사울 그리피스의 일상생활 속의 발명품들

아무튼 그래서 제가 누구냐고요? 사람들이 저에게 "무슨 일을 하세요?" 라고 물으면 저는 "하드웨어를 관리합니다."라고 대답합니다. 왜냐하면 이게 제가 하는 모든 일들을 잘 포함하고 있기 때문이죠. 그리고 제가 얼마 전에 벨리 이벤트에서 어떤 벤처 투자가에게 이 말을 했더니 이러더군요 "정말 독특하군요"

(웃음)

그리고 순간 저는 할 말을 잃었어요 제가 정말로 좀 더 기발하게 대답했어야 했는데 말이죠 지금 와서 그것에 대해서 좀 더 생각할 시간이 있었어요. 저는 이렇게 말했어야 했어요 "근데 말이에요, 아시다시피 만약 우리가 앞으로의 백년과 최근 몇 일 간 발생했던 이 문제들을 봤는데 대주분의 큰 문제들--깨끗한 물, 깨끗한 에너지-- 이들은 어떤 관점에선 상호 대체할 수 있지만-- 그리고 더 깨끗하고 더 실용적인 물질들-- 이것들은 전부 하드웨어와 관련된 문제인 것 같습니다. 이 말은 우리가 소프트웨어를 무시하자는 말이 아니에요 정보나 수치들을 무시하자는 말도 아니고요. 사실 이것이 제가 지금 여러분에게 얘기하려는 내용이기도 합니다.

그러니까 이 강의에서는 어떻게 무언가를 만들고 미래에는 어떤 새로운 방식으로 무언가를 만들지에 대해 얘기할 거에요. TED에서는 당신에게 스팸메일을 많이보낼 겁니다. 당신이 "이렇게 하고 저렇게 하라"고 말하는 식의 연설자라면 말이죠 그리고 당신은 그들이 어떻게 당신을 묘사할지 사실상 모릅니다 그러다 문득 생각난 게 저를 미래학자로 소개할 것 같은 거에요 그리고 저는 항상 미래학자라는 표현을 불편해했습니다 미래는 정확히 예측할 수 없으니까 미래학자로서 그냥 실패한 거 같잖아요 저는 머리 좋은 제 동료들과 이것에 대해 웃으면서 말했죠 "그러니까 봐, 내가 미래에 대해 얘기해야 된다면 말이야, 미래는 도대체 뭐지?" 그랬더니 조지 홈지라는 제 친구가 말하길 "아, 미래는 놀라운 거야. 네가 생각하는것보다 훨씬 별나거든. 우리는 네 창자 속에 있는 박테리아를 재구성해서 네 똥을 박하향이 나게 만들거야."

(웃음)

좀 이상하다고 생각하실 수 있으시겠지만 이것을 지금 일어나고 있는 꽤 놀라운 일들이 이것을 가능하게 만듭니다 이것은 제가 아닌 MIT에 있는 제 친구들의 작품입니다 이는 '표준 생물학적 부분의 기록'이라 불리웁니다 드류 앤디, 탐 나이트, 그리고 몇몇의 매우 똑똑한 사람들이 이를 이끕니다 간단히 말하자면, 그들이 하는 일은 생물학을 프로그램이 가능한 시스템으로 바라보는 겁니다 말 그래도, 단백질 자체를 서브루틴으로 보는데 프로그램을 실행하기 위해 이음새 역할을 하는거죠 요즘 실제로 이 아이디어가 많은 관심을 끌고 있죠 이것은 상태 도표입니다. 이거야말로 굉장히 단순한 컴퓨터입니다

이것은 2비트 계수 프로그램입니다 컴퓨터 조작상 본질적으로 2개의 전기 스위치와 같죠 그리고 이것은 취리히의 학생들 몇 명이 생물 설계 대회를 위해서 지었어요 그리고 작년 대회 결과 텍사스 대학의 학생들 한 조가 박테리아를 프로그램해서 빛을 인지하고 스위치를켜고 끌 수 있는 걸 만들었죠 이것은 여러분들이 이제 물질와 구조상 "그러면"이란 주장을 가능하게 한다는 점에서 흥미롭죠 이것은 상당히 흥미로운 경향이에요 우리는 그 동안 모두 편하게 얘기하고 형식이 기능을 따라하는 세계에서 살았지만 제 생각에 저는 -- 어제 여러분이 닐 제르센펠드 씨게 들으셨듯이 저는 그 분 연구소에서 일한 적이 있는데-- 정보가 형식과 기능을 정하는 세상에서 자라온 것 같아요

