삶의 논리와 코드의 논리는 하나일 수도 있다는 것입니다.
1994년, 컴퓨터 화면에 기묘한 픽셀화된 기계가 나타났습니다.
일련의 명령어를 읽고 복사하여 자신의 복제품을 만들어냈습니다.
마치 반세기 전 헝가리계 미국인 박식가 존 폰 노이만이 예측했던 것처럼 말입니다.
이는 생명의 핵심이 계산적일지도 모른다는 심오한 아이디어를
놀랍게 보여주는 사례였습니다.
이 책의 오픈 액세스 버전은여기에서 볼 수 있습니다.
이 사실이 충분히 이해되는 경우는 드물지만, 폰 노이만은 생명과 계산 사이의 깊은 연관성을 확립한 최초의 인물 중 한 명이었습니다.
그는 계산처럼 복제도 기계가 암호화된 명령에 따라 수행할 수 있음을 보여주었습니다.
앨런 튜링의 만능 기계(Universal Machine)에 기반한
그의 모델에서, 자기 복제 시스템은 DNA와 매우 유사하게 명령을 읽고 실행합니다.
"만약다음 명령이 코돈 CGA라면,구성중인 단백질에 아르기닌을 첨가한다.
" DNA를 "프로그램"이라고 부르는 것은 은유가 아닙니다.
문자 그대로 그렇습니다.
물론 생물학적 컴퓨팅과 개인용 컴퓨터나 스마트폰에서 이루어지는 디지털 컴퓨팅 사이에는 상당한 차이가 있습니다.
DNA는 후성유전학이나 유전자 근접 효과와 같은 현상을 포함하여 미묘하고 다층적입니다.
세포 DNA 역시 모든 것을 설명하지는 못합니다.
우리 몸에는 수많은
박테리아와 바이러스가 존재하며, 각각 고유한 코드를 실행합니다.
DNA를 "프로그램"이라고 부르는 것은 은유가 아닙니다.
문자 그대로 그렇습니다.
생물학적 컴퓨팅은 "대규모 병렬"이고, 분산적이며, 잡음이 많습니다.
세포에는 약 300경(quintillion) 개의리보솜이 있으며, 모두 동시에 작동합니다.
이처럼 정교하게 복잡한 부유 단백질 공장들은 사실상 작은 컴퓨터와 같습니다.
물론 확률론적 컴퓨터이기 때문에 완전히 예측할 수는 없습니다.
힌지 구성 요소의 움직임, 더 작은 분자의 포획 및 방출, 화학 결합의 조작은 모두 개별적으로 무작위적이고 가역적이며 부정확하며, 끊임없는 열적 충격에 의해 이리저리
움직입니다.
오직 통계적 비대칭만이 한 방향을 다른 방향보다 선호하며, 영리한 오리가미 움직임은 특정 단계를 "고정"시켜 다음 단계가 발생할 가능성을 높이는 경향이 있습니다.
이는 컴퓨터의 "논리 게이트" 작동 방식과는 크게 다릅니다.
논리 게이트는 고정된 규칙을 사용하여 이진 입력을 출력으로 처리하는 기본 구성 요소입니다.
논리 게이트는 비가역적이며 99.99%의 신뢰성과 재현성을 갖도록 설계되었습니다.
그럼에도 불구하고 생물학적 컴퓨팅은 컴퓨팅입니다.
그리고 무작위성을 사용하는 것은 버그가 아니라 특징입니다.
실제로 컴퓨터 과학의 많은 고전적 알고리즘 또한 (다른 이유로) 무작위성을 필요로 합니다.
이는 튜링이 1951년 설계에 참여했던 초기 컴퓨터인 페란티 마크
1에 난수 명령어를 포함해야 한다고 주장했던 이유를 설명할 수 있습니다.
따라서 무작위성은 원래 튜링 머신에 대한 작지만 중요한 개념적 확장이지만, 어떤 컴퓨터든 결정론적이지만 무작위처럼 보이는 숫자, 즉 "의사난수"를 계산함으로써 이를 시뮬레이션할 수 있습니다.
병렬 처리 또한 오늘날 컴퓨팅에 있어 점점 더 중요해지고 있습니다.
예를 들어, 현대 AI는 대규모 병렬 처리와무작위성 모두에 의존합니다.
오늘날 대부분의 신경망 학습에 사용되는 병렬화된 "확률적 경사 하강법"(SGD) 알고리즘, 챗봇에서 출력에 일정 수준의 무작위성을 부여하기 위해 사용되는 "온도" 설정, 그리고 데이터 센터에서 대부분의 AI를 구동하는 그래픽 처리 장치(GPU)의 병렬 처리가 그 예입니다.
중앙 집중식 순차적 명령어 실행에 의존하는 전통적인 디지털 컴퓨팅은 기술적 제약의 산물이었습니다.
초기 컴퓨터는 가능한 한 적은 수의 부품으로 장시간 계산을 수행해야 했습니다.
원래 이러한 부품들은 불안정하고 값비싼 진공관이었는데, 쉽게 타버리고 손으로 자주 교체해야
했습니다.
따라서 자연스러운 설계는 외부 메모리와 주고받는 일련의 비트들을 처리하는 최소한의 "중앙처리장치"(CPU)였습니다.
이는 "폰 노이만 구조"로 알려지게 되었습니다.
튜링과 폰 노이만은 둘 다 컴퓨팅이 다른 방식으로 이루어질 수 있다는 것을 알고 있었습니다.
튜링은 생애 말년에 형태발생론이라는 분야에서 표범 반점과 같은 생물학적 패턴이 단순한 화학적 규칙으로부터 어떻게 발생할 수 있는지 탐구했습니다.
튜링의 형태발생론은 생물학적으로
영감을 받은 대규모 병렬 분산 연산의 한 형태였습니다.
유아의 뇌를 본떠 무작위로 연결된 신경망인 "무질서한 기계"라는 그의 초기 개념도 마찬가지였습니다.
