Piccinini, Physical Computation 6장: The Ontology of Functional Mechanisms
1. Mechanisms with Teleological Functions
계산 시스템은 메커니즘이고 계산적 설명은 메커니즘적 설명의 한 유형이다. 대부분의 메커니즘은 목표(goals)를 가지고 있지 않거나 기능을 수행하지 않는다. 반면, 인공물과 생물학적 메커니즘은 무엇인가를 위한 것으로 보인다. 즉, 그것들은 목적론적 기능(teleological functions)을 가진 것으로 보인다. 저자는 목적론적 기능을 가진 메커니즘을 기능적 메커니즘이라고 부른다.
대표적인 물리적 계산 시스템들은 인공물로, 그것들은 계산을 위한 인공물이다. 즉, 그것들의 기본적인 목적론적 기능은 계산이다. 따라서, 목적론적 기능에 의거한, 계산에 대한 메커니즘적 설명은 <기능적 메커니즘>, <목적론적 기능>, <왜 인공물과 생물만 목적론적 기능을 갖춘 메커니즘을 포함하는지> 등을 설명해야 한다.
이 장에서 저자는 기능적 메커니즘에 대한 존재론적으로 serious한 이론을 제시한다. 존재론적으로 serious하다는 것은 이 이론이 기능 귀속의 인식적 혹은 설명적 맥락이 아니라 시스템의 객관적인 속성이나 유형에 의거해 시스템의 기능을 해명한다는 것이다. 저자는 목적론적 기능이 생물의 목표에 대한 안정적인 인과적 기여(stable causal contributions)라고 주장한다. 생물의 대표적인 객관적인 목표는 생존과 표괄 적합도이지만, 생물은 추가적인 목표들을 가질 수도 있다(주관적 목표 등).
2. Teleological Functions
기능에 대한 기존 이론들이 계산에 대한 메커니즘적 설명에 쓰일 수 있지만, 수정은 거쳐야 한다.
▶ 원인론적 이론(etiological accounts): Millikan, Neander 등. 대략적으로 말해, 한 시스템이 여기서 지금 가지고 있는 기능을 결정하는 것은 그 시스템이 조상 생물이 살아남게 한 번식적 역사이다.
▶ 선택론적 이론(selectionist accounts): Wimsatt, Garson 등. 원인론적 이론과 비슷한데, 한 형질의 기능을 결정하는 것은한 시스템의 형질을 선택적으로 재생산 혹은 보존하게 하는 선택 과정이다. [원인론적 이론과 정확히 무엇이 다른지 본문에 잘 나와있지 않지만, Garson은 자신의 이론을 "general selectionist accounts"라고 표현하면서 자연선택 뿐만 아니라 뇌의 발달 과정 중에 나타나는 신경세포들 사이의 선택 과정도 비슷한 역할을 한다고 말한다.]
하지만 저자는 두 가지 문제 때문에 위와 같은 기능 이론이 자신의 목적에 비추어 적절하지 않다고 주장한다. (저자는 인식론적 문제를 좀 더 중요하게 생각한다.)
인식론적 문제: 기능의 인과적 역사는 잘 알려지지 않거나, 아예 알 수 없는 경우가 많다. 따라서 기능 귀속이 어렵거나 불가능할 때가 많다. 물론 이런 이유 때문에 기능이 존재하지 않는다는 결론을 내릴 수는 없지만, 인과적 역사를 모를 때도 기능 귀속을 적절하게 할 수 있을 때가 많다. 인과적 역사는 기껏해야 그 기능이 시간에 따라 변하지 않았음을 보여줄 뿐이다. 따라서 원인론적 이론은 진화와 관련 없이 기능을 연구하는 분야(e. g. 심리학, 신경과학, 기능해부학, 생리학 등)의 실행과 잘 맞지 않는다.
