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기술로서의 사고

게시일: 2026년 10월 21일 | 원문 작성일: 2016년 11월 | 저자: Michael Nielsen | 원문 보기

16비트 픽셀 아트. 어두운 방에서 한 아이가 베이지색 컴퓨터 앞에 앉아 있고, 화면에서 청록빛 골짜기가 흘러나와 공이 굴러가며, 위로는 궤적 곡선이 부채꼴로 펼쳐지고 멀리 바다 위에 작은 범선이 떠 있다

핵심 요약

언어, 그림, 지도가 그렇듯 컴퓨터 인터페이스도 우리가 내면화해 생각의 재료로 쓰는 인지 기술이 될 수 있다는 에세이예요.

  • 변혁적인 인터페이스란: 새로운 인지 요소를 들여와, 전에는 어렵거나 불가능하던 생각을 쉽게 만들어 주는 인터페이스예요.
  • 휴리스틱 1: 전문가들이 머릿속에만 품고 잘 말하지 않는 숨은 표현을 인터페이스에 구체화해요.
  • 휴리스틱 2: 에너지 보존 같은 세계의 깊은 원리를 인터페이스에 구체화해요. 그러면 인터페이스를 익히는 일이 곧 그 분야를 익히는 일이 돼요.
  • 왜 중요한가: 흔히 지능 증강을 ‘문제를 맡기면 답을 돌려주는’ 외주 모델로 생각하지만, 진짜 목표는 우리가 할 수 있는 생각 자체를 바꾸는 데 있어요.

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컴퓨터 인터페이스를 처음 접하고 경외감과 기쁨을 느껴 본 적이 있나요? 낯설어서 놀랍고, 마치 외계 세계에 들어선 듯한 느낌을 준 인터페이스 말이에요.

어떤 사람은 Monument Valley, Braid, Portal처럼 상상력 넘치는 비디오 게임을 하며 이런 경험을 해요. 어떤 사람은 스프레드시트 프로그램으로 회사나 산업, 심지어 나라 전체를 모델링할 수 있다는 걸 처음 깨달았을 때 그래요. 또 어떤 사람은 Haskell이나 Lisp처럼 유난히 강력한 아이디어 위에 세워진 프로그래밍 언어를 처음 써 봤을 때 그렇고요.

제가 처음 이런 경외감과 기쁨을 느낀 건 MacPaint라는 프로그램을 썼을 때였어요.

열한 살 때였죠. 그때까지 제가 아는 컴퓨터는 Apple II, IBM PC, 코모도어 64 같은 명령줄 인터페이스뿐이었어요.

코모도어 64의 명령줄 시작 화면

그래픽 작업은 복잡했어요. 코모도어 64로 가끔 게임을 만들었는데, 모눈종이에 게임 캐릭터의 픽셀을 그린 다음 그걸 숫자 값의 나열로 옮겨 컴퓨터에 입력했죠. 세세하고 고된 일이었어요.

어느 날 부모님이 저를 애플 대리점에 데려가셨어요. 거기서 매킨토시라는 컴퓨터가 MacPaint라는 프로그램을 돌리고 있는 걸 봤어요. 마우스라는, 제게는 처음 보는 포인팅 장치로 가상의 캔버스에 훨씬 직접적으로 그림을 그릴 수 있었죠. 어떤 영역을 클릭하자 MacPaint가 그 영역을 채워 주었을 때 경외감을 느낀 기억이 나요. 경계가 어디인지 알고 있었던 거예요! MacPaint에는 그림을 확대해 픽셀 하나하나를 편집할 수 있는 FatBits라는 기능도 있었어요. 무엇보다 마법 같았던 건, 실수를 하면 마우스 버튼 한 번으로 실수를 되돌려 캔버스를 이전 상태로 돌려놓을 수 있다는 점이었어요.

MacPaint는 연필이나 물감을 쓸 때처럼 그림과 더 직접 연결되게 해 주었어요. 동시에 예전에는 어렵거나 불가능했던 일을 쉽게 해 주는 새로운 도구도 주었죠. 오늘날 이런 도구는 익숙하고, 어쩌면 시시해 보일지도 몰라요. 하지만 제게는 그림을 그린다는 것의 의미를 바꿔 놓은 계시였어요.

물론 대부분의 사람은 제가 MacPaint에서 겪은 것과 똑같은 변혁적 경험을 하지는 않았을 거예요. 하지만 많은 사람이 어떤 인터페이스에서든 경외감과 기쁨을 느껴 봤으리라 생각해요.

극단적인 경우, 그런 인터페이스를 쓴다는 건 전에 본 적 없는 사물과 행위로 가득한 새로운 세계에 들어서는 일이에요. 처음에는 그 요소들이 낯설어 보여요. 하지만 익숙해지면서 그 세계의 요소들을 내면화하게 돼요. 결국에는 능숙해져서, 인터페이스 안에 숨어 있던 강력하고 놀라운 관용구와 창발적 패턴을 발견하게 되죠. 인터페이스를 가지고 생각하기 시작하고, 예전 같으면 이상해 보였을 사고 패턴이 몸에 배어요. 인터페이스는 사라지기 시작하고 의식의 일부가 돼요. 어느 정도는 당신이 변한 거예요.