이는 중앙 프로세서가 없는 컴퓨팅이 어떤 모습일지에 대한 비전이었고, 실제로생명체에서는 어떤 모습일지에대한 비전이었습니다.
폰 노이만은 1940년대부터 계산에 대한 대규모 병렬 접근법을 탐구하기 시작했습니다.
로스앨러모스에서 폴란드 수학자 스타니스와프 울람과 논의하면서 그는 "셀룰러 오토마타"라는 개념을 생각해 냈습니다.
이는 단순한 계산 단위들로 이루어진 픽셀 형태의 격자로,
모두 동일한 규칙을 따르고, 인접한 단위들과만 통신하여 동시에 자신의 상태를 변경합니다.
폰 노이만은 특유의 기교를 발휘하여자기 복제셀룰러 오토마타의 핵심 구성 요소들을 종이 위에 설계하기까지 했습니다.
여기에는 명령어를 담고 있는 수평 셀 "테이프"와 명령어를 읽고, 복사하고, 실행하는 셀 "회로" 블록이 포함됩니다.
세포 자동화를 설계하는 것은 일반적인 프로그래밍보다 훨씬 어렵습니다.
모든 세포 또는 "픽셀"이 동시에 자신의 상태와 환경을 변화시키기 때문입니다.
생물학에서처럼 무작위성과 미묘한 피드백 효과가 더해지면 추론, "프로그램" 또는 "디버그"가
더욱 어려워집니다.
폰 노이만은 특유의 뛰어난 재주로, 심지어는 자기 복제세포 자동 장치의 핵심 구성 요소를 종이 위에 설계하기까지 했습니다 .
그럼에도 불구하고 튜링과 폰 노이만은 근본적인 것을 깨달았습니다.
바로 계산에는 중앙 프로세서, 논리 게이트, 이진 연산, 또는 순차적 프로그램이 필요하지 않다는 것입니다.
계산 방법은 무한하며, 결정적으로 모든 방법이 동등하다는 것입니다.
이러한 통찰은 이론 컴퓨터
과학의 가장 위대한 업적 중 하나입니다.
이러한 "플랫폼 독립성" 또는 "다중 실현 가능성"은 어떤 컴퓨터든 다른 컴퓨터를 에뮬레이션할 수 있음을 의미합니다.
하지만 컴퓨터가 서로 다른 설계로 되어 있다면 에뮬레이션 속도가 매우 느릴 수 있습니다.
이러한 이유로 폰 노이만의 자기 복제 셀룰러
오토마타는 물리적으로 제작된 적이 없습니다.
하지만 그 과정을 직접 보는 것도 재밌을 것 같습니다!
1994년 시연은폰 노이만의 자기 복제 자동화를 최초로 성공적으로 에뮬레이션한 것이었는데,그보다 훨씬 이전에는 불가능했을 것입니다.
직렬 컴퓨터는 오토마타의 6,329개 셀을 630억 번의시간 간격 동안 순환시키려면 엄청난 처리 능력이 필요합니다.
화면에서는 광고대로 작동했습니다.
픽셀화된 2차원 루브 골드버그 머신이 오른쪽으로 길게 늘어진 145,315개 셀 길이의 명령 테이프 위에 웅크리고 앉아 테이프에서 정보를 뿜어내고 "쓰기 팔"을 뻗어 원본 바로
위 오른쪽에 자신의 복제본을 천천히 인쇄했습니다.
직렬 컴퓨터가 튜링의 "무질서한 기계"를 계승한 병렬 신경망을 에뮬레이션하는 것 역시 비효율적입니다.
결과적으로, 트랜스포머 기반 챗봇과 같은 대규모 신경망을 구동하는 것은 디지털 컴퓨터의 소형화, 속도, 병렬 처리 기술의 지속적인 발전 덕분에 최근에야 실용화되었습니다.
2020년, 제 동료알렉스 모르드빈체프는현대 신경망, 튜링의 형태발생, 그리고 폰 노이만의 셀룰러 오토마타를 결합하여 "신경 세포 오토마타"(NCA)를 만들어냈습니다.
이는 기존 셀룰러 오토마타의 단순한 픽셀 단위 규칙을 신경망으로 대체한 것입니다.
국소 형태발생 유전자
농도를 나타내는 몇 가지 값을 감지하고 영향을 미칠 수 있는 이 신경망은 얼룩말 줄무늬나 표범 무늬뿐만 아니라 원하는 모든 패턴이나 이미지를 "성장"시키도록 학습될 수 있습니다.
실제 세포는 말 그대로 내부에 신경망을 가지고 있지는 않지만, 외부 자극과 내부 상태에 따라 세상에서 어떤 행동을 취할지 결정하는 고도로 진화된 비선형적이고 목적 지향적인 "프로그램"을 실행합니다.
NCA는 움직임이 아닌 상태 변화(여기서는 색상으로 표현)와 화학
물질의 흡수 또는 방출만을 수반하는 세포의 가능한 행동 범위를 모델링하는 일반적인 방법을 제공합니다.
알렉스가 제게 보여준 첫 번째 NCA는 도마뱀 이모지였는데, 꼬리뿐만 아니라 팔다리와 머리까지 재생시킬 수 있었습니다! 복잡한 다세포 생명체가 어떻게 "국지적으로 생각"하면서도 "전역적으로 행동"할 수 있는지를 강력하게
보여주었습니다.
마치 여러분의 세포가 모두 같은 DNA를 가지고 있는 것처럼 말이죠. 이러한 시뮬레이션은 계산이 어떻게 규모에 관계없이 실제와 같은 행동을 만들어낼 수 있는지 보여줍니다.
폰 노이만의 설계를 기반으로 현대 신경 세포 오토마타까지 확장된 이 시뮬레이션들은 생명체의 계산적 토대를 엿볼 수 있게 해 줍니다.
