219. 형태생성의 화학적 기초(The Chemical Basis of Morphogenesis)

1. 개요

“앨런 매티슨 튜링”(Alan Mathison Turing 1912~1954)은 20세기 중반의 영국 수학자, 논리학자, 암호학자, 컴퓨터 과학자로, 현대 컴퓨터 과학의 선구자로 인정받는 인물 중 한 명으로 컴퓨터 과학, 인공지능, 알고리즘 이론 등 다양한 분야에 큰 영향을 미쳤습니다. 튜링은 1912년 6월 23일에 영국의 런던에서 태어났으며 13세 때 역탄젠트 함수의 무한연속을 어림잡을 수 있는 계산방식을 연구하여 재능을 보였습니다.

 

그는 케임브리지 대학교에서 수학을 전공하였으며 양자역학과 미분 방정식, 수치 해석, 확률 통계, 정수론 등에 심취하였습니다. 대학시절 중심극한정리를 이용한 수학공식 증명으로 케임브리지 대학의 특별연구원이 되기도 하였습니다. 1936년 그는 프린스턴 대학교로 떠나 수리논리학의 “알폰소 처치”와 “폰 노이만” 등을 만나 새로운 학문을 3년간 수학하고 케임브리지로 다시 돌아와 연구에 매진합니다.

 

“튜링”은 동성애자였는데 1952년 영국의 동성애 행위가 불법으로 간주되던 시기에 동성애 혐의로 기소되어 유죄 판결을 받은 그는 화학적 거세로 생을 마감했습니다. 그의 참혹한 경험은 동성애자들에 대한 인권 운동에 영향을 주었으며 2013년 영국 정부에서 “튜링”의 사면을 공식적으로 선언하였습니다.

 

1-1. 암호 해독(Enigma)

“튜링”은 제2차 세계대전 중 독일의 Enigma 암호기를 해독하는 데 큰 역할을 하였습니다. 이 기계의 암호를 해독함으로써 연합군은 독일의 비밀 통신을 읽을 수 있었고, 전쟁의 결과에 영향을 미쳤습니다. 2014년 “모르텐 튈둠” 감독이 “베네딕트 컴버배치”, “키이라 나이틀리” 등을 캐스팅하여 ‘이미테이션 게임’이라는 제목으로 영화로 제작, 호평을 받았습니다.

 

1-2. 튜링 머신(Turing Machine)

그는 컴퓨터 과학 분야의 중요한 이론적 기여 중 하나인 "튜링 머신"을 제안했습니다. 이는 현대 컴퓨터의 개념을 먼저 제시한 것으로, 계산 가능한 문제를 해결하는데 사용되는 이론적인 모델입니다.

 

1-3. 튜링 테스트(Turing Test)

그는 인공 지능 분야에서 유명한 "튜링 테스트"를 제안했습니다. 이 테스트는 컴퓨터가 인간과 구별할 수 없는 대화 능력을 갖추었을 때 인공 지능을 가진 것으로 간주하는 아이디어를 포함하고 있습니다.

 

1-4. 머신러닝과 인공지능

그는 기계 학습 및 인공 지능에 대한 초기 개념을 제시했습니다. 그의 아이디어와 이론은 현대의 머신러닝과 인공 지능 분야에서 중요한 출발점으로 인정받고 있습니다.

2. 내용

“앨런 튜링”은 그의 짧은 생을 통해 현대 컴퓨터 과학과 인공 지능 분야에 지대한 영향을 미쳤으며, 그의 업적으로 인해 컴퓨터 과학자 및 기술자들에게 깊은 존경을 받고 있습니다. 이 논문은 그가 1952년에 발표한 것으로, 생물학적 형태 생성의 가능성에 대한 혁신적인 아이디어를 다루고 있습니다. 이 논문에서 “튜링”은 형태 생성 및 패턴 형성에 대한 기존의 생물학적 이론에 도전하고, 화학적 반응과 확산의 개념을 도입하여 형태 생성 메커니즘을 설명합니다.

 

2-1. 배경과 동기

그가 이 논문을 작성한 당시, 생물학적 형태 생성 및 패턴 형성에 대한 이해는 아직 미흡했습니다. “튜링”은 자연계에서 나타나는 다양한 형태와 패턴을 설명하는 기존 이론들이 어떤 한계를 가지고 있는지에 관심을 가졌습니다. 그는 특히 동적 시스템이나 화학적인 상호작용에 주목하여 새로운 관점에서 형태 생성을 이해하고자 했습니다.

 

2-2. 화학적인 균형과 불균형

이 논문에서 “튜링”은 화학적 균형과 불균형이 형태 생성에 어떻게 기여하는지에 대한 아이디어를 제시합니다. 그는 물질의 확산과 화학적 반응이 어떻게 형태를 형성하는 데에 영향을 미치는지에 주목하며, 일종의 화학적인 토대에서 형태 생성이 이뤄진다는 가설을 제시합니다.

 

2-3. 튜링 패턴

그는 특정한 조건에서 발생하는 패턴을 "튜링 패턴"이라고 명명했습니다. 이 패턴은 초기 무질서한 상태에서 자생적으로 발생하며, 물질의 확산과 화학적 반응이 상호작용함으로써 정교한 형태를 만들어냅니다. “튜링 패턴”은 자연계에서 나타나는 다양한 형태와 구조를 설명하는데 중요한 개념으로 자리 잡게 되었습니다.

 

2-4. 현대적인 시각에서의 중요성

이 논문은 초기에는 그 중요성을 제대로 인식하지 못했지만, 나중에는 현대의 발전된 기술과 생물학의 진전으로 그의 아이디어가 더욱 중요시되었습니다. 특히, 컴퓨터 모델링과 실험을 통해 “튜링 패턴”이 다양한 생물체에서 실제로 나타나는 것을 확인하는 노력이 이루어졌습니다.

 

3. 결론

“앨런 튜링”의 ‘The Chemical Basis of Morphogenesis’는 생물학적 형태 생성에 대한 혁신적인 이론을 제시한 중요한 논문입니다. 그의 화학적인 접근은 현대의 발전된 생물학과 컴퓨터 모델링 연구에 큰 영향을 끼쳤으며, 특히 형태 생성과 패턴 형성에 대한 새로운 시각을 제공하여 자연계의 다양한 현상을 이해하는 데 도움이 되었습니다. 이 논문은 그의 학문적 유산 중 하나로 그의 이름을 널리 알리는데 기여하였습니다.

 

 

“아무것도 아니라고 생각했던 사람이

아무도 생각할 수 없는 일을 해낸다.”(앨런 튜링)