무엇이 인터페이스를 변혁적으로 만들까?

대부분의 인터페이스는 이렇게 인상적이지 않아요. 하지만 이런 극단적인 사례가 있다는 것 자체가 질문을 던져요. 어떤 성질이 인터페이스를 변혁적으로 만들까요?

이 질문에 답하려면 또 다른 변혁적 기술, 바로 언어를 생각해 보면 도움이 돼요. 아이들은 단 몇 년 만에 언어를 습득해요. 아이가 낯선 단어를 듣고, 나중에 그 단어를 소리 내어 말하고, 점점 더 복잡한 방식으로 쓰게 되는 과정을 지켜보면 놀라워요. 익숙하다 보니 당연하게 여기지만, 외부의 현상을 내면화해 자기 생각의 수단으로 쓸 수 있다는 건 경이로운 일이에요.

언어는 인지 기술 (cognitive technology)의 한 예예요. 인간이 설계한 외부의 인공물인데, 내면화되어 인지의 기반으로 쓰일 수 있는 것이죠. 이 기술은 수많은 개별 조각(언어의 경우 단어와 구절)으로 이루어져 있고, 이 조각들이 기본적인 인지 요소 (elements of cognition)가 돼요. 인지 요소란 우리가 생각할 때 재료로 삼는 것들이에요.

우리가 내면화하는 인지 기술이 언어만 있는 건 아니에요.

시각적 사고를 생각해 보세요. 저처럼 가끔 시각적으로 생각하는 사람이라면, 마음의 눈이 어떤 이미지든 떠올릴 수 있는 래스터 디스플레이라고 여기고 싶어질 거예요. 그럴듯하지만 틀린 생각이에요. 실제로 우리의 시각적 사고는 이전에 내면화한 시각적 인지 기술을 써서 이루어져요.

예를 들어, 세계에서 가장 잘 알려진 미술 교사 가운데 한 명인 베티 에드워즈는 화가가 아닌 성인 대부분의 시각적 사고가 단순한 ‘상징 체계’(에드워즈의 표현)에 갇혀 있다고 설명해요. 이 상징 체계가 그들이 보는 것도, 시각적으로 떠올릴 수 있는 것도 제약한다는 거예요.

[그림을] 처음 배우는 성인 학생들은 대개 눈앞에 있는 것을 제대로 보지 않는다. 즉, 그림에 필요한 방식으로 지각하지 않는다. 그들은 거기 무엇이 있는지 알아채고는, 주로 어린 시절 내내 발달시킨 상징 체계와 지각한 대상에 대해 아는 지식을 바탕으로 그 지각을 재빨리 말과 상징으로 바꿔 버린다.

시각적 의미의 새로운 형식, 즉 새로운 시각적 인지 기술을 떠올리려면 비범한 상상력이 필요해요. 가장 잘 알려진 화가와 시각 탐험가 상당수가 유명한 데에는 그런 형식을 발견했다는 이유도 있어요. 그들의 작품을 접한 다른 사람들은 그 새로운 인지 기술을 내면화해 자신의 시각적 사고 범위를 넓힐 수 있어요.

예를 들어 피카소 같은 입체파 화가들은 한 그림 안에 여러 시점을 담는 기법을 발전시켰어요. 입체파 그림을 보는 법을 익히고 나면, 그림이 보여 주는 대상의 구조를 더 풍부하게 느낄 수 있어요.

파블로 피카소의 1910년 입체파 초상화

또 다른 예는 고속 사진의 개척자인 닥 에저턴의 작업이에요. 그의 사진은 세상에 있는 줄 아무도 몰랐던 구조를 드러냈어요. 이런 사진을 들여다보면 일상적 현상에 대한 새로운 정신 모형이 생기기 시작하고, 시각적 사고의 범위가 넓어져요.

해럴드 에저턴이 1964년에 찍은 고속 사진

또 한 갈래의 사례는 지리를 시각적으로 묘사하는 방법을 개발해 온 수많은 지도 제작자에게서 나와요. 예를 들어 해리 벡이 만든 1933년 런던 지하철 노선도를 보세요. 1930년대 초, 벡은 공식 지하철 노선도가 너무 복잡해져서 사람들이 알아보기 어려워지고 있다는 걸 알아챘어요. 그는 당시까지 대부분의 지도가 따르던 정확한 지리적 충실도를 버려 노선도를 단순화했어요. 대신 역들이 이루는 네트워크의 위상 구조, 즉 어디가 어디와 이어지는지를 보여 주는 데 집중했죠.