블레즈 아궤라 이 아르카스는 구글의 부사장 겸 펠로우로, 기술 및 사회 부문의 최고기술책임자(CTO)이자 기초 AI 연구 기관인 패러다임 오브 인텔리전스(Paradigms of Intelligence)의 설립자입니다.
그는본 논문의 원저인 "지능이란 무엇인가?"의 저자입니다.
이 책의 오픈 액세스 버전은여기에서 확인할 수 있습니다.
낙관주의와 장수의 새로운 과학
점점 더 많은 연구에 따르면 낙관주의는 신체적, 정신적 웰빙을 증진하는 데 중요한 역할을 한다고 합니다.
낙관적이든 비관적이든 그것은 단순히 심리적 특성이나 흥미로운 대화 주제가 아닙니다.
생물학적으로도 중요한 의미를 지닙니다.
실제로 낙관주의가 질병을 예방하고 건강한 노화를 촉진하는 강력한 도구가 될 수 있다는 증거가 점점 더 많아지고 있습니다.
낙관적인 사고방식을 가진 사람들은 다양한 긍정적 건강 지표,특히 심혈관계 지표뿐 아니라폐,대사,면역 지표에서도 긍정적인 결과를 보입니다.
또한 연령 관련 질환 발생률과 사망률도 낮습니다.
낙관주의와 비관주의는 자의적이고 모호한 분류가 아닙니다.
오히려 과학적으로 측정 가능한 사고방식이며, 개인의 태도를 낙관주의에서 비관주의까지 다양한 스펙트럼에 걸쳐 보여줍니다.
이러한 방식으로 각 대상의 기준선을 설정함으로써 연구자들은 낙관주의 수준과 상대적 건강 상태 간의 상관관계를 검증할 수 있습니다.
2019년 뉴욕시의 Mount Sinai Morningside 병원의 심장 전문의인 Alan Rozanski가JAMA Network Open에 발표한 리뷰에서는총 229,391명의 참가자를
대상으로 15개의 서로 다른 연구 결과를 비교했습니다.
Rozanski의 메타 분석에 따르면 낙관주의 수준이 높은 개인은 낙관주의 수준이 낮은 개인에 비해 심혈관 질환 위험이 35% 낮고 사망률도 낮았습니다.
Rozanski는 가장 낙관적인 사람들이 특히 건강한 식습관, 운동, 금연을 통해 자신을 더 잘 돌보는 경향이 있다고 지적했습니다.
이러한 행동은 자신의 웰빙에 덜 신경 쓰는 경향이 있는 가장 비관적인 사람들에게서 훨씬 적게 발견되었습니다.
그러나 비관주의로 인한 피해는 생물학적이기도 합니다.
코르티솔과 노르에피네프린과
같은 스트레스 호르몬이 증가하여 발생하는 지속적인 마모는 신체 염증 수치를 높이고 질병의 발병을 촉진합니다.
게다가 병적인 비관주의는 우울증으로 이어질 수 있으며, 미국 심장 협회는 이를 심혈관 질환의 위험 요인으로 간주합니다.
낙관론자들은 비관론자들보다 평균 11~15% 더 오래 사는 경향이 있으며, "뛰어난 장수"를 이룰 가능성이 매우 높습니다.
감기와 같은 가벼운 질병과 관련하여도 동일한 상관관계가 확인되었습니다.
2006년 한 연구에서는흔한 호흡기 바이러스를 접종받은 건강한 자원봉사자 193명의 성격 특성을 분석했습니다.
긍정적인 태도를 보인 사람들은
그렇지 않은 사람들보다 감염 증상이 나타날 가능성이 낮았습니다.
따라서 낙관주의는 장수 기전에 관여하는 가장 흥미로운 비생물학적 요인 중 하나입니다.
개인의 심리적 특성과 신체 건강의 상관관계를 보여주기 때문입니다.
이러한 의미에서 낙관주의는 건강을 보호하는 추가적인 전략을 제시합니다.
낙관주의자들은 더 오래 사는 경향이 있는데, 이는 하버드 대학의 루이너 리가 주도한 연구에서 NHS의 여성 69,744명과 미국 재향군인부의 노화 연구에서 남성 1,429명을 분석한 결과에서 드러났습니다.
결과에 따르면 낙관주의자들은 비관주의자들보다 평균 11~15% 더 오래 사는 경향이 있으며 "예외적인
장수"를 달성할 가능성이 매우 높습니다.
즉, 정의에 따르면 85세 이상입니다.
이러한 결과는 사회경제적 지위, 전반적인 건강, 사회적 통합 및 라이프스타일과 같은 다른 요인에 의해 혼동되지 않습니다.
리에 따르면 낙관주의자들은 불리한 상황을 재구성하고 더 효과적으로 대응하는 데 더 능숙하기 때문입니다.
그들은 삶에 대한 자신감 있는 태도를 가지고 있으며 잘못된 것을 바꾸기 위해 아무것도 할 수 없다고 생각하는 대신 장애물을 극복하는 데 전념합니다.
1998년 프랑스에서 실시된 한 조사는 사망률과 낙관주의를 불러일으키는 집단 사건 사이에 상관관계가 있다는 가설을 세웠습니다.
그해 7월 12일, 생드니 경기장에서 프랑스 축구 국가대표팀은 브라질을 상대로 월드컵에서 우승했습니다.
그날 기록된 심혈관 질환으로 인한 사망자
수는7월 7일에서 7월 17일 사이의 평균보다 현저히 감소했지만, 이러한 효과는 남성에게만 국한되었고 여성에게는 거의 동일하게 나타났습니다.
인과관계를 확립할 수는 없지만, 이 흥미로운 우연의 일치는 팀의 승리 이후 급증한 낙관주의가 이 이야기에 영향을 미쳤을 가능성을 시사합니다.
낙관주의자의 마음 속에서 삶의 근본적인 부분은 목표 추구라는 전제에서 출발하여, 목표 달성에 대한 장애물에 직면하는 것은 개인의 낙관주의 수준에 따라 다른 결과로 이어질 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.
