[사이테크+] "원숭이도 사람처럼 기하학적 직관 있어…수학 능력 진화 뿌리"

美 연구팀 "원숭이-인간 비교 실험서 확인…기하학적 사고는 영장류 공통 특성"

[사이테크+] "원숭이도 사람처럼 기하학적 직관 있어…수학 능력 진화 뿌리"
美 연구팀 "원숭이-인간 비교 실험서 확인…기하학적 사고는 영장류 공통 특성"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 원숭이도 인간만의 고유 능력으로 여겨져 온 기하학적 직관을 공유하며, 기하학적 사고는 인간과 다른 영장류가 공유하는 연속성을 지닌 인지 능력일 가능성이 크다는 연구 결과가 나왔다.

미국 카네기멜런대 제시카 캔틀런 교수팀은 21일 미국 국립과학원회보(PNAS)에서 올리브개코원숭이(Papio anubis)와 붉은털원숭이(Macaca mulatta), 취학 전 아동, 성인을 대상으로 한 기하학 도형 인식 과제 실험에서 이런 사실을 확인했다고 밝혔다.

캔틀런 교수는 "놀라운 것은 원숭이가 도형 과제를 수행할 수 있다는 것만이 아니라 원숭이와 어린이, 성인이 모두 같은 방식으로 기하학적 관계를 이해하는 것 같다는 점"이라며 "이는 이런 직관이 영장류 정신의 기본 구조 일부임을 시사한다"고 말했다.

대칭과 평행, 직각 같은 기하학적 특징을 알아보고 비슷한 도형을 구별하는 능력은 인간 지능의 대표적 특징이며, 이런 기하학적 직관은 수학과 과학을 발전시키는 토대가 되는 능력이고 인간만의 고유 능력이라는 견해가 널리 받아들여져 왔다.

연구팀은 기존 이론은 인간이 도형을 인식할 때 '평행', '대칭'처럼 추상적인 상징적 특징을 활용하지만, 다른 영장류는 색깔, 크기, 전체적인 형태 같은 연속적인 지각 정보에 의존하기 때문에 인간과 같은 수준의 기하학적 추론을 하지 못하는 것으로 추정됐다고 지적했다.

이들은 이 이론을 검증하기 위해 올리브개코원숭이 4마리와 붉은털원숭이 4마리에게 터치스크린을 이용한 도형 맞추기 과제를 수행하게 했다. 원숭이들은 색깔이나 크기 같은 단서 없이 오직 기하학적 유사성만으로 같은 도형을 찾아야 했고 정답을 맞히면 과일 간식을 보상으로 받았다.

연구팀은 또 같은 과제를 미국 취학 전 아동(3~6세) 58명과 성인 21명, 미국식 정규 교육을 받지 않은 볼리비아 수렵-채집 원주민 성인 79명에게도 실시, 인간의 기하학적 직관이 교육의 산물인지, 보다 근본적인 인지 능력인지를 비교했다.

이어 각 집단의 수행 결과를 인지모형으로 분석해 도형을 인식할 때 단순한 시각 정보만 활용하는지, 아니면 추상적인 상징 표상까지 함께 사용하는지 조사했다.

분석 결과 인간뿐 아니라 원숭이 두 종도 모두 고차원적 지각 표상과 추상적 상징 표상을 함께 활용해 도형을 인식했으며, 상징 표상 활용은 성인에서 가장 뚜렷했지만 취학 전 아동과 원숭이에게서도 상당 부분 공통으로 관찰됐다.

특히 회전된 도형을 처리하는 과제에서는 원숭이가 취학 전 아동보다 상징 표상에 더 크게 의존하는 것으로 나타났다.
연구팀은 이런 결과는 기하학적 직관이 인간에게만 나타나는 독특한 능력이라는 기존 가설에 도전하는 것이라며, 인간의 수학적 사고 능력도 영장류 조상으로부터 이어져 온 오래된 인지 체계 위에서 발달했을 가능성을 보여준다고 설명했다.

캔틀런 교수는 "기하학적 직관은 인간이 결국 수학과 과학으로 발전시키는 능력"이라며 "어린이가 기하학을 어떻게 배우는지 이해하려면 정규 교육을 시작하기 전에 무엇을 가지고 출발하는지를 이해해야 한다"고 말했다.

이어 "이 연구는 어린이가 형태와 공간에 대해 진화적으로 매우 오래된 깊은 직관을 이미 갖고 출발한다는 것을 시사한다"며 "교육은 기하학을 처음부터 새로 가르쳐야 하는 것으로 보기보다 이런 직관을 토대로 발전시킬 수 있다"고 덧붙였다.

◆ 출처 : PNAS, Jessica F. Cantlon et al., 'Continuity in geometric intuition between humans and monkeys', https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2532934123
scitech@yna.co.kr
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