해리 벡이 1933년에 만든 런던 지하철 노선도

이런 이미지는 자연스럽거나 뻔한 게 아니에요. 피카소, 에저턴, 벡을 비롯한 수많은 개척자가 개발한 인지 기술이 없었다면 누구도 이런 시각적 생각을 하지 못했을 거예요. 물론 이런 시각적 사고방식을 진정으로 내면화하는 사람은 극히 일부예요. 하지만 원칙적으로는, 일단 기술이 발명되고 나면 우리 대부분이 이런 새로운 방식으로 생각하는 법을 배울 수 있어요.

다시 컴퓨터 인터페이스로 돌아가 볼게요.

언어나 지도 등과 비슷하게, 컴퓨터 인터페이스도 인지 기술이 될 수 있어요. 인터페이스를 숙달하려면 그 안의 사물과 조작을 내면화해야 하고, 그것들은 인지 요소가 돼요. 상상력이 충분한 인터페이스 디자이너라면 완전히 새로운 인지 요소를 발명할 수 있어요.

열한 살의 저에게 MacPaint가 그토록 흥미진진했던 이유가 바로 이것이라고 생각해요. 제가 할 수 있는 생각의 범위를 넓혀 주었던 거예요. 실제로는 제가 만들어 낼 수 있는 시각 이미지의 범위가 넓어지는 모습으로 나타났고요. 일반적으로 인터페이스가 변혁적이 되는 건, 새로운 사고방식을 가능하게 하는 새로운 인지 요소를 들여올 때예요. 더 구체적으로 말하면, 그런 인터페이스는 예전에는 어렵거나 불가능했던 통찰이나 발견을 쉽게 만들어 줘요. 가장 높은 수준에서는 지금까지 인류가 이룬 모든 성취를 넘어서는 발견(또는 다른 형태의 창조)을 가능하게 할 거예요. 앨런 케이는 이렇게 물었어요.1 “컴퓨터가 아이디어를 실어 나를 수 있는 용량은 얼마인가?” 같은 식으로 우리는 이렇게 물을 수 있어요. 컴퓨터가 발견을 실어 나를 수 있는 용량은 얼마일까요?

새로운 인지 요소는 어떻게 발명할 수 있을까?

물론 대부분의 인터페이스는 표준 요소를 재조합한 것이고, 새로운 인지 요소를 들여오지 않아요. 새로운 인지 요소를 발명하는 데 쓸 만한 휴리스틱이 있을까요?

이 질문에 대한 실마리를 얻기 위해, 먼저 프로토타입 인터페이스 하나를 보여 드릴게요. 1차원 운동, 즉 직선 위를 움직이는 입자의 운동을 탐구하기 위한 프로토타입이에요. 실망하지 않도록 미리 말해 두자면, 이 프로토타입은 결코 MacPaint만큼 변혁적이지 않아요! 거칠고, 아이디어를 처음 스케치한 수준이에요. 하지만 뒤에서 이야기하겠지만, 새로운 인지 요소를 발명하는 데 도움이 되는 유용한 휴리스틱 두 가지를 보여 줘요.

이 프로토타입은 입문 물리학 수업을 들은 사람을 대상으로 한다는 점을 알아 두세요. 입자의 위치 에너지와 운동 에너지 같은 개념에 익숙하다는 뜻이에요. 물리학 배경이 그보다 적다면, 요지만이라도 전달되기를 바라요. 배경이 그보다 많다면, 비교적 초보자였던 시절의 마음가짐으로 돌아가 주세요.

또 프로토타입은 실제 인터페이스를 보여 주기 전에 배경 설명부터 시작한다는 점도 알아 두세요. 여기 있어요.2

휴리스틱 1: 숨은 표현을 인터페이스에 구체화하라

이 프로토타입의 동기를 이해하려면 수학자 윌리엄 서스턴의 다음 질문을 생각해 보세요.

당신이 수학에 대해 생각하는 방식과 남에게 말하는 내용 사이에는 얼마나 큰 간극이 있는가? 당신은 생각하는 바를 말하는가?…

내가 받은 인상으로는, 수학자들에게는 종종 자기 연구를 이끄는 말해지지 않은 사고 과정이 있는데, 그것은 설명하기 어렵거나, 시도하기에는 너무 주저하게 되는 것 같다…

한번은 앤디 글리슨에게 이 현상을 이야기한 적이 있다. 그는 곧바로, 대수학 강의를 할 때 군의 순환 부분군을 다룰 때면 군의 원소들이 흩어져 원형의 무리를 이루며 대형을 짜는 심상을 떠올린다고 답했다.

그러면서 ‘우리’는 학생들에게 그런 말을 절대 하지 않는다고 했다.