자신감 있고 긍정적인 태도를 가진 사람은 장애물을 극복하려고 노력하지만, 노력이 성공할 것이라고
확신하지 못하는 사람은 목표를 포기하는 경향이 있는데, 이는 목표에 대한 집착이 남아 좌절감을 느끼거나, 완전히 이탈하여 목표 달성에 실패할 수 있기 때문입니다.
낙관주의와 비관주의는 이러한 메커니즘을 더 큰 차원에서 단일 목표뿐 아니라 미래 전반에 대한 정신적 태도로 상정합니다.
연구자들은 이 두 가지 태도와 실제 상황에서 얻은 결과 사이의 관계를 연구했습니다.
낙관주의자들이 대학 학업을 마칠 가능성이 더 높은 것은 다른 사람들보다 똑똑해서가 아니라, 동기 부여와 인내심이 더 강하기 때문인 것으로 나타났습니다.
또한 낙관주의자들은 친구 사귀기,
운동하기, 학업 성적 향상 등 여러 목표를 동시에 추구하는 데 있어 노력을 최적화함으로써 더 잘 관리할 수 있습니다.
즉, 우선순위 목표에는 더 큰 집중력을 보이고 부차적인 목표에는 덜 집중하는 모습을 보입니다.
낙관주의자는 자기 조절 자원을 신중하게 투자하는 듯하다.
상황이 유리할 때는 노력을 늘리고 불리할 때는 노력을 줄이지만, 극복해야 할 불리한 점이 있을 때는 더 많은 노력을 한다.
긍정 심리학자 마틴 셀리그먼이 1990년에 대학 수영팀을 대상으로
한 유명한 연구에서 코치들은 선수들에게 최선을 다해 경쟁하도록 요구했다.
경기가 끝날 무렵, 그들은 성적에 대해 잘못된 결과를 받았고, 속도가 약 2초 증가했다.
이는 믿을 수 있을 만큼 충분히 낮았지만, 선수들이 실망할 만큼은 여전히 충분했다.
그들은 지난 경기에서의 나쁜 결과를 곱씹으며 몇 시간 동안 휴식을 취한 후, 수영 선수들은 두 번째 경기에 불려갔고, 낙관주의자와 비관주의자의 결과는 상당히 달랐다.
비관주의자는 첫 번째
경기보다 평균 1.6% 느렸고, 낙관주의자는 0.5% 더 빠르게 수영했다.
실험 결과, 낙관주의자들은 실패를 더 나은 성과를 내는 계기로 삼는 경향이 있는 반면, 비관주의자들은 더 쉽게 낙담하고 더 쉽게 포기하는 경향이 있다는 것이 밝혀졌습니다.
심장 전문의 앨런 로잔스키는 낙관주의는 근육과 마찬가지로 긍정성과 감사를 통해 강화될 수 있다고 말합니다.
DNA 연구 결과도 낙관주의가 세포 노화를 늦추는 효과적인 도구라는 생각을 확인하는 듯하며, 그중텔로미어 단축은 바이오마커입니다. (텔로미어는 염색체 끝에 있는 보호 캡입니다.
) 이 연구는 아직 진행 중이지만 초기 결과는 유익합니다.
2012년, 텔로미어를 보충하는 효소를 발견한 공로로 3년 전 노벨상을 공동 수상한 엘리자베스 블랙번과 샌프란시스코 캘리포니아 대학교의 엘리사 에펠은 다른 기관과 협력하여 폐경 후 여성 그룹에서비관주의와 가속화된 텔로미어 단축 사이의 상관관계를 확인했습니다. 그들은 비관적인 태도가 실제로 더 짧은 텔로미어와 관련이 있을 수 있다는 것을 발견했습니다.
연구는 더 큰 표본 크기를 향해 나아가고 있지만, 낙관주의와 비관주의가 세포 노화 속도뿐만 아니라 우리 건강에도 중요한 역할을
한다는 것이 이미 분명해 보입니다.
최근인 2021년, 하버드 대학교 과학자들은 보스턴 대학교 및 이탈리아 밀라노의 오스페달레 마조레 병원과 협력하여 미국 재향군인을 대상으로 한 규범적 건강 연구에서 490명의 노인 남성의 텔로미어를관찰했습니다. 매우 비관적인 태도를 가진 피험자들은 텔로미어가 짧은 것과 관련이 있었습니다.
이는 낙관주의와 비관주의의 생물학적 연관성을 밝히는 메커니즘 연구에서 더욱 고무적인 발견입니다.
낙관주의는 인구의 25%에게만 유전적으로 결정되는 것으로 여겨집니다.
나머지 사람들에게는 사회적 관계나 더 긍정적인 사고방식을 배우려는 의도적인 노력의 결과입니다.
뉴욕 타임스 제인 브로디와의 인터뷰에서 로잔스키는 "우리의 사고방식은 습관적이고 무의식적이기
때문에, 첫 번째 단계는 부정적인 생각이 우리를 공격할 때 스스로를 통제하고 사물을 바라보는 방식을 바꾸겠다고 다짐하는 것입니다.
우리는 사고방식이 상황을 바라보는 유일한 방식이 아니라는 것을 인식해야 합니다.
이러한 생각만으로도 부정성의 독성 효과를 줄일 수 있습니다.
"라고 설명했습니다.
로잔스키에게 낙관주의는 근육과 마찬가지로 긍정과 감사를 통해 더욱 강해지도록 훈련될 수 있으며, 이를 통해 비이성적인 부정적인 생각을 긍정적이고 더 합리적인 생각으로 바꿀 수 있습니다.
정확한 메커니즘은 아직 연구 중이지만, 점점 더 많은 연구 결과에 따르면 낙관주의는 신체적, 정신적 웰빙 증진에 중요한 역할을 합니다.
