런던의 작업실에서 시작된 질문
1830년대 런던, 찰스 배비지의 작업실에는 금속 부품과 도면이 쌓여 있었다. 그는 계산표의 오류에 지쳐 있었다. 당시 항해, 천문학, 공학은 숫자표에 의존했는데, 사람이 손으로 계산하고 베껴 쓰다 보니 실수가 자주 생겼다. 배비지는 생각했다. "반복되는 계산이라면, 기계가 더 정확하지 않을까?"
처음 구상한 차분기관은 특정한 수학표를 자동으로 만들기 위한 기계였다. 하지만 배비지의 상상은 거기서 멈추지 않았다. 그는 더 큰 기계, 해석기관을 떠올렸다. 이 기계는 한 가지 계산만 하는 장치가 아니었다. 명령을 바꾸면 다른 계산도 수행할 수 있는 범용 기계였다. 현대 컴퓨터처럼 '기억하는 부분'과 '계산하는 부분'을 나누고, 구멍 뚫린 카드로 명령을 넣는 방식까지 포함했다.1
여기서 중요한 변화가 일어났다. 기계는 더 이상 빠른 주판이 아니었다. 순서가 적힌 명령을 따라 움직이는 장치가 되었다. 오늘날 우리가 프로그램이라고 부르는 생각의 씨앗이 이곳에 있었다.
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숫자 너머를 본 에이다 러브레이스
에이다 러브레이스는 배비지의 기계를 단순한 계산기로 보지 않았다. 1843년, 러브레이스는 해석기관에 관한 글을 번역하고 긴 주석을 붙였다. 그 주석에는 베르누이 수를 계산하는 절차가 들어 있었고, 이것은 흔히 최초의 컴퓨터 프로그램으로 불린다.2
러브레이스의 통찰은 더 대담했다. 숫자가 꼭 수량만 뜻할 필요는 없다고 본 것이다. 글자, 음표, 색깔도 규칙에 따라 숫자로 표현할 수 있다면 기계가 다룰 수 있다. 다시 말해 기계는 "2 더하기 2"만 계산하는 것이 아니라, 숫자로 표현된 기호의 패턴도 조작할 수 있었다.
물론 러브레이스는 신중했다. 그는 해석기관이 스스로 새로운 것을 만들어 낸다고 보지 않았다. 기계는 인간이 지시한 일을 수행한다. 그러나 바로 그 말이 훗날 큰 질문으로 되돌아왔다. 인간이 지시한 규칙만으로도 음악, 그림, 추론 같은 일을 처리할 수 있다면, 생각과 계산의 경계는 어디에 있을까?
참과 거짓을 계산하는 법
비슷한 시기, 조지 불은 전혀 다른 문을 열고 있었다. 그는 논리를 수학처럼 다루려 했다. 논리란 "이 말이 맞는가, 틀린가"를 따지는 방법이다. 불은 이를 1과 0, 참과 거짓의 계산으로 바꾸었다. 전등 스위치를 떠올리면 쉽다. 켜짐은 1, 꺼짐은 0이다. 복잡한 판단도 이런 작은 스위치들의 조합으로 표현할 수 있다.
불의 논리대수는 '그리고', '또는', '아니다' 같은 말을 계산 규칙으로 만들었다. 예를 들어 "비가 오고 우산이 있다"라는 문장은 두 조건이 모두 참일 때만 참이 된다. 이런 방식은 훗날 디지털 회로의 언어가 되었다. 1930년대 클로드 섀넌은 불의 논리를 전기 스위치 회로와 연결했고, 컴퓨터가 참과 거짓을 물리적으로 처리할 길이 열렸다.3
생각을 절차로 바꾸려는 시대
19세기 수학자들에게는 중요한 꿈이 있었다. 추론과 증명을 감각이나 직관에만 맡기지 말고, 누구나 따라 할 수 있는 규칙으로 만들자는 꿈이었다. 계산은 원래 숫자를 다루는 일이었지만, 이제 논리와 기호까지 다루기 시작했다. 배비지는 절차를 기계에 넣으려 했고, 러브레이스는 기계가 숫자 너머의 기호를 다룰 수 있음을 보았으며, 불은 논리 자체를 계산 가능한 형태로 바꾸었다.
이 세 흐름이 만나자 새로운 질문이 선명해졌다. 생각이란 신비한 불꽃일까, 아니면 규칙을 따라 움직이는 과정일까? 모든 생각을 계산으로 바꿀 수는 없더라도, 적어도 일부 추론은 기계적으로 처리할 수 있어 보였다.
이 질문은 20세기 컴퓨터 과학의 중심으로 이어진다. "계산이란 무엇인가?", "기계가 따를 수 있는 절차의 한계는 어디인가?", "규칙을 실행하는 기계가 생각한다고 말할 수 있는가?" 다음 무대에서는 이 질문을 정면으로 던진 인물이 등장한다. 앨런 튜링이다.
참고
1Imagining AI - Babbage & Lovelace
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