전쟁이 컴퓨터를 만들었다, 계산기가 전장의 두뇌가 되기까지

앞선 글에서 살펴본 다우딩 시스템은 레이더와 관측소, 통신망을 하나로 연결하여 적기의 움직임을 파악하였다. 여러 지역에서 들어온 정보는 작전실로 모였고, 사람들은 그 정보를 지도 위에 표시한 뒤 전투기를 출격시켰다.

레이더는 멀리 있는 적을 발견하게 하였고, 다우딩 시스템은 흩어진 정보를 한곳에 모으게 하였다. 그러나 그 시스템의 중심에는 여전히 사람이 있었다. 정보를 받아 적기의 위치를 확인하고, 이동 방향을 계산하며, 필요한 부대에 전달하는 과정 대부분을 사람이 수행하였다.

전쟁이 커지고 무기체계가 복잡해질수록 처리해야 할 숫자와 정보도 빠르게 늘어났다. 포탄의 궤적과 항공기의 비행경로를 계산하고, 기상과 연료, 병력과 보급 상황까지 함께 판단해야 했다.

레이더와 통신망이 더 많은 정보를 가져다주자 새로운 문제가 나타났다. 사람은 과연 이렇게 많은 정보를 얼마나 빠르고 정확하게 처리할 수 있었을까?

전쟁은 이제 정보를 발견하고 모으는 단계를 넘어, 그 정보를 사람 대신 빠르게 계산하고 처리할 새로운 두뇌를 필요로 하기 시작하였다.

전쟁은 왜 그렇게 많은 계산을 필요로 하였을까?

전쟁에서 계산은 오래전부터 중요한 역할을 하였다. 군대는 병력이 이동할 거리와 필요한 식량의 양을 계산하였고, 지도를 제작하고 성벽이나 포대의 위치를 정하는 데에도 수학을 활용하였다.

그러나 대포와 항공기, 잠수함과 레이더 같은 새로운 무기가 등장하면서 계산의 양과 복잡성은 이전과 비교할 수 없을 만큼 커졌다.

포탄은 포신이 향하는 방향으로 곧게 날아가지 않았다. 발사된 포탄은 중력의 영향을 받아 곡선을 그렸으며, 공기의 저항과 바람, 기온과 기압에 따라 비행경로가 달라졌다.

포탄을 목표물에 정확하게 도달시키려면 목표물까지의 거리와 고도, 포탄의 무게, 장약의 종류, 풍향과 풍속 등을 함께 계산해야 했다. 새로운 포나 탄약이 개발되면 각각의 조건에 맞는 탄도표도 다시 만들어야 했다.

항공기를 운용할 때에도 수많은 계산이 필요하였다. 비행거리와 속도, 고도와 연료 소모량을 계산해야 했으며, 폭격 임무를 수행할 때는 항공기의 이동과 폭탄이 낙하하는 시간까지 고려해야 했다.

해상에서는 함정의 속도와 방향, 파도의 움직임, 표적과의 거리 등을 계산해야 했다. 보급부대 역시 병력과 무기, 식량과 연료가 언제 어디에 얼마나 필요한지 끊임없이 계산하였다.

전쟁터에서 계산은 단순한 학문이 아니었다. 계산이 틀리면 포탄이 목표물을 벗어났고, 항공기는 연료가 부족해질 수 있었다. 필요한 물자의 양을 잘못 판단하면 작전 자체가 중단될 수도 있었다.

전쟁이 복잡해질수록 강한 무기만큼이나 정확하고 빠른 계산 능력이 중요해졌다.

계산량은 사람의 능력을 넘어가기 시작하였다

오늘날에는 컴퓨터라고 하면 전자기계를 떠올리지만, 과거에는 복잡한 수학 계산을 전문적으로 수행하는 사람을 ‘컴퓨터’라고 부르기도 하였다. NASA의 전신인 NACA(National Advisory Committee for Aeronautics)는 1935년에 Computer Pool이라는 조직을 만들었고 여기에서 채용된 사람들의 직책은 Computer였다. 영화 "히든 피겨스(Hidden Figures)"의 실제 주인공인 캐서린 존슨도 처음 입사했을 때 직책이 computer였다고 한다.

이들은 계산표와 자, 종이와 연필, 기계식 계산기를 사용하여 많은 수치를 반복해서 계산하였다. 전쟁 중에는 탄도표와 항공 관련 자료를 만들기 위해 수많은 계산 인력이 동원되었다.

계산을 담당하는 사람들은 정해진 공식을 따라 같은 작업을 계속 반복하였다. 한 사람이 계산한 결과를 다른 사람이 다시 확인하기도 하였고, 여러 사람이 계산 과정의 일부를 나누어 맡기도 하였다.