따라서 긍정적인 전망을 키우는 것은 회복탄력성을 키우고, 스트레스를 관리하며, 심지어는 장수까지 연장하는 강력한 도구가 될 수 있습니다.
낙관주의를 키우는 습관을 들이면 우리는 삶의 어려움을 더 강하게 헤쳐나가고 더 건강하고 행복한 삶을 살 수 있는 힘을 얻을 수 있습니다.
이마쿨라타 데 비보는 하버드 의대 의학 교수이자 하버드 공중보건대학원 역학 교수이며, 하버드 래드클리프 연구소 과학 프로그램 공동 소장입니다.그녀의 연구는 유전적 변이가 환경과 어떻게 상호작용하여 호르몬성 암, 특히 자궁내막암에 대한 감수성에 영향을 미치는지에 중점을 두고 있습니다.
그녀는 다니엘 루메라와 함께 " 친절의 생물학" 을 공동 집필했으며,이 글은 이 책의 원저를 각색했습니다.
개구리의 이상한 삶
개구리가 우리에게 섹스, 과학, 그리고 생물학이 우리가 생각하는 것보다 훨씬 더 복잡한 이유에 대해 가르쳐 주는 것.
지난 30여 년 동안 선의의 독성학자들과 환경 과학자들은 화학 오염이 개구리에 미치는 유해한 영향에 대해 심각한 우려를 표명해 왔습니다.
환경 과학자
맥스 램버트는 경력 초기에 이러한 노력에 동참하고 싶어 했습니다.
그는 "우연히도 [제 지도교수]가 연구하던 화학 물질들이… 성 발달과 관련이 있었습니다.
"라고 말했습니다.
램버트는 처음부터 개구리 성 과학자가 되려고 했던 것은 아니었지만, 그럼에도 불구하고 독성학적 방법론이 그를 그 길로 이끌었습니다.
1990년대 후반과 2000년대 초반, 독성학 연구에서는 실험실 실험이나 야생에서 발견된 개체 모두에서 고도로 오염된 환경에서 "성전환" 개구리(수컷이 암컷으로 변한 개구리)와 "간성"
개구리(예: 고환에 난자 생성 세포를 가진 개체)를 보고하는 경향이 있었습니다.
연구자들은 화학물질 노출이 "성전환"을 유발하여 야생 개구리 개체군의 성비 불균형(암컷이 너무 많음!)을 초래한다고 결론지었습니다.
다른 생물학자들 또한 화학물질에 노출된 개구리들(주로 실험실에서) 사이에서 수컷 간의 성적 접촉이 관찰되었다는 사실을 지적하며, 이러한 동성 간의 성적 행동을 화학물질로 인한 피해의 증거로 해석했습니다.
램버트가2010년대에 미국 청개구리에 대해 수행한 연구는이러한 패턴에 딱 들어맞았습니다.
그는 교외 연못의 개구리 개체군에서 시골 연못의
개구리 개체군에 비해 암컷이 수컷보다 더 많다는 것을 발견했습니다.
독물학자에게 이러한 패턴의 명백한 설명은 교외 수역에 존재하는 화학 물질이었을 것입니다.
그리고 그 이전의 다른 사람들처럼 램버트는 교외 연못이 시골 연못보다 더 오염되었다고 가정하고, 화학 물질 오염이 수컷 개구리를 "여성화"시킨다고 결론짓고, 그 이상은 하지 않았을 것입니다.
"공격적인 플레이"란 무슨 뜻이고, 어떻게 알아볼 수 있을까?
하지만 램버트는 거기서 멈추지 않았습니다.
그는 교외 연못에 암컷 개구리가 더 많은 것은 사실이지만, 실제로는 시골 연못보다 성비 불균형이덜하다는 것을 발견했습니다 . 그가 관찰한 성비 차이는 시골 연못에 수컷이 너무 많다는 사실에서 비롯된 것이었습니다.
이러한 다른 성비는 어떻게 생겨났을까요? 램버트는 교외와 시골 연못에서 알, 올챙이, 그리고 성체 단계의 개구리 성비를 추적하기 시작했습니다.
그가 발견한 것은 전혀 예상치 못한
것이었습니다.
화학물질 노출 여부와 관계없이, 미국 녹색 개구리 올챙이는 " 거의 모든 곳에서성전환을 하고있었습니다 ." 이는 고환에 난자 생성 세포가 존재할 수 있음을 시사합니다.
올챙이 단계의 성전환은호르몬 간섭 화학물질 노출보다는 온도 변화로 인한 것으로 보입니다.
한편, 개구리 개체군의 암컷 "잉여"는 수컷에서 암컷으로의 성전환보다는 수컷 사망률 증가와 더 관련이 있는 것으로 보입니다.
더욱이,
간성 개구리는 여전히 자손을 생산할 수 있었는데, 이는 "성전환" 개구리의 존재가 필연적으로 종의 감소를 의미한다는 우려를 표시한 생물학자들의 주장과는 상반됩니다.
램버트의 말처럼, 성전환 올챙이들은 "성체가 되어 성적으로 생존 가능한 상태가 되고 성공적으로 번식합니다.
흥미로운 점은 성적 이상에 대한 많은 연구 결과에서 이러한 동물들은
열등하고, 짝짓기를 할 수 없으며, 아무도 원하지 않고, 평생 사랑받지 못할 것이라고 시사하고 있다는 것입니다.
[하지만] 그들은 아마도 실제로는 바깥세상에서 잘 지내고 있을 것이고, 어차피 그 차이를 알아차리지 못할 것입니다."
한편, 램버트는 몰랐지만, 페미니스트 과학 연구자 멜리나 패커는 독성학에 대한 퀴어 페미니스트적 분석을 진행하고 있었습니다.
멜리나는 독성학 실험과 항독성제 옹호를 모두 뒷받침하는
명확하지 않은 가정들에 점점 더 매료되면서 동시에 불안감을 느끼고 있었습니다.
