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‘정신적 알고리즘’이라는 표현은 어떤 한 사람이 만들어낸 표현은 아니다. 대신 1970년대부터 수많은 인지과학과 인공지능 연구에서 이 용어를 사용해 왔다고 한다. 그래서 이 개념은 인지과학과 인공지능 연구에서 비롯되었다고 할 수 있는데, Herbert Simon, Allen Newell, 그리고 이후 Steven Pinker와 같은 학자들은 인간의 사고를 연산적 즉, 두뇌가 컴퓨터 알고리즘과 매우 유사한 과정을 따른다는 뜻이다.
즉, Herbert Simon과 Allen Newell 같은 인지 과학자들은 두뇌가 컴퓨터 프로그램처럼 특정한 구조화된 단계를 따라 문제를 해결한다고 주장했다. 이는 두뇌의 문제 해결 과정이 일련의 연산과정처럼 설명될 수 있다는 것이다. 즉, 어떤 입력이 들어오면 이렇게 하고, 그것이 안 되면 다른 방법을 시도하게 만드는 그런 프로세스와 같다는 것이다. 쉽게 말하면, 뉴런(Neuron)이 어떤 처리 패턴을 가지고 있는 알고리즘처럼 보일 수 있다는 것이다.
알고리즘이 컴퓨터에게 문제를 해결할 수 있는 방법으로 이끄는 것처럼, 두뇌에도 문제를 해결하는 어떤 패턴이 있다. 즉, 주의력을 전환하는 방법, 기억을 회상하거나 검색하는 규칙, 의사 결정을 빠르게 하는 방법 등 자연스러운 알고리즘처럼 작동한다. 이런 것들은 사람들의 생각 뒤에 숨겨진 어떤 질서를 설명하려는 방식이기도 하다.
Herbert Simon의 [The Sciences of the Artificial(1)]은 인위적으로 만들어진 시스템을 인간이 어떻게 디자인하고 사용하는지에 대한 이야기를 한다. Herbert Simon의 중요한 이슈는 인간의 사고 자체를 일종의 디자인 과정으로 연구될 수 있다는 것인데, 사람들은 복잡한 문제를 해결하기 위해 마음속에서 어떤 절차, 지름길로 습득된 어떤 암묵적 지식, 그리고 해결을 위한 구조를 활용한다는 것이다. 이것은 사람들이 ‘정신적 알고리즘’이라고 말하는 것과 실제로 같은 개념으로 볼 수 있는데, 즉 두뇌 속 프로그램처럼 단계별 절차로 생각하는 것을 의미한다.
Herbert Simon은 인간이 순전히 직관적으로 그저 모호하게 문제를 해결하는 것이 아니라, 문제를 분석하고, 때로는 단순하게, 때로는 아주 정교한 규칙을 따르며, 가능성을 탐색한다고 생각했다. 이것이 바로 Herbert Simon이 ‘제한된 합리성(Bounded Rationality)’이라고 부르는 것이다. 사람들의 ‘정신적 알고리즘’은 완벽하지는 않지만 실용적이며, 복잡한 환경에서 생존하는 데 도움을 준다고 한다.
[The Sciences of the Artificial]은 생각하는 것 그 자체를 컴퓨터 알고리즘처럼 모델링할 수 있는 것으로 다룬다. 두뇌는 단순히 반응하는 것이 아니라, 마치 프로그램처럼 절차를 활용하여 연산한다는 것이다. 이것이 바로 Herbert Simon의 책이 인공지능과 인지과학에 그토록 중요한 토대를 마련한 이유이다.
Steven Pinker의 책, [How the Mind Works(2)]에서 그는 마음이라는 것이 성장과 더불어 변화한 정보를 처리하는 시스템과 같다고 주장한다. 그는 마음이 그저 신비한 영혼이나 본능의 집합체가 아니라, 보든가, 듣든가, 말하든가, 그리고 추론 등을 위한 작은 문제들을 해결해 주는 어떤 전문화된 정신 모듈을 통해 작동한다고 말한다. 즉, ‘정신적 알고리즘’이란 의미와 연결되는 것이다.
