계산적 사고 (computational thinking)

너, 누군가에게 길을 알려 줘 본 적 있지. 그것도 전화로, 상대가 지금 어디 서 있는지도 모르는 채로 말이다. 그럴 때 너는 무심코 굉장한 일을 한다. 머릿속 지도를 통째로 건네는 대신, 그걸 잘게 끊는다. 지금 보이는 큰 사거리까지 와라. 거기서 우체국을 등지고 왼쪽. 두 블록 직진. 빨간 간판 보이면 그 골목으로. 너는 한 번에 다 말하지 않는다. 상대가 한 단계를 끝내야 다음 단계가 의미를 갖는, 순서가 있는 작은 명령들로 길을 빻아 놓는 거다. 게다가 '예쁜 카페'나 '느낌 좋은 거리' 같은 네 머릿속에만 있는 말은 싹 빼고, 누가 들어도 똑같이 따라 할 수 있는 표지만 남긴다. 오늘 이야기는, 이 전화 통화 속 길 안내에 들어 있는 생각의 골격에 관한 거다. 그리고 이 골격에 이름이 붙은 건 의외로 최근이다.

먼저 짚을 게 있다. 이 사고법은 '컴퓨터를 쓰는 법'이 아니다. 컴퓨터가 단 한 대도 없던 시절에도 사람들은 이렇게 생각했다. 빵을 굽는 손맛을 글로 옮긴 요리법이 그렇고, 누가 해도 같은 결과가 나오도록 적힌 뜨개질 도안이 그렇고, 수천 년 전 두 수의 최대공약수를 구하던 유클리드의 절차가 그렇다. 큰 수를 작은 수로 나눠 나머지를 보고, 그 나머지로 또 나누기를 답이 나올 때까지 되풀이하라 — 이건 그가 누구의 머리도 빌리지 않고 손으로 따라 할 수 있게 적어 놓은, 아주 오래된 단계들의 순서다. 그러니까 절차로 생각하는 버릇은 인류만큼 오래됐다. 다만 그걸 한데 묶어 부를 이름이 오래도록 없었을 뿐이다.

그 이름의 씨앗을 뿌린 사람은 대략 1960년대 말에서 1980년 사이의 시모어 패퍼트다. 수학자이자 교육자였던 그는 아이들에게 수학을 가르치는 낡은 방식에 화가 나 있었다. 외워라, 풀어라, 틀리면 빨간 줄. 그는 거꾸로 가기로 했다. 아이에게 거북이 한 마리를 쥐여 준 것이다. 화면 위 작은 거북이가 아이의 명령을 그대로 따라 기어 다니며 선을 그리는, 로고라는 언어였다. 아이는 정사각형 하나를 그리고 싶어 한다. 그러려면 거북이에게 뭐라고 말해야 하나. 앞으로 백 걸음, 오른쪽으로 구십 도 돌아라 — 그리고 아이는 곧 깨닫는다. 이 두 마디를 네 번 되풀이하면 사각형이 닫힌다는 걸. 한 번 적은 동작의 묶음을 거듭 부른다는, 패턴을 잡아 절차로 가두는 그 생각을 아이가 스스로 발견하게 한 거다.