특히 호르몬 간섭 화학물질과 그것이 성적 행동에 미치는 것으로 알려진 효과에 초점을 맞춘 가정이 있었습니다.
가정은 다음과 같습니다.
독성학자들은 수컷 실험쥐가 암컷보다 더 "공격적인 놀이" 행동을 한다고 가정했습니다.
왜냐하면, 음, 남자아이는 남자아이니까 그럴 테니까요.
독성학자들은 다음으로 에스트로겐성 독성 물질에 노출된 수컷 쥐가 노출 후 덜 공격적인 놀이를 하는 것처럼 보였기 때문에 "여성화"(독성학자들은 이를 비정상적이고 해롭다고 해석)되었다고 결론지었습니다.
따라서 남성도 에스트로겐성 화학 물질에 노출되면 여성화될 것이며, 이러한 여성화는 당연히 나쁜 것이라는 추론이 나왔습니다.
하지만 정말 그럴까요? 과학자들은 왜 성과 젠더가 이분법적이라고 가정했을까요? 멜리나는 왜 남성 = 남성적 = 공격적, 여성 = 여성적 = 수동적이라는 가정 하에 행동하는 걸까요? "공격적인 놀이"란 도대체 무엇을 의미하며, 어떻게 인식할 수 있을까요? 실험실에 갇혀 있는 설치류의 극도로 제약된 행동(그리고 그들의 인위적인 유전자는 말할 것도 없고!)을 야생 설치류에게, 심지어 인간에게까지 일반화할 수 있을까요? 그리고 여성화되었다고 여겨지는 (인간) 남성이, 특히 여성화가 공격성을줄인다면, 왜 그렇게 위협적인 걸까요 ?
분명히 말씀드리자면, 멜리나는 고독성물질이 우리 환경에 스며들어 우리 동의 없이 건강을 해치는 것에 대해 우리가 우려해서는 안 된다고 주장한 것이 아닙니다.
이 모든 것이 화학 기업의 막대한 이익을 위한 것이기 때문입니다.
하지만 그녀는 다양한 동물 종에 대한 고정관념적이고 이분법적인 인간의 성 역할에 자연스러워지지않으면서도, 연구를 수행하고 독성 환경 오염에 대한 경각심을 표명할 방법이 반드시 있어야 한다고 확신했습니다.
결국 맥스와 멜리나의 학제 간 협업(이제 두 사람은 친하게 지내고 있습니다)은 맥스의 이전 연구에서 어떤 면에서는 암묵적으로 채택되었던 퀴어적 접근 방식을 더욱 명확하게 보여주었습니다.
맥스는 선의의 생물학자들이 이전에는 의심하지 않았던 몇 가지 가정에 의문을 제기했습니다.
즉, 1) 개구리의 퀴어적 성(性)은 부자연스럽다는 것, 2) 올챙이의 성 변화는 부자연스럽다는 것, 3) 간성 개구리는 부자연스러울 뿐만 아니라 번식할 수 없다는 것입니다.
어떤 면에서 맥스의 초기 개구리 성 연구는 지배적인 서사 속에 정확히 자리 잡고 있었습니다.
예를 들어, 그는 성적 표현의 변이를 병리로 취급하는 "탈남성화된" 개구리와 같은 용어를 사용했는데, 이는 불행히도 그의 분야에서 표준적인 용어입니다.
하지만
궁극적으로 맥스는 개구리 생리학 및 성 행동에 대한 대안적 가능성에 열린 마음을 유지했습니다.
그렇다면 개구리 섹스에 대한 퀴어 페미니스트의 접근 방식은 무엇일까?
첫째, 개구리의 성별 변화가 그 자체로 나쁜 것이라고 단정 짓지 않을 것입니다.
오히려 화학적으로 오염된 물이 생물체(삼투, 음용, 섭취, 수영 등을 통해 물을 섭취하는 사람, 동물,
식물 포함)에 실제로 어떤 해를 끼치는지 밝혀내는 데 집중할 것입니다.
퀴어 페미니스트적 접근은 또한 선의의 과학 및 언론 보도에서 흔히 그러하듯, 화학적으로 오염된 개구리를 자연의 불쌍한 괴물로 규정하지 않을 것입니다.
맥스가 말했듯이, "놀라움에 마음을 열어 두세요… 생물학은 당신을 놀라게 할 것입니다.
동물들이 당신이 생각했던 것과는 다른 세상에 대한 이야기를 들려주도록 하세요."
퀴어 페미니스트적 접근 방식이화학 물질 노출이 개구리에게 실제로 해롭고 심지어 생식 건강에 해를 끼칠 수 있다는 현실을 무시하지 않는다는점은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다 . 실제로 과학자들은 바로 이러한 현실에 세심한 주의를 기울임으로써 생명을 위협하는 것으로 입증된 독성 화학 물질 노출(예: DDT가 맹금류 알껍질을 약화시키는 것)의 영향에 집중하는동시에이러한화학물질 노출을 특정 화학 물질 제조업체 및 특정 정부의 느슨한 화학 물질 규제와 연관시킬 수 있습니다.
이러한 퀴어 페미니스트적 접근 방식을 채택하는 과학자들은 동물의 기본 생물학에 다시 관심을 기울여야 할 이유가 있습니다.
다음과 같은 질문을 던지며 말입니다.
기온은 올챙이의
성적 표현에 어떻게, 그리고 왜 영향을 미칠까요? 수컷 개구리의 사망률이 암컷보다 높은 이유는 무엇일까요? 그리고 성전환이 반드시 생식을 불가능하게 하는 것은 아니지만 아직 입증되지 않은 방식으로 생식에 변화를 줄 수 있다는 점을 고려할 때, 지구 온난화는 개구리가 장래에 번성하는 데 어떤 영향을 미칠까요?
