정보가 세상을 바꿉니다

정보(Information)가 한 때 세상을 좌지우지 한 때가 있었습니다. 중앙정보부는 우리나라의 정보를 독점하면서, 무소불위의 권력을 휘둘렀습니다. 수많은 민주 투사들을 고문하고, 대학생들이 독재정치에 저항하면 *소위 잡아다가 족쳤습니다*. 그래서 정보는 나쁜 이미지를 가져 왔습니다.

정보(情報)는 무엇인가요?

정보는 1. 어떤 물건이나 존재의 내용이나 형편을 설명하는 소식입니다.

2. 국가의 국정, 군사나 보안 활동에 관한 보고, 상황 및 지식을 말합니다.

3. 컴퓨터, 인터넷과 유무선 통신에서 흘러가는 처리된(Processing) 데이터를 말합니다.

정보는 방향성을 가집니다. 한때 정치, 경제, 사회 및 문화적 조직에서 직위가 높을수록 취급하는 정보가 많았습니다. 그 정보량 비례하여 권한도 지위가 높을수록 컸습니다. 부모나 형과 누나는 정보가 많았습니다. 정보에 비례하여 권위가 부여되었던 시절입니다.

세월이 변하여 인터넷과 컴퓨터가 널리 쓰임에 따라서, 정보를 접하는 기회는 지위가 낮을수록 더 많게 되었습니다. 이런 시대적 흐름에 따라서 권위도 변하였습니다. 나이가 많거나 지위가 높으면서 정보를 아는 것이 작은 세대를 가리켜서 냉소적으로 *꼰대*나 *나때*로 부릅니다.

그렇지만 정보는 잘 쓰면 좋은 것입니다. 정보가 컴퓨터를 거쳐서 인공지능과 양자 컴퓨터가 되어온 여정을 살펴 봅니다.

1.   언어, 문자와 사전

인류가 집단을 이루어 살면서 언어를 만들었습니다. 씨족 사회와 부족 사회를 거쳐서 국가를 형성하는 동안에 서로 간에 의사를 표현하고 알아듣는 말을 만든 것입니다. 영어, 불어, 독일어, 중국어, 일본어와 국어를 만든 것입니다. 지구 상에 대략 7,100여 개의 언어가 있습니다. 

소리를 기호로 작성하는 문자가 만들어 지면서 언어가 전달되는 범위가 넓어졌습니다. 공간적으로 넓어졌고, 시간적으로 길어졌습니다. 문자는 시공간의 언어 입니다. 훈민정음이 있고 영어 및 한자가 있습니다. 세계에서 가장 많이 사용되는 문자는 영어 입니다.

한글은 표음문자(表音文字)입니다. 가장 많은 대상을 표현할 수 있습니다. *꿩*은 한민족만 발음할 수 있습니다. 영어도 같습니다. 

한자는 표의문자(表意文字) 즉, 의미를 나타내는 문자입니다. 水는 물결의 형상을 따와서 *물수*라고 읽습니다. 鳥는 새의 형상을 따와서 *새조*로 읽습니다.

문자는 기호를 사용합니다. 한글은 자음과 모음 24자의 글자 기호를 사용합니다. 영어는 26자 Alphabet을 사용합니다. 

한자의 문자는 엄청나게 많습니다. 번체자(繁體字)와 간체자(簡體字)를 사용합니다. 간체자는 원래의 문자 번체자의 획수를  줄여서 사용하는 것입니다. 대략 2,300여자를 사용합니다. 중국은 간체자를 사용하고 대만은 번체자를 사용합니다. 이 얼마나 불편합니까?

문자를 만들어서 말의 개념을 세분화 했습니다. 

어떤 것의 의미(意味)를 확장하여 개념(槪念)을 만들었습니다. 이에 따라서 단어를 만들고 이 단어의 뜻을 설명하는 사전(辭典)을 만들어냈습니다. 

가장 많이 사용되는 사전은 인터넷 상의 *위키백과* 입니다. 

