1. 개요
문명의 단계에 대해서 세계적인 천문학자, 물리학자들이 세운 가설들을 정리한다. 그들이 연구한 학문이 학문이다보니 과거와 현재와 미래를 총체적으로 아우르며 우주구급 규모를 자랑한다. '타입 문명설'이라고도 한다.어쨌든 실제 외계 문명을 발견하지 못하고 어떠한 기술을 사용할지 이해하지 못하는 아직까지는 가설에 불과하며, 실제로 외계 문명을 만나거나 이 정도 경지에 도달한다면 다른 분류 척도를 써야 할지도 모른다.
2. 카르다쇼프 척도
우주 문명의 척도 중에서는 가장 유명한 분야이다. 문명의 수준을 총 에너지 사용량으로 가늠한다. 자세한 내용은 해당 문서로.
3. 세이건의 A~Z형
칼 세이건은 위의 카르다쇼프 척도를 소개한 후, 동일한 저서 <코스믹 커넥션>에서 문명의 수준을 정보의 총량으로 가늠하는 새로운 방법을 제시하였다. 예를 들어, A형 문명은 100만 비트에 해당하는 정보를 소유한 문명으로, 문자 없이 언어만으로 의사소통을 하던 원시문명이 여기에 속한다. 그 후, 문자가 발명되면서 원시사회의 정보량은 폭발적으로 증가하기 시작했다.MIT 물리학자 필립 모리슨은 고대 그리스에서 출간된 책을 모두 합하면 10억 비트가 된다고 평가했는데, 이는 세이건의 분류법에 의하면 C형 이상 문명에 속한다.
세이건은 전 세계의 도서관에 보관되어 있는 책의 수(수억 권)에 평균 페이지 수를 곱하고, 거기에 한 페이지당 평균 글자 수를 곱해 현대문명의 정보량이 대략 10조 비트라는 결론을 내렸다. 이것은 H형 문명에 해당되는 양이다. 따라서 지구의 문명은 1973년 당시 0.7H단계에 와 있다고 말할 수 있다. 세이건은 이것이 매년 두 배 이상씩 늘어난다고 예측했다.[1] 2021년 추정으로 현대문명의 정보량은 59 제타바이트(ZB) = 590억 테라바이트(TB)라고 한다. # 비트로 환산하면 약 4700해 비트. 2021년 기준 현재의 문명은 대략 0.73R이다.
세이건은 지구의 문명이 Ⅰ.5J~Ⅰ.8K단계에 이르렀을 때 비로소 외계문명과 접촉할 수 있을 것으로 추정하였다. 정보량의 증가를 과소평가했거나 외계 문명의 존재 가능성을 너무 희망적으로 본 모양이다.[2] 또한 하나의 은하를 완전히 지배하는 문명을 ⅢQ단계, 그리고 수천 억 개의 은하를 모두 지배하는 문명을 ⅢZ단계로 추정하였다.
4. 미소차원적인 척도
존 데이비드 배로는 거꾸로 미소차원, 즉 작은 세계를 얼마나 조종할 수 있나로 분류하였다.- 마이너스 제I 유형 - 한 생명체의 몸으로 쉽게 할 수 있는 개체들을 조종할 수 있다.[3]
- 마이너스 제II 유형 - 유전자 코드를 변형하는 등을 할 수 있다.
- 마이너스 제III 유형 - 분자와 분자를 결합하여 새로운 분자를 만들 수 있다.
- 마이너스 제IV 유형 - 나노 기술을 활용해 개별 원자를 결합시켜 분자를 만들 수 있다.
- 마이너스 제V 유형 - 원자핵을 이루는 양성자와 중성자의 수를 변형시키거나, 혹은 다른 소립자를 넣어 새로운 원자를 만들 수 있다.
- 마이너스 제VI 유형 - 쿼크와 렙톤급의 입자를 조작하여 새로운 소립자를 만든다.
- 마이너스 오메가 유형 - 시공간의 구조를 조작한다. 이는 우리 차원은 미시 세계에 말려 있기 때문이다.[4] (정확한 비유는 아니지만, 가느다란 실이 우리 눈엔 1차원으로 보여도 실 위에 붙은 미생물에겐 상하좌우전후가 있는, 미소한 3차원인 것으로 이해해 볼 수 있다.)