형이상학적 문제: 원인론적 이론은 인과 역량(causal powers)과 관련된 중요한 형이상학적 원리를 교란시킨다. 어떤 생물의 조상의 역사는 그 생물의 구성요소나 속성의 인과 역량에 기여하지 못한다. 데이빗슨의 사고 실험에 등장하는 늪지 인간에게는 조상이 없지만, 늪지 인간의 위는 여전히 음식을 소화시키는 인과 역량을 가지고 있고, 따라서 기능도 가지고 있다.
원인론적 이론의 지지자들은 인과 역량에 대한 위와 같은 고려가 선결 문제 요구의 오류라고 주장할지도 모른다. 한 형질에 기능을 귀속시키는 것은 현재의 인과 역량을 귀속시키는 것과는 다르기 때문이다. ["인과 역량 ≠ 기능"이라는 뜻인 듯] 하지만 그들이 기능 개념을 그렇게 생각한다면, 저자가 염두에 두고 있는 기능 개념과 다른 개념을 이야기하는 것일 뿐이다. 저자가 말하는 기능은 생물과 환경의 현재 인과 역량에 기반을 둔 기능 개념이다. 즉, 저자는 번식이나 선택 역사와 상관 없이 생물, (데이빗슨의 사고 실험에 나오는) 늪지 생물, 인공물에 공통으로 적용되는 기능 개념에 대해 말하고자 한다.
▶ 인과적 역할 이론: Cummins, Craver 등. 목적론적 기능을 거부하고, 대신 기능을 시스템의 활동에 대한 기능적 기여로 본다. 따라서, 모든 혹은 거의 모든 것은 기능을 갖는다.
저자는 인과적 역할 이론이 생물과 인공물에만 적용되며, 대상이 오기능을 할 수 있는, 자신이 흥미롭게 생각하는 기능 개념과는 다르다고 말한다. [저자는 인과적 역할 이론에서는 "오기능"이라는게 없다고 보는 듯한데, 발제자가 읽은 다른 저자의 논문에도 비슷한 내용이 나오는 것으로 보아 많은 학자들이 이에 동의하는 것을 보인다.]
이 문제를 해결하는 한 가지 방식은 설명적 관심사와 관점에 따라 기능이 달라질 수 있다는 것이다(e. g. 생물의 생존의 관점에서 보면, 심장의 역할은 혈액을 펌핑하는 것이다. 반면 심장 상태를 진단하는 관점에서 보면, 심장의 기능은 소리를 내는 것이다). 이런 입장은 기능을 관찰자 의존적이며 주관적인 것으로 만든다. 하지만 기능은 완벽히 객관적인 것으로 보인다. [논증은 없음.] 여러 가지 기능을 갖는 형질도 있긴 하지만, 관점에 따라 기능이 달라지는 것은 아니다.
▶ 의도 이론: Houkes, Vermaas 등. 설계자와 사용자의 의도에 기반을 두고 인공물의 기능을 설명한다.
저자는 의도가 인공물이 기능을 갖기 위한 필요조건도 충분조건도 아니라고 말한다. 필요조건이 아니라는 점은 거미나 흰개미 같이 인간이 아닌 동물들에 의해 만들어진 인(?)공물의 경우를 통해 알 수 있다. 충분조건이 아니라는 점은 부적(amulets and talismans)의 경우를 보면 알 수 있다. 부적은 설계자와 사용자 모두 적절한 의도와 그것을 사용할 계획을 갖고 있지만, 진정한 기능을 결여한다.
▶ 성향 이론: Bigelow, Pargetter 등.
성향 이론은 오기능에 대해 제대로 설명하지 못한다. 기능을 가지고 있지만 그것을 수행하는 성향은 결여한 경우가 있기 때문이다.
생물의 특징들에 기반을 둔 이론
▶ 목표-기여 이론(goal-contribution accounts): 기능이 시스템의 목표에 기여한다. 이 점은 저자의 아이디어의 핵심이기도 하다. 그러나 전통적인 목표-기여 이론은 다음과 같은 논제들 중 하나 혹은 그 이상을 지지한다.