그의 말은 내 머릿속에 생생한 그림을 그려 주었다. 내가 군에 대해 생각하는 방식과 맞아떨어졌기 때문이다. 학생 시절, 교과서에서 읽은 기호와 단어, 정의, 정리, 증명의 모음이 아니라 ‘군’에 의미를 붙이려고 오래 씨름했던 기억이 떠올랐다.

서스턴의 말을 바꿔 말하면, 수학자들은 수학적 대상을 생각할 때 책에 나오는 관습적인 표현을 쓰지 않는 경우가 많다는 거예요. 대신 서스턴이 묘사한 심상, 즉 군이 원형 무리의 대형으로 흩어지는 모습처럼 숨은 표현이라 부를 만한 것에 크게 의존해요. 숨은 표현을 쓰면 관습적인 표현을 쓸 때보다 추론이 쉬워지고, 때로는 남들 눈에 마법처럼 보이는 수준의 통찰을 얻기도 해요.

숨은 표현은 여러 분야에서 쓰여요. 예를 들어 전기공학자 제럴드 서스먼은 전기 회로를 이해하는 일에 대해 다음과 같이 말했어요.

MIT에서 전기공학 첫 수업으로 회로 이론을 가르치고 있었는데… 우리가 학생들에게 가르치는 것이 학생들이 실제로 배우기를 기대받는 것과 전혀 다르다는 걸 알게 됐어요. 그러니까 전문가가 회로를 받았을 때 하는 일은… 우리가 [학생들에게] 적으라고 하는 것과는 꽤 달랐어요. 우리는 절점 방정식을 적게 하고… 그다음에 그 방정식들을 어떻게든 갈아 넣어 풀어서 무슨 일이 일어나는지 알아내라고 하죠. 그런데, 정말 뛰어난 엔지니어는 그렇게 하지 않아요. 좋은 엔지니어가 하는 일은 […]

여기서 서스먼은 길고 비형식적인 분석을 시작해요. 흥미진진하고, 제가 전기 회로 수업에서 들어 본 어떤 것과도 달라요. 서스먼의 분석을 여기 인용하지는 않을게요. 그의 목소리와 몸짓이 꼭 필요하거든요. 하지만 그의 강연 26분 지점 직후에서 볼 수 있어요. 서스먼은 이렇게 결론 내려요.

그리고 진짜 엔지니어는 모두 그렇게 해요. 그런데 그건 우리가 학생들에게 가르치던 종류의 것이 아니었어요.

에너지 곡면 프로토타입은 서스턴과 서스먼이 묘사한 종류의 숨은 표현에 바탕을 두고 있어요. 구체적으로는, 제가 이론물리학자로 일하면서 1차원 운동을 자주 시각화하는 방식에 바탕을 둬요. 이 시각화는 제가 처음 떠올린 게 아니에요. 다른 물리학자들에게 프로토타입을 보여 주었더니 여러 명이 “아, 나도 1차원 운동을 이렇게 생각해요”라고 했거든요. 이런 이해 방식이 물리학자들 사이에서 흔할지는 몰라도, 정작 이걸 입 밖에 내는 일은 드물어요. 예컨대 1차원 운동 수업에서 쓸 법한 내용은 아니에요. 기껏해야 학생들을 위해 이런 식의 보조 스케치를 몇 개 그려 보이는 정도겠죠. 이런 사고방식을 수업의 중심에 두거나 학생들에게 에너지 곡면으로 숙제나 시험 문제를 풀라고 하는 일은 분명 없을 거예요. 연구 논문에서 이런 표현을 쓰지도 않을 테고요.

이상한 상황이에요. 1차원 운동을 생각하는 강력한 방식 하나가 우리가 함께 나누는 대화에서 거의 빠져 있어요. 전통적인 매체가 이런 표현을 다루기에 잘 맞지 않기 때문이에요. 이 프로토타입은 우리에게 과제를 던져요. 1차원 운동에 대해 생각하고 (소통하는) 방식의 중심에 에너지 곡면을 명시적으로 놓는 인터페이스를 만들어 보라는 거죠.

그런 인터페이스는 제가 보여 드린 프로토타입을 훨씬 넘어설 거예요. 대수, 미분방정식, 뉴턴 법칙에 기반한 전통적인 1차원 운동 접근법과 에너지 곡면을 통합하겠죠. 그렇게 전통적인 인지 요소와 새로운 인지 요소를 결합해, 1차원 운동에 대해 생각하는 매우 다른 방식을 낳을 거예요.3

1차원 운동은 중요하지만 전문적인 주제예요. 다른 주제는 어떨까요? 전문가들은 쓰지만 널리 쓰이지는 않는 숨은 표현이 또 있을까요? 글리슨과 서스턴은 수학의 군을 생각할 때 무엇을 상상하고 있었을까요? 그 아이디어들을 끄집어내 인터페이스 아이디어의 영감으로 삼을 수 있을까요? 서스먼이 전기 회로를 생각하는 방식은 어떨까요? 고차원 기하학을 생각할 때 수학자들이 쓰는 표현 몇 가지를 가져다 인터페이스로 만들 수도 있지 않을까요? 다른 주제는요? 제가 물리학과 수학에서 예를 든 건 그게 제 전공이기 때문이지만, 어느 정도 깊이가 있는 주제라면 대부분 전문가들이 숨은 표현을 갖고 있고, 그 표현을 구체화하는 인터페이스에 영감을 줄 수 있다고 믿어요.

