베이즈 이론대로 할 수 없는 비합리적 사고의 인간적 필연성
인간의 사고 과정은 흔히 비합리적이고 편향된 양상을 드러낸다. 그러나 이러한 현상을 단순한 심리적 실수로 규정하는 것은 본질을 간과하는 것이다. 본 내용은 인간 믿음의 형성과 업데이트가 정보역학적·열역학적 법칙에 의해 구조적으로 제한된다는 관점에서 출발한다. 자유에너지 최소화 과정에서 나타나는 유전자 및 개인 경험에 의한 정보 축적, 신체적 계산 한계, 가치 선호의 차이, 사회문화적 압력, 그리고 발달·병리적 요인이라는 다섯 가지 핵심 요소를 통해, 인간 인지의 물리적 필연성을 체계적으로 분석한다.
첫 번째 요소: 정보가 쌓이는 과정 (유전자 정보와 개인 마음 정보)
인간이 미리 가지고 있는 믿음(기존 지식)은 두 가지 방식으로 쌓입니다.
하나는 유전자에 저장된 정보로, 수십억 년 동안 환경과 싸우며 쌓인 ‘부엔트로피’(무질서도를 줄이는 정보)입니다. 이는 손실을 피하려는 본능이나 쉽게 기억나는 것을 중시하는 사고 같은 진화적 편향으로 나타납니다. 유전자는 오랜 시간 환경의 불확실성을 줄이는 ‘상호 정보’를 모아온 것입니다.
또 하나는 개인 경험을 통해 실시간으로 쌓이는 정보입니다. 하지만 이미 유전자에 새겨진 오래된 정보 때문에 같은 증거를 보더라도 우리 판단(사후 확률)이 체계적으로 왜곡됩니다.
열역학적으로 보면, 우리의 마음은 이미 만들어진 ‘낮은 무질서 상태(안정된 깊은 골짜기)’에 갇혀 새로운 정보를 자유롭게 받아들이기 어렵습니다. 정보 하나를 지우거나 바꾸는 데도 에너지가 들고 열이 발생한다는 란다우어 원리와 직접 연결됩니다.
두 번째 요소: 몸과 계산 능력의 한계
인간 뇌는 무한한 계산 능력을 가진 컴퓨터가 아닙니다. 에너지 소비가 제한적입니다(약 20와트).
뇌는 정보를 처리할 때 열역학적 비용이 들고, 란다우어 한계 때문에 정보를 완벽하게 처리하거나 지우는 데 최소한의 열이 반드시 발생합니다.
감정 영향, 기억 재구성, 선택적 주의, 피로·호르몬·약물 같은 신체·신경화학적 변화는 모두 뇌의 물리적·에너지적 제약에서 나옵니다.
결국 뇌는 자유에너지를 최적화하려는 능동 추론 과정에서만 경험칙과 대략적인(근사적인) 베이즈 추론을 할 수 있을 뿐, 완벽한 계산은 열역학적 소음과 계산의 어려움 때문에 불가능합니다.
세 번째 요소: 각자가 원하는 가치(효용이나 선호)가 크게 다름
베이즈 이론은 ‘믿음’을 어떻게 업데이트할지 다루지만, 실제 행동은 ‘내가 무엇을 원하는가’라는 가치 함수가 함께 작용합니다.
자유에너지 원리에서 이는 ‘선호하는 감각 상태에 대한 사전 믿음’으로 표현됩니다. 각 사람의 선호는 유전, 환경, 현재 몸 상태에 따라 매우 다른 ‘깊은 안정 상태’를 만듭니다.
이 선호는 물리적으로 에너지 지형에서 깊은 골짜기를 형성해, 감각적 놀라움(불확실성)을 최소화하는 방향으로 우리를 이끕니다. 따라서 취향 차이는 단순한 주관적 느낌이 아니라, 몸과 마음이 원하는 열역학적 평형 상태를 유지하려는 물리적 과정입니다.
네 번째 요소: 사회·문화적 압력 (뇌터의 정리 관점)
다른 사람들의 의견이나 사회 규범은 개인의 믿음을 공유하게 만들거나 업데이트를 막습니다.
또한 물리학의 뇌터의 정리를 적용하면, 사회·문화적 ‘대칭성(집단 불변성)’이 있을 때 그에 정확히 맞는 ‘보존량’으로서 개인의 믿음과 행동이 집단적으로 유지되지만 물리적인 한계에 의해 제한받습니다.
정보역학적으로 사회 압력은 여러 사람이 연결된 시스템에서 ‘자유 에너지’를 최소화하려는 과정입니다. 개인의 자유로운 생각을 희생하면서도 집단 전체의 안정(낮은 무질서)을 유지합니다. 그래서 개인 최적화 대신 사회적 규범이 행동을 지배하게 됩니다.
다섯 번째 요소: 발달 단계와 개인 차이
어린아이의 경우 믿음 형성 능력이 아직 미숙하고, 노인이나 치매 환자는 업데이트 능력이 떨어집니다. 이런 발달·병리적 차이는 확률 개념이 더 강하게 영향을 미치는 부분입니다.
신경과학에서는 ‘신경 정밀도 가중치’의 변화로 설명합니다. 발달 과정은 뇌의 시냅스 정리와 수초 형성을 통해 무질서 지형을 재구성하는 과정이고, 노화나 질병은 잡음 증가로 정보 처리 효율을 떨어뜨립니다.
결국 베이즈 추론 자체의 확률 분포가 왜곡되는 것은 뇌의 물리적 성장과 퇴화가 자유에너지 최소화 과정의 파라미터를 직접 바꾸기 때문입니다.
이 편집은 정보역학과 물리학 개념을 더 명확히 연결해, 인간의 비합리적 사고를 단순한 ‘심리적 실수’가 아니라 물리적·열역학적 필연성으로 재해석한 것입니다.
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