- 한 시스템은 그것이 목표-지향적(goal-directed)일 때만 기능을 갖는다. (한 시스템이 목표-지향적이다 only if 피드백 조절을 통해 가이드된다. 혹은 한 시스템은 목표-지향적이다 only if 그것이 목표를 표상한다).
문제는 많은 것들이 목표-지향적이지 않은데도 기능을 갖는다는 것이다(e. g. doormats). 따라서 목표에 대한, 그리고 목표와 기능의 관계에 대한 더 포괄적인 이론이 필요하다.
위에서 언급한 이론들은 다음 중 하나 이상의 문제를 가지고 있다.
- 설득력 있는 존재론 결여
- 다수준 메커니즘적 개념틀과의 조화되지 못함
- 생물의 기능과 인공물의 기능을 통합해서 다루지 못함
통합된 이론은 많은 과학적 설명에서 나타나는 인공물의 기능과 생물학적 형질의 기능 사이의 유비를 진지하게 받아들인다. 예를 들어 컴퓨터는 어느 정도 지능적이고, 뇌는 계산을 수행한다고 하는데, 만약 생물학적 형질과 인공물이 다른 의미의 기능을 수행한다고 하면 이러한 비유는 너무 불분명한 것이 된다. 즉, 컴퓨터가 계산 기능을 한다는 것과 뇌가 계산 기능을 한다는 것이 서로 다른 이야기가 되어버린다. 따라서 인공물의 기능과 생물학적 형질의 기능은 통합적으로 설명되어야 한다.
3, Ontological Foundations
저자는 대상(particulars, entities)과 그것의 속성을 인과 역량으로 이해하는 존재론을 가정한다.
활동(activities)은 속성(역량)의 표명(manifestation)이다. 많은 대상들이 여러 방식으로 조직화되면 더 복합적인(complex) 대상을 구성한다. 그런 복합적인 대상은 그것들 자신의 속성들(인과 능력)을 갖는다. 복학접 대상의 속성은, 구성 요소 대상들이 조직화됨으로써 나타난다. e. g. 원자들은 화학 결합을 통해 분자를 구성한다. 분자의 속성은 원자들의 속성이 조직화되어 나타난다. 복합적인 대상을 구성하고 그것의 작동에 안정적인 인과적 기여를 하는 하위 시스템들을 저자는 메커니즘이라고 부른다. (The subsystems ... are what I call mechanisms)
메커니즘의 인과 능력은 특별한 부분집합을 가지고 있다; 105쪽 아랫부분 뭔가 중요해 보이는데 제대로 이해를 못하겠음.
생물은 특별한 종류의 복합적 대상이다. 생물이 특별한 것은 다음과 같은 몇 가지 일반적인 속성들 때문이다.
1. 생존(survival): 개별 생물은 그들 자신과 그들의 조직화를 유의미한 길이의 시간 동안 보존한다.
2. 포괄 적합도: 생물들은 그들 자신과 유사한 다른 생물을 만들도록, 즉 번식하도록 조직화되어 있다.
3. 에너지 소비: 이런 특징들의 발현(manifestation)에 에너지가 사용된다.
4. i call the state toward which such a special property manifestation is directed, and which requires work on the part of the organism via particular mechanisms, an objective goal of the organism.
저자는 생존하도록 작동하지만 적절한 의미의 목표를 결여하고 있는 시스템이 있다는 주장에는 반대한다. 즉, 다음과 같은 것은 반례가 되지 않는다고 주장한다.
가스 누출: 가스 누출은 수리공을 가스에 중독시켜 자기 자신을 보존하려고 한다. 그렇다면 가스 누출은 생존에 대한 객관적인 목표를 갖고 있는 것 같다.
마약 중독: 마약 중독자가 마약을 훔치는 것은 마약 중독을 유지시키고, 마약을 다른 사람에게 파는 것은 마약 중독을 번식하게 한다. 그렇다면 마약 중독은 유지와 번식이라는 객관적인 목표를 갖는 것 같다.
이 두 가지 반례는 꽤 다르다.
가스 누출: 번식하지 않고 따라서 포괄 적합도를 추구하지 않는다.