이런 표현의 좋은 원천은 제가 최소 표준 예제 (minimal canonical examples)라고 부르는 것이라고 짐작해요. 전문가들은 구체적인 예제를 여럿 쥐고 있다가, 그 예제로 추론해 일반적인 결론까지 끌어내곤 해요. 예를 들어 어떤 수학자가 고차원 기하학이나 위상수학의 문제를 연구한다고 해 봐요. 이 수학자는 수많은 공간 차원, 어쩌면 무한히 많은 차원에 대해 추론하고 있을지도 몰라요! 그런데도 작업 메모는 2차원과 3차원 대상의 도식으로 가득할 가능성이 커요. 그 도식들이 고차원 대상을 대신하며 수학자의 생각을 도와요. 예를 들어 수학자 비탈리 밀만은 고차원 볼록체를 생각할 때 아래처럼 일종의 ‘가시 돋친’ 대상을 그린 도식을 즐겨 써요.

고차원 볼록체를 가시 돋친 모양으로 나타낸 밀만의 손 그림 도식

이상해 보이죠. 볼록체는 볼록 렌즈처럼 모든 곳에서 바깥으로 부풀어 있는 물체니까요. 안쪽으로 휘어 들어간 가시 돋친 모양일 리가 없어요. 하지만 밀만은 고차원 볼록체에 관한 지극히 중요하고 직관에 반하는 사실을 스스로 상기하려고 이 표현을 써요. 바로 부피 거의 전부가 표면 근처에 있다는 사실이에요. 2차원이나 3차원에서 이 사실을 더 정확하게 나타내는 건 2·3차원 볼록체가 아니라 위와 같은 가시 돋친 물체예요. 그래서 밀만은 이 표현이 생각을 돕는다고 여기는 거예요.

전문가들은 이런 최소 표준 예제를 많이 갖고 있고, 그 예제에 대해 빠르게 추론하는 휴리스틱도 함께 갖고 있어요. 그 휴리스틱은 엄밀한 증명 기법이 아니라, 예외와 단서 조항투성이인 즉석 경험칙인 경우가 많아요. 전문가는 이를 이용해 논증의 윤곽을 그리고, 무엇이 참일 것 같고 무엇이 거짓일 것 같은지 가늠해요. 한마디로, 탐색하고 통찰을 얻는 강력한 방법이에요.

이는 대부분의 컴퓨터 추론 시스템이 취하는 접근과 대조적이에요. 예를 들어 컴퓨터로 수학을 하려는 연구의 상당수는 기호 계산의 자동화(Mathematica 등)나 엄밀한 수학적 증명 찾기(Coq 등)에 집중해 왔어요. 두 경우 모두 초점은 올바른 수학적 추론이에요. 하지만 창조적인 작업에서 엄밀하게 올바른 증명을 내놓는 건 과정의 마지막 단계일 뿐이고, 흔히 가장 덜 흥미로운 단계예요. 창조 과정의 대부분은 엄밀한 증명보다는 휴리스틱과 경험칙에 기대는 빠른 탐색이에요. 이를 휴리스틱적 발견의 논리라고 부를 수 있어요. 이런 논리를 발전시키는 일은 탐색형 인터페이스를 만드는 데 꼭 필요해요. 그런 논리가 어떤 모습일지에 대한 예비 탐구를 「Toward an Exploratory Medium for Mathematics」 에서 해 보았어요.

전문가들이 종종 자기만의 표현을 발전시킨다면, 왜 때로는 그 표현을 공유하지 않을까요? 이 질문에 답하기 위해, 어떤 주제를 몇 년 동안 깊이 생각한다고 해 봐요. 서스턴의 예를 빌리면 군의 순환 부분군 같은 주제를요. 결국 기존 표현의 한계에 부딪히게 돼요. 동기가 강하다면, 예컨대 연구 문제를 풀고 싶다는 열망이 있다면, 관습적인 방법으로는 얻기 어려운 통찰을 얻으려고 새로운 표현을 발명하기 시작할지도 몰라요. 사실상 스스로 자기 인터페이스 디자이너 노릇을 하는 셈이에요. 하지만 그렇게 발전시킨 새 표현은 온전히 머릿속에만 있을 수 있고, 그래서 전통적인 정적 매체 형식의 제약을 받지 않아요. 정적 매체에 기반한다 해도 무엇이 ‘용인되는’ 논증인지에 대한 사회적 규범을 깨뜨릴 수 있어요. 이유가 무엇이든, 전통적인 매체로는 전달하기 어려울 수 있어요. 그래서 혼자만 알고 있거나, 전문가 동료들끼리 비공식적으로만 이야기하게 되는 거예요.

