AI 시대, 과학자의 직감이 여전히 중요한 이유

뉴질랜드 웰링턴 외곽의 한 공장 지대에서, 젊은 마오리 과학자 라투 마타이라가 태양의 힘을 지구로 가져오려는 꿈을 키우고 있다. 그가 이끄는 핵융합 스타트업 오픈스타 테크놀로지스는 자기부상 쌍극자 방식의 핵융합 반응로를 개발 중이다. 섭씨 1억도가 넘는 중수소 플라스마를 공중에 떠 있는 자석으로 가둬 핵융합을 일으키겠다는 것이다.

하지만 마타이라가 의존하는 건 첨단 기술만이 아니다. "미지의 영역에서 일할 때는 직감이 중요한 역할을 해야 한다"고 그는 말한다. "아직 누구도 완벽한 답안지를 써놓지 않았으니까."

과학의 숨겨진 동력, 직감

우리는 과학을 차갑고 논리적인 영역으로 생각하곤 한다. 하지만 과학사의 위대한 발견들을 들여다보면 다른 그림이 보인다. 16세의 아인슈타인은 빛을 쫓아가는 상상을 했고, 이것이 특수상대성이론의 출발점이 됐다. 벤젠 고리 구조를 발견한 프리드리히 케쿨레는 꿈에서 본 뱀이 자신의 꼬리를 무는 장면에서 영감을 얻었다고 했다.

MIT와 하버드에서 인지과학을 연구하는 루아이리 배틀데이는 "뛰어난 과학자들은 어떻게든 초기 아이디어의 날것 그대로의 동기와 에너지를 최종 논문까지 보존해낸다"고 말한다. 바로 이 지점에서 인간의 직감이 빛을 발한다.

마타이라는 복잡한 핵융합 원리를 설명할 때도 직감적 비유를 활용한다. 그는 자신의 반응로를 안개 현상에 비교한다. 밤에 지면이 차가워지면서 생기는 온도 역전층이 안개를 만드는 것처럼, 그의 반응로에서도 자석 근처와 먼 곳의 플라스마가 서로 다른 두 영역을 만든다는 것이다.

"기술적 전문용어로 포장되어 있지만, 결국 우리가 일상에서 이미 친숙한 현상의 또 다른 발현일 뿐이다"라고 그는 설명한다.

AI가 할 수 없는 것들

GPT와 같은 대형 언어모델이 과학 논문을 쓰고 수학 문제를 푸는 시대가 왔다. 하지만 산타페 연구소의 인지과학자 멜라니 미첼은 핵심적 한계를 지적한다. "AI는 올바른 질문을 던질 수 없다. 과학에서 가장 중요한 건 다음에 어디로 가야 할지 아는 것인데 말이다."

AI 시스템들은 주어진 데이터를 처리하는 데는 뛰어나지만, 능동적으로 실험하고 개입하는 인간의 학습 방식과는 다르다. 우리는 행동하며 배우지, 단순히 받아들이기만 하는 게 아니다.

브리스톨 대학의 양자공학 강사 캐리 와이드너는 양자역학의 '반직관적' 현상들을 게임으로 만드는 연구를 했다. "양자 체스나 가상 실험실 게임을 하다 보면 사람들은 자연스럽게 양자역학적 직감을 기른다"고 그녀는 말한다. 진공을 뚫고 지나가는 양자터널링 같은 현상도 충분한 경험을 쌓으면 직관적으로 이해할 수 있게 된다는 것이다.

한국 과학기술계에 던지는 메시지

이런 관점은 한국의 과학기술 생태계에도 시사하는 바가 크다. 삼성전자나 SK하이닉스 같은 기업들이 AI 반도체 개발에 매진하고 있지만, 정작 이런 기술의 한계를 인식하고 인간의 창조성을 활용하는 전략은 부족해 보인다.

KAIST나 서울대 같은 연구중심 대학들도 논문 편수나 특허 건수 같은 정량적 지표에 매몰되기 쉽다. 하지만 진정한 혁신은 기존의 틀을 벗어난 상상력에서 나온다. 마타이라처럼 마오리 신화의 마우이가 태양을 붙잡았다는 이야기에서 핵융합의 영감을 얻는 식의 창의성 말이다.

국내 AI 스타트업들도 기술적 성능 향상에만 집중할 게 아니라, 인간 과학자의 직관과 상상력을 보완하는 도구로서 AI를 활용하는 방향을 모색해야 한다.