양자역학은 의식을 설명할 수 있을 것인가?

원문: Quantum Mechanics and Dhamma 섹션의 ‘Will Quantum Mechanics Be Able to Explain Consciousness?’ 포스트

- 2018년 3월 20일 작성; 2021년 3월 12일 개정; 2022년 4월 19 개정

양자역학과 의식은 모두 불가사의(기묘)한가?

1. 양자역학(QM)에는 예측이 직관적이고 확연히 결정론적인 고전 물리학과 비교하여 ‘불가사의한(기묘한)’ 것처럼 보이게 하는 몇 가지 특징(양자 얽힘, 하이젠베르크 불확정성 원리 등)이 있습니다.

• * (철학에서 논의된) ‘의식의 [이해하기] 어려운 문제’는 양자 현상과 마찬가지로 불가사의(기묘)합니다. 그 문제는 비활성 물질로 만들어진 뇌에서 의식이 어떻게 발생할 수 있는지에 대한 것입니다.

• * 1900년대 초에 양자역학이 등장했을 때, 많은 사람들은 이 둘을 하나로 묶고 새로 발견된 양자 이론이 뇌에서 의식이 어떻게 발생하는지 설명할 것이라고 추측하기 시작했습니다.

양자역학으로 의식의 기원을 설명하려는 시도

2. 그런 양자역학에 기반한 여러가지 이론이 의식을 설명하기 위해 제안되어 왔습니다.

• * 최근에 출판된 몇몇 인기있는 책들은 인간의 의식을 생성하는 데 양자역학의 가능한 역할을 강조합니다(참고 문헌 15의 Walker 저, 2000년; 참고 문헌 12의 Penrose외 공저, 2011년; 참고 문헌 13의 Rosenblum 및 Kuttner 저, 2011년; 참고 문헌 14의 Stapp, H. 저, 2011년 참조).

• * 최근의 Review 논문은 ‘Neural correlates of consciousness- Koch et al- 2016’입니다.

• * 예를 들어, 제안된 또 다른 접근 방식은 뉴런(neuron)의 미세소관(microtubule)에서 기원하는 의식을 기반으로 합니다. ‘Consciousness in the universe – Hameroff and Penrose-2014’을 참조하세요.

• * 그러나 그것들은 검증되지 않은 ‘이론’에 불과합니다. 그것들은 결코 올바르다고 증명되지 않을 것입니다. 붓다께서는 마음이 이 세상 모든 것의 선구자(전조자)라고 설명하셨습니다. 뇌에 있는 어떤 것도 의식을 일으킬 수 없습니다. ‘담마와 과학’ 섹션의 ‘생명의 기원(Origin of Life)’ 서브섹션을 참조하세요.

철학자들을 깨닫기 시작하고 있다

3. 과학 분야의 그런 활동 외에, 현재 철학의 화두는 ‘물질적 뇌에서 의식이 어떻게 일어나는가’입니다. 대부분의 철학자는 물리주의자이며 물리적(물질) 기반이 모든 현상을 설명할 수 있다고 믿습니다. 여러 철학자들과의 토론 모음에 대해서는 참고 문헌 4의 ‘Blackmore 저, 2005년’를 참조하세요.

• * David Chalmers가 1994년 의식에 관한 첫 번째 Tucson 회의에서 다음과 같이 지적했습니다. “어려운 문제는…뇌의 물리적 과정이 어떻게 주관적인 경험을 일으키는지에 대한 문제다.”(참고 문헌 5의 ‘Chalmers 저, 1995년’ 참조.)

• * 그러면, 철학(그리고 과학)의 문제는 ‘주관적’ 의식이 ‘객관적’ 물질에서 어떻게 일어나는지 알아내는 것입니다. 그것은 불가능한 일입니다.

4. 이 중대한 병목 현상은 Thomas Nagel도 그의 유명한 에세이 ‘What Is It Like to Be a Bat- Nagel- 1974’에서 더욱 일찍이 강조했습니다(참고 문헌 10의 Nagel 저, 1974년). 그는 논문의 말미에서 다음과 같이 지적했습니다. “... 주관적이고 객관적인 일반적인 문제에 대해 더 많은 생각이 주어지기 전까지는 마음에 관한 어떤 물리적 이론도 숙고될 수 없을 것 같다. 그렇지 않으면, 우리는 그것을 회피하지 않고는 심신 문제를 제기할 수도 없다.”