현재 인류는 학문-연구의 영역에서는 돈이 많이 들어가는 수준의 국가 혹은 국제 프로젝트여서 V~VI유형이며 산업영역에서는 나노 기술이 활용되므로 IV 유형, 실생활에서는 개인마다 화학물질을 사들이거나 음식이나 동식물들을 가지고서 간단한 수준의 화학-생물학 실험 및 관찰을 집이나 학교 등지에서 할 수 있으므로 III 유형이다.
다만 제VI 유형은 인류 전체의 힘을 합쳐야 간신히 하는 수준이라 완전하게 도달했다고 보기는 어려우므로 현재의 인류로서는 대체적으로는 IV~V 유형 이라고 봐도 된다.
그리고 오메가 유형은 현재로선 거의 불가능하다. 애초에 공간이 물리적 실체인지도 확실하지 않으니.
5. 공간적인 척도
로버트 주브린은 차지하고 있는 공간이 얼마나 되는지를 기준으로 잡고 척도를 만들었다. 카르다쇼프 척도와 상당히 유사하다.- 제I 유형 - 한 행성과 그 주변 지역을 영역으로 삼고 있는 유형. 현대 인류는 이 유형에 속한다. 그러나 완전히 자신의 영역으로 삼지는 못했기에( 심해, 극지 등) 약간 애매한 상황이다.[5]
- 제II 유형 - 한 행성계를 중심으로 해 여러 행성계를 영역으로 삼고 있는 유형. 대다수 SF 창작물들 중에서 여러 개의 행성계를 지배하는 세력이 이 유형에 속한다.
- 제III 유형 - 은하를 영역으로 삼고 있는 유형. SF 창작물들 중에서 먼치킨에 속하는 몇몇 세력들은 이 유형에 속하기도 한다. 인류가 이 유형일 경우에는 우리 은하를 자신들의 영역으로 삼고 있다.
- 제IV 유형 - 다수의 은하나 은하단 전체를 영역으로 삼고 있는 유형. 제III 유형과 마찬가지로 이런 유형의 세력들은 먼치킨 수준이다.
- 제V 유형 - 하나의 우주 전체를 영역으로 삼는 유형. 이런 유형은 넘사벽으로 높기에, 이런 유형을 지닌 종족이 나타나는 창작물은 거의 없을 정도로 적은 편에 속한다.
- 제VI 유형 - 다른 우주까지 진출하여 다중우주를 영역으로 삼고 있는 유형. V 유형보다 적은 편이며, 간혹 다중우주를 무대로 삼는 작품들 중에서 심심치 않게 있다는 떡밥으로 나타나지만 진짜로 등장하는 것은 드문 편이다.
- 오메가 유형 - 모든 우주를 영역으로 삼는 유형. 이 척도에서 마지막에 속하며, 일단 작품에서 등장했다면 데우스 엑스 마키나 혹은 코즈믹 호러의 끝판왕으로 등장한다.
6. 대여과기 이론
하지만 위의 내용과는 별개로 현재 우주에는 VI등급은 고사하고 우리를 제외한 I등급의 문명조차 발견되지 않았다. 이같이 왜 다른 문명이 발견되지 않는지에 대한 의문을 페르미 역설이라 부른다. 일각에서는 페르미 역설에 대한 해답으로 대여과기(The Great Filter)라 불리는 유무형적 현상을 상정한다.
이 입장에서는 단순히 우주의 연령이 그러한 문명을 탄생시키기에 충분하지 않다기보다는, 모든 생명체는 어느 수준에 다르면 그 이후의 단계로 절대로 발전하지 못하게 만드는 위기가 닥치며 예외 없이 100% 멸종되어 사라진다고 본다. 그 위기는 신이나 조물주 같은 어떤 전능한 의지를 가진 존재에 의한 것이 아닌, 어떤 생명체가 문명이 고도로 발달하다보면 섭리상 자연스럽게 그리고 필연적으로 그렇게 흘러가서 맞이할 수밖에 없는 위기들이라 보면 된다.
예를 들어, 인류는 수천개의 핵탄두를 보유했고 우발적 핵전쟁을 통해 하루아침에 수십억명이 사망하는 재앙을 맞을 위험이 있다. 그러나 그런 핵전쟁이 일어나서 인류의 대다수가 사망한다 해도 그것은 단지 인류가 사용하는 총 에너지가 급격하게 감소하는 것일 뿐, 소수의 생존자들은 수백년 후에 문명을 재건할 것이다. 즉, 이러한 사건들은 인류가 성장하며 겪을 수밖에 없는 여러 성장통 중 하나일 뿐, '대여과기'는 커녕 '인류의 멸망'이라고도 볼 수 없다. 한 생명체가 자신이 거주하는 행성의 통제권을 획득하고 대기 조성을 바꿀 수 있게 되면 반드시 멸망한다는 주장도 있지만, 같은 이유로 이마저도 대여과기는 아니다. 역사적으로 이스터 섬, 그린란드 등 국지적인 붕괴를 겪은 지역이 많이 있긴 했지만, 이마저도 '대여과기'의 축에는 낄 수 없는 수준이다.