휴리스틱 2: 세계에 관한 깊은 원리를 인터페이스에 구체화하라

1차원 운동에 대한 전통적인 접근에서 에너지 보존 원리는 다음과 같은 대수적 형태로 쓰여요.

½ mv2 + U(x) = 상수

전문가의 손에서 이 식은 계를 생각하는 강력한 토대가 돼요. 하지만 한계도 많아요. 이 식이 실제 운동과 어떻게 이어지는지는 겉으로 드러나지 않아요. 공간이나 속도, 입자의 궤적을 직접 보지 못하고, 퍼텐셜이나 에너지도 직접 보지 못해요. 반면 에너지 곡면 인터페이스는 이런 것들을 명시적으로 드러내고 쉽게 조작할 수 있게 해 줘요. 에너지 보존 원리를 직접 구체화하는 거죠. 덕분에 대수적 접근에서는 많은 품이 드는 질문을 손쉽게 던지고 답할 수 있어요.

그렇다고 시각화는 좋고 대수는 나쁘다는 주장으로 오해해서는 안 돼요. 시각화를 위한 시각화를 끌어안는 화물 숭배식 사고방식이 있어요.T1 사실 시각적 접근이 더 우월하다고 볼 선험적 이유는 없어요. 오히려 어떤 특정한 접근이든 그 장점과 단점을 모두 이해해야 해요.

이를 잘 보여 주는 예가 서스먼과 위즈덤이 쓴 놀라운 책 『Structure and Interpretation of Classical Mechanics』 예요. 이 책은 Lisp 프로그램이라는 매체를 통해 고전역학의 아이디어를 설명해요. 우리의 용어로 말하면, 이 책은 많은 새로운 인지 요소를 갖춘, Lisp 기반의 고전역학 인터페이스를 구현해요. 그렇게 고전역학을 생각하는 새로운 방식을 제공하지만, 시각적 인터페이스는 아니에요.

에너지 보존과 에너지 곡면 프로토타입으로 돌아가면, 여기에 유용한 휴리스틱이 있어요. 깊은 원리는 어느 것이든 강력한 인터페이스 아이디어를 만들 기회라는 거예요. 수학의 모든 정리, 과학의 모든 중요한 결과는 인터페이스 디자이너로서 우리의 상상력에 던지는 도전이에요. 이런 원리를 인터페이스로 표현할 방법을 찾을 수 있을까요? 하나의 원리는 어떤 새로운 사물과 조작을 떠올리게 할까요? 그 원리는 사물과 조작 사이에서, 선험적으로 보면 놀라운 어떤 관계를 드러낼까요? 그 관계를 생생하게, 가급적이면 연구 대상 현상에 고유한 방식으로 드러내는 인터페이스를 찾을 수 있을까요? 이런 질문에 답함으로써, 놀랍고 직관에 반하는 원리를 직관과 새로운 이해의 원천으로 바꿀 수 있어요.

깊은 원리를 인터페이스에 구체화하면, 그 분야를 숙달하는 일이 인터페이스를 숙달하는 일과 겹치기 시작해요.4 에너지 곡면 프로토타입에서 이미 그게 보여요. 이 인터페이스를 숙달하려면 퍼텐셜, 에너지 곡면, 궤적 사이의 관계를 이해해야 하거든요. 그러니까 인터페이스를 숙달하려면 물리학을 꽤 많이 이해해야 해요!

이 현상의 또 다른 예는 이미지 조작의 깊은 원리를 많이 담고 있는 Photoshop이에요. 레이어, 도장 도구, 브러시 같은 인터페이스 요소를 숙달할수록 이미지 조작 전문가가 되는 길을 한참 나아가게 돼요. 마찬가지로 『Structure and Interpretation of Classical Mechanics』 의 인터페이스를 숙달한 사람은 필연적으로 고전역학을 많이 배워요. 반면 Microsoft Word의 인터페이스에는 글쓰기에 관한 깊은 원리가 거의 없고, 그래서 그럭저럭 쓸 만한 글쟁이가 되지 않고도 Word의 인터페이스를 숙달할 수 있어요. 이건 Word에 대한 비판이라기보다, 글을 잘 쓰는 법에 관해 우리가 가진 정말 강력하고 정확한 아이디어가 비교적 적다는 사실을 반영할 뿐이에요.

