스티븐 울프럼: 우주를 계산하려는 사람

그는 15세에 입자 물리학 분야에서 동료 심사를 거친 첫 논문을 발표했습니다. 그는 이튼 칼리지를 졸업하기 전에 떠났고, 옥스퍼드 대학을 학위 없이 중퇴했으며, 20세에 리처드 파인만(Richard Feynman)이 포함된 위원회의 심사를 거쳐 캘리포니아 공과대학교(Caltech)에서 이론 고에너지 물리학 박사 학위를 받았습니다. 1981년 6월, 21세의 나이에 그는 맥아더 재단(MacArthur Foundation)이 선정한 역대 최연소 펠로우가 되었습니다. 그 이후로 스티븐 울프럼이 해온 모든 일은 그 초기의 속도를 과학이 작동하는 방식에 대한 영구적인 변화로 바꾸려는 시도였으며, 그가 성공했는지에 대한 논쟁은 이미 40년 넘게 이어지고 있습니다.

런던, 옥스퍼드, 패서디나

그는 1959년 8월 29일 런던에서 태어났습니다. 아버지는 루렉스 컴퍼니(Lurex Company)를 운영하던 섬유 제조업자 휴고 울프럼(Hugo Wolfram)이었고, 어머니는 1964년부터 1993년까지 옥스퍼드 레이디 마가렛 홀의 철학 튜터이자 펠로우였던 시빌 울프럼(Sybil Wolfram)이었습니다. 두 사람 모두 영국으로 망명한 독일계 유대인이었으며, 그의 외할머니는 정신분석학자 케이트 프리들랜더(Kate Friedlander)였습니다. 그는 드래곤 스쿨과 이튼을 다녔으나 1976년에 중퇴했고, 17세에 옥스퍼드 세인트 존스 칼리지에 입학했으나 졸업하지 않고 떠났습니다. 15세 때부터 그는 양자장론과 입자 물리학 분야에서 논문을 발표했으며, 옥스퍼드를 떠나기 전 이미 10편의 동료 심사 논문을 썼습니다. 그의 캘리포니아 공과대학교 박사 학위 논문인 '이론 고에너지 물리학의 몇 가지 주제(Some Topics in Theoretical High-Energy Physics)'(맥아더 재단은 1979년으로 표기, 다른 기록은 1980년으로 표기)는 리처드 D. 필드(Richard D. Field)가 의장을 맡았고, 파인만, 피터 골드라이크(Peter Goldreich), 프랭크 슐리(Frank Sciulli), 스티븐 프로치(Steven Frautschi)가 위원으로 참여했습니다.

첫 번째 갈등

1979년과 1981년 사이, 그는 캘리포니아 공과대학교 물리학과에서 기호 조작 프로그램(SMP, Symbolic Manipulation Program)의 개발을 이끌었습니다. 이는 대수 계산을 직접 하기 위해 만든 초기 컴퓨터 대수 시스템이었습니다. 이 사건은 반복되는 분쟁의 첫 시작이기도 했습니다. 캘리포니아 공과대학교와 울프럼은 특허, 저작권, 교수진의 상업적 개입의 적절성을 두고 의견이 갈렸고, 결국 그는 사임했습니다. SMP는 1983년에서 1988년 사이 인퍼런스(Inference Corp.)에 의해 상업화되었습니다.

셀룰러 오토마타

1983년부터 고등연구소(Institute for Advanced Study)에 재직하면서 그는 입자 물리학을 떠나 셀룰러 오토마타 연구에 집중했습니다. 이는 아주 단순한 국소적 규칙에 따라 업데이트되는 격자 형태의 셀들로, 특정 경우에는 무한한 복잡성을 생성합니다. 그는 1차원 오토마타를 명명하기 위한 '울프럼 코드(Wolfram code)'를 고안하고 그 행동을 분류하는 4단계 체계를 제안했습니다. 거의 아무것도 아닌 규칙에서 겉보기에는 무작위성을 생성하는 '규칙 30(Rule 30)'은 그의 핵심 연구가 되었으며, 그는 '규칙 110(Rule 110)'이 튜링 완전(Turing complete)하다고 추측했고, 그의 연구 조교 매튜 쿡(Matthew Cook)이 이를 증명했습니다. 울프럼은 쿡을 고소하고 그가 연구 결과를 직접 발표할 때까지 출판을 막았습니다. 그의 셀룰러 오토마타 연구는 1만 편 이상의 논문에 인용되었습니다.

그는 1984년 머리 겔만(Murray Gell-Mann), 만프레트 아이겐(Manfred Eigen), 필립 앤더슨(Philip Anderson), 프랭크 윌첵(Frank Wilczek)과 함께 산타페 연구소(Santa Fe Institute) 설립 워크숍에 참여했고, 1980년대 중반 파인만과 협력하여 커넥션 머신(Connection Machine) 시뮬레이션을 수행했으며, 1986년 일리노이 대학교에 복잡계 연구 센터를 설립했고, 1987년에는 저널 '복잡계(Complex Systems)'를 창간했습니다.

매스매티카

그 후 그는 다른 모든 것을 가능하게 한 도구를 만들었습니다. '매스매티카(Mathematica)'는 1988년 6월 23일에 출시되었고, 울프럼은 그해 학계를 떠나 전년도에 설립한 울프럼 리서치(Wolfram Research)를 운영하기 시작했습니다. 맥아더 재단은 이 도구가 100만 명 이상의 전문가들에 의해 사용되고 있다고 언급합니다. 그의 우주론에 대한 평가와 별개로, 울프럼은 과학자들이 실제로 필요로 했던 도구를 출시함으로써 자신의 연구 자금 문제를 영구적으로 해결했습니다. 이는 매우 드문 사례이며, 그 덕분에 그는 누구도 비용을 지불하지 않는 책을 쓰는 데 10년을 보낼 수 있었습니다.