• * ‘주관적’과 ‘객관적’ 사이의 차이는 특히 지난 10년 동안 이루어진 신경과학 연구에서 분명해지고 있습니다. 우리는 아래에서 그 새로운 개발들에 대해 논의할 것입니다. 주관성은 인식(의식)에서 중요한 역할을 하며, 문제는 그것이 어떻게 ‘객관적인’ 물질적 기반에서 일어날 수 있느냐 하는 것입니다.

주관 대 객관: 마음과 물질 사이의 차이

5. 우리가 다루려고 하는 문제를 명확히 설명하기 위해, ‘객관적’과 ‘주관적’ 사이의 차이를 명확히 할 필요가 있습니다.

• * 객관적인 것은 사람의 개인적 의견과 편견이 작용하지 않는다는 것을 의미합니다. 물질의 물리적 특성(속성)에 대해 객관적이 되는 것은 쉽습니다. 우리 모두는 주어진 물체의 길이, 무게, 밀도, 색상 등이 무엇인지에 동의합니다. 우리는 그것들을 측정하기 위한 표준 절차를 개발했습니다. 그러므로, 누가 측정을 하든지 간에, 동일한 답이 나올 것입니다.

• * 따라서 우리 모두는 (색맹이 아닌 한) 특정 장미가 빨간색이라는 데 동의합니다. 그것도 객관적이다.

무엇이 주관적인가?

6. 그렇다면, 주관적인 것은 무엇일까요? 그것들은 사람마다 다를 수 있는 개인적인 의견입니다.

• * 예를 들어, 정치인 X에 대한 의견을 묻는다면, 어떤 사람은 그를 좋아할 것이고, 어떤 사람은 그를 싫어할 것이며, 다른 어떤 사람들은 좋아함과 싫어함의 사이 어딘가에 있을 것입니다.

• * 정치, 종교, 음식, 냄새, 책, 영화 등에 대해서도 마찬가지입니다. 그것들은 모두 주관적입니다.

• * 붓다 담마(Buddha Dhamma)에서 그 주관적인 의견들은 사람들마다 ‘가띠(gati)’가 다르기 때문에 일어납니다. ‘끌림의 법칙, 습관, 성격(가띠), 및 갈망(아-사-와)’ 포스트를 참조하세요.

과학은 객관적 평가를 기반으로 한다

7. 우리는 그런 경우에 비활성 물질을 객관적으로(따라서 합리적으로) 다루기 때문에 과학 및 기술 분야가 번창하고 있습니다. 그러므로, 우리는 상세히 실험을 마련할 수 있고, 그리고 객관적으로 실험을 설계하고 수행하는 유능한 어떤 과학자팀도 어디에서나 실험을 상세히 마련하고 수행할 수 있습니다. 그들은 (실험적 불확실성 내에서) 동일한 결과를 얻을 것입니다.

• * 그런 실험이 일관되고 반복 가능한 결과를 낳지 않는다면 과학과 기술은 번성하지 못할 것입니다.

8. 과학은 비활성 물질을 포함하는 ‘물질 현상’에 초점을 맞춥니다. 과학자들은 달에 로켓을 보낼 수 있습니다. 그것은 오로지 운동의 법칙을 엄격히 따르는 물체의 운동(움직임)만을 포함합니다. 그러므로, 객관적 평가가 주관적 평가보다 훨씬 간단하다(쉽다)는 것이 분명합니다.

• * 본질적으로, 우리 모두는 주관적인 것에 동의할 수 없습니다. 우리는 사물(대상)에 다른 가치를 부여하고 우리의 가치 체계에 따라 다른 의견을 가지고 있습니다.

• * 사람들은 과학이 우리의 뇌에서 객관적인 평가가 어떻게 일어나는지를 알아내는 것이 쉬울 것이라고 생각할 것입니다. 그러나 그것조차도 우리가 생각하는 것보다 더 복잡합니다.

