W. 로스 애시비: 적응을 공학적으로 설계한 정신과 의사

1928년부터 세상을 떠난 해까지 44년 동안 로스 애시비(Ross Ashby)는 일기를 썼습니다. 총 25권, 7,189페이지에 달하는 이 기록은 현재 대영도서관에 보관되어 있습니다. 일기라고 부르기엔 내용이 독특합니다. 이것은 한 남자가 성인기 내내 단 하나의 질문에 매달려 기록한 작업 노트였습니다. '적응하는 무언가를 만드는 데 실제로 필요한 것은 무엇인가?' 그는 본업이 병원 정신과 의사였지만, 기계를 통해 그 질문에 답했습니다.

케임브리지와 의사 수련

애시비는 1903년 9월 6일 런던에서 광고 대행사 직원의 아들로 태어났습니다. 1921년 케임브리지 시드니 서식스 칼리지(Sidney Sussex College, Cambridge)에 입학하여 1928년까지 재학했습니다. 1924년 학사 학위를 받았고, 세인트 바톨로뮤 병원(St Bartholomew's Hospital)에서 임상 수련을 거쳐 1928년 의학사(M.B.) 및 외과 학사(B.Ch.) 자격을 취득했습니다. 이후 케임브리지는 1930년 석사(M.A.), 1931년 심리의학 학위, 1935년 의학박사(M.D.) 학위를 그에게 수여했습니다.

의학적 배경은 매우 중요했습니다. 애시비는 생물학으로 넘어온 엔지니어가 아니라, 스스로를 조절하는 능력을 상실한 사람들을 매일 돌보며 '조절'이 과연 무엇인지 알고 싶어 했던 임상 의사였습니다. 1930년 런던 카운티 의회에서 임상 정신과 의사로 일을 시작했고, 1936년부터 1947년까지 노샘프턴의 세인트 앤드루 병원(St Andrew's Hospital)에서 연구 병리학자로 근무했습니다. 물리학과가 아닌 정신병원에서 그의 이론적 기초가 다져진 것입니다. 제2차 세계대전으로 인해 1945년부터 1947년까지 인도에서 영국 육군 의료단(Royal Army Medical Corps) 소령으로 복무하며 연구가 중단되기도 했습니다.

항상성 유지 장치(Homeostat)

1947년 그는 글로스터의 반우드 하우스 병원(Barnwood House Hospital) 연구 책임자가 되어 1959년까지 재직했습니다. 그곳에서 1948년, 그는 적응 행동이 가능한 전기 기계 장치인 항상성 유지 장치(homeostat)를 제작했습니다. 이는 그가 '초안정성(ultrastability)'이라 부른 개념을 최초로 기계적으로 입증한 사례였습니다.

이 장치의 아이디어는 평형을 추구하는 일반적인 기계라는 통념보다 훨씬 미묘합니다. 온도 조절기 같은 일반적인 자동 조절 장치는 설계자가 설치한 제어 법칙에 따라 편차를 수정합니다. 하지만 항상성 유지 장치는 달랐습니다. 현재의 조직 구조로 감당할 수 없는 교란이 발생하면, 장치 스스로 조직을 변경했습니다. 안정적인 상태를 다시 찾을 때까지 내부 매개변수를 본질적으로 무작위로 검색한 것입니다. 이 장치에는 답이 내장되어 있지 않았습니다. 설계자조차 예측하지 못한 문제에 대한 답을 찾는 절차가 있었고, 그 답을 정말 무작위적인 시행착오를 통해 찾아냈습니다.

이는 하드웨어로 위장한 철학적 주장과도 같았습니다. 애시비는 적응에 선견지명이나 의도, 지능이 특별히 필요한 것은 아니라고 주장했습니다. 본질적인 변수가 생존 범위를 벗어날 때 스스로 재조직할 수 있는 시스템만 있으면 충분하다는 것이었습니다. 그레이 월터(Grey Walter)의 거북이 로봇이 더 많은 주목을 받았지만, 애시비의 항상성 유지 장치는 더 어려운 난제를 다루고 있었습니다.

뇌의 설계(Design for a Brain)

그는 1952년 《뇌의 설계》(Design for a Brain)에서 이 모든 것을 정리했습니다. 책 제목은 의도적으로 도발적이며, 이 책은 신경과학 서적이라기보다는 추론에 가깝습니다. 실제로 뇌 조직에 대한 내용은 거의 없습니다. 신경계의 핵심 특성은 역학 시스템으로서 추상적으로 명시될 수 있으며, 안정성 조건을 적어내기만 하면 생물학적 기질은 구현의 세부 사항이 될 뿐이라는 논증입니다.

그 당시 그는 사이버네틱스(cybernetics)를 발명하던 작은 국제적 서클의 일원이었습니다. 앨런 튜링(Alan Turing)도 참여했던 영국의 사교 및 토론 모임인 '레이시오 클럽(Ratio Club)'의 공동 창립자였으며, 1952년 미국 사이버네틱스 분야의 거두들인 노버트 위너(Norbert Wiener)와 클로드 섀넌(Claude Shannon) 등이 모인 메이시 회의(Macy Conference)에도 참석했습니다.

