[생각] 시간에 대한 생각.. 컴퓨터 clock을 생각하다가 이것저것..

 모든 컴퓨터는 계산을 위해 clock을 필요로 한다. clock을 간단히 설명하자면 변화할 타이밍이다. clock은 크리스탈과 같은 주기적으로 진동하는 재료를 통해 발생시키는데, 컴퓨팅 성능을 다룰 때 이 주기성을 Hz로 표시한다. 이 진동수 Hz가 높을 수록 컴퓨터는 빠른 속도로 변화를 만들어내고, 변화를 인식한다.

 컴퓨터는 트랜지스터를 이용한 논리회로를 통해 사칙연산을 한다. 만약, 1+1이라는 계산을 한다고 치자. 이 때, 1+1=2를 만들어낼 수 있는 시간은 한 clock에 해당한다. 입력 결과로부터 출력을 얻기 위해 1 clock을 소모하는 것이다. 좀 더 정확히 말하면, 1clock 전의 입력 결과에 대한 결과를 1clock 후에 확인하는 것이다.

 여기서 clock이 무조건 빠른 진동수를 지니면 빨라지지 않겠는가 하는 생각이 든다. 하지만, 이 clock은 신뢰성을 필요로 한다. 

 먼저, 입력과 출력 사이의 인과 관계의 신뢰성이 있다. 컴퓨터와 같은 Digital 기기는 0과 1로 신호를 처리하는데, 실제로 트랜지스터와 같이 전기 신호로 구동 되는 회로는 0~1의 값을 가지기 때문이다. 그래서 0과 1을 구분하기 위해 특정 값 이상은 1 특정 값 이하는 0과 같은 방식을 취한다. 그래서 우리는 안정된 결과를 취할 수 있는 최소한의 시간이 필요하다.

 또, clock은 모든 회로가 공유한다. 복잡한 일을 하기 위해서는 서로 다른 두 계산의 조합이 필요하다. 이러한 조합 속에서는 A에서 행한 계산의 결과가 B의 입력이 되기도 하고, A와 B의 결과가 또 다른 C의 계산을 위해 이용되기도 한다. 이를 위해선 "타이밍"이 중요하다. 우리가 일정을 잡는 것처럼. 막무가내로 한 작업에 소요되는 시간이 빠르다 하여, 한 작업만 엄청난 진동수의 clock을 이용할 수는 없는 일일 것이다.

 이런 생각으로 세상을 보면, 시간 또한 참 비슷하다. 세상 속의 시간은 인과 관계의 틀에 묶여있다. A라는 사건이 시간이 흘러 B라는 사건으로 이어지는 것에는 항상 이유가 있다. 사람은 변화를 통해 세상을 인식한다. 변화가 없는 세상에서는 인식 또한 없다. 정보과학에서 정보를 바라보는 관점이기도 하다. 그래서 사람이 세상을 인식한다는 것의 진정한 의미는 변화를 인식하는, 변화의 이유를 인식한다는 것이다.

 어떤 시간 t와  t 이후에 일어난 일어난 사건 A➡B가 어떠한 이유에서도 B➡A로 인식되지 않는다는 것은 시간의 순방향성과 인과관계의 확실함을 보장한다. 인류가 과학을 생각할 수 있는 가장 근본적 토대이다.

 위에서 이야기한 컴퓨터와 연관시켜 보면 이 시간은 얼마나 빠른 단위의 clock을 지녔는지 생각해보게 된다. 이 clock은 인과관계에 대한 최소한의 안정성과 공유 가능한 형질 즉, 꼬이지 않는 형질을 지녀야 한다. 상대성이론은 빛의 속도라는 정보의 이동 속도의 제한에 의하여 이 clock이 늘어나거나 줄어들 수 있음을 이야기한다. 공간의 휨과 상대적 속도와도 같이 평면적이지 않은 정보 흐름 속에서 서로 다른 곳에 위치한 장소에서 인식하는 사건에 대한 인과관계가 뒤틀리지 않도록 clock이 변화했다고도 이해할 수 있다.

 이러한 인과관계의 강력한 철칙은 거스를 수 없는 시간의 성질이기도 하다. 이러한 성질은 엔트로피를 통해 정량화되어 과학적으로 인식되어지기 시작했다. 상호작용을 통해 국부적 성질은 전체에 공유되어지며 주변과 다름을 인식할 수 없는 상태 즉 무질서한 상태로 발전한다. 이것은 마치 집단 속에서 A란 특정 인물만 갖고 있는 생각은 이슈가 되지만 모두가 갖고 있는 생각은 그렇지 않은 생각을 지닌 집단을 만날 때까지는 이슈가 되지 못하는 것과 마찬가지이다.

 이렇게 엔트로피 증가의 기본 전제로는 "상호작용"이 있다. 상호작용은 힘과 변화를 나타낸다. 힘을 가하고 힘을 받고 변화한다. 이렇게 정보가 공유된다.

 생명체의 재미있는 점은 국부적인 정보를 유지하는 것이다. 우주에 존재하는 힘은 상호작용을 일으켜 정보를 공유하고 무질서도가 증가하도록 힘을 가하는데, 생명체는 국부적인 정보, 질서를 유지한다. 물론 전체적으로 보자면, 외부의 무질서도를 증가시키며 내부의 질서를 유지하고 있는 것에 해당한다(전체적인 무질서도는 증가한다). 그래서 지속적인 에너지의 흐름 속에서 존재할 수 밖에 없다. 모터가 전류를 통해 회전을 만들어내는 것처럼. 생명체도 지속적인 에너지의 흐름 속에서 존재할 수 밖에 없다.

 나는 항상 이걸 난류와도 같이 생각한다(내 생각이 아니라 어떤 글을 통해 영향을 받았을 수도 있다). 일정한 흐름 속에서 난류는 외부와는 다른 국부적 성질을 만들어내는데, 이는 때론 규칙적인 소용돌이 모양을 나타내기도 한다. 유체처럼 충분히 복잡한 상호작용을 주고 받는 개체 속에서는 때때로 상호작용 속에 고리가 발생하여 국부적 규칙이 창발하기도 한다.

 다시, 시간에 대한 이야기로 돌아와서 인과관계의 틀 속에 존재하는 우주 속 국부적 에너지의 흐름 속에서 창발한 생명체들의 진화 속에서 창발한 인류는 다시 시간과 우주의 인과관계를 생각하고 있다. 시간은 너무나도 절대적으로 보이는 성질을 지니므로 그렇지 않은 관찰이 필요하다. 적어도 인류와도 같이 국부적 차이를 통해 정보를 인식하는 방법 밖에 지니지 못한 생명체에게는