의식의 신비

9. 예를 들어, 신경과학은 우리 뇌가 어떻게 장미를 ‘빨간색’으로 식별하는지, 즉 비활성 뉴런이 어떻게 그것이 객관적인 경우에도 그 ‘경험’을 일으킬 수 있는지 설명할 수 없습니다. 주관적인 경험을 설명하는 것은 훨씬 더 어렵습니다.

• * 이 근본적 문제는 ‘감각질(qualia, 퀄리아)’의 그런 본질적 측면을 다룰 때에도 여러 철학자들과 과학자들이 장기간에 걸쳐 지적해 왔습니다. 예를 들어 Noe 및 Thompson(2004년), Bitbol(2008년), Miller(2014년), Aru 및 Bachmann(2015년)을 참조하세요(각각 참고 문헌 11, 3, 9, 1 참조).

• * 이 저자들이 지적하듯이, 현재는 의식의 신경 상관관계만을 조사하는 데 노력이 집중되고 있습니다. 그러나 의식의 신경 구성(의식이 어떻게 일어나는지)을 찾는 것은 불가능해 보입니다(그리고 실제로도 불가능합니다!).

• * 의식이 육체에서 일어나지 않기 때문에 그것은 불가능합니다. 의식은 정신적 몸(간답바, gandhabba)에서 일어납니다. ‘담마와 과학’ 섹션의 ‘생명의 기원(Origin of Life)’ 시리즈에서 ‘인간 생명 - 정신 기반(간답바)과 물질 기반(세포)’으로 시작하는 여러 포스트들을 참조하세요.

의식은 어떻게 일어나는가?

10. 비활성 뇌가 색상을 식별할 수 있는가? 뇌는 어떻게 고통을 느낄 수 있는가? 그것들이 다루어야 할 매우 중요한 문제입니다.

• * 더욱이, ‘의식의 실제 문제’는 훨씬 더 복잡합니다. 왜냐하면 붉은색 물체를 보고 일어나는 느낌은 사람마다 다를 수 있기 때문입니다. 예를 들어, 어떤 사람들은 빨간 옷을 입고 싶어하고, 어떤 사람들은 그렇지 않습니다.

• * 따라서, 그러한 느낌과 지각은 참으로 주관적인 감각 경험으로 인해 일어납니다. 물질적 현상은 본질적으로 객관적입니다.

• * 최근까지 신경과학은 감정, 느낌, 지각과 같은 정신적 속성의 존재를 인식하지 못했습니다. 정밀한 신경 이미징(neuro-imaging) 방법을 이용할 수 있게 되자, 기본적으로 지난 10년 동안 해당 영역에서 폭발적으로 활용되었습니다. 예를 들어, 참고 문헌 8의 Lindquist 및 Barrett 저, 2012년; 참고 문헌 2의 Bird and Viding 저, 2014년; 참고 문헌 6의 Klasen 외 공저, 2014년; 참고 문헌 7의 Lamm 및 Majdandzic 저, 2015년을 참조하세요. 그러나 이 연구들은 이 정신적 특성들의 신경 상관 관계(신경 구성이 아님)만 가리켜 보일 수 있습니다.

주관적 경험은 현대 과학으로 설명할 수 없다

11. 그러므로, 우리가 (‘장미의 붉음’을 경험하는 것과 같은) ‘감각질(qualia, 퀄리아)’의 근본적인 측면을 식별하는 것과 관련된 ‘어려운 문제’를 해결하더라도, 여전히 ‘주관적 경험’의 문제를 해결하지 못할 것입니다. 각 사람의 뇌에 있는 뉴런(neuron)에는 ‘주관적 경험’을 제공하기 위해 고유한 ‘특성’ 집합이 있어야 하기 때문입니다. 하지만, 뉴런은 뉴런입니다. 사람 X의 뉴런이 어떻게 사람 Y의 뉴런과 다를 수 있을까요?

• * 따라서 마음과 물질 사이의 차이는 단지 감각질(qualia)(장미의 붉음)보다 훨씬 더 깊습니다. 마음에서 일어나는 감정(행복, 슬픔, 탐욕, 증오, 질투 등)은 복잡하고 개인적입니다. 마음은 복잡합니다.

• * 뇌에 있는 비활성 뉴런으로 마음 현상을 설명하려는 문제는 존재론적으로 다른 ‘객관적’ 물질 기반(뉴런)으로 복잡한 ‘주관적 정신 현상’을 설명하려는 데 그 뿌리를 두고 있습니다.

