[책소개] Information

Information 이라는 책을 읽고 있는 중이다.

정보에 관한 예전부터 현재에 까지 이르는 방대한 역사에 대해 기술하고 있는 책이다.

 난 사실 기계지능공학 과의 기계정보코스 전공인데, 정보는 그냥 정보라는 생각 뿐이었다. 잘 알지 몰했고, 잘 알려고도 하지 않았던 것 같다(사실 뭔가가 있을거라는 생각도 못했다). 

 이 책은 그런 나에게 있어, 정보가 얼마나 재미있는 학문인지 소개시켜주는 입문서와도 같았다. 방대한 내용에 읽는데 시간이 꽤 걸리고 지칠 수도 있다. 허나, 내용 자체가 지치는 내용은 아니라 한 파트씩 읽어나가기 딱 좋아 자기전에 읽기 딱 좋은 책이다.

 이 책은 정보가 사실 실체이고, 모든 것이 정보로 이루어져있다는 표현을 사용한다. 예를 들면, 유전자가 저장된 염기서열(DNA)은 사실 정보가 인코딩 된 저장장치일 뿐이고, 실체는 유전 정보이다. 우리가 사용하는 소프트웨어를 생각할 때, 소프트웨어의 기능 그 자체가 소프트웨어라고 생각 되어지지, 저장되는 2진수 bit와 저장매채를 생각하지 않는것과 같은 것이다.

 리처드 도킨스의 "이기적 유전자"의 MEME 파트를 읽고 놀라운 상상력이라 생각한 적이 있는데, 이 책을 통해 다시 한번 그 관점에 대해 생각해 볼 수 있었다. 정보의 관점으로 생각해보면 모든 복제성을 지닌 정보들이 세상에 다양한 형태(GENE, MEME)로 인코딩되어 존재한다. 실체는 정보가 가진 특징이며, 그 특징과 환경조건 의해 그 정보는 널리 퍼질 것인지 파기될 것인지 정해진다.

 아직 물질과 정보에 관해 설명하는 파트가 남아있어 무슨내용이 있을지 기대감이 크다.

추가)

 물질과 정보에 관한 파트를 읽고 추가 내용을 적어본다. 기대감이 컸는데, 역시 재미있는 파트였다.

 우선, 과학을 자연속에 존재하는 데이터들의 압축이라고 바라보는 관점이 재미있엇다. 무질서한 자연의 현상들을 특정 규칙, 인과관계, 공식을 통해 나타냄으로서, 자연계의 현상들을 간단한 정보들로 압축해나가는 과정이라고 하는 것이다.

 무질서도를 바라보는 관점도 재미있는데, 무질서도를 튜링기계(섀넌이 생각한 논리컴퓨터)의 관점에서 바라보고 있다. 무질서도를 설명할 수 있는 수많은 환경을 배제하고, 단지 그 정보를 구성하는데 필요한 최소 정보의 크기로서 정의 하는 것이다. 이를 통해, 막연히 생각되었던 무질서도를 가장 간단히 표현할 수 있다는 사실이다.

 또 재미있던건, 정보의 가치였다. 내용을 인용하겠다.

최소프로그램 크기르 측정하는 방법에 따르면 100만 개의 0과 100만 번의 동전 던지기는 스펙트럼의 양극단에 존재한다(각각 0비트의 정보량과 최대정보량). 100만개의 0과 같이 무의미한 수열은 굉장히 단순하고, 100만번의 동전 던지기와 같이 무작위적인 수열은 극도로 복잡하다. 0들은 아무 정보도 전달하지 않지만, 동전던지기는 최대의 가능한 정보를 생성한다. 그럼에도 이 극단적인 두 수열은 공통점이 있다. 둘 다 지루하고 아무 가치가 없는 것이다. 이 중 어느 하나가 다른 은하에서 온 메시지라면 우리는 발신자가 지성을 가졌다고 생각하지 않을 것이다. 음악이라 해도 마찬가지로 무가치할 것이다. -477p

우리는 대상의 복잡성 혹은 정보량을 평가할 때 숨겨진 연산을 감지한다. 이는 음악이나 시, 과학 이론, 낱말풀이에도 해당하는데, 이런 것들은 너무 불가해하거나 얄팍하지 않고 그 중간 어딘가에 있을 때 푸는 사람에게 즐거움을 준다. -478p

즉 정보의 가치는 정보량, 엔트로피가 나타내는 값이 아니며, 압축과정(연산)에 대한 이해에 있다고 하는 것이다. 데이터에서 압축과 연산과정이 이뤄났음을 이해하였을 때 지적 생명체가 생산한 데이터라고 생각되며, 가치가 있음을 느낀다는 것이다. 섀넌이 정보에서 의미를 완전히 배제하려고 노력했다면 이 말을 한 찰스 베넷은 튜링기계에서 배제되었던 연산에 필요한 일의 양을 정보의 가치(의미)로서 제시하고 있다.

 또한 정보(비트)는 어떠한 물리량(구현체)을 통해서 밖에 존재할 수 없으며, 이를 "정보는 불가피하게 물리적이다"라고 표현하고 있다. 또한 이런 정보의 열 소산(엔트로피 비용)이 정보의 연산, 선택에 의해 이루어진다고 생각되어왔으나, 오직 정보가 삭제될 때만 열소산이 발생한다는 사실을 알아냈다고 한다. 즉, 맥스웰의 도깨비가 분자를 관찰하거나 선택할 때 엔트로피 비용이 발생한 것이 아니라, 도깨비가 다음 관찰값을 위해 한 관찰값을 지울 때 발생한다는 것이다. 

 양자얽힘에 대해서도 그 역사를 알 수 있었다. 양자얽힘이 도대체 무엇인가 찾아보아도 알기가 힘들었었는데, 아인슈타인의 사고실험에서 발명되었고, 나중에 발견되었다고 한다. 단일원자에 의해 광자쌍이 방출되었을 때, 이 광자쌍이 서로 반대의 스핀으로 방출된다고 가정한다. 그리고, 이 원자 쌍이 서로 멀리 떨어진 곳으로 이동하였을 때, 광자는 무작위적인 상태를 지니고 있지만, 두 광자 사이에는 서로 반대의 스핀을 가지고 있다는 정보가 존재한다는 것이다. 즉, 기존 양자역학 관점에서 작은 입자의 관측은 입자의 상태를 결정짓는다고 말해지지만, 두 연관성을 지닌 양자쌍에서 한 양자를 관측하는 것만으로 다른 한쪽의 양자의 상태가 결정된다는 것이 양자얽힘을 나타낸다는 것이다. 

 정말 방대한 분야에 걸쳐 재미있는 이야기들이 소개되어있는 좋은 책이다. (중간중간 난해한 글들을 제외하고는..)