삶의 혼란스러움에 대한 맥스의 열린 태도는 그를 수컷 개구리가 호르몬 간섭 화학 물질에 의해 "여성화"된다는 주류 과학 이론에 무비판적으로 동조하던 사람에서, 개구리의 생리와
성 행동에 대한 퀴어 페미니즘적 가능성을 수용하고, 이를 뒷받침하는 데이터를 찾아 기본 생물학에 대한 우리의 지식을 확장하는 사람으로 변화시켰습니다.
독자들이 자연 세계에 대한 이러한 열린 태도를 "야생 속의 페미니즘"을 읽는 동안, 그리고 그 이후에도 오랫동안 간직하기를 바랍니다.
맥스가 말했듯이, "놀라움에 마음을 열어 두세요… 생물학은 당신을 놀라게 할 것입니다.
동물들이 당신이 생각했던 것과는 다른 세상에 대한 이야기를 들려주도록 하세요."
물론 그는 개구리에 대해 이야기하고 있었습니다.
하지만 우리가 예상하는 방식과는 다른 삶을 사는 수많은 다른 동물들에 대해서도 이야기하고 있었습니다.
암비카 카마스는 행동 생태학자이자 진화 생물학자로 훈련받았습니다.
멜리나 패커는호청크 족 소유지에 있는 위스콘신 대학교 라크로스 캠퍼스에서 인종, 젠더, 성적 지향 연구 조교수입니다 .뉴스레터 Heat Death에 처음 게재된이 글은 카마스와 패커의 저서 "야생 속의 페미니즘: 인간의 편견이 동물 행동에 대한 우리의 이해를 어떻게 형성하는가"를 각색한 것입니다.
반복과 우리의 뇌에 대한 추가 참고 사항
새뮤얼 제이 카이저는 반복이 왜 마음을 사로잡는지, 그리고 진화가 반복과 어떤 관련이 있는지에 대해 이야기합니다.
지난달,회화와 사진 속 반복에 대한 많은 독자들의 관심을 모았던 글을게재했습니다 . 이 글에서 저자는 이 주제를 다시 다루며, 시, 사진, 음악, 그리고 반복이 우리에게 즐거움을 가져다주는 진화적 근원에 대해서도 다룹니다.
'차이점 찾기'라는 인기 온라인 게임이 있습니다. 비슷한 두 이미지의 차이점을 찾는 게임입니다.
예를 들어,
이 게임은 흥미로운 질문을 던집니다.
두 이미지가 서로 반복되는 걸까요? 음, 상황에 따라 다릅니다.
완벽하게 동일하다는 뜻이라면 답은 '아니요'입니다.
이 게임은 차이점을 찾는 게임인데, 이 경우에는 12가지입니다.
바로 그 점이 게임을 재밌게 만드는 요소입니다.
작은 차이점을 발견하는 것이 즐거움을 주기 때문입니다.
하지만매우 비슷하다는뜻이라면
, 반복이라고 할 수 있을 만큼 비슷하다는 뜻이라면 답은 '예'입니다.
재즈 연주자들이 악기를 조율할 때 흔히 말하듯, 두 이미지는 "충분히 비슷합니다."
유명한 철학자이자 심리학자인 윌리엄 제임스는 1세기 전 그의 책 "심리학의 원리, 제1권"에서 "충분히 가깝다"에 대해 다음과 같이 말했습니다.
유사성에 대한 인식은 사실상 차이에 대한 인식과 밀접하게 연관되어 있습니다.
다시 말해, 우리가 차이로 인식하고, 정량적으로 추정하고, 척도에 따라 배열하는 유일한 차이는 공통된 속(genus)의 구성원들 사이에서 발견되는 비교적 제한적인 차이뿐입니다.
… 다르다고 판단되려면, 사물들은 일반적으로 어느 정도의 통약성, 즉 같은 방식으로 취급될 가능성을 시사하는 어떤 공통적인 측면을 가져야 합니다.
제임스가 "비교적 제한된 차이"에 대해 이야기할 때, 그는 "이 샐러드는 아몬드 대신 앤초비를 넣은 것을 제외하고는 저 샐러드와 똑같다" 또는
"이 집은 저 집과 문이 검은색이 아니라 빨간색인 것을 제외하고는 똑같다"와 같이 반복적인 관찰을 가능하게 하는 종류의 것에 대해 이야기합니다.
증거는 인간이 실제로 두 가지 종류의 반복, 즉 동일한(same )과 동일하지만 "비교적 제한된 차이"(same/except) 를 가진 반복을 모두 감지하도록 설계되어 있음을 보여줍니다.
또한 "차이점찾기" 에서 입증되었듯이, 이러한 능력을 발휘하는 것은 즐거운 일이라는 것도 사실입니다.
이것이 예술에서'같다/제외하다' 판단이 왜 만연한지 이해하는 열쇠입니다 . 이러한 판단은 관객에게 그러한 판단을 내리도록 유도하는데, 그렇게 함으로써 예술 형식을 경험할 때 즐거움을 느끼기 때문입니다.
예를 들어 보겠습니다.
영시에서 각운을 사용하는 것은 10세기 고대 영어 각운시(Old EnglishRhyming Poem)까지 거슬러 올라갑니다 .여기서 각운이란 다음과 같은 2행에서 볼 수 있는 소위 '끝 각운(end-rhyme)'을 의미합니다.
이 구절에 활력을 불어넣을운율을 찾고 있어요 . 예를 들어, 타임이라고 해 볼까요?
라임과타임은운율이 맞지만라임과풋은그렇지 않다는 것은 누구나 알고 있습니다. 하지만 그들은 무엇을 알고서 이런 판단을 내리는 걸까요?라임/타임은'같다/제외하다'의 반복이라는 것을 알고 있습니다.
요점을
설명하기 위해 단음절에 한정하여 매우 단순화된 설명을 제시합니다.
운율과시간과같은 단어는앞부분과 뒷부분이 있다고 생각해 보세요.
경계는 강세 모음 [á] 바로 앞입니다.
두 단음절 단어의 운율을 결정하는 방법은 다음과 같습니다.