새로운 과학의 종류

그는 1992년부터 2002년까지 주로 혼자 연구에 매진했습니다. 그는 우주가 불연속적이며 전통적인 수학 방정식보다는 단순한 컴퓨터 프로그램으로 가장 잘 설명된다는 거대한 책을 출판했고, 이 재구성이 물리학, 생물학, 수학 등을 혁명적으로 변화시킬 것이라고 주장했습니다. 평가는 가혹했습니다. 비평가들은 그가 타인의 업적을 자신의 것으로 돌리고, 뒷받침할 증거도 없이 광범위한 결론을 도출했다고 비난했습니다.

알파와 물리학 프로젝트

2009년 3월 '울프럼 알파(Wolfram Alpha)'가 발표되고 5월에 출시되었습니다. 이것은 검색 엔진이 아니라 검색이 아닌 계산을 통해 질문에 답하는 계산 지식 엔진입니다. 이 엔진은 수백만 개의 쿼리를 처리하며 Siri를 포함한 지능형 비서를 구동하는 기반이 되었습니다. 울프럼 언어(Wolfram Language)는 2014년 3월 사우스 바이 사우스웨스트(South by Southwest)에서 공식 발표되었지만, 실제로는 30년 동안 '매스매티카' 내부에서 존재해 왔습니다. 2013년 라즈베리 파이(Raspberry Pi)와 번들로 제공된 것은 독점 라이선스 논란을 일으켰고, 널리 사용되지는 못했습니다.

2020년 4월, 그는 최소한의 규칙에 의해 재작성된 하이퍼그래프(hypergraph)에서 물리 법칙을 도출하려는 울프럼 물리학 프로젝트(Wolfram Physics Project)를 발표했습니다. 그는 "지극히 단순한 모델에서 특수 상대성 이론, 일반 상대성 이론 및 양자 역학의 핵심 결과를 재현할 수 있다"고 주장했습니다. 물리학자들은 그 결과를 비정량적이고 자의적이라고 평가하며 감명받지 못했습니다. 그는 1980년대부터 이메일, 키 입력, 마우스 움직임, 통화, 위치 등 자신의 삶을 기록해 왔으며, 2002년까지 1억 번 이상의 키 입력과 100마일 이상의 마우스 이동을 기록했습니다. 그는 영화 '컨택트(Arrival, 2016)'의 과학 자문이었으며, 아들 크리스토퍼와 함께 영화에 등장하는 외계 로고그램 분석에 사용된 코드를 작성했습니다.

스티븐이 천재라 불리는 이유

그의 압도적인 인지 능력은 의문의 여지가 없습니다. 15세에 논문 발표, 20세에 파인만에게 심사받은 캘리포니아 공과대학교 박사 학위, 21세에 선정된 역대 최연소 맥아더 펠로우라는 기록이 이를 증명합니다. 맥아더 재단은 그를 "자연을 전통적인 수학 방정식이 아닌 단순한 컴퓨터 프로그램으로 설명하는 과학에 대한 중요하고 새로운 접근 방식"을 제시한 인물로 평가합니다. 그는 대부분의 이론가가 하지 못하는 일을 해냈습니다. 즉, 그는 도구를 직접 만들었습니다. '매스매티카'는 100만 명 이상의 사람들이 사용하는 인프라가 되었고, '울프럼 알파'는 계산 지식 엔진이라는 용어가 의미를 갖기 수년 전에 이미 작동하고 있었습니다. 셀룰러 오토마타 연구는 많이 인용되며, 아주 단순한 규칙이 비환원적 복잡성을 생성할 수 있다는 핵심 관찰은 진정한 공헌입니다.

반대되는 사례들도 잘 기록되어 있습니다. '새로운 과학의 종류(A New Kind of Science)'는 그가 전임자의 업적을 인정하지 않았고 증명한 것보다 훨씬 더 많은 것을 주장했다는 비난을 받았습니다. 24년이 지난 지금, 약속된 혁명은 오지 않았습니다. 물리학 프로젝트는 물리학자들을 설득하지 못했습니다. 그는 자신의 추측을 증명한 조교를 고소하여 출판을 막고 자신이 먼저 출판하려고 했습니다. 이는 그의 성격에 관한 사실로서 논란이 되는 공적 인정 문제와 직결됩니다. 그는 주로 동료 심사 체계 밖에서 일하며 자신의 회사를 통해 출판함으로써, 아이디어를 더 날카롭게 다듬어줄 수 있는 비판으로부터 이를 보호하고 있습니다. 울프럼 언어는 30년이 지났음에도 자신의 생태계 밖에서는 거의 사용되지 않습니다. 울프럼은 뛰어난 지성과 비범한 엔지니어이지만, 그의 과학적 주장은 항상 증거를 앞서가고 있으며, 후자가 전자에 대한 평가를 깎아먹고 있습니다.

유산

매스매티카와 울프럼 알파는 과학적 도구 상자의 영구적인 부분이 되었고, 단순한 계산 규칙이 복잡성을 생성할 수 있다는 생각은 이제 표준이 되었습니다. 우주가 하이퍼그래프로 밝혀질지 여부는 아마도 다른 모든 사람이 관심이 없어진 후에도 그의 회사가 계속 질문할 문제일 것입니다.