2.   인쇄, 전신과 전화

단어가 생기면서 문장(文章)을 만들고 이를 목판으로 만들어 계속 같은 문자를 찍어내는 인쇄술(印刷術)이 등장하였습니다.  먼 곳까지 문자 내용인 편지(便紙)를 보냄으로써 언어의 전달 범위가 더욱 넓게 확장되었습니다.

전기의 단속(斷續)을 이용하는 전신(電信)이 등장했습니다. 점, 선과 공백을 이용한 전신 모스 부호는 런던에서 뉴욕까지 문자의 전달이 가능하게 만들었습니다. 

이어서 등장한 전화(電話)는 머나먼 원격지 간에 실시간으로 대화를 하게 만들었습니다.

3.   정보 이론과 생각하는 기계 그리고 Bit의 등장

문장이 어떤 형상이나 개념을 표현하고, 이를 전신이나 전화로 전달하는 내용을 정보(情報, Information)라 부르기 시작했습니다. 

어떤 사물에 대한 개념 설명을 자료(Data)라 하고, 이 데이터에 가치(Value)를 부여하면 정보라고 합니다. 

예를 들어서 지구 환경에서 만들어 지는 기상 상태는  데이터 입니다.기상 데이터를 분석하여 비가 올 것이라는 일기예보를 하면 일기 정보가 됩니다.

정보 이론이 과학에 등장하였습니다. 정보 이론은 천재적 과학자에게 생각하는 기계를 발명하게 하였습니다.

해석 기관(Analytical)은 영국의 수학자 찰스 베비지(Charles Babbage)가 발명한 최초의 생각 기계 입니다. 

이어서 튜링 머신(Turing Machine) 생각하는 계산기가 등장했습니다. 튜링 시험으로 인공지능의 기초를 놓았습니다. 

튜링 머신은 생각을 계산이라는 명확한 절차로 바꾸어 놓았습니다. 

두뇌 신경은 의식의 작동으로 하여 생각 느낌과 의지로 어떤 개념을 이해하고  언어로 나타냅니다. 그 언어가 이제는 계산이라는 정보가 된 것입니다. 

계산 정보는 폰 노이만 구조를 생성 시켰습니다.  폰 노이만 구조는 컴퓨터의 기본 원리가 되었습니다. 이 원리는  트랜지스터가 단속하는 전기 에너지의 힘으로 계산과 논리 정보를 연산하고 기억하는 컴퓨터 입니다. 최초의 컴퓨터는 에니악(ENIAC) 입니다. 

튜링 시험은 별도의 공간에 사람과 튜링 머신이 말을 하게 하고, 그 바깥에 있는 사람이 안에서 들리는 소리를 듣게 합니다.  그 소리가 기계의 것인지 사람의 것인지 구별하지 못하면, 이것이 바로 인공지능(생각하는 기계) 이라고 하였습니다.  

정보 이론에서 Bit가 등장했습니다. 클로드 새년(Claude Shannon)이 Binary Digit(이진법)을 줄여서 Bit라는 개념을 창안했습니다. 

Bit는 숫자 0과 1을 사용하여 나타냅니다. 이 비트는 논리를 표현하는 데 적격입니다. 

논리는 있다 없다, Yes or No, Do or Do not 등의 논리 상태를 표현할 수 있습니다. 

전기를 사용하여 전기 연결이면(On) Bit 1 그리고 불통(Off)이면 Bit 0의 발상이 바로 컴퓨터, 인공지능과 양자 컴퓨터로 가는 정보의 길을 환하게 열었습니다. 정보가 바로 인류의 문명과 문화를 견인합니다.

4.   인공지능과 양자 컴퓨터가 미래를 밝힙니다.

인간의 두뇌 정보를 탐구하던 생화학(Biochemical) 분야와 정보 이론이 만나서, 드디어 인공지능을 만들어 냈습니다. 인공지능(Artificial Intelligence)은 인간 두뇌의 지능을 본 따서 만들었습니다.

인공지능의 등장으로 정보의 개념도 확장 되었습니다. 유전자의 정체를 밝혀 냈습니다. 유전자는 생명체가 자신의 정체를 복제하여 후손에게 전달함으로써 영원히 사는 길입니다. 

