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1936년은 현대적인 디지털 컴퓨터의 개발에 시금석이 놓인 해로 기억된다. 1930년대는 인류의 과학 지식이 폭발적으로 성장한 기념비적인 시대였다. 1931년에 25세의 약관이었던 오스트리아-헝가리 출신의 쿠르트 괴델은 당시 수학계를 지배하던 형식주의를 완전히 허무는 불완전성 정리를 발표해 수학계, 나아가 과학계의 지각변동을 일으켰다. 당시 영국 케임브리지대학 수학과 학생이었던 앨런 튜링은 1935년에 같은 학과의 맥스 뉴먼 교수가 개설한 강의를 통해 이 내용을 접했다. 그리고 자신만의 방법으로 괴델의 불완전성 정리를 증명할 수 있다는 생각을 정리해 1936년 ‘계산 가능한 수: 수학명제 자동 생성 문제에 적용하여’라는 제목의 논문을 발표했다. 이 논문에서 그는 무한히 많은 수의 단순한 튜링 기계를 제안하고, 이 모든 기계의 기능을 수행할 수 있는 일반 튜링 기계가 존재할 수 있음을 증명했다.
원래 그의 목표는 이 일반 튜링 기계를 이용해 어떤 특정한 튜링 기계의 동작이 멈출지, 또는 무한히 계속될지 알 수 없는 경우가 존재함을 밝힘으로써 괴델의 불완전성 정리를 자신만의 방법으로 증명하는 것이었다. 그 과정에서 그가 제안하고 실증한 일반 튜링 기계가 오늘날의 디지털 컴퓨터와 동작 원리가 완벽히 일치함을 알 수 있다. 이런 기본적인 아이디어는 이후 미국에서 주로 활동한 요한 폰 노이만 교수에 의해 구체화돼 오늘날의 컴퓨터가 만들어졌다. 이들 정보 혁명의 선구자들은 대개 그들의 20대와 30대에 혁신적인 아이디어를 내놓았다. 현대적인 컴퓨터는 1960년대에 실리콘 반도체를 이용한 대규모 집적회로가 상용화되면서 급속히 성장하기 시작해 현대의 폭발적인 정보 혁명의 시대를 이끄는 원동력이 되고 있다.
이 과정에서 우리나라 산업계는 1990년대 후반부터 미국, 일본 등의 반도체 선진 기술을 상상을 초월하는 속도로 도입하고 내재해 적어도 D램과 낸드플래시와 같은 메모리 분야에서는 세계 최고의 생산 기술을 보유하게 됐다. 단군 이래 반만년 역사에서 최고 기술로 세계를 제패한 유일한 제품이라는 자부심을 가져도 좋을 만한 눈부신 업적이다. 그러나 이 기술들은 우리가 독자적으로 개발한 것이 아니고 인텔, 도시바 등이 개발한 것을 잘 이용한 것에 지나지 않는다. 1990~2000년대 초반의 치열했던 메모리 반도체 업계의 구조조정과 치킨게임에서 살아남은 우리나라 메모리 반도체 업계는 최근 지난 30년간 누려 보지 못했던 독보적인 지위를 향유하면서 이익의 신기원을 열고 있다.
그런데 불행히도 이런 행복한 시기가 그리 오래가지 못할 것 같다. 중국이 올해부터 정부 차원의 공격적인 투자와 엄청난 인적 자원을 무기로 메모리 반도체를 자체 생산하겠다는 목표를 설정하고 움직이고 있어 큰 위협을 느끼고 있다. 게다가 지난 7월에는 미국 인텔·마이크론의 합작 기업이 컴퓨터의 패러다임을 바꿀 수 있는 새로운 개념의 메모리를 개발, 양산하겠다고 선언해 우리를 크게 당혹하게 하고 있다.
21세기 최고의 발명품은 무엇일까. 많은 의견이 있겠지만 나는 스마트폰을 꼽고 싶다. 앞으로의 최고 발명품은 무엇이 될까. 사물인터넷(IoT), 바이오칩? 뭐가 되든 간에 지금보다 훨씬 더 고기능화, 고집적화된 반도체 제품이 사용될 것이다. 앞으로는 우리 주변의 모든 것에 반도체 소자가 숨어 있을 것이다. 이런 것을 누가 만들까. 필자가 강의하고 있는 대학의 눈빛 형형한 젊은이들일 것이다. 지금 대학에서는 반도체의 미래를 내다보는 많은 학생들이 이 분야를 공부하기 위해 대학원에 진학하려 한다.
그러나 지난 10여년간 정부의 반도체 분야 연구에 대한 투자는 급감했고, 기업은 단기 성과에 매몰돼 대학에 대한 장기적인 투자에 적극적이지 않은 모습을 보여 왔다. 그 결과 적어도 필자가 근무하는 대학에서는 반도체 분야의 신진 교수를 찾아볼 수 없는 형편이다. 내가 그들에게 맥스 뉴먼 같은 교수의 역할을 하고 있는지 걱정된다. 지난 80년간 불행했던 천재 앨런 튜링의 어깨에 기대어 우리는 현대의 디지털 문명을 발전시켜 왔다. 어느 한국의 젊은 천재가 앞으로의 80년을 떠받칠 아이디어를 만들어 내기를 자못 기대해 본다. 2015-12-01 31면
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