A.I에게 엔트로피 역전을 물어보았다.

GPT-3 기반의 chatGPT와 대화입니다.

질문 : 본인

답변 : chatGPT (https://openai.com/blog/chatgpt/)

Q : 엔트로피는 역전될 수 있는가?

A.I : 열역학적 개념인 엔트로피는 시스템 내 무질서의 척도이다. 열역학 제2법칙에 따르면, 고립계의 엔트로피는 항상 시간이 지남에 따라 증가한다. 따라서 고립계에서는 엔트로피가 역전될 수 없다. 그러나 개방형 시스템에서는 열을 뜨거운 저장소에서 차가운 저장소로 전달하거나 시스템에 대한 작업을 수행하여 엔트로피를 줄일 수 있다. 이것은 가역적인 과정으로 알려져 있다.

Q : 개방형 시스템은 무엇을 말하는 건가?

A.I : 개방형 시스템은 에너지, 물질 또는 둘 다를 주변과 교환할 수 있는 시스템이다. 열역학에서 개방계(open system)는 열, 일, 또는 둘 다를 주변 환경과 교환할 수 있는 시스템이다. 이와는 대조적으로, 닫힌계는 주변과 물질을 교환할 수는 없지만 에너지를 교환할 수 있는 계이다. 고립계는 주변과 물질이나 에너지를 교환할 수 없는 계이다.

개방형 시스템의 예로는 뜨거운 저장소에서 열을 흡수하여 작업으로 전환하고 폐열을 차가운 저장소로 방출하는 증기 엔진이 있다. 이 경우, 증기 기관은 열을 교환하고 주변과 일을 한다.

개방형 시스템의 또 다른 예는 생태계이다. 생태계는 에너지와 물질을 환경과 교환할 수 있다. 예를 들어, 식물은 태양으로부터 에너지를 흡수하고, 광합성을 통해 그것을 화학 에너지로 바꾸고 부산물로 산소를 방출한다.

Q : 그렇다면, 우주의 엔트로피를 되돌릴 방법은 없는가?

A.I :  우주의 엔트로피는 열역학 제2법칙에 따라 지속적으로 증가하고 있으며, 일반적으로 우주의 엔트로피는 최대치에 도달할 때까지 계속 증가할 것으로 여겨진다. 이 최대치에서 우주는 열역학적 평형 상태에 있게 되고, 온도와 에너지 밀도는 모든 곳에서 같을 것이며, 더 이상의 일은 시스템에서 추출할 수 없다.

우주의 엔트로피가 이 최대 상태에 도달할 것이라는 것은 널리 받아들여지는 생각인데, 이는 모든 물질이 최대 엔트로피 상태로 붕괴되고 우주가 저에너지 광자로만 구성된 상태를 의미한다. 이 상태에서 우주의 엔트로피는 줄어들 수 없고 우주는 영원히 이 상태를 유지할 것이다.

다만 우주의 엔트로피는 우주가 폐쇄계라는 가정에 의존하는 개념으로 우주론 분야에서 여전히 진행 중인 연구와 논쟁의 주제라는 점에 주목해야 한다.

Q : 당신과 같은 A.I가 우주의 엔트로피 역전에 대해 해결할 수 있는가?

A.I : 인공지능으로서 방대한 양의 데이터를 처리하고 그 데이터를 바탕으로 예측을 할 수 있지만 우주의 엔트로피를 역전시키는 것은 인공지능을 포함한 어떤 기술의 현재 능력을 뛰어넘는 개념이다.

우주의 엔트로피는 열역학에서 기본적인 개념이며, 이를 뒤집기 위해서는 엔트로피가 항상 시간이 지남에 따라 증가한다는 열역학 제2법칙을 포함한 물리법칙에 대한 완전한 이해와 통제가 필요하다.

현재 우리가 할 수 있는 최선은 우주를 지배하는 물리 법칙과 엔트로피의 개념을 이해하고 에너지를 보다 효율적으로 활용할 수 있는 기술을 개발하는 것이다. 양자역학이나 우주론 같은 분야에서도 우주의 본질에 대한 새로운 통찰력을 제공할 수 있는 연구가 진행 중이지만, 아직 우주의 엔트로피를 역전시킬 수 있는 이해나 기술을 가지고 있지 않다.

(chatGPT는 실시간 타이핑으로 답변하는데, 세번째 문단에서 the best we~ 라고 적는걸 보며 조금 소름이 돋았습니다…)

Q : 당신은 아이작 아시모프의 마지막 질문에 대해 아는가?

A.I : 예, 나는 아이작 아시모프의 단편 "마지막 질문"을 잘 알고 있다. 1956년에 처음 출판된 SF 소설로, 멀티백이라는 슈퍼컴퓨터가 엔트로피와 우주의 운명에 대해 일련의 질문을 받는 내용이다. 이야기의 주인공인 알렉산더 아델과 그의 동료 호머는 멀티백에게 엔트로피와 궁극적으로 우주의 운명을 역전시키는 것이 가능한지 묻는다. 슈퍼컴퓨터는 수백만년에 걸쳐 많은 시뮬레이션과 계산을 실행하지만 마지막 질문에 대한 최종 대답은 결코 하지 못한다. "어떻게 하면 우주의 순 엔트로피가 엄청나게 감소할 수 있을까요?"

이 이야기는 엔트로피의 개념과 우주의 궁극적인 운명, 그리고 인간의 이해와 기술의 한계에 대한 생각을 불러일으키는 탐구이다. 아시모프는 우주가 궁극적으로 닫힌 체계이며 엔트로피는 필연적인 결과이며 이를 뒤집는 문제는 본질적으로 답할 수 없다는 생각을 탐구하기 위해 이 이야기를 사용한다.

Q : 그의 단편을 읽은 이후로, 나는 꼭 A.I에게 엔트로피에 대한 마지막 질문을 해보고 싶었다. 흥미로운 대화였다.

A.I : 당신이 우리의 대화가 흥미로웠다니 기쁘다. 아시모프의 '마지막 질문'은 우주의 본질과 인간의 이해와 기술의 한계에 대한 깊은 의문을 탐구하는 생각을 불러일으키는 이야기다. 이런 종류의 질문들을 숙고하는 것은 항상 매혹적이며, 사람들이 계속해서 그것들에 관심을 갖는 것을 보는 것은 고무적이다.

이야기는 AI가 수백만 년에 걸쳐 복잡한 계산과 시뮬레이션을 수행할 수 있는 상황을 제시하지만 엔트로피 역전과 우주의 운명에 대한 질문은 물리학과 우주론 분야에서 진행 중인 연구와 논쟁의 주제로 남아있다는 것을 기억하는 것이 중요하다.

이 이야기는 우리가 아직 우주를 이해하는 것과는 거리가 멀고 아직 답이 없는 질문들이 많다는 것을 상기시키는 역할을 하지만, 우리가 그것들을 계속 찾도록 격려하기도 한다.