확률에 근거하면 우리는 신의 창조물인가? Math Scholar #20-01

이 영상 시작에 앞서 예전 영상에서도 밝혔지만

저는 견진성사까지 받은 카톨릭 신자이며

지금 이 내용은 수학적인 결과로 이해해주셨으면 좋겠습니다.

 

 

확률론이 진화론을 반박할 수 있을까?

 

확률적으로 우리는 진화로 생성될 수없고

신에 의해 창조된 것일까?

지적인 작가들과 전통적인 창조론자들은

생물학적 진화에 대한 비판에서

확률에 대한 이야기를 해왔다.

그들은 생물학과 천문학자들이 주장한

수십억 년의 역사를 가정하더라도,

생물학의 특정 특징들이

자연적인“무작위”과정에 의해 생산 될 수 없다고 주장한다.

예를들면 생명체가 생길 수 있는 확률은

무작위로 타이핑하는 원숭이가 셰익스피어의 작품을 만든다던가

공장에서 폭발이 일어났는데 보잉747기가 생기는 것과 같다는 것이다.

수학적으로 창조론자들의 논리를 보자.

산소를 전달하는 헤모글로빈의 성분인

알파-글로빈 분자는

141개의 아미노산 서열에 기초한 단백질 사슬이다.

아미노산의 종류는 20가지이므로 길이가 141개인

알파-글로빈이 생성되려면

20의 141제곱 즉 10의 183제곱의 경우의 수가 생긴다.

수치가 너무나 커서 수 십억년에 걸친 무작위 분자실험 후에도

알파-글로빈 분자가 무작위적으로 생기지 않을 것이라는 것이다.

우주의 존재하는 원자수 약 4*10^79보다 많은 경우가 일어나야

딱 한 번 생기는 엄청난게 작은 확률이므로

당연히 창조론자들의 말이 맞아보인다.

 

 

 

위험한 확률과 통계의 세계

 

일반적으로 인정되지는 않았지만

수학과 과학 연구에서는 확률과 통계에 근거한 논증이

잠재적인 오류로 가득차 있다는 것은 잘 알려진 사실이다.

그래서 거의 모든 과학분야에서 확률을 사용할때는

엄격한 과정이 요구된다.

왜냐하면 겉보기에 불가능한 우연이 발생하는

너무나도 많은 예들이 존재하기 떄문이다.

예를 들면 23명이 한 반에 있으면

같은 생일인 사람이 존재할 확률은

0.51로 50%이상이며

같은 복권번호가 나온 경우도 있었고

같은 사람이 복권에 두번 당첨된 경우도 있었다.

이것이 확률적으로 일어날 수 있을까?

https://www.scientificamerican.com/article/math-explains-likely-long-shots-miracles-and-winning-the-lottery/

 

 

 

창조론적 확률 주장의 오류

 

앞에서 언급한 알파-글로빈 논증에서

하나의 주요 오류는 알파-글로빈 분자가

산소 전달 기능을 수행 할 수 있다는 사실을 무시하고

확률로만 이 분자가 생성될 수 있는 가능성을 찾았다는 것이다.

실제로 알파-글로빈에 들어있지 않은 141개 아미노산 중 대부분은

산소 전달 목적을 유지한채로 변형될 수 있는데

이는 지구에 있는 동물들 전체의 알파-글로빈 분자의 다양성을 확인해보면 된다.

https://www.sciencemeetsreligion.org/evolution/dna.php

그렇다면 산소 운반 기능에 필수적인 25 개 위치는 변경하지 않고

분자를 생성하면 10의 33제곱의 경우의 수가 나오므로

애초에 구했던 10의 183보다는 상당히 줄어든 경우의 수이다.

그런데 이런 계산이 정확하든 그렇지 않든

창조론자들은 인간의 알파-글로빈과 같은 구조가 단 한번의

무작위 실험에 의해 발생했다고 추정하는 치명적인 오류를 범한다.

