인지과학

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1 개요

간단히 말하자면 "우리는 어떻게 생각을 하는가?"라는 질문의 해답을 얻기 위한 학문이다. 지능과 마음을 파헤치기 위해서 인공지능, 신경과학 등 여러 분야를 통해 접근한다.

2 3단계 분석 방법

데이비드 마아라는 심리학자가 제시한 방법으로, 정보 처리 시스템 (컴퓨터든 마음이든 간에)은 3가지 계층의 작업을 한다는 접근법이다.

계산 계층 (Computational level): 이 시스템의 대략적인 목표, 목적 그 자체 (예; 체스에서 이긴다)
표상과 알고리즘 계층 (Algorithmic/representational level): 목적 달성을 위해서 시스템이 어떻게 동작하는지, 그 과정.
물리적 계층 (Physical level) : 시스템의 물리적 요소. (예; CPU, 뉴런 등)

3 Information Processing

착시나 조작된 기억 등의 사례를 통해 그냥 명상만으로는 마음이 어떻게 작동하는지 알 길이 없다는 것이 확실해진 후, 뇌는 컴퓨터와 다를 바가 없고 마음은 프로그램과 같다고 접근한 것. 일반적으로 생각하듯 마음은 몸과 완전히 떨어진, 영혼과 비슷한 개념으로 접근할 경우 생기는 문제도 해결된다 (뇌가 생각하는 것도 사실은 전부 전기 신호일 뿐이라는 걸 생각해 보면, 마음이 물질에 간섭할 수 없는 개념일 경우 뇌와 마음이 서로 소통하는 것이 불가능하다).
결국 무엇으로 만들어져 있는지가 중요한 것이 아니고, 무엇을 하는지가 중요하게 된 셈. 조금 더 생각해 보면 전뇌의 가능성을 뒷받침해주는 근거가 될 수도 있다.

3.1 기호 모형(Symbolic modeling)

마음은 뇌라는 컴퓨터에 설치된 프로그램일 뿐이라는 이론. 정보 처리 시스템은 표상 (representation), 법칙 (rule), 연속 처리 (serial processing), 그리고 지각-생각-행동 사이클로 이루어져 있다는 것이다. 간단하게, 마음을 무지막지한 양의 코드로 만들어낼 수 있다고 생각한 모양이다. 하지만 이렇게 만들어진 시스템들은 끝내 딥 블루 같은 전문가 시스템이 될 뿐, 인간처럼 사고하는 것은 불가능했다. 아무리 체스 기보를 많이 저장해 놓는다 하더라도 커피 한 잔 사는 것이 불가능한데다, 인간은 기보를 전부 외워서 체스를 이기는 것이 아니기 때문. 실제로 뇌가 하는 일과는 거리가 멀다는 것이 결론이다.
하지만 신경과학 박사 '데미스 하사비스'가 처음 선보인 시스템 스스로 학습하는 약인공지능 '알파고'가 구글 딥마인드 챌린지에서 중계되는 바람에 마음이라고 하는것이 약간은 구현되었는지도..(계산 부담이 큰 '패'를 싫어한다)

3.2 하위기호 모형(Sub-Symbolic modeling)

연결주의(connectionism) 모형이라고도 부른다. 뇌가 뉴런으로 이루어진 것 처럼, 신경망은 명확한 의미가 없는 신호들이 서로 주고받으며 의미를 만들어 나가는 시스템이라고 생각하게 된다. 위의 기호 모형처럼 확실하지가 않아 어떻게 작동하는 지 원리를 파악하기 힘들다. 하지만 언어나 개념의 분류 같은 복잡한 사고에는 오히려 뛰어나며, 기호 모형과는 달리 시간이 지남에 따라 사전식 주입 없이도 학습이 가능하기에 설득력이 있다.

4 체화된 인지 (embodied cognition)

인지와 사고는 꼭 인간의 뇌 안에서만 일어나는 게 아니다, 라는 접근이다. 예를 들어, 숫자를 셀 때 우리는 손가락을 접거나 펴서 표시를 하게 되고, 만약 실수로 손가락이 어긋나면 계산이 틀어지기도 한다. 그리고 가구의 배치가 달라지면 집 안에서라도 부딪히는 일이 많아지는 것도 그렇다. 육체의 각 부분 역시 간단하지만 사고를 하고 있고, 그것이 뇌와 상호작용하며 사고를 한다는 것.

5 Distributed Cognition

한 발짝 더 나아가, 주변 환경마저도 사고의 한 부분이라는 접근. 바에서 일하는 바텐더가 음료마다 다른 잔을 사용하는 것을 금지할 경우 초보 바텐더와 다를 바 없는 정도의 주문 기억밖에 하지 못한다는 것도 그렇다. 결국, 인간의 사고는 뇌, 육체, 그리고 주변 환경까지도 포함하는 상호작용이라는 것이다.
크게 세 가지 종류로 구분할 수 있다. 같은 그룹의 다른 사람에게 분산 (조별과제라든가), 외부의 환경에 분산 (메모를 한다든가), 시간을 통해 분산 (알람기능이라든가).

6 학제간 연구

인지과학은 등장한 이후 학제간 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있는 학문이다. 인간의 마음을 탐구한다는 특성 덕에 심리학에 못지 않은 범용성이 있으며, 과정을 중시하므로 기계공학, 프로그래밍 분야와도 연관된다. 일반 사회 부문에도 적용 가능한데, 예를 들어 유년시절의 성폭행 기억은 억압된다 문서의 Loftus 박사. 인지과정의 오류로 인해 기억이 왜곡될 수 있다는 것을 밝혀내면서 법정에서 증언의 영향력을 크게 바꿔놓았다. 그 외에도 광고가 유아에게 미치는 영향, 전뇌에 관련된 도덕적 문제, 인공지능의 연구 등 여러 부문에 관련된 연구가 진행되었다. 심지어 한 인지과학자는 스타크래프트 2 의 리플레이 파일을 이용, 인지 과정이 학습에 미치는 영향을 통해 고수와 초심자의 차이를 밝히려는 시도마저 한 적이 있다고 한다(...)

UX 디자인에 관한 이론들의 대다수도 인지과학으로부터 유래했다. 그도 그럴 것이 UX라는 개념이 애초에 최고의 사용자의 경험을 만들기 위한 분야이기 때문에, 인간이 어떻게 정보를 이해하고 처리하는지에 대한 정보는 필수불가결한 것이기 때문이다.

7 관련 문서