설령 호모 사피엔스 종이 완전히 멸종한다 해도, 거시적으로는 호모 사피엔스라는 지적 생명체가 사용하는 에너지가 일시적으로 0이 되는 것 뿐이다. 따라서 수백만년 후 다른 지적 생명체가 진화하여 문명을 건설한다면 해당 지적 생명체가 '에너지를 사용하기 시작'하는 것이기에, 이 역시 지구 생물체의 멸망이 아니다. 또한 지구에서는 이미 20억년 전 원생누대에 광합성을 하는 남세균이 크게 번성하면서 유독물질인 산소를 대규모로 대기 중에 살포하여 다른 수많은 생물들을 멸종시키는 민폐를 냈지만, 잘 알다시피 이때 만들어진 대량의 산소를 이용하는 생물들이 이후로 등장하여 잘 살아가고 있다. 대여과기 이론에서 주장하는 대여과기는 그 어떤 생명체도 통과하는 것이 거의 불가능한 시련으로, 지구에 한정해서 보자면 어느 지적 생명체도 지구를 벗어나 확장하지 못하고, 남은 생명체들마저 태양의 팽창 등으로 지구와 함께 비참한 최후를 맞이하는 일을 말한다.
물론 그 시련이 정확히 어떤 것인지는 알 수 없으며, 앞서 '지구 한정'으로 말한 내용 역시 추측에 불과하다. 현대의 인류가 사실은 과거에 대여과기를 통과했고 그 이후 단계에 있는 상황이라고 가정하면, 생명의 탄생 자체, 진핵생물의 탄생, 다세포 생물의 탄생, 혹은 지적 생명체의 탄생 등 저것들 중 하나 혹은 그 이상의 과정이 우주 전체로 봐도 성공하는 것이 거의 불가능한 시련이었을 수도 있다. 이 경우 인류는 우주에서 가장 운이 좋은 생명체로 관측 가능한 우주에서 유일하게 이 대여과기를 통과한 사례일 수도 있다.
반면 인류가 아직 대여과기를 맞지 않았다는 절망적인 관측도 있다. 인류의 앞에 놓인 대여과기가 무엇인지는 짐작할 수 없지만, 인류가 아직 대여과기를 통과하지 않았다면 저 대여과기를 통과하지 못하고 사라진 수많은 우주의 선배 문명들과 달리 인류만 대여과기를 통과할 가능성은 한없이 낮을 것이다.
인류가 대여과기를 맞이하지 않고 무사히 I등급 문명에 진입했다 해도, 당장 II등급은커녕 I.1등급 문명으로조차 진입하기 버거울 것이라는 주장도 있다. I등급 문명에 진입한다 해도 국가 간 분쟁이나 전염병 확산, 환경오염 등 다양한 문제가 산적해 있기에, I등급 문명에 진입하자마자 화성 등 다른 행성의 개척에 적극적으로 나설 가능성은 희박하다는 것이다. 당장 0.8등급은 커녕 0.7등급도 겨우 턱걸이하고 있는 현 인류가 겪고 있는 문제들, 특히 2020년에 겪은 코로나 19 사태와, 그에 따라 발생한 유의미한 에너지 사용 감소를 보면 이해하기 쉽다. 따라서 '행성 내 생명체의 전멸'이 아닌 '문명의 소멸'만을 대여과기와 연결짓는 일은 문명의 발달 과정에서 발생할 수 있는 사회적 문제, 나아가 지적 생명체(여기서는 '인류')의 자멸에 대한 일종의 경고로 보는 것이 옳다.