저는 6년간 이것에 대해 생각했는데 여러분에게 과학을 넘어서는 예술의 힘을 보여주기 위해- 이것은 실제로 제가 기고하는 만화 중 하나입니다. 이들은 '하우툰'이라 불립니다. 저는 닉 드라고타라는 환상적인 삽화가와 일하고 있습니다 저는 MIT에서의 6년과 제가 하는일을 설명하는데 그정도의 원고가 필요했지만 그는 한 페이지에 다 표현해 냈습니다. 이게 바로 우리의 영감이 된 터커 입니다 그는 꽤나 흥미로운 아이입니다. 그리고 그의 여동생 셀린느이죠 그가 여기서 하는 일은 자기 시리얼 그릇 안의 치리오스의 자기집합을 관찰하는 것입니다 사실 물건들의 자기집합을 조정할 수 있는 것이 가능하기때문에 그는 초콜릿을 묻혀서 가장자리를 바꿔가면서 소수성과 수용성을 변화시키고 있습니다 이론적으로 이것을 충분히 프로그래밍한다면 여러분은 아주 흥미로운 것을 할 수 있어야 하고 아주 복잡한 구조를 만들 수 있어야 합니다 이 경우에는, 그는 복잡한 3D 구조의 자기복제를 만들었습니다 이것이 제가 오래동안 생각해온 것입니다 왜냐하면 이 방식으로 우리가 무언가를 만들기 때문이죠 이것은 실리콘 웨이퍼이며 본질적으로 그냥 여러 다발의 2D 층들이쌓인것이에요. 특징적인 것은-여러분이 아시다시피 사람들이 현재 65나노미터 정도로 밖에 잘 모른다고(불확실하다고) 말할 것이라는 거죠

오른쪽으로는 방상충이 있습니다 이것은 해양에 편재하는 단세포 유기체이죠 또한 이것은 사이즈가 20나노미터까지 작아지는 특징적인 크기를 가지고있고 복합적인 3D 구성을 가집니다 우리는 컴퓨터나 더 보편적인 것들로 더 다양한 일을 할 수 있을 겁니다 만약 우리가 이런방식으로 제조하는 방법을 안다면 말이죠 생물학의 비밀은 물건을만드는데 계산을 더한다는 거에요. 여기 이 작은 폴리메리아제는 근본적으로 DNA 복제를 위해 디자인된 슈퍼컴퓨터에요 그리고 이 리보솜은 또 다른 작은 컴퓨터인데 단백질의 변형을 돕죠 제가 이것에 대해 생각해봤는데 생물학적인 물질을 만드는 것은 훌륭하다고 생각합니다 그런데 우리가 이와 비슷한 일을할 수 있을까요? 우리는 과연 자가증식하는 성격을 가진 것을 만들 수 있을까요? 우리는 과연 자동적으로 3D 구성을 이룰 수 있는 것일까요? 무기체 시스템 상에서 말이죠 초고속 반도체와 같은 무기체 체제에도 이점이 있기 때문이죠

이것은 제가 한 일입니다 자치적 증가의 방법에 대해서 이죠 이것은 바바쥐의 복수와 비슷한 것이에요 이것은 작은 컴퓨터와 같죠 다섯 개의 번형 단계가 있는 기계가 있어요 이것은 세 줄로 된 전기 스위치들을 나열한 것이죠 중립적인 상황에서 이들은 서로 묶이지 않을 겁니다 이제 제가 이것들을 가지고 한 묶음을 만들면 이들은 서로 복제를 할 거에요 자 이제 하얀색 파란색, 파란색, 하얀색으로 시작할게요 암호화되어서 이들은 이제 스스로 복제를 할거에요 하나에서 두개로 두개에서 세개가 되죠 자 이제여러분은 이렇게 복제하는 시스템을 가지게 되었어요 이것은 사실 라이오넬 펜로즈에 의해 만들어진 거에요, 로저 펜로즈의 아버지 말이죠, 타일 만드는 사람이요. 그는 이런 일들을 60년대에 많이 했어요. 그래서 이 사람의 논리의 이론은 디지털 컴퓨터 시스템의 혁명의 기초가 되었고, 이제 논리는 다시 돌아 오고 있습니다.