마약 중독: 마약 중독: 마약 중독에게, 그것의 보존 및 번식은 객관적인 목표가 아니다. 왜냐하면 마약 중독이 보존되고 번식하는 데에 생물의 생존이 필요조건이지만, 생물의 생존은 마약 중독의 필요조건이 아니기 때문이다.
다른 반대는 다음과 같다. 질량을 가지는 것은 생존의 필요조건이다. 반면 생존은 중력을 가지는 것의 필요조건이 아니다. 마약 중독 사례와 마찬가지로, 이는 생존이 객관적 목표가 아니고, 질량을 가짐은 객관적 목표라는 결과를 낳는다. 그러나 질량을 가짐은 오직 질량 없는 대상들이 그것 자신을 생물로 조직화하지 못한다는 의미에서만 생존의 필요조건이다. 질량이 있는 대상들이 그것 자신들을 생물로 만들기 위해서는 특별한 조직화가 필요하다. 그것들이 그것들 자신을 생물로 조직화했을 때, 그런 적절히 조직화된 질량 있는 대상은 생존하거나 소멸한다. 따라서, 질량을 가짐과 생존 사이에는 큰 차이가 있다. 후자만이 생물을 정의하는 특성이다. 질량을 가짐은 생존이 목표가 아닌 다른 많은 시스템들도 공유한다.
4. Teleological Functions as Contributions to Objective Goals of Organisms
생물의 목적론적 기능: 생물학적 개체군에 속한 생물의 한 형질(구성요소, 활동, 속성)에 의한, 그 생물의 객관적인 목표로의 안정적인 기여.
기여: 긍정적인 기여. 목표 달성의 가능성을 증가시키는 효과.
안정적인 기여: 우연이 아니라, 충분히 규칙적으로 일어나는 기여.
일반적으로 해석해서, 한 형질의 기능은 그 생물과 그것의 환경의 조합에 의존한다. 다시 말해, 한 생물의 형질에 기능을 귀속시키는 것의 진리확정자(truthmaker)는 그 생물과 그것의 환경에 대한 사실들이다. 서로 다른 유형의 기능들은 서로 다른 정도로 생물 밖의 요인들에 의존한다. e. g. 심장의 기능은 환경에도 의존한다. 생물은 적절한 기압, 적절한 중력의 환경에 있어야 한다.
한 형질이 기능하기 위한 적절한 상황과 적절한 속도를 결정하기 위해서는 같은 개체군에 속한 다른 생물의 같은 유형의 다른 형질 토큰을 확인해야 할 것이다. 한 생물의 객관적인 목표에 충분한 기여를 하는 형질 토큰은 잘 기능하는 것이고, 그렇지 않으면 오기능하는 것이다. 따라서, 한 형질이 기능을 갖고 있는지 아니면 오기능하는지는 다른 생물의 같은 유형의 형질에 의존한다. 게다가, 환경은 여기서 중요하다 왜냐하면 한 환경에서 오기능이 다른 환경에서는 그렇지 않을 수도 있기 때문이다.
Nanay (2010)는 기능을 결정하기 위해 같은 개체군의 같은 유형의 다른 형질 토큰들끼리 비교하는 것이 형질 유형을 개별화하는 기능-독립적 방식을 요구한다는 것을 거부하고, 유형을 결정하는 데에 기능-독립적인 방식이 없다고 주장한다. 저자는 있다고 주장한다. 그러나 여기서 그걸 보이지는 않을 것인데, 왜냐하면 형질을 개별화하는 (순수하게) 기능-독립적인 방식이 필요하지 않기 때문이다.
