[ Peter Godfrey-Smith (2014), Philosophy of Biology (Princeton University Press), pp. 144-157. ]
9.1. Information and evolution
9.2. Senders and receivers
9.3. Communication since life began?
144
- 조지 윌리엄스(George Williams)는 『자연 선택』(Natural Selection)(1992)에서 생물학적 변화가 발생하는 두 “영역들”(domains)이 있다고 주장함.
• 하나는 물질적 영역, 다른 하나는 “codical” 영역
- 진화 과정에서 정보는 만들어지고 유지되고 늘어나고 사라짐.
- 유전학은 코팅(coding), 번역(translation), 편집(editing)에 관한 것임.
- 발생 생물학에서 화학적 기울기(chemical gradients)는 발생중인 유기체에 “positional information”을 제공함.
- 이 장의 목적
• 생물학에 대한 가장 강한 정보-주입적 견해(information-infused views)에 반대하는 논증을 함.
• 의사소통(communication)에 대하여 살펴봄.
9.1. Information and evolution
144
- 생물체에 대한 물질주의 관점(materialist view)
유기체가 세계 속에서 생겨나고, 에너지를 소비하고, 변화하는 전 과정은 물질적 과정이고 자연 선택은 그 과정의 일부임.
145
- 윌리엄스: “유전자는 DNA 분자가 아니라 DNA 분자에 의해 부호화된 전사가능한 정보(transcribable information)”
- 도킨스: 진화는 정보의 강에서의 흐름과 같고 그 강은 “공간이 아닌 시간을 통해 흐른다”
145
논증 1
윌리엄스는 유전자가 물질적 대상이기보다는 정보 조각이라는 발상을 옹호하면서 유전자를 『돈 키호테』(Don Quixote) 같은 책과 유사하다고 제안함.
DNA 서열는 다양한 매체와 복사본을 가로질러 존재하는 책과 마찬가지로 많은 복사본과 서로 구분되는 물질 속에서도 유지됨.
반박:
유전자는 책의 중요한 특징 중 하나인 매체의 다양성을 가지지 않음.
예) 책은 종이책, e북, 마이크로필름 등으로 저장될 수 있음
145-146
- 논증 2:
진화는 정보적 과정(informational process)이라는 견해는 진화하는 개체군은 환경에 대한 정보를 축적한다는 발상에서 유래함.
도킨스: 종들은 “그들의 조상들이 살고 재생산되었던 세계에 대해 여러 세대에 걸쳐 통계적 기술을 축적하는” 컴퓨터임.
- 반박:
산과 같은 지질적 정보는 산이 어떻게 생성되었는지 등의 특질을 담음.
유전자 풀에서의 변화는 어떤 종이 어떻게 현재 상태에 도달했는지에 관한 원인을 담음.
생명의 나무에서의 분기 사건들(branching events)의 연쇄는 역사가 재구성될 수 있는 표식을 남김.
예) 나무의 나이테
그런데 그러한 “신호들”(signs)은 나무의 역사를 추론하는 데 사용될 수 있지만 그 이상의 역할을 못함.
진화가 다른 물리적 과정이 가지지 않는 정보와 관계된다고 생각할 이유는 없음.
9.2. Senders and receivers
146
클로드 섀넌(Claude Shannon)의 정보 이론(information theory), 또는 의사소통에 대한 수학적 이론
146-147
기본 아이디어: ‘왜’ 의사소통을 하는가 보다는 ‘어떻게’ 하는가에 초점을 맞춘 모형이다.
한쪽 끝에는 정보 원천(source)이 존재함.
이는 수많은 다른 상태가 될 수 있는 세계의 어떠한 측면임.
송신자(transmitter)는 신호(signal)를 발생하고 채널을 통해 이를 전달함.
반대쪽 끝에 있는 행위자(agent)는 신호를 받고, 이를 정보 원천에 대한 불확실성을 줄이는 데 사용함.
- 특징(1): 섀넌의 틀은 메시지를 주고받는 행위자를 도입하지만 그러한 역할을 하는 행위자가 없는 경우에도 적용할 수 있음.
• 예) 구름의 상태는 날씨에 대한 정보를 전달함. 왜냐하면 구름은 날씨에 관한 불확실성을 줄이기 때문임.
- 특징(2): 대칭적임
• 다른 값을 가지는 두 변수가 있고 한 변수가 다른 변수와 연관될 때마다 첫 번째 변수는 두 번째 변수에 관한 정보를 전달함.
• 두 번째 변수도 첫 번째 변수에 관한 정보를 전달함.
• 이 관계는 대칭적
147-148
루이스의 정보 모형
루이스는 communicator와 audience로 상정함.
갓프리-스미스는 이러한 용어를 송신자와 수신자로 바꿈.
기본 아이디어: ‘왜’ 의사소통을 하는가에 초점을 맞춘 모형이다.
발신자는 세계의 상태를 보고 이에 대한 신호를 전송할 수 있으나 그 외의 행위는 하지 못함.