1) 각 단어를 앞부분과 뒷부분으로 나눕니다.
2) 뒷부분은 같은가요?
3) 앞부분은 다른가요?
(2)와 (3)의 답이 '예'라면, 두 단어는 운율이 맞습니다.
예외: r / t
동일: -áym / -áym
이 테스트는각운이foot과 , 심지어rime("hoarfrost"처럼)과도 운율이 맞지 않음 을 보여줍니다.
추정된 운율 쌍에 대해same/except테스트를 실행하는 것은 재밌습니다.
일종의 '차이점 찾기'와 같은 것이죠. 존 밀턴이 그의 걸작 시 "실낙원"에서 각운을 피하기로 결정했을 때, 그는 그 재미를 상당 부분 앗아갔다고 할 수 있습니다.
하지만 모든 재미를 앗아간 것은 아닙니다.
그는 운율을 유지했는데, 이는 '차이점 찾기'의 또 다른 형태입니다 .
' 같다/제외하다'의 구분은 시적 운율에만 국한되지 않습니다.
로니 혼은 같지만 완전히 똑같지는 않은 얼굴 사진을 짝지어 놓은 책을 썼습니다.
여기서도 그 차이를 감지하는 데 즐거움이 있습니다.
웹의 한 평론가가 말했듯이, "혼은 보고 발견해야 합니다.
'정체성'은 항상 다르니까요."
혼의 사진은 시각적 리듬을 활용하는 작업입니다.
회화에서도 이를 쉽게 찾아볼 수 있습니다.
앤디 워홀의 "캠벨 수프 캔"을 생각해 보세요. 이 작품은
32개의 동일하게 칠해진 수프 캔을 8개씩 네 줄로 배열하여 전시한 작품입니다.
첫 번째 줄은 다음과 같습니다.
same/except반복 의 완벽한 예입니다. 각 캔은 라벨만 빼고는 다른 모든 캔과 동일합니다.
수프 종류도 다릅니다.
그리고 세 줄 더 이어지며, 각 캔은 옆 캔과 운율이 맞습니다.
마치 '끝내기 운율'의 시각적 버전과
같습니다.
음악은 어떨까요? 동일한 반복은 항상 일어납니다.
사실상 모든 재즈 표준곡은 처음 여덟 마디를 반복하고, 소위 브리지가 개입된 후 다시 반복합니다.
모차르트의
"피아노 소나타 11번"에 수록된 "투르크 론도"에서도 같은 내용을 찾아볼 수 있습니다.
음악에서도
'같음/제외'반복은 흔히 볼 수 있습니다.
듀크 엘링턴의 "Satin Doll"의 처음 두 마디는 세 번째와 네 번째 마디와 리듬이 같습니다.
하지만 음높이가 다릅니다.
후자가 한 단계 더 높습니다.
이 차이는 곡 전체에 스며듭니다.
이는 시의'같음/제외' 반복, 로니 혼의 얼굴, 앤디 워홀의 캔과 같은 음악의 대응입니다.
저는 예술가들이 작품에 즐거움을 불어넣기 위해 반복을 활용해야 한다고 제안했습니다.
누군가는 이렇게 물을지도 모릅니다.
왜 반복은 즐거움과 결부되는 걸까요?
그 답은호모 사피엔스가 ' 같다/예외다' 판단을 내릴 수 있는 유일한 생물이 아니라는 관찰에서 시작됩니다. 심지어 벌조차도 그렇게 합니다.
이는 진화의 흔적을 보여줍니다.
1968년 사회 심리학자 로버트 자욘크는단순 노출현상 이라는 제목으로 다음과 같은 내용을 기술한논문을 썼습니다.
개인이 자극 대상에 반복적으로 노출되기만 해도 해당 대상에 대한 개인의 태도가 향상됩니다.
그는 반복을 일종의 안전한 환경 센서로 여겼는데, 이는 응집력 있는 사회 조직 속에서 살아가려는 생명체에게 필수적인 요소입니다.
반복이 계속되는 한, 그 환경은
"안전하다"는 딱지를 붙입니다.
그 딱지를 붙이는 접착제는 바로 그 환경이 주는 쾌감입니다.
이곳은 기분이 좋습니다.
우리 주변 환경이 똑같은 상태를 유지하는 한, 우리가 생존할 확률은 높아집니다.
자욘크는 유아가 처음 들었을 때는 무섭게 들리던 소리가 반복되면서 흥미를 유발하는 소리로 바뀌는 현상을 지적하는 연구를 인용합니다.
이는 우리 모두가 각자의
내장형 자가 모니터링 아기 모니터를 가지고 태어난다는 생각에서 비롯됩니다.
주변 환경이 동일한 것으로 인식되는 한, 생존 가능성은 우리에게 유리합니다.
하지만 충분히 큰 차이가 발견되는 순간, 내부 경고등이 깜빡이기 시작합니다.
"조심하세요. 무언가 당신을 향해 다가오고 있을지도 모릅니다."
그렇다면 이 모든 것이 예술에서의 반복과 무슨 상관이 있을까요? 저는 모든 것과 관련이 있다고 생각합니다.
예술가들은 이 생존 메커니즘을 자신들의 목적을 위해,
즉 자신의 작품이 즐거움을 이끌어낼 수 있도록 용도 변경했다고 생각합니다.
바울을 기쁘게 하기 위해 베드로에게서 빌린 것으로 생각해 보세요.
새뮤얼 제이 카이저는이론 언어학자입니다.
그는 언어학 및 철학과의 피터 드 플로레스 명예교수이며, MIT에서 부총장을 역임했습니다.
그는 『현대주의의 정신 생활』(The Mental Life of Modernism)과 『샘, 다시 한번 플레이해 봐』(Play It Again, Sam )를 포함한 다수의 저서를 집필했으며, 학술지 『링귀스틱 인퀴지터리』(Linguistic Inquiry)의 편집장을 맡고 있습니다.