이 세상엔 정말 많은 것들이 있지요. 개, 고양이, 사람, 태양 등등..
그런 구체적이고 형태를 가진 물체 외에도 사랑, 기쁨, 슬픔 등의 추상적이고 관념적인 것들도 있지요.
그렇다면 우주의 탄생부터 이 우주가 멸망할때 까지 존재해 왔고, 존재하며, 앞으로 존재할 모든 것들의 개수를 세는 것이 가능할까요?
한번 시도해봅시다.
우선 추상적인 물체는 제외하고 실제로 형태를 가지고 그 물리적 실체가 있는 것들만 세보도록 합시다. 개나 고양이 같은 것들 부터요.
그런데 말입니다. 사실 위에 예시로 든 개나 고양이 같은 것들도 사실 관념적인 것이란 걸 알고 계십니까?
물론 그들에게 물리적 실체가 없다는 건 아니지만, 우리를 포함해 우리가 존재한다고 생각하는 모든 것들은 사실 어떤 입자의 특정한 배열상태에
우리가 어떤 의미와 이름을 부여한 것에 지나지 않습니다. 소립자가 모여서 원자를 이루고, 그 원자가 모여서 분자를, 그 분자가 모여서 세포를,
그 세포가 모여서 생명체를 만들고 우리가 그것을 개나 고양이라고 의미를 부여하는 것에 지나지 않는다는 말입니다.
이것은 생물체에 국한되는 것이 아니라 책상이나 건물 등 모든 다른 것들에도 마찬가지죠.
그렇다면 그 배열상태나 의미부여에 국한되지 않고 진정으로 '존재'가능한 것은 무엇일까요.
아마도 가장 작고도 모든 물체의 근본이 되는 것이라 볼 수 있겠죠. 지금의 과학으로 생각하자면 소립자나 초끈 정도로 생각할 수 있겠으나
언젠간 그것보다 더욱 근본적인 물체가 발견되거나 제시될 지도 모르죠. 일단은 측정가능한 단위중 가장 작은 플랑크단위로 생각해봅시다.
10의 183제곱. 이것이 관측가능한 우주상에 존재할 수 있는 플랑크 길이 만한 물체의 갯수 입니다. 이것이 이 관측 가능한 우주에 최대한으로 존재할 수
있는 '물체'의 갯수입니다.
다음으로는 추상적인 것들의 개수를 세봅시다.
추상적인 것이라면 인간이 생각해낼 수 있는 것이겠죠. 하지만 추상적인 것을 생각할 수 있는건 인간뿐일까요? 개나 고양이도 그런 것을 만들어 낼 수
있을지 모르고 다른 항성계의 어느 행성에 사는 인간보다 우월한 지능을 지닌 외계인또한 만들어 낼 지도 모릅니다.
이 모든 문제를 해결하기 위해서 이 우주에서 가장 빠르게 생각할 수 있는 '생각하는 기계'를 만들어 봅시다.
Bremermann's Limit. 어떤 존재하는 시스템이 처리할 수 있는 정보의 한계를 나타내는 말인데요. Bremermann이라는 사람이 아인슈타인의
질량-에너지 보존 법칙과 하이젠베르크의 불확실성의 원리를 이용해서 생각해 냈다고 하네요.
이 공식에 따르면 1kg의 질량을 가진 어떤 시스템이 가질 수 있는 최대한의 정보처리능력은bit/sec 1.36 × 1050bit/sec라고 합니다.
관측가능한 우주의 총 질량은
kg 입니다. 이것을 bremermann's limit에 적용하면 우리 우주에서 만들 수 있는 가장 빠른 컴퓨터의 처리속도는
bit/sec입니다.
현재 우리우주의 나이는 약 150억년이라고 하죠. 약 10의 100제곱, 그러니까 1 googol년이 지나면 우리 우주의 엔트로피는 극대에 달하고 이론적으로
아무런 '일'도 우주에서 발생할 수 없게 됩니다. 1 googol년은 3.154*10^118초입니다. 평균적으로 어떤 생각을 나타내는데에 800bit의 정보가 필요하다고
한다고 가정하고 그것을 위의 처리속도와 함께 계산해보면
개의 생각이 존재할 수 있게 됩니다. 이것이 세상에 존재할 수 있는 가장 빠른 정보처리 시스템이 가능한한 오랜 시간동안 생각해서 만들 수 있는 생각의
개수인 것입니다.
여기에 아까 구했던 세상에 존재하는 모든 물체의 개수를 더해도 값은 크게 변하지 않아 최종적으로 세상에 존재했고, 존재하며, 존재할 모든 것의 개수는
1.458*10^227개라고 할 수 있습니다.