• * 붓다께서는 그러한 느낌(감정)이 육체가 아니라 정신적 몸(간답바, gandhabba)에서 일어난다고 설명하셨습니다. ‘리빙 담마’ 섹션의 ‘멘탈 바디 ㅡ 간답바(Mental Body – Gandhabba)’ 서브섹션을 참조하세요.

12. 어쨌든, 이 논문에서는 훨씬 더 좁은 측면, 즉 양자역학의 역할에 초점을 맞추고 있습니다.

• * 인과 관계는 커녕, 마음과 양자 현상 사이의 상관 관계에 대한 증거(근거)도 없습니다.

• * 양자역학 실험의 결과는 단순히(간단히 말하면) 그러한 실험에 참으로 주관적인 결정이 포함되지 않기 때문에 그러한 실험을 수행하는 사람의 ‘주관성’에 의존하지 않습니다.

13. 주관적인 결정은 진보 대 보수 투표, 특정 주식의 매수 대 매도, 또는 특정 음식에 대한 호감 대 비호감과 같이, 매우 개인화되어 있으며, 정말로 주관적인 헤아릴 수 없이 많은 그런 선택입니다.

• * 양자역학적 실험은 그런 주관적인 결정을 포함하지 않으며, 실험자에 상관없이 결과는 동일합니다. 과학에서 실험 결과의 재현성은 최종 결정자입니다. 양자역학적 측정은 재현할 수 있습니다.

• * 그것이 양자 현상이 마음과 아무 관련이 없다는 것을 깨닫는 열쇠입니다. 양자 현상은 ‘고전(역학에 의한) 현상’과 다를 수 있지만, 재현 가능합니다.

고전과 양자 [역학에 의한] 현상 모두 객관적이고 결정론적이다

14. 확연히, ‘결정론적’ 고전 물리학(뉴턴 역학)은 ‘주관적’ 의식을 설명하는 데에 근접조차 하지 않았습니다. 그러나 ‘특이한 측면’이 있는 양자역학의 출현은 많은 사람들로 하여금 그것이 똑같이 ‘불가사의한(기묘한)’ 의식을 설명할 수 있을 것이라고 즉시 추론하게 했습니다.

• * 1920년대 이후, 양자역학의 ‘특이한’ 본질을 합리화하려는 시도가 있었고, 의식적인 관찰이 실험 결과에 영향을 미칠 수 있다는 아이디어가 물리학계 자체에서 나타났습니다(예: ‘관찰자 효과’). ‘The Observer Effect in Quantum Mechanics’ 포스트를 참조하세요. 최근에는 의식 자체의 기원을 설명하기 위해 그런 아이디어가 채택되고 있습니다.

• * 양자역학 현상이 의식을 설명하기는 커녕, 의식과 관련되어 있다는 것도 제시하는 증거가 없음을 보이기 위해 향후 포스트의 기존 실험 결과를 요약해 보겠습니다.

15. 양자 현상은 (뉴턴 역학으로 묘사된) 고전 현상과 매우 다른 특성을 가지고 있습니다. 하지만, 양자 현상과 고전 현상은 모두 객관적입니다. 양자 현상이 주관적 의식과 관련이 있다는 증거(근거)는 없습니다.

• * 양자 현상에 대한 ‘비결정적’(또는 ‘비결정성/불확정성’)이라는 구절은 오해의 소지가 있습니다. 그것은 양자역학 실험의 결과를 미리 결정할 수 없다는 인상을 줍니다. 그것은 거짓입니다.

• * 비록 많은 ‘고전적 실험’이 단 하나의 결과를 가져오지만, 모든 경우에 해당되는 것은 아닙니다. 예를 들어, 혼돈 이론(chaos theory)에서는 확률만 계산할 수 있습니다.

• * 마찬가지로, 양자역학 실험에서는 확률만 계산할 수 있지만, 그러한 예측은 항상 실험 측정과 일치합니다. 그러므로, 양자 현상을 ‘비결정적’으로 분류하는 것은 오도하는 것입니다.

