정보는 물리적인가

정보는 허공에 저장되지 않는다

롤프 랜다우어의 핵심은 정보가 추상적 기호로만 존재하지 않는다는 데 있다. 실제 계산은 전하, 자화, 빛처럼 물리적 자유도를 이용하고, 그 장치는 자연 법칙을 따른다.

‘정보는 물리적이다’는 말은 정보가 물질과 동일하다는 선언보다, 정보를 쓰고 지우고 전달하는 모든 과정에 물리적 구현이 필요하다는 원칙이다.

• Rolf Landauer, Information is Physical (1991)

  계산과 정보 처리의 물리적 제약을 설명한 랜다우어의 글.

비용은 계산마다 생기는가

랜다우어 원리는 흔히 ‘모든 계산에는 최소 에너지가 든다’로 축약되지만 더 정확한 초점은 논리적으로 비가역적인 연산, 특히 정보 삭제에 있다. 여러 가능한 상태를 하나로 합치면 잃어버린 정보에 상응하는 열역학적 비용이 생긴다.

반대로 모든 논리 단계가 반드시 같은 최소 에너지를 소모한다는 뜻은 아니다. 가역 계산의 가능성을 구분해야 한다.

물리적 정보와 세계의 본체

저장 장치와 삭제 비용이 물리적이라는 사실은 중요하지만, 그것만으로 우주의 본체가 정보라고 증명되지는 않는다. ‘정보는 물리적으로 구현된다’와 ‘물리는 정보에서 나온다’는 방향이 다른 주장이다.

첫째는 실험 가능한 계산 물리학의 원리이고, 둘째는 더 넓은 존재론적 프로그램이다. 두 문장을 구분하는 것이 이 장의 중심 기준이다.

기록 가능한 차이

정보는 구별 가능한 상태의 차이를 필요로 한다. 현실을 정보로 읽으려면 누가 읽는가보다 무엇이 구별되고, 어떻게 안정적으로 기록되며, 어떤 물리 법칙이 그 변화를 허용하는지를 먼저 물어야 한다.