다양성만이 다양성을 흡수할 수 있다

1956년 출간된 《사이버네틱스 입문》(An Introduction to Cybernetics)에는 그의 모든 업적 중 가장 오래 살아남은 결과가 담겨 있습니다. '필요 다양성의 법칙(Law of Requisite Variety)'은 그의 정의에 따르면 "[조절자]의 다양성만이 [교란]으로 인한 다양성을 억제할 수 있다"는 것입니다.

풀어서 설명하면, 제어 장치는 자신이 가진 고유한 반응만큼의 서로 다른 상황만 처리할 수 있다는 뜻입니다. 만약 세상이 천 가지의 서로 다른 교란을 던지는데 당신이 가진 반응이 50가지뿐이라면, 나머지 950가지의 교란은 통과하게 되며, 50가지 반응을 아무리 영리하게 활용해도 이 숫자는 바뀌지 않습니다. 조절에는 명확한 용량 한계가 존재하며, 그 한계는 계산 가능합니다.

이 법칙은 사회과학과 경영과학에서 진정으로 정량화된 몇 안 되는 결과물 중 하나입니다. 스태포드 비어(Stafford Beer)는 이를 바탕으로 조직 설계 이론 전체를 구축했습니다. 이 법칙은 면역 체계 모델부터 기업 구조에 이르기까지 모든 설계에 재등장하며, 왜 단순한 제도가 복잡한 조직을 통치할 수 없는지를 단 한 줄로 설명합니다.

일리노이에서의 삶

애시비는 브리스톨의 버든 신경학 연구소(Burden Neurological Institute)를 잠시 이끈 뒤, 1960년 하인츠 폰 푀르스터(Heinz von Foerster)의 초청으로 일리노이 대학교 어바나-샴페인(University of Illinois at Urbana-Champaign) 생물물리학 및 전기공학 교수로 부임했습니다. 공학부에 임용된 정신과 의사라는 점은 그가 학문적 경계를 얼마나 완벽하게 허물었는지를 보여줍니다. 그는 1970년 은퇴할 때까지 그곳에 머물렀습니다. 1962년부터 1964년까지 일반 시스템 연구 학회(Society for General Systems Research) 회장을 역임했으며, 1970년 웨일스 대학교 명예 교수, 1971년 영국 왕립 정신과 의사 협회(Royal College of Psychiatrists) 회원이 되었습니다.

로스가 천재라 불리는 이유

애시비는 위너 이후 사이버네틱스의 가장 중요한 이론가로 불리며, 이 평가의 근거가 된 특유의 자질은 바로 급진적인 추상화 능력입니다. 그는 현상에서 작동 원리만을 남기고 모든 것을 걷어냈습니다. 뇌를 다룰 때는 뉴런을 제거했고, 제어를 다룰 때는 제어기 내부 내용을 지우고 상태의 가짓수만 남겼습니다. 남은 결과물은 너무나 보편적이어서 온도 조절기, 정신병원, 국가 경제에 수정 없이 적용될 수 있었고, 논쟁을 넘어 증명할 수 있을 정도로 엄격했습니다. 이 수준에서 공허함 없이 작업할 수 있는 사람은 극히 드물며, 애시비는 정리를 생산해냈습니다.

반론은 이러한 추상화 때문에 그가 대중적으로 유명하지 않다는 것입니다. 그는 허버트 사이먼(Herbert Simon), 스태포드 비어, 스튜어트 카우프만(Stuart Kauffman) 등 자신의 영향을 받은 사람들보다 덜 알려져 있습니다. 이는 적용 없는 일반성이 감탄하기는 쉽지만 사용하기는 어렵기 때문입니다. 항상성 유지 장치는 무작위 시행착오로 안정성을 찾았는데, 이는 원리 증명일 뿐 실제 신경계의 학습 모델로는 부족합니다. 확장성도 없었고, 애시비도 확장 가능성을 증명하지 못했습니다. 1970년대 사이버네틱스가 쇠퇴하며 그의 이름도 잊혔습니다. 냉철하게 평가하자면, 그는 핵심 기계가 장난감에 불과하고 학문적 분야는 해체된, 뛰어난 형식주의자일지도 모릅니다. 하지만 그러한 시각이 놓치고 있는 점은 '필요 다양성의 법칙'은 장난감이 아니며 모호하지도 않고, 결코 반박된 적도 없다는 것입니다.

유산

1972년 6월, 그는 수술이 불가능한 뇌종양 진단을 받았습니다. 그해 11월 15일 애시비는 세상을 떠났고, 44년간 이어져 온 일기장도 멈췄습니다.

그의 기록이 남은 것은 의미 있는 일입니다. 애시비는 지능이란 실체가 아니라 조직이라고 확신했습니다. 마음에서 중요한 것은 그것이 어떤 재료로 작동하느냐가 아니라 그 역학의 형상이라는 것입니다. 기계가 생각할 수 있는지에 관한 오늘날의 모든 논쟁은 그 가정을 바탕으로 진행되며, 보통 사람들은 그것이 누구의 가정이었는지조차 모릅니다. 총 7,189페이지의 기록은 그가 항상성 유지 장치에 구현했던 바로 그 원리에 대한 증명입니다. '무언가 유지될 때까지 계속 변화하라.'