out in the direction of many of its components and perform other actions that depend on it suggests that the structure corresponds directly to that of the information made available in the brain through the neural processes of awareness.

Similarly, our experiences of color have an intrinsic three-dimensional structure that is mirrored in the structure of information processes in the brain's visual cortex. This structure is illustrated in the color wheels and charts used by artists. Colors are arranged in a systematic pattern - red to green on one axis, blue to yellow on another, and black to white on a third. Colors that are close to one another on a color wheel are experienced as similar. It is extremely likely that they also correspond to similar perceptual representations in the brain, as part of a system of complex three-dimensional coding among neurons that is not yet fully understood. We can recast the underlying concept as a principle of structural coherence: the structure of conscious experience is mirrored by the structure of information in awareness, and vice versa.

Another candidate for a psychophysical law is a principle of organizational invariance. It holds that physical systems with the same abstract organization will give rise to the same kind of conscious experience, no matter what they are made of. For example, if the precise interactions between our neurons could be duplicated with silicon chips, the same conscious experience would arise. The idea is somewhat controversial, but I believe it is strongly supported by thought experiments describing the gradual replacement of neurons by silicon chips. The remarkable implication is that consciousness might someday be achieved in machines.

Information: Physical and Experiential

The ultimate goal of a theory of consciousness is a simple and elegant set of fundamental laws, analogous to the fundamental laws of physics. The principles described above are unlikely to be fundamental, however. Rather they seem to be high-level psychophysical laws, analogous to macroscopic principles in physics such as those of thermodynamics or kinematics. What might the underlying fundamental laws be? No one knows, but I don't mind speculating.

I suggest that the primary psychophysical laws may centrally involve the concept of information. The abstract notion of information, as put forward in the 1940s by Claude E. Shannon of the Massachusetts Institute of Technology, is that of a set of separate states with a basic structure of similarities and differences between them. We can think of a 10-bit binary code as an information state, for example. Such information states can be embodied in the physical world. This happens whenever they correspond to physical states (voltages, say), the differences between which can be transmitted along some pathway, such as a telephone line.

We can also find information embodied in conscious experience. The pattern of color patches in a visual field, for example, can be seen as analogous to that of the pixels covering a display screen. Intriguingly, it turns out that we find the same information states embedded in conscious experience and in underlying physical processes in the brain. The three-dimensional encoding of color spaces, for example, suggests that the information state in a color experience corresponds directly to an information state in the brain. We might even regard the two states as distinct aspects of a single information state, which is simultaneously embodied in both physical processing and conscious experience.

A natural hypothesis ensues. Perhaps information, or at least some information, has two basic aspects: a physical one and an experiential one. This hypothesis has the status of a fundamental principle that might underlie the relation between physical processes and experience. Wherever we find conscious experience, it exists as one aspect of an information state, the other aspect of which is embedded in a physical process in the brain. This proposal needs to be fleshed out to make a satisfying theory. But it fits nicely with the principles mentioned earlier - systems with the same organization will embody the same information, for example - and it could explain numerous features of our conscious experience.

The idea is at least compatible with several others, such as physicist John A. Wheeler's suggestion that information is fundamental to the physics of the universe. The laws of physics might ultimately be cast in informational terms, in which case we would have a satisfying congruence between the constructs in both physical and psychophysical laws. It may even be that a theory of physics and a theory of consciousness could eventually be consolidated into a single grander theory of information.

Is Experience Ubiquitous?

A potential problem is posed by the ubiquity of information. Even a thermostat embodies some information, for example, but is it conscious? There are at least two possible responses. First, we could constrain the fundamental laws so that only some information has an experiential aspect, perhaps depending on how it is physically processed. Second, we might bite the bullet and allow that all information has an experiential aspect - where there is complex information processing, there is complex experience, and where there is simple information processing, there is simple experience. If this is so, then even a thermostat might have experiences, although they would be much simpler than even a basic color experience, and there would certainly be no accompanying emotions or thoughts. This seems odd at first, but if experience is truly fundamental, we might expect it to be widespread. In any case, the choice between these alternatives should depend on which can be integrated into the most powerful theory.

Of course, such ideas may be all wrong. On the other hand, they might evolve into a more powerful proposal that predicts the precise structure of our conscious experience from physical processes in our brains. If this project succeeds, we will have good reason to accept the theory. If it fails, other avenues will be pursued, and alternative fundamental theories may be developed. In this way, we may one day resolve the greatest mystery of the mind.