DNA 속에 그런 생명 정보가 있습니다. RNA는 DNA 정보를 전사하여 생명체의 기본 단위 세포를 만드는 전령 역할을 합니다. 생명의 기본 단위 세포는 매일 죽고 또 태어납니다. 

정보를 나타내는 문장도 새로운 개념을 생성합니다.  이기적인 유전자의 저자 Richard Dawkins는 밈(Meme)을 새롭게 만들었습니다. 모방을 뜻하는 그리스어 Mimesis와 Gene(유전자)을 합성한 새로운 단어 입니다. 밈은 멜로디, 사상, 패션, 기술 등 분야의 모방을 뜻하는 정보 입니다. 

인터넷 정보를 통하여 유행어 짤, 유머 콘텐츠, 영상 등으로 공감 되며 확산 되고 있습니다. 

AI는 Agent를 만들어 내어 인간의 일을 대신합니다. LLM 대형 언어 모델은 정보를 구성하는 단어의 문장 내 관계를 확률로 계산하여 작동 합니다. 

정보 단위를 토큰(Token)이라 하고 그 토큰 간의 확률을 Value라고 합니다. 토큰 중에서 중심이 되는 것은 Key 입니다. 딥러닝으로 학습한 토큰 중에서 키와  관련되는 것들을 모아서 답변을 합니다. 

이 경우 높은 가치의 토큰을 사용하여 답변을 만들어 냅니다. 예를 들어서 여름이라는 키 토큰을 설명할 경우, *여름 사과는 붉다*와 *푸르다*에 경우에 푸르다가 붉다보다 토큰의 확률이 더 급니다. 답변은 *여름 사과는 푸르다*로 생성해 냅니다.  이런 원리를 사용하여 빛의 속도로 답변을 합니다. 

*토큰, 키와 가치*로 언어를 생성해내는 AI Agent를 Transformer라 합니다. 또한 Value를 계산하는 AI가 Attention 입니다. *LLM=Transformer+Attention* 입니다. 

*챗지피티*와 *제미나이*는 대표적인 LLM Model 입니다. 학생의 공부, 작가의 문장, 작곡가의 음률, 화가의 그림, 무용수의 춤, 디자이너의 기계 설계 등에 LLM 모델이 활용됩니다. 앞으로 인류 활동의 전 분야에 활용 될 것입니다. 

AI Agent는 무인 자동차와 드론 무기에 활용됩니다. AI Agent는 문명의 이기(利器)이자 흉기(凶器) 입니다. 

양자 역학은 우주에 있는 물질의 최종 종착역입니다. 가장 작은 미립자(Particle) 세계의 움직임에 관한 물리학이 양자역학 입니다. 

그 양자 역학의 움직임을 이용하여 양자 컴퓨터를 만들었습니다.  큐비트(QuBit)와 양자 Gate가 양자 연산을 합니다. 양자 컴퓨터는 인류의 새로운 삶을 열 것입니다. 

신약과 신물질의 개발을 위하여 아주 복잡한 계산(Simulation)을 해야 합니다. 

예를 들어서 물질 20개를 융합하여 신약을 개발해 내려면 엄청나게 복잡한 계산을 해내야 합니다. AI는 불가능하고 양자 컴퓨터의 병렬 연산만이 가능합니다.

암호 체계에도 비상이 걸렸습니다. 인수분해의 어려움을 활용한 RAS 암호에 비상이 걸렸습니다. 병렬 연산으로 RSA 암호를 깨 버립니다. 새로운 양자 암호를 개발하고 있습니다. 

암을 영원히 퇴치하는 신약이 개발되면 인류의 120세 수명 시대가 열릴 것입니다. 

인류는 화성에 제 2의 지구 환경을 구축해 낼 수도 있을 것입니다. 화성은 태양계 행성 중에서 지구의 온도와 가장 근접한 우주 환경을 가지고 있다고 합니다. 금성은 너무 덥고 목성을 너무 춥습니다.

120세 수명과 화성 제 2의 지구 과연 가능할까요?