수신자는 발신자로부터 온 신호만을 볼 수 있으나 세계와 신호 모두에 영향을 주는 행위를 할 수 있음.
- 가정: 송신자와 수신자 사이의 공통의 이해관계(common interest)를 가짐.
• 두 행위자는 세계의 각 상태에서 원하는 것에 대한 같은 선호를 가짐.
- 가정: 수신자의 행동은 한 세계에서 잘 작동하지만 다른 세계에서는 그렇지 않음.
- 이 상황에서 노동의 분업이 가능함.
• 송신자는 눈처럼 행동하고 수신자는 손처럼 행동함.
- 송신자가 세계의 각 상태에서 구분되는 신호들을 보내고 수신자는 각 상태에서 적절한 행동을 하기 위해 이러한 신호를 사용한다면, 정보를 보내고 사용하는 것은 내쉬 균형임.
• 그들이 하고 있는 것을 바꿀 유인이 없음.
149
많은 자연적 과정들이 이 모형에 부분적으로 부합함.
사례: 꿀을 발견했다는 사실을 동료에게 알리는 꿀벌의 행동
수신자 뿐만 아니라 발신자도 행동함
사례: 포식자가 나타났을 때 경고는 더 논쟁적임
발신자가 자신의 이득을 생각한 행동이라기 보다는 협동적, 이타적 행동으로 보임
사례: 포식자를 향한 신호
149-150
루이스의 원래 목표물은 인간 언어
뉴런(개별 수신자는 행동을 하지 못함)
루이스 모형에서 중요한 점은, 발신자가 정보를 생산하고 수신자가 그 정보를 가지고 행위하는 과정이 안정화 또는 재구성되는 데 선택이 개입한다는 점임.
자연 선택, 강화(reinforcement)의 학습, 모방 등을 포함하는 문화적 과정 등은 모두 이 핵심을 통해 파악될 수 있음.
150
자극(cue)
발신자가 불명확한 경우, 또는 수신자의 행동과 무관하게 계속 정보를 발신하는 경우에 해당
151
유비로서 발신자-수신자 설정
또는 정보 연관 용어에 대한 “허구주의” 견해
발신자-수신자 설정은 일상에 편재(ubiquitous)하여, 엄밀한 의미에서는 발신자-수신자 구도가 적용될 수 없는 다양한 사태에도 우리는 습관적으로 이를 적용함.
예) 유기체의 부분들이 서로 의사소통하는 것처럼 기술할 수 있음.
그러나 발신자-수신자 구도가 문자 그대로의 의미로 사용되는 것인지, 유비적으로 사용되는 것인지 모호한 경우가 있음.
152
도킨스는, 유전자 풀은 과거의 어떤 종의 경험의 통계적 요약이며, 유기체는 그 유기체의 조상의 세계에 관한 “기술”이라고 주장함.
이는 양방향적 정보(mutual information)로 이해될 수 있음.
152
갓프리-스미스는 유기체 그 자체는 메시지가 아니라고 함.
유전자 풀 자체를 수신자(이용자)로 보기에는 유전자 풀이 행위자(agent)가 될 수 없을 것 같음.
유기체는 유전자 풀 전체가 아니라 자신의 유전체만을 읽을 수 있을 뿐이기에 수신자가 될 수 없음.
9.3. Communication since life began?
153
세포 내에서 유전자를 “읽는” 것은 꽤 잘 정의될 수 있음.
전사(transcription), 번역(translation)
그렇다면 누가 메시지를 보내는가?
선택지: 유기체의 부모를 발신자로 보는 것
후손은 수신자이고 유전(inheritance)은 세대 간의 의사소통(communication)
가능한 문제: 층위들에 대하여 일종의 모호함이 있음.
수신자가 세포-수준 구조들이라면, 발신자는 전체 유기체가 될 수 없음.
153
이를 보는 다른 방식은, 유전 메시지의 수신자를 단백질 합성 장치(machinery)로 보는 것
이때 특정한 유전 서열은 진화를 통해 형성된다는 점에서 발신자 자리에 진화를 넣을 수도 있겠으나, 진화는 메시지를 만들거나 보내는 ‘주체’는 아니기에 진화를 발신자라고 할 수는 없고, 발신자-수신자 구도를 진화-수신자로 바꾸는 것이 최선임.
물론 이 또한 DNA의 복제에만 적용될 수 있고, DNA 재조립의 경우는 발신자-수신자 구도와 유사한 어떤 구도로도 포착하기 어려워 보임.
156
후생 유전학에서 다루는 메틸기를 통한 DNA의 변형은 기입-비활성화 관계로 볼 수 있음.
분화는 발신자에 해당하는 한 세포가 니치 구성을 하면, 즉 환경을 변화시키면, 이것이 신호로 작용하여 발신자에 해당하는 다른 세포의 표현형에 변화를 일으키는 과정이라고 할 수 있음.
(2023.11.03.)
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