포물체 운동을 위한 인터페이스

지금까지 짚은 두 휴리스틱을 보여 주는 또 다른 프로토타입 인터페이스를 소개할게요. 이 두 번째 프로토타입은 2차원 포물체 운동을 탐구하도록 돕기 위한 거예요. 에너지 곡면 프로토타입과 비슷하게 들릴 수도 있어요. 공간 차원이 하나 더 늘어난 고전역학일 뿐이니까요! 하지만 실제로는 매우 다른 주제이고, 그에 따라 인터페이스도 매우 달라요. 1차원 운동 프로토타입보다 야심도 더 커요. 인터페이스를 만들기 전에는 풀 줄 몰랐던 문제를 이걸로 공략할 거거든요. 앞에서처럼 거친 스케치이고, 기초 역학과 수학에 익숙하다고 가정해요. 한번 볼까요.5

이 프로토타입은 두 휴리스틱을 모두 써요. 여러 궤적이 이루는 부채꼴과 포물체 위치들이 이루는 파면은 일부 전문가에게는 익숙하지만 물리학을 배우는 학생 대부분은 모르는 표현이에요. 그리고 이 표현들은 다시, 지정된 두 점을 지날 수 있는 궤적의 범위를 나타내는 역학의 근본 정리를 구체화해요.

포물체 프로토타입은 에너지 곡면 프로토타입과 매우 달라요. 어쩌면 놀라울 텐데, 전통적인 대수적 접근에서는 1차원 운동과 2차원 운동이 비슷해 보이기 때문이에요. 하지만 그 유사성은 겉모습일 뿐이고, 오해를 부르기 쉬워요. 사실 두 경우의 운동을 이해하는 데 도움이 되는 아이디어는 매우 달라요. 예를 들어 궤적 부채꼴은 2차원에서는 도움이 되지만, 입자가 직선 위를 앞뒤로 오갈 뿐인 1차원에서는 덜 유용해요. 또 다른 예로, 1차원에서는 궤적이 에너지 보존 원리로 완전히 결정돼요. 2차원에서는 더 이상 그렇지 않아서 이 원리가 덜 유용해요. 이런 차이는 전통적인 대수적 접근에서는 가려져 있어서, 전문가들도 내면화하는 데 몇 년이 걸려요. 하지만 계에 관한 가장 깊은 아이디어를 구체화한 인터페이스에서는 이런 차이가 즉시 드러나요.

결론

1960~70년대에 더글러스 엥겔바트, J. C. R. 리클라이더, 앨런 케이 등은 컴퓨터를 인간을 증강하고 확장하는 장치로 보는 비전을 발전시켰어요. 이 비전은 스티브 잡스 같은 사람들을 비롯한 후대의 연구자와 기업가에게 큰 영향을 주었고, 이제는 주류 언론의 이야기에도 들어와 있어요.

증강을 바라보는 흔한 비공식적 모델은 인지 외주 (cognitive outsourcing) 모델이라 부를 만한 거예요. 우리가 문제를 정해 기기에 보내면, 기기가 그 문제를 (어쩌면 사용자인 우리가 이해하지 못하는 방식으로) 풀어서 해답을 돌려보내는 거죠.

예를 들어 달까지의 거리를 알고 싶으면 질문을 구글에 보내고, 구글이 답을 돌려보내요.

또는 구글 지도에 제 사무실에서 버클리까지 가는 길을 물어볼 수도 있어요.

샌프란시스코에서 베이 브리지를 건너 UC 버클리까지 가는 구글 지도 경로 안내

많은 사람이 암묵적으로든 명시적으로든 이 인지 외주 모델로 증강을 생각해요. 예컨대 언론 보도에서 흔히 쓰이죠. 프로그래머들이 증강을 생각하는 흔한 방식이기도 하다고 생각해요.

이 에세이에서 우리는 증강을 생각하는 다른 방식을 살펴보았어요. 이미 이해하는 용어로 표현된 문제를 푸는 데 그치지 않고, 우리가 할 수 있는 생각 자체를 바꾸는 것이 목표예요.

이런 작업이 어려운 이유 하나는 결과를 상상하기가 무척 힘들다는 거예요. 우리는 어떤 새로운 인지 요소를 발명할 수 있을까요? 그것들은 인간이 생각하는 방식에 어떤 영향을 미칠까요? 발명되기 전에는 알 수 없어요.

비유를 들어 볼게요. 오늘날 화성에 가려는 시도와 대항해 시대의 해양 탐험을 비교해 보세요. 둘은 비슷해 보이지만, 화성에 가는 건 구체적이고 분명한 목표인 반면 15~18세기의 뱃사람들은 무엇을 발견할지 몰랐어요. 그들은 허술한 배를 타고 막연한 계획을 품은 채, 위험을 감수할 만한 무언가를 찾기를 바라며 떠났어요. 그런 의미에서 오늘날의 화성 도전보다도 더 어려운 일이었어요.6

지능 증강에서도 비슷한 일이 벌어지고 있어요. 기술 분야에는 도달점이 아주 분명한 가치 있는 목표가 많아요. 인공지능이나 수명 연장 같은 것은 확실하고 구체적인 목표예요. 그에 비해 새로운 인지 요소는 상상하기 더 어렵고 막연해 보여요. 정의상 아직 발명되지 않은 사고방식이니까요. 떠올려 볼 만한 전지전능한 문제 해결 상자나 수명 연장 알약 같은 게 없는 거죠. 새로운 인지 요소가 어떤 모습일지, 무엇을 가져다줄지 선험적으로 말할 수는 없어요. 하지만 좋은 질문을 던지고 대담하게 탐험할 수는 있어요.

