세계 양대 종합 과학 학술지 가운데 하나인 네이처가 전문가 인터뷰를 토대로 2050년 과학에 대한 전망을 내놨다. 네이처는 “우리는 앞으로 수십년 동안 연구가 어떻게 전개될지에 대한 예측과 전망에서 영감을 얻은 오랜 역사를 갖고 있다”며 ‘현대의 미래의 흐름에 대한 해석’은 네이처의 명시적 목표이기도 하다고 밝혔다.

네이처가 내놓은 전망의 중심엔 인공지능의 전방위적인 영향력이 있다.

네이처는 우선 스웨덴 출신 철학자이자 미래학자 닉 보스트롬 옥스퍼드대 교수의 인공지능 전망을 소개했다. 그는 “2050년까지 모든 과학 연구는 인간 연구자가 아닌 초지능에 의해 수행될 가능성이 높다”며 “일부 인간은 취미로 과학 연구를 할 수는 있겠지만, 실질적인 기여는 하지 못할 것”이라고 말했다.

‘초지능: 경로, 위험, 전략’(2014)의 저자인 그는 인공지능의 향후 발전 단계를 일반인공지능(AGI)과 초지능으로 나눈다. 일반인공지능은 특정 또는 몇몇 과제 해결을 넘어 인간처럼 전반적으로 추론하고 지식을 일반화할 수 있는 인공지능, 초지능은 과학적 창의력, 일반적인 지혜 및 사회적 기술을 포함한 모든 분야에서 최고의 인간 두뇌보다 훨씬 똑똑한 지능을 말한다.

그에 따르면 일반인공지능은 현재 우리가 관심을 갖고 있는 대부분의 질문, 그리고 원칙적으로 과학으로 답할 수 있는 질문들에 답할 수 있다. 그는 따라서 초지능이 등장하지 않더라도 인공지능은 2050년까지 과학 연구 과정을 크게 바꿔놓을 수 있다고 전망했다.

런던의 시장조사 및 미래예측기업 아웃스마트 인사이트(Outsmart Insight)의 공동창립자 알렉스 아야드는 “로봇 실험자와 결합된 알고리즘 기반의 자율 시스템이 사람이 전혀 관여하지 않는 이른바 ‘불 꺼진 실험실’(lights out labs)에서 생명공학 문제를 하루 24시간 연중무휴로 연구하는 사례가 점점 더 많아질 것”이라고 말했다.

최근 미국과 중국이 경쟁적으로 인공지능 통합 연구 플랫폼 구축에 나선 것은 이런 전망을 가능하게 하는 밑그림이라고 볼 수 있다. 네이처는 일각에선 2050년까지 기계학습 시스템이 노벨상에 걸맞은 과학 업적을 달성할 수 있을 것으로 예상한다고 덧붙였다.

네이처는 나아가 “이렇게 생성된 지식은 새로운 기술 개발에 다시 투입되고, 이는 또 다시 새로운 과학적 발견으로 이어지는 선순환을 만들어낼 것“으로 예측했다.

네이처는 그런 사례의 하나로 양자과학과 우주론의 관계를 들었다. 멕시코 국립자치대의 후안 카를로스 이달고 교수(물리학)는 “양자과학과 우주론이 결합되면 2050년까지 이 분야에서 큰 진전을 이룰 수 있다”고 말했다. 그는 2023년 노벨물리학상을 받은 아토초(attosecond, 1아토초는 100경분의 1초) 레이저 펄스 기술을 바탕으로, 단일 전자와 원자핵 스핀에서 나오는 미약한 자기장과 전기장 변화를 감지하는 양자 센서를 개발하고 있다. 이 양자 센서가 중력파 검출기에 통합되면 현재 식별 가능한 것보다 더 작은 천체, 이를테면 원시블랙홀도 찾아낼 수 있고, 암흑에너지나 암흑물질 같은 우주론의 난제를 풀거나, 표준 우주론 모델을 대체할 새로운 이론으로 이어질 수도 있다는 것이다. 네이처는 “표준 모델은 이미 우주 팽창 속도 예측에 의문이 제기되면서 한계에 다다르고 있다”고 지적했다.

아토초레이저 같은 초정밀 계측 기술의 발전은 핵융합 기술의 완성에도 기여한다. 네이처는 ‘조심스런 예측’이라는 전제 아래 핵융합이 ‘영원한 30년 후 기술’이라는 비아냥에서 마침내 벗어날 수 있을 것으로 전망했다. 이달고 교수는 “확실히 말할 수 있는 건 핵융합은 지난 5년 동안 이전 50년보다 더 큰 진전을 이뤘다는 점”이라며 “2050년쯤에는 핵융합 기술이 마침내 성숙 단계에 접어들 가능성이 유망해 보인다”고 말했다

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독일 막스플랑크기상연구소의 기 브라쇠르 박사는 “기후 변화 상황은 예상하는 것보다 훨씬 더 심각할 것”이라며 햇빛을 차단해 지구를 식히는 지구공학적 기술이 검증되지 않았음에도 심각한 기후변화에 직면한 일부 나라나 기업이 시도할 가능성이 있지만, 이는 대기를 교란시켜 상황을 더욱 악화시킬 수 있다고 경고했다.

그는 “2040년까지 세계 평균 기온은 산업화 이전 수준보다 2도 이상 상승하는 임계점을 넘어설 것”이라며 특히 지정학적 갈등을 고려할 때 2050년 미래 기후 예측에서는 대기물리학 이외의 요소를 점점 더 고려해야 할 것이라고 강조했다.

그러나 낙관적인 시나리오를 제시하는 과학자도 있다. 대기 중의 이산화탄소를 제거하는 것이 온실가스 감축의 방편이자 수익 사업의 기회가 될 수 있다는 것이다. 핀란드 헬싱키 국방대의 미래연구원 엘리나 힐투넨은 “이산화탄소로 플라스틱이나 연료, 의약품 등 다양한 물질을 만들 수 있다”며 “이 모든 것의 원료는 공기”라고 말했다.

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듄으로 가는걸까요?