◈ The Author

David J. Chalmers studied mathematics at Adelaide University and as a Rhodes Scholar at the University of Oxford, but a fascination with consciousness led him into philosophy and cognitive science. He has a Ph.D. in these fields from Indiana University and is currently in the department of philosophy at the University of California Santa Cruz. Chalmers has published numerous articles on artificial intelligence and the philosophy of mind. His book The Conscious Mind, which elaborates many of the ideas in this article, is forthcoming from Oxford University Press.

David J. Chalmers has been in the department of philosophy at the University of Arizona since his moving to Arizona from the Department of Philosophy at UC Santa Cruz in 1999.

◈ Further Reading

"Absent Qualia, Fading Qualia, Dancing Qualia". David J. Chalmers in Conscious Experience. Edited by Thomas Metzinger. Ferdinand Schoningh, 1995.

Explaining Consciousness: The Hard Problem. Special issue of Journal of Consciousness Studies, Vol. 2, No. 3; Autumn 1995.

The Nature of Consciousness: Philosophical and Scientific Debates. Edited by Ned Block, Owen Flanagan and Güven Güzeldere. MIT Press, 1997.

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지금 2007. 06. 07. 목요일. 많이 흐림. 지금 밤 09시 05분. ㅊㅂ대 신학생회관 포스코 인터넷 검색대에서...

콸리어/콸리아/퀄리아/qualia

[kaleidoscope]

데이브가 세계적으로 뜬 건 1994년 Tucson conferenece에서 haed/easy p.을 내놓으면서 였다죠. S. Hameroff는 그 순간이 의식에 관한 국제적 연구가 "galvanized"된 때라고 회고하더라구요. 건방지게 말하자면 데이브나 스티브나 독창적인 학자는 못 되지만 기존의 많은 연구들을 잘 교통정리해주는 사람들이라고 생각합니다. 그것만도 대단하긴 하죠.

[Qualia]

kaleidoscope 님, 촌평 고맙습니다. 그런데 저는 데이빗 차머스가 "독창적인 학자"가 되지 못한다는 kaleidoscope 님의 의견에는 동의하지 않습니다. 제가 생각하기에, 의식의 문제를 "쉬운 문제"와 "어려운 문제"로 분리하고 그 개념을 규정한 것만으로도 차머스는 탁월한 업적을 쌓은 것입니다. 즉 의식을 철학적으로뿐만 아니라 과학적으로 탐구하는 데 큰 진보를 가능케 했다고 봅니다. 혹자는 의식의 쉬운/어려운 문제라는 개념 분석이 뭐 그리 대단하냐, 당연한 것 아니냐 하면서 시큰둥할 수 있습니다. 그러나 철학과 과학에서 수다한 진보와 혁명적 발상의 전환을 불러온 것은 거의 모두 "콜롬부스의 달걀"식 형태를 띱니다.

[Qualia]

다시 말해, 아무리 쉽고 상식적인 문제라 해도, 그리고 그 문제에 대한 단순하기 짝이 없고 평범하기 그지없는 대답이 존재한다고 해도, 그 어떤 돈키호테나 미치광이가 명쾌하고 호쾌한 대답을 내놓아 세상을 놀래키기 전까지는 그 문제에 대한 의식이나 그 문제의 해답은 전무후무한 것입니다. 따라서 그것이 가져올 발상의 전환이나 도약 따위도 나올 수가 없습니다. 비로소 한 천재가 나타나 당연한 사실을 당연한 해답으로 풀어 세상에 제시했을 때, 한편에선 경악하고 한편에선 시큰둥해 하는 것이죠. "콜롬부스의 달걀"식 얘기를 듣고 께느른한 부류의 사람들이 보이는 반응은 항상 "뒷북치기"의 형태를 띱니다.

[Qualia]

즉 "에이 그게 뭐냐. 그렇게 한다면 어린애도 세울 수 있겠네" 하고 달걀 밑동을 깨트려 달걀을 세운 "엉터리 해답"에 푸념을 늘어놓는다는 것이죠. 그러나 이런 반응은 고정관념에 사로잡혀 전복적 상상력을 전혀 펴지 못하는 고리타분한 둔재들의 "뒷북치기"식 푸념에 불과한 것이죠. 제 말의 요지는 이렇습니다. 세상이 다 아는 (듯한) 상식이라도, 명쾌하고 빈틈없는 논리로 새옷을 입혀 새로 제시하라. 남들이 당연하다고 여겨 거들떠보지도 않는 상식을 당신이 먼저 일목요연하게 정리해 재빨리 발표하라. 그러면, 세상이 당신을 천재라 부를 때가 있으리...

[demian]

좋은 글이당.. 잘 읽었습니다..

[Qualia]

demian 님, 반갑습니다^^ 졸역을 읽어주셔서 고맙습니다. 앞으로 demian 님의 좋은 의견과 글 기대합니다.