이 점은 다음과 같이 보일 수 있다. 한 기능에서 시작하자. 그 다음, 그 기능을 하는 형질을 찾아라. 같은 기능을 잘 수행하는 형질 토큰들을 찾는다.그 형질 토큰들은 같은 기능을 수행하기 때문에 같은 유형으로 묶일 수 있다. 이제 우리는 한 유형을 묶었으니, 다른 (잘 기능하지 못하는) 형질들도 유형화할 수 있다. 그것들은 다음과 같은 것들의 조합을 공유하면 같은 유형에 속한다: 기능을 약간 덜 잘 수행함, 형태학적 속성 상동임(homological properties)
잘 기능하는 형질 토큰들은 먼저 유형화하고, 그 다음 잘 기능하지는 않는 토큰들을 유형화하면 형질 유형을 개별화하는 데에 기능-독립적 방식에 의존할 필요가 없다. 이런 식으로 기능적 유형을 개별화하는 것은 경험적으로 기능을 발견하고 귀속시키는 방식을 잘 반영하지만, 요점은 그것보다는 오기능하는 토큰의 기능과 잘 기능하는 토큰의 기능 사이에 비대칭적인 존재론적 의존 관계가 있다는 것이다. 오기능하는 토큰의 기능은 부분적으로 잘 기능하는 토큰에 기반을 두고 있지만, 반대는 아니다.
어떤 기능들은 다른 종에 의존하기 때문에 환경에 의존한다. e. g. 날개에 눈 무늬가 있는 나방의 눈 무늬는 다른 포식자가 있어야 기능을 갖는다.
어떤 기능들은, 특히 포괄 적합도에 관련된, 친족의 존재에 의존한다. e. g. 캥거루의 주머니는 새끼가 있어야 기능을 갖는다. 꿀벌의 독침은 생존에 도움이 안 되지만, 친족이 있으면 포괄 적합도에 도움이 된다.
메커니즘들은 포함 관계를 이룰 수 있다. 즉, 메커니즘의 구성 요소가 그 자체로 메커니즘일 수 있다. 따라서 객관적 목표에 대한 기여는 생물 그 자신에 의해 이루어질 수도 있고, 그것의 구성요소 혹은 구성요소의 구성요소 혹은 (....)에 의해 이루어질 수도 있다.
현재의 이론의 중요한 특징은 인공물에도 잘 확장된다는 것이다. 특히 비인간 동물이 만든 것. e. g. 거미줄
당연히 일반적으로 인공물도 목적론적 기능을 갖는다. 그런 목적론적 기능은 대개 그 인공물을 만든 생물의 생존 혹은 포괄 적합도에 대한 기여다.
인공물의 목적론적 기능: 그 인공물을 만든 생물의 객관적인 목표에 대한, 그 인공물에 의한 안정적인 기여
많은 경우, 인공물의 기능은 인공물 유형과 그 유형의 잘 기능하는 구성원의 기여를 통해 개별화된다. 이것은 생물학적 형질들의 기능이 개별화되는 것과 같은 방식이다. 따라서 기능과 오기능을 인공물의 경우와 생물의 경우 모두 같은 방식으로 설명할 수 있다.
5. Some Complications
생존에 대한 기여와 포괄 적합도에 대한 기여가 충돌할 수 있다. [무슨 말 하려는건지는 알겠지만, 애초에 포괄 적합도에 생존까지 고려된 것 아닌가?]
이와 관련된 것으로, 번식 행동. 번식 행동을 하는건 포괄 적합도를 높이지만 에너지를 쓰기 때문에 생존에 도움이 안 된다.
따라서 한 기능은 한 목표에 기여하지만 다른 목표에는 기여하지 않거나 심지어 해로울 수도 있다. 그럼에도 기능이다.
또 다른 충돌이 일어나는 것은 인공물이 생존과 번식을 할 수 있는데(e. g. 아직 존재하지는 않지만, 매우 발달된 로봇), 그것을 만든 생물의 생존과 번식에는 도움이 안 되는 경우이다. 그렇다면 그 인공물의 목표는 그것을 만든 생물의 목표와 충돌한다. 그럼에도 기능은 인공물 혹은 그것을 만든 생물의 객관적인 목표에 대한 안정적인 기여이다.
한 가지 추가적인 문제는 인공물이 설계된 기능을 하지 않거나 못하는 경우이다. e. g. 부적은 불운을 피하는 기능을 하도록 만들어졌지만 실제로는 그런 기능을 못 한다. 하지만 기능을 가지고 있는 것처럼 보인다.