이제는 제가 손을 쓰지않고도 가능한, 자체적 복제를 보여드릴께요. 자 우리는 비디오에서 입력된 줄을 탐지했습니다. 그것은 녹색, 녹색, 노란색, 노란색, 녹색 이었죠. 우리는 이것을 에어 하키 테이블에 배치할 거에요. 다들 최첨단 과학에는 에어 하키 테이블이 쓰이는 것은 알고 계시겠죠. --

(웃음)

-- 그리고 만약 여러분들이 이런 것들을 오래 보고 있는다면 여러분들은 어지러워 질 거에요. 하지만 사실 여러분이 실제로 보고 있는 것은 오리지널 줄의 복사본 입니다. 여기 있는 통의 부분에서 나온 것이죠. 그래서 우리에겐 줄 조각들의 독립적인 복제판이 있습니다. 그러면, 여러분은 왜 줄 조각을 복제하고 싶어할까요? 생물학이 다른 흥미로운 요소를 가지고 있는 것으로 밝혀졌는데요, 그것은 바로 여러분께서 복사하기 쉬운 선 형대의 줄을 접어서 임의의 복잡한 3D 구조로 만들 수 있다는 겁니다. 그래서 저는, 아시다시피, 엔지니어의 생각을 따르려고 노력했어요. 우리가 무기물 물질을 가지고 같은 일을 하는 기계적 시스템을 만들 수 있을까? 하고 말이죠.

그래서 제가 여기서 보여드리는 것은 우리가 2D모양인 -- B라는 -- 굉장히 간단한 규칙을 따르는 일련의 성분들로부터 모아진 것을 만들 수 있다는 것이죠. 그리고 이렇게 간단한 규칙들과 전 디자인에서의 놀랍도록 간단한 모양의 기계들을 따르는 이유는, 계산을 할 때, 디지털적인 논리가 필요하지 않다는 걸 말하기 위해서 입니다. 그리고 이러한 방식으로 마이크로칩보다 훨씬 작은 것들도 잴 수 있습니다. 그러니까 말 그대로 이것들을 집합과정에서 아주 작은 성분들로 사용할 수 있습니다.

닐 제르센펜드가 수요일에 이 비디오를 보여줬다고 생각하지만, 오늘 제가 다시 보여드리겠습니다. 이것들은 말 그대로 색칠된 타일들의 연속물입니다. 각 색깔은 모두 다른 자기 양극성을 가지고 있고, 그 연속물은 나오게 되는 구성물의 구성을 특유의 형태로 구체화 시킵니다. 자, 이 중에서 그래프 이론을 조금이라도 알고 있는 사람들은 이것을 보고 임의로 3D 구성을 형성할 수 있음에 만족할 것입니다. 예를 들어 저는 한 마리 개를 가지고 잘 깎고 다듬어서 직선으로 만들 수 있습니다. 그 연속물로 말이죠. 그러면 저는 그 3D 물체를 작은 조각의 연속물이라 말할 수 있습니다. 아시다시피, 세상은 굉장히 재미있습니다. 세상을 조금만 다른 각도에서 보기 시작하면 말이죠. 세계는 이제 편집자인 셈입니다. 요즘 저는 이 물질 세계를 계획하는 프로그램이 과연 무엇 일까 하고 생각해요. 우리는 물질과 구조를 어떻게 정보와 계산 문제로써 생각하고 있을까요? 미세 콘트롤러(Micro-controller)를 연결하는 것뿐만이 아니라, 구조와 메카니즘이 논리인 것이 바로 컴퓨터입니다.