모든 양자역학 실험은 객관적이다

16. 수행된 모든 양자역학 실험은 객관적이었습니다. 주관적 의식은 그러한 실험에서 어떤 역할도 하지 않습니다. 주어진 양자역학 실험은 실험 조건에 따라 다른 결과를 산출할 수 있습니다.

• * 하이젠베르크(Heisenberg)의 불확정성 원리(uncertainty principle)에 의한 (알려진 확률을 가진) 결과 범위의 가능성 외에는 그러한 실험에 ‘본질적인 주관성’은 없습니다.

• * 동일한 조건에서 수행된 실험은 실험자와 상관없이(관찰자의 의식과 관계없이) 동일한 결과를 산출합니다. 많은 사람들이 유명한 이중 슬릿 실험(double-slit experiment)을 사용하여 그런 연결을 보여주려고 하지만, 그것은 잘못된 것입니다. ‘이중 슬릿 실험 ㅡ 마음과 물질 사이의 상관 관계?’ 포스트를 참조하세요.

• * 다음 포스트인 ‘The Observer Effect in Quantum Mechanics’에서 이 논의를 계속하겠습니다.

양자 역학은 뇌가 의식적 경험에 필요하지 않는 경우는 역할을 할 수 없다

17. 모든 뇌 활동이 없는 상태에서 의식적 경험이 있을 수 있다는 것이 보여지면, 양자 역학이 [의식과 관련하여] 역할을 하는 가능성이 완전히 부정됩니다. 그것은 실제로 전 세계의 많은 사람들이 임사체험(NDE, Near-Death Experiences)으로 보고한 사례입니다.

• * 필자는 ‘임사 체험(NDE): 뇌는 마음이 아니다’ 포스트에서 기존 증거에 대해 논의했습니다.

• * 다음은 환자로부터 증거를 녹음한 의사가 최근에 이 주제에 대해 언급한 유튜브 비디오입니다.

https://youtu.be/J5n2dzN1joU 

참고 문헌

1. Aru, J. and Bachmann, T. (2015년), Still wanted – the mechanism of consciousness, Frontiers in Psychology, vol. 6, pp. 1-3.

2. Bird, G., and Viding, E. (2014년), The self to other models of empathy: providing a new framework for understanding empathy impairments in psychotherapy, autism, and alexithymia, Neuroscience and Biobehavioral Reviews, vol 47, pp. 520-532.

3. Bitbol, M. (2008년), Consciousness, situations, and the measurement problem of quantum mechanics, Neuroquantology, vol. 6, pp. 203-213.

4. Blackmore, S. (2005년), Conversations on Consciousness, Oxford University Press.

5. Chalmers, D. J. (1995년) The puzzle of conscious experience, Scientific American, December 1995, pp. 62-68.

6. Klassen, M., et al., (2014년), Neural processing of emotion in multimodal settings, Frontiers in Human Neuroscience, vol. 8, pp. 1-4.

7. Lamm, C. and Majdandzic, J. (2015년), The role of shared neural activations, mirror neurons, and morality in empathy, Neuroscience Research, vol 90, pp. 15-24.

8. Lindquist, K. A., and Barrett, L. F. (2012년), A functional architecture of the human brain: emerging insights from the science of emotion, Trends in Cognitive Sciences, vol. 16, pp. 533-539.

9. Miller, S. M. (2014년), Closing in on the constitution of consciousness, Frontiers in Psychology, vol. 5, pp. 1-18.

10. Nagel, T. (1974년), What is it like to be a bat? The Philosophical Review LXXXIII, (4), pp. 435-450.

11. Noe, A. and Thompson, E. (2004년), Are there neural correlates of Consciousness?, Journal of Consciousness Studies, vol. 11, pp. 3-28.

12. Penrose, R., Kuttner, F., Rosenblum, B., Stapp, H., (2011년), Quantum Physics of Consciousness, Cosmology Science Publishers.

13. Rosenblum, B. and Kuttner, F., (2011년), Quantum Enigma: Physics Encounters Consciousness, Oxford University Press.

14. Stapp, H. (2011년), Mindful Universe: Quantum Mechanics and the Participating Observer, Springer.

15. Walker, E. H. (2000년), The Physics Of Consciousness: The Quantum Mind And The Meaning Of Life, Basic Books.