대표적으로, 만약 어떤 것이 X를 하는 기능을 가지고 있다면, 그것을 X를 할 수 있어야 한다. 마찬가지로, 부적은 불운을 피하도록 하는 기능을 갖지 않한다. 설계자나 사용자가 어떻게 믿든 간에. 이 점은 그것들이 오기능을 할 수 없다는 점(애초에 기능도 못하므로)을 보면 분명하다. 그것들이 기능을 가지고 있다는 것은 엄밀한 용법이 아니다.
몇 가지 주의점.
- 한때 커피를 만들었으나 지금은 못 만드는 커피머신. 그건 단순히 오기능하는 것일 뿐이고 여전히 커피 만드는 기능을 갖고 있다. 왜냐하면 그것이 속한 유형의 다른 토큰들이 커피를 만들 수 있기 때문에.
- 실제로는 커피를 전혀 안 만들었지만, 만들 수 있었던 커피 머신(e. g. 매장 전시용). 이 경우 기능을 갖는다.
- 결함이 너무 커서 커피 머신이라는 유형의 토큰이 아니라고 해야 할 정도면, 커피를 만드는 기능을 갖지 못한다.
이런 점들을 염두에 둬야 오기능 개념을 똑바로 이야기할 수 있다.
마지막으로, 물리적 복제품(e. g. 늪지 인간). 분명 복제품도 기능을 가지고 있다. 늪지 인간의 심장도 혈액 펌핑 기능을 하면서 늪지 인간의 생존이라는 객관적인 목표에 기여를 한다.
포괄 적합도에 대한 기여까지 고려하면 좀 더 어려워진다.
늪지 꿀벌의 독침. 다른 꿀벌의 독침과 마찬가지로 기능을 가지고 있는 것 같은데, 일반 꿀벌의 독침이 포괄 적합도에 기여하지만 늪지 꿀벌은 그런게 없지 않냐?
답변은 친족 관계를 어떻게 정의하느냐에 따라 달라진다.
- 조상 관계로 정의: 늪지 꿀벌은 친족이 없고, 따라서 독침이 기능을 갖지 않는다.
- 충분한 물리적 유사성으로 정의: 충분히 물리적으로 유사한 꿀벌과 같은 친족을 갖고 따라서 독침이 기능을 갖는다. 만약 충분히 물리적으로 유사한 꿀벌이 없는 경우 기능을 갖지 않겠지만, 이런 경우는 저자의 관심사가 아니다.
6. A Generalized Account of Teleological Functions
한 가지 문제가 남아 있다. 감각(sentience)과 지성(sapience). 감각과 지성 때문에 우리는 객관적인 목표와 다른 목표를 추구할 수 있다.
감각이 있는 생물은 생존과 포괄 적합도를 희생하면서 편안함, 고통의 부재, 즐거움 같은 것들을 추구할 수도 있다.
지성도 마찬가지로, 지식 같은 것을 추구할 수 있다.
저자는 감각, 지성에 기인하는 목표를 '주관적 목표'라고 부른다. 기능에 대한 현재 설명을 일반화하여 주관적 목표에도 적용할 수 있다.
(일반화된) 목적론적 기능: 객관적이든 주관적이든, 생물의 목표에 대한, 그 생물의 형질 혹은 인공물에 의한 안정적인 기여.
결론
기능적 메커니즘이란, 목적론적 기능을 가지고 있는 메커니즘이다. 목적론적 기능이란, 생물의 목표를 향한 안정적인 기여이다. 이 이론은 생물의 구성요소와, 인공물 및 인공물의 구성요소에 모두 잘 적용된다. 이 이론은 원인론이 아니라 현재의 인과 역량으로 기능 개념을 해명함으로써 목적론적 기능에 관련된 과학의 실행을 잘 다룬다. 이 이론은 계산 시스템의 목적론적 기능에 의존하는 계산에 대한 메커니즘적 설명의 기초를 제공한다.
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