이 철학을 모두 이해한 상황에서 저는 많은 문제들을 다른 시각에서 보기 시작했어요. 우주를 컴퓨터로 생각함으로써 어러분은 조그마한 물 한 방울이 모든 계산을 이루어낸 결과라는 것을 알 수 있어요. 중력, 표면 장력, 밀도 등으로 약 두 어개의 경계 조건을 세워둔 후 실행 버튼을 누른다면 마법과도 같이 우주는 여러분에게 완벽한 렌즈를 제공할 거에요. 이것은 실제로 다음의 문제에 적용이 됩니다. 이 세계에서 약 5억에서 10억 사이의 인구가 값싼 안경을 구하지 못하고 있습니다. 그렇다면 여러분들은 곧바로 그 자리에서 처방렌즈를 제공하는 기계를 만들 수 있습니까? 이 기계가 바로 경계 조건을 말 그대로 정의하게 할 수 있게 하는 것입니다. 만약 그것이 동그랗다면 여러분들은 구형의 렌즈를 만들 수 있습니다. 만약 그것이 타원형이라면 여러분들은 난시용 렌즈를 만들 수 있습니다. 그 후에 여러분들이 얇은 막을 씌우고 압력을 가하면 되는데, -- 이것이 부가적인 프로그램의 일부입니다. 그리하여 말 그대로 이 두 개의 데이터 입력만으로 -- 즉, 경계의 모양과 압력으로 -- 인간의 (눈의) 굴절 오류를 다 포함할 수 있는 무수히 많은 렌즈를 만들 수 있는 것이죠. 마이너스 12부터 플러스 8 디옵터까지, 4개의 실린더 디옵터마저 포함할 수 있습니다. 그리고는 말 그대로 모노머를 붓습니다. 자, 이제부터 제가 줄리아 차일즈가 되겠습니다. (Julia Childs는 유명한 요리사입니다) 이것은 3분 동안 자외선을 쏘여주는 것입니다. 자외선을 다 쬔 후에 막에 가했던 압력을 뒤바꾸어주고 다 한뒤에 빼내죠. 저는 이 비디오를 본 적이 있는데, 아직도 제대로 잘 할 수 있을지는 모르겠습니다.

(웃음)

그래서 이걸 뒤집으면 됩니다. 이건 오래 전에 찍은 영화입니다, 이제는 새로운 모형이 생겨서 렌즈의 두 표면이 다 매끄럽습니다. 하지만, 이것으로 제 포인트를 이해하실 수 있으실 겁니다. 이제 다 만든 렌즈를 꺼내면 내년쯤에 나올 이브 클라인 썬글라스 같죠? 이제 여러분들도 볼 수 있듯이 두 디읍터 정도 차이가 있지만 규정에 맞추어진 렌즈가 됐습니다. 이제 이걸 회전시키면 원기둥을 물리적인 원리를 이용해서 -- 렌즈 안에 프로그램화가 되어있는걸 볼 수 있습니다. 이와 같이 구조를 계산적으로 생각하거나 정보로 생각하면 이런 렌즈를 만들어 낼 수 있습니다.

이것은 SQUID 연구소에서 제 동료들이 계발하고 있는 전자 줄이라는 겁니다. 그래서 말 그대로 줄을 연상하시면 됩니다. 줄은 아주 복잡한 구조의 짜임을 가지고 있죠. 무게가 없을 때 특정 구조를 지니고 있습니다. 다른 무게의 영향 아래 있을 때는 또 다른 구조로 변합니다. 그리고 이런 성질을 이용하여 소량의 전도 섬유를 넣어서 센서로 만들 수 있습니다. 자 이제 이 줄은 특정 부위에 가해지는 무게를 감지할 수 있게 됩니다. 세상의 물리나 물질을 컴퓨터로 생각하기만 하면 이런 전자 줄도 만들 수 있죠.

이제 좀 넘어가볼게요. 이런 일을 바탕으로 어떤 발상을 하는지 그냥 말씀 드릴게요. 한가지 제가 지금 관심 있는 질문들은, 정말 컴퓨터로 이 세상을 볼 수 있다면 어떻게 전체를 보편적으로 볼 수 있을까? 또는 이 보편적인 시야를 컴퓨터 하드웨어를 공유하듯 공유할 수 있을까입니다. 그래서 많은 사람들이 문제를 보고 정보를 나누고 같이 고민하면서 해결책을 찾는 강점이 있을 것입니다. 인간은 시간이 직선방향으로 움직이기 때문에 편리합니다. 리사 렌달이 이것을 바꾸기 전까지 우린 직선방향인 시간을 따라 갈 것입니다. 결국 무엇을 하든지 무엇을 만들던지 우린 이 행렬적인 것을 생산합니다. 70년대의 레고가 제일 이것을 잘 나타내었다고 생각합니다. 가장 우아한 방법으로 말이죠. 하지만 그들은 어떻게 무언가를 순차적으로 만들 수 있는 지 보여줍니다. 저는 저희가 어떻게 어떤 것을 만들어내면 이런 사람과 만나게 되는지 일반화 시키는 것에 대해 생각하고 있습니다. 그리고 제 생각에 이것은 굉장히 다양한 개념에 적용이 됩니다.