감사의 말

이 에세이로 이어진 아이디어에 대해 함께 이야기해 준 David Albert, Hannah Davis, Chaim Gingold, May-Li Khoe, Hassan Masum, Andy Matuschak, Robert Ochshorn, Caitlin Sikora, Toph Tucker, Devon Zuegel에게 감사드려요. 이 작업은 Recurse Center에서 시작해 YC Research에서 마쳤어요.

인용

학술 작업에서는 이 에세이를 다음과 같이 인용해 주세요. Michael Nielsen, “Thought as a Technology”, available at http://cognitivemedium.com/tat/index.html (2016).

배경

넓은 기원: 이 에세이는 더글러스 엥겔바트, 앨런 케이, 브렛 빅터 등 위대한 인터페이스 디자이너들의 작업을 이해하려는 제 시도에서 나왔어요. 입문용으로는 엥겔바트의 「Augmenting Human Intellect」 , 케이와 골드버그의 「Personal Dynamic Media」 , 빅터의 「Media for Thinking the Unthinkable」 을 보세요.

외부 세계의 기호를 내면화하는 일에 관해: 레프 비고츠키의 작업, 특히 비고츠키의 글 일부를 편집·번역한 선집 『Mind in Society』 (Harvard University Press, 1978)의 4장 「Internalization of Higher Psychological Functions」 를 보세요.

컴퓨터로 새로운 (마이크로)월드를 만드는 일에 관해: 시모어 페퍼트의 작업, 특히 그의 책 『Mindstorms』 (Basic Books, 1980)를 보세요.

숨은 표현을 구체화하는 일에 관해: 스티븐 위턴스의 작업, 특히 그가 푸리에 변환을 탁월하게 풀어낸 작업에서 일부 영감을 받았어요. 물론 이 휴리스틱은 다른 많은 작업에서도 쓰이지만, 위턴스의 작업은 특히 날카롭고 효과적인 형태로 보여 줘요.

깊은 원리를 구체화하는 일에 관해: 유클리드 기하학의 아이디어로 인터페이스를 쌓아 올리는 카스퍼 퓔런의 「Euclid: the Game」 에서 일부 영감을 받았어요. 이 휴리스틱 역시 널리 쓰이지만, 퓔런의 게임은 특히 잘 정제된 형태로 보여 줘요.

주

  1. 앨런 케이, 「What is a Dynabook?」 (2013). ↩

  2. 이 영상의 보관본은 여기에서 볼 수 있어요. ↩

  3. 이런 시각적 접근은 다른 물리학자들도 써 왔으니, 에너지 곡면 같은 요소가 진정 새로운 인지 요소는 아니라고 반박할 수도 있어요. 문자 그대로는 맞는 말이에요. 하지만 물리학을 공부하는 사람 중 이 접근을 깊이 있게 접해 보는 사람은 극히 드물어요. 그러니 대부분의 사람에게 이것은 새로운 인지 요소예요. ↩

  4. 「Toward an Exploratory Medium for Mathematics」 (2016)에서도 이 점을 다뤄요. ↩

  5. 이 영상의 보관본은 여기에서 볼 수 있어요. ↩

  6. 이 비유는 토프 터커가 제안해 주었어요. ↩

역자 주

  1. 화물 숭배(cargo cult): 제2차 세계대전 무렵 멜라네시아 일부 섬 주민들이 군용기가 실어 오던 물자를 다시 받으려고 활주로와 관제탑 모형을 만들었던 일에서 나온 말이에요. 리처드 파인먼이 ‘화물 숭배 과학’이라는 표현을 쓴 뒤로, 실질은 없이 겉모양만 흉내 내는 태도를 가리키게 됐어요. ↩

저자 소개: 마이클 닐슨(Michael Nielsen)은 양자 컴퓨팅 교과서의 공저자이자 오픈 사이언스 운동을 이끈 과학자로, 생각을 돕는 도구를 연구해요.

참고: 이 글은 마이클 닐슨이 2016년 11월 cognitivemedium.com에 게시한 에세이를 번역했어요. 원문은 CC BY 4.0(크리에이티브 커먼즈 저작자표시 4.0 국제) 라이선스로 공개되어 있어서, 출처를 적절히 밝히면 누구나 자유롭게 복제하고 공유하고 이를 바탕으로 새 작업을 할 수 있어요.

원문: Thought as a Technology - Michael Nielsen (2016년 11월)

생성: Claude (Anthropic)

총괄: 존 (디노이저denoiser)