여기서 패퍼트가 남긴 진짜 보물은 사각형이 아니라 한 단어였다. 아이가 명령을 잘못 짜면 거북이는 엉뚱한 데로 기어가 이상한 그림을 그린다. 보통의 교실이라면 이건 '틀렸다'이고 부끄러움이다. 그런데 패퍼트는 아이들에게 다르게 말하게 했다. 이건 틀린 게 아니라 '버그가 있는' 거라고. 어디서 거북이가 어긋났는지 거슬러 짚어, 그 한 줄을 고치면 된다고. 실패가 수치가 아니라 고쳐야 할 한 줄로 바뀌는 순간, 아이는 두려움 없이 절차를 만지작거리기 시작한다. 끝까지 한 예제를 따라가 보자. 거북이로 별 모양 오각성을 그리려는 아이가 회전 각을 구십 도로 줬다 치자. 거북이는 별이 아니라 네모를 그리고 멈춘다. 아이는 머리를 싸맨다. 한 꼭짓점을 돌 때마다 거북이가 얼마나 틀어야 별이 닫힐까. 한 바퀴는 삼백육십 도, 별을 그리며 거북이는 그 바퀴를 두 번 감아 도니 도는 양은 다 합쳐 칠백이십 도, 꼭짓점은 다섯 개이니 한 점에서 백사십사 도. 각을 그렇게 고쳐 넣자 거북이는 비로소 별을 그린다. 아이가 방금 한 게 계산적 사고의 네 동작 전부다. 별이라는 막막한 덩어리를 '한 변 긋고 한 번 돌기'로 쪼갰고(분해), 그게 다섯 번 똑같이 되풀이됨을 알아챘고(패턴), '예쁜 별'이라는 느낌을 버리고 '몇 도냐'라는 숫자 하나로 핵심을 졸였고(추상), 그걸 거북이가 토씨 하나 안 틀리고 따라 할 순서로 적었다(알고리즘).

패퍼트가 거북이로 씨앗을 뿌렸다면, 그 씨앗에 '계산적 사고'라는 이름표를 정식으로 달아 세상에 퍼뜨린 사람은 카네기멜런의 지넷 윙이다. 2006년, 그는 짧은 글 하나를 내놓으며 도발적인 주장을 했다. 이건 컴퓨터 전공자만의 기술이 아니라 읽기 쓰기 셈하기처럼 모든 사람이 갖춰야 할 기초 소양이라고. 의사든 변호사든 사업가든, 큰 문제를 분해하고 반복을 알아채고 군더더기를 추상하고 절차로 적는 그 머리 쓰는 법은 누구에게나 무기가 된다고. 이 한 편의 글이 불씨가 되어, 이후 세계 곳곳의 학교가 코딩 자체보다 그 밑에 깔린 이 생각법을 아이들에게 가르치겠다고 나섰다. 오래전부터 사람들이 무심코 써 오던 절차적 사고가, 비로소 한 이름 아래 모여 가르칠 수 있는 대상이 된 것이다.

그런데 이 사고가 사람의 머릿속을 넘어 기계에게 넘어가는 자리에서, 생각의 가장 윗단추부터 다시 끼워야 했다. 사람끼리는 길을 알려 줄 때 '저기 큰 건물에서 적당히 꺾어'라고 해도 알아듣는다. 듣는 쪽이 알아서 빈틈을 메우는 거다. 그런데 기계는 그 '알아서'가 없다. 적당히가 얼마인지, 큰 건물이 어느 것인지, 꺾는다는 게 몇 도인지 — 사람이 당연하게 여겨 입 밖에 안 내던 모든 판단을, 단 하나도 빠뜨리지 않고 명시적으로 적어 줘야만 기계가 움직인다. 그래서 계산적 사고를 진짜로 한다는 건, 내 머릿속 직관에 숨어 있던 암묵의 판단들을 죄다 끄집어내 햇빛 아래 글로 박아 두는 고된 일이 된다. 모호함을 한 톨도 남기지 않을 것, 어떤 경우에도 답이 갈리지 않게 모든 갈림길을 미리 정해 둘 것. 컴퓨터가 이 사고의 무대가 되면서 사람은 비로소, 자기가 무엇을 '당연히' 가정하고 있었는지를 마주 보지 않을 수 없게 됐다.

그러니 너가 머릿속에서는 빤한데 막상 남에게 시키려니, 혹은 한 번이 아니라 백 번 똑같이 굴러가게 만들려니 막막해지는 일을 만나거든, 전화로 길 안내하던 그 마음으로 돌아가라. 이 일을 더 작은 단계로 어떻게 쪼갤까, 그중 되풀이되는 결은 무엇인가, '느낌'이라는 말을 빼고 누가 봐도 같은 표지만 남기면 무엇이 남는가, 그래서 나 없이도 누구든 그대로 따라 하면 같은 답에 닿는 순서로 적을 수 있는가. 답을 한 번 내주는 사람은 한 번을 돕지만, 답에 닿는 절차를 적어 두는 사람은 자기가 자리를 비운 뒤에도 천 번을 돕는다.