7. 기타
참고로 여기서 우리가 확실하게 알아둬야 하는 것은, 우주 문명의 척도라는 것도, 대여과기 이론도 아직까지는 추측의 영역이라는 것이다. 어쩌면 현재 우주에서 가장 뛰어난 문명조차 자신의 행성계를 벗어나지 못하는 수준에 그쳐있을 수도 있으며, 대여과기라는 것 자체가 존재하지 않을 수도 있는 것이다. 애시당초 지구에서 2번째로 가깝고, 그나마 조건이 태양계의 행성 중에 가장 만만한 화성조차도 완벽하게 알아내지 못한 것이 인류다. 그러니 아직까지는 범우주적인 이론을 제기하기에는 데이터 수가 절대적으로 부족하다. 지금은 그냥 '이러이러한 이론도 있다'는 정도로만 받아들이자.겁스의 테크 레벨은 이 개념은 참고하지 않은 것 같다(겁스의 테크 레벨은 기술사학적 특이점과, 인간과 환경의 상호작용의 수준을 중심개념으로 하고 있다). 실제로 겁스 Ultra-Tech에선 TL이 얼마나 빨리 발전하는지에 따라, 만렙인 TL12를 찍고도 목성까지만 진출할 수도 있고, TL10(일반적인 SF TL)에서도 우주제국을 세울 수 있다고 말하고 있다.
저서 《평행우주》로 대중에게 평행우주론을 비교적 간단하게 해설한 것으로 유명한 물리학자 미치오 카쿠는 또 다른 저서 《 불가능은 없다》에서 21세기 말 혹은 22세기 초면 충분히 인류 문명은 I단계 문명이 될 수 있을 것이라고 보았다. 또 1부. 100~200년 안으로 가능할 일, 2부. 수백만 년 안으로 가능할 일, 3부. 현재의 물리학법칙에 위배되는 것, 이렇게 세 가지로 나누어서 온갖 SF적 소재를 다루었는데, 대부분은 1부 아니면 2부에 넣는 패기를 보여주었다. 그가 3부에 넣어서 불가능하거나, 아니면 정말 우주적으로 엄청난 물리학적 패러다임의 변화가 있을 경우에만 가능하다고 꼽은 것은 단 두 가지이다. 하나는 열역학 법칙을 무시해 씹어먹는 영구기관, 다른 하나는 인과율의 모순을 극복해 모든 오류를 뛰어넘는 예지력[6]. 그냥 시간여행과는 다르다. 시간여행은 2부에 넣고 있다.
덧붙여 미치오는 《불가능은 없다》의 후속작으로 《미래의 물리학》이라는 좀 더 대중적으로, 21세기 이내로 어떤 것이 가능할까에 대해서 예견한 책도 냈으니 관심이 있으면 찾아보자. 책 서문에서부터 '전에 쓴 책에서 생각한 것보다 훨씬 빨리 과학이 발전해서 대대적으로 수정할 수밖에 없었다'고 밝히고 있다.
8. 관련 문서
[1]
이 이야기는 10년마다 3단계씩 오른다는 이야기가 된다.
[2]
에너지 사용량은 그 수준에 도달하지 못했으나 데이터 처리 속도에 관한
무어의 법칙은 예상을 벗어난 성공을 이루어냈다. 아시모프의
최후의 질문조차도 컴퓨터의 크기는 1000년 동안 꾸준히 커지다가 트랜지스터 대신 분자 밸브를 쓰게 되면서 갑자기 작아진다고 했다. 하지만 벌써 nm단위까지 도달하여, 지금은 물리적인 한계에 거의 도달한 수준이다.
[3]
고대의 농경과 목축부터 시작해
매사냥을 포함한 레저 사냥이나
노예,
고용,
동물실험까지 매우 다양한 사례가 이에 해당할 수 있다.
[4]
예를 들자면, 공간적으로는
닫힌 차원도 구현하거나
관문을 열고 초광속으로 정보를 날릴 수 있겠고, 시간적으로는 흐름을 왜곡해
모순이 생긴 것처럼 만들 만할 것이다.
[5]
다만 인간의 영향력이 적은 극지와 같은 곳은 환경보호나 여러 정치적 분쟁 등의 이유로 개발이 지연되는 이유가 크고 심해의 경우는 사실 굳이 생활권을 여기까지 확장할 필요가 없기 때문이라는 이유도 있다. 즉, 기술적으로 부족해서 그런 것도 있지만 굳이 지구 곳곳에 도시를 지어놓으려 하지 않고 놔두려는것도 큰 이유라는 것. 사실 심해도 인간의 영향력에서 벗어나지 못하기 때문에 좀 부족하더라도 사실상 현대 인류는 여기 속하는게 맞다.
[6]
불확정성 원리는 관측이 엔트로피의 흐름에 영향을 준다는 전제이기에 인과율에 속한다. 이 불확정성 원리에서 관측을 하고도 아무런 영향도 주지 않은 기술을 의미하는것인듯.