Steven Pinker는 기본적으로 각 정신 모듈을 마치 자체 알고리즘이 있어서 어떤 입력에 대해 어떤 출력으로 변환하는 단계별 규칙이 있는 것처럼 취급한다. 예를 들어, 시각 시스템은 그림자와 움직임과 같은 단서를 결합하여 장면의 깊이를 연산할 수 있고, 언어 시스템은 문장을 구성할 때 일련의 문법 규칙을 적용할 수도 있다. 이것은 마치 의식적인 단계별 사고가 아니라 소위 “function_mental_procedure()”와 같은 프로그램 같으며, 배경에서 작동하는 자동 알고리즘이라는 것이다. 즉, Steven Pinker는 두뇌에는 계속 향상되어 가고 있는 점점 변화하는 알고리즘으로 가득 차 있다고 보는 것이다. Steven Pinker는 일상적인 사고와 인식을 생존 문제를 해결하기 위해 발전하고 변화한 ‘정신적 알고리즘’과 연결하고 있다(3).
Allen Newell과 Herbert Alexander Simon의 [Human Problem Solving(4)]의 핵심 아이디어는 사람들이 퍼즐, 수학, 심지어 일상적으로 도전하게 되는 그런 문제를 해결할 때 단순히 직관이나 우연에만 의존하지 않는다는 것이다. 두뇌는 컴퓨터 알고리즘처럼 규칙과 단계를 따라 해결책을 찾는다고 했다. 즉, 사람들의 마음은 작은 프로그램처럼 단계별 절차를 따른다는 것이다.
그들은 “General Problem Solver(GPS)”라는 개념을 소개했는데, 이는 기본적으로 Algorithm을 사용하여 출발점에서 목표를 향해 나아간다는 사고 모델이다. 보통 Computer Science 분야에서 말하는 알고리즘처럼 말이다. 물론 사람들이 의식적으로 단계를 어디에 적어 놓는다는 것을 의미하는 것은 아니지만, 그들의 이론은 인간의 마음이 선택지를 점점 좁혀가다가, 가능성을 테스트도 하고, 해결책에 도달할 때까지 자신들 만의 어떤 규칙을 적용하는 내부의 ‘정신적 알고리즘’에 의해 이끌려 가고 있다고 주장하는 것이다.
즉, ‘정신적 알고리즘’과의 연관성을 본다면, 문제 해결 자체가 마음 속에서 작동하는 어떤 알고리즘으로 여긴다는 것이다. 그들은 인간의 사고가 단순히 모호한 직관이 아니라 정확하고 연산적인 용어로 설명될 수 있다는 생각을 확고히 했다. 그래서 이들의 연구는 인지 과학과 인공지능의 기초로 여겨지는 경우가 많다(5).
언급된 각주의 내용
(1) The Sciences of the Artificial, 2025, Herbert A. Simon, The Sciences of the Artificial, MIT Press, 1969/1996. https://en.wikipedia.org/wiki/The_Sciences_of_the_Artificial,
(2) How the Mind Works, Steven Pinker, 1997/2005, https://en.wikipedia.org/wiki/How_the_Mind_Works
(3) How the Mind Works by Steven Pinker: 6 Minute Summary, 2024.2.11, https://www.youtube.com/watch?v=DwhRmwO3qjw
> How the Mind Works by Steven Pinker, Forces of Habit, 2018.12.16, https://forcesofhabit.com/how-the-mind-works
> How The Mind Works Summary and Study Guide, SuperSummary, https://www.supersummary.com/how-the-mind-works/summary
> How The Mind Works Chapter 2 Summary & Analysis, SuperSummary, https://www.supersummary.com/how-the-mind-works/chapter-2
> How the Mind Works (1997/2009), Steven Pinker, 2021.3.24, https://stevenpinker.com/publications/how-mind-works-19972009
> Review excerpts for How the Mind Works, Steven Pinker, https://stevenpinker.com/review-excerpts-how-mind-works
(4) Human Problem Solving, Allen Newell, Herbert Alexander Simon, 1972, MIT Press, https://mitpress.mit.edu/9780262640374/the-design-of-everyday-things, https://books.google.com/books/about/Human_Problem_Solving.html?id=h03uAAAAMAAJ
(5) Understanding the Mind: A Brief Summary of Pinker’s Work, 2024.1.2, https://medium.com/%40bookey.en/understanding-the-mind-a-brief-summary-of-pinkers-work-a8e000e02193
> ‘What could be more interesting than how the mind works? 2014.5.6, https://news.harvard.edu/gazette/story/2014/05/what-could-be-more-interesting-than-how-the-mind-works