실제로 한번에 딱 알파-글로빈 분자가 만들어진 가능성은 극히 낮지만

여러 분자들의 결합이 만들어지고

이 중에서 또 결합을 하여 분자가 생성되어서

연속적인 중간 단계의 최종산물으로서 헤모글로빈이 나올 수 있다.

이러한 헤모글로빈의 진화를 주제로한 논문만 144편이다.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3543078/

창조론자들이 문제 현상을 설명하려고 가져온

수학이 좋은지 나쁜지는 중요하지 않다.

하지만 중간의 단계별 과정을 고려하지 않은

진화의 단순 확률 계산은 틀림없이 잘못된 것이며

쉽게 오도할 수 있다는 것이다.

 

 

 

진화는 정말 “무작위” 과정일까?

 

자연에 있는 생물 진화 과정은

실제로 “무작위” 과정이 아니라는 것을 알아야한다.

진화는 분명히 돌연변이와 같은 무작위 성을 지니지만

복잡한 환경변화와 다른 계체들과의 상호작용과 함께

우리가 하는 확률 계산의 대부분을 무효화한다.

쉽게 설명하면

헤모글로빈의 주요 산소 운반 성분인 헴은

식물의 엽록소와 유사하다는 것은 오래 전부터 알려져 있었다.

주요한 차이점은 헴은 중심에 철원자를 가지고있고

엽록소는 마그네슘 원자를 가지고 있다는 것이다.

이것이 과연 무작위 과정이라고 생각하는까?

이것도 우연의 일치일까?

https://www.masterorganicchemistry.com/2016/09/08/conjugation_and_color/

 

 

진화의 시간은 충분한가?

 

지구가 탄생한 후에 인류가 지금 이렇게 살아갈 정도로

짧은 시간안에 가능한지 진화 과정을 연구하기 위해

20 세기 초부터 수학적 모델이 만들어졌고

펜실베니아 대학의 연구원 인 허버트 윌프 (수학자)와

워렌에 웬스 (생물 학자)는 유기체에서 충분한 수의 돌연변이를 유지하는 데

필요한 시간을 연구했다.

그리그 그들은 자연 선택을 합리적으로 고려할 때,

진화의 시간이 충분했다고 결론을 내렸다

https://www.pnas.org/content/107/52/22454

아직도 믿지 못할 수 있는데

자연 선택은 우리가 생각하는 것 보다

훨씬 빠르게 진화할 수도 있다.

실제로 인간이 만들어낸 알고리즘보다

생물학적 진화 과정을 모방하여

"유전 알고리즘"또는 "진화 컴퓨팅"으로 불리는 접근법에서,

공학적 문제에 대한 새로운 해결책을

컴퓨터 프로그램이 만들어내었다.

이 이야기를 극적으로 알 수 있는 것은

DeepMind가 개발 한 AlphaGo가

2016년 이세돌을 이긴 결과이다.

그리고 이 유전알고리즘을 극대화하여

처음부터 시작하여 바둑 규칙만으로 컴퓨터를 프로그래밍하고

“딥 러닝”알고리즘과 함께 프로그램을 시작한 후

자체적으로 게임을 진행한 알파고 제로는

단 며칠 만에 기존의 AlphaGo를 100대 0으로 완파했다.

 

 

우리는 지금도 진화하고 있는가?

 

2010년, DNA를 분석한 연구원들은

티베트 고원의 원주민들이 매우 높은 고도에서 잘 살 수 있도록 하는

30개의 독특한 유전자를 가지고 있다는 것을 발견했다.

이 유전자들은 더 효율적인 신진대사를 촉진하고,

적혈구의 과잉생산을 방지하며,

산소를 조직으로 전달하는 더 높은 수준의 물질을 생성한다.

티베트인들이 불과 3,000년 전에 다른 한족과 분리되었는데 말이다.

우리는 지금도 진화하고있다.

이것 또한 신의 뜻일지도 모르지만

 

오늘 수업은 여기까지