카메론 신크레어는 어제 이렇게 말했습니다. 어떻게 하면 모든 사람들이 인류를 위한 집짓기 디자인에 참여할까?” 그리고 여러분께서 에이미 스미스를 보셨더라면, 그녀가 어떻게 MIT 학생들을 아이티 공동체와 협력하게 하는지 보셨을 겁니다. 그래서 저는 저희가 내린 구조와 물질의 정의를 다시 한번 생각해 보아서 우리가 그러한 일들을 조금 더 깊이 있게 하기 위해 정보를 교환해야 한다고 생각합니다. 저도 정확히 어떻게 해야 할지는 모르겠지만, 저는 꾸준히 그것에 대해 생각하고 있습니다.

그래서 여러분들은 질문들을 하게 될겁니다. 예를 들어, 그것은 이게 번역기인가? 이게 아래경로인가? 라는 흥미로운 질문들 말이죠. 제가 어쩌면 너무 추상적으로 가는 건지도 모르겠지만 이것은 우리의 웃긴 성격으로 돌아가는 것이기도 합니다. 이게 우주의 일부일 수도 있고, 다른 우주 관점일 수도 있죠. 저는 이것이 미래에 장차 확산될지도 생각됩니다. -- 생명 공학에서부터 물질 조립에 이를 수도 있습니다. 빌 조이의 얘기를 듣는 것은 좋았습니다. 사람들은 이제 물질 과학에 투자를 하기 시작했지만 이것들은 모두 물질 과학에서 새로운 것들이죠. 어떻게 하면 우리가 진짜 정보와 진짜 구조를 새로운 아이디어에 집어넣고 세상을 다르게 볼 수 있을까요? 그리고 이것은 세상의 컴퓨터를 정의하는 이분법이 아닐 것이고 -- 아날로그 컴퓨터 같은 것이 되겠죠. 그렇지만 이것은 확실히 흥미로운 새로운 세상을 보는 관점이긴 하죠.

제가 너무 멀리 갔군요. 그래서 이게 결국 전부인 것 같네요. 이제 질문하는 시간이 몇 분 남아있는거 같은데… 아니면 제가 보여줄 수 도 있고요 -- 사람들이 제가 도입부에서 극단적인 행동을 했다고 하니까 제가 그것에 대해 설명을 해야겠네요. 그럼 이 짧은 영상으로 설명을 해볼께요.

이건 3000제곱피트의 연인데 최소 에너지 표면이기도 하죠. 물방울 얘기로 다시 돌아가서 말하자면 이것은 우주에 대해서 새로운 방식으로 생각하는 거에요. 이 연은 데이브 컬프라는 사람에 의해 디자인되었어요. 여러분들이 왜 3000제곱피트의 연을 원할까요? 이건 여러분들 집 만큼 큰 연입니다. 그리고 여러분들은 빨리 갈 수 있는 예인선을 원하시죠. 그래서 제가 이것을 다른 친구들 몇 명과 연구해 보습니다. 하지만 여러분들이 아시다시피 다시 추상적으로 말하자면 이것은 우주물리학에 의해 정의되는, 새로운 관점에서 보는 구조입니다. 여러분은 이것을 침대시트로 사용할 수도 있어요. 마찬가지로 물리의 모든 수치는 공기역학적인 모양을 만들 겁니다. 그래서 이러한 시스템을 가지고 여러분들은 여러분들 배의 속도를 거의 두 배로 빠르게 할 수 있어요. 그래서 이건 미래의 또 다른 흥미로운 점 중 하나랍니다.

(박수)