문제는 계산 방법이 어려워진 데에만 있지 않았다. 계산해야 할 양 자체가 폭발적으로 늘어난 것이 더 큰 문제였다.

새로운 포와 포탄이 개발될 때마다 다양한 거리와 기상 조건을 적용한 탄도표가 필요하였다. 항공기의 종류가 늘어나면 비행과 연료, 폭격에 필요한 계산도 함께 늘어났다.

사람들이 며칠 또는 몇 주에 걸쳐 계산한 결과가 완성되기도 전에 새로운 무기와 작전 조건이 등장할 수 있었다. 계산의 속도가 전쟁의 변화를 따라가지 못하기 시작한 것이다.

실수도 피하기 어려웠다. 긴 숫자를 잘못 기록하거나 계산 결과를 다른 표에 옮기는 과정에서 오류가 발생하면 이후의 계산도 달라질 수 있었다.

전쟁이 요구하는 속도와 정확성을 사람의 손만으로 충족하기에는 한계가 분명해졌다. 사람들은 더 많은 계산을 빠르고 일정하게 수행할 수 있는 기계를 필요로 하였다.

사람 대신 계산하는 기계가 등장하였다

사람의 계산 능력만으로 전쟁이 요구하는 속도를 따라가기 어려워지자 여러 나라에서는 계산을 자동화하는 장치를 연구하였다.

초기에는 톱니바퀴와 회전축을 이용하는 기계식 계산기가 사용되었다. 이후 전기 신호와 릴레이, 진공관을 활용한 계산 장치가 등장하면서 계산 속도는 더욱 빨라졌다.

전쟁과 초기 전자식 컴퓨터의 관계를 보여주는 대표적인 사례가 미국에서 개발된 에니악, 즉 ENIAC이었다.

에니악은 미 육군이 포병에 필요한 탄도 계산과 사격표 작성을 빠르게 수행하기 위해 개발을 지원한 대형 전자식 컴퓨터였다.

에니악은 오늘날의 컴퓨터처럼 책상 위에 놓을 수 있는 장비가 아니었다. 수많은 진공관과 전선, 스위치로 이루어졌으며, 넓은 공간을 가득 채울 정도로 거대하였다.

새로운 계산을 수행하려면 작업자들이 직접 케이블을 연결하고 스위치를 조정해야 했다. 오늘날처럼 프로그램을 화면에서 간단히 실행하는 방식과는 크게 달랐다.

사용법은 복잡하였지만 계산 속도는 당시 기준으로 매우 빨랐다. 사람이 오랜 시간 반복해야 했던 계산을 훨씬 짧은 시간 안에 처리할 수 있었다.

전쟁은 컴퓨터라는 완성된 기계를 단번에 만들어낸 것은 아니었다. 그러나 더 빠르고 정확한 계산이 필요하다는 분명한 목적을 제시하였고, 연구에 필요한 자원과 인력을 집중하게 하였다.

그 결과 사람의 계산을 기계가 대신하는 시대가 본격적으로 열리기 시작하였다.

짧은 생각

전쟁은 더 강한 무기를 만드는 경쟁처럼 보이지만, 그 무기를 정확하게 운용하기 위해서는 먼저 수많은 숫자를 다룰 수 있어야 하였다. 포탄의 궤적과 항공기의 비행경로, 병력과 물자의 이동까지 모두 계산의 대상이었다. 컴퓨터의 등장은 전쟁이 무기의 경쟁을 넘어 계산과 정보의 경쟁으로 변하고 있었음을 보여주었다. 숫자는 데이터다. 이미 군사선진국은 데이터를 수집함에 있어 100년에 가까운 시간을 투자했던 것이다. 겉모양이 아닌 그 이면을  알기에는 우리군은 아직인가?

컴퓨터는 계산기를 넘어 전장의 정보를 처리하기 시작하였다

초기의 컴퓨터는 주로 정해진 수학 계산을 빠르게 수행하는 데 사용되었다. 그러나 컴퓨터의 성능이 발전하면서 단순히 숫자를 계산하는 것 이상의 역할을 담당하기 시작하였다.

컴퓨터는 많은 자료를 일정한 형식으로 저장하고, 필요한 내용을 찾아 비교하며, 정해진 기준에 따라 반복적으로 처리할 수 있었다.

이러한 변화는 전장의 지휘통제 방식에도 영향을 주었다. 레이더와 관측소, 정찰부대와 무선통신을 통해 수많은 정보가 들어왔지만 사람이 모든 내용을 직접 분류하고 비교하는 데에는 한계가 있었다.

앞선 글에서 살펴본 다우딩 시스템에서는 사람들이 여러 지역에서 들어온 정보를 모아 지도 위에 표시하였다. 적기의 위치와 이동 방향을 파악하고 전투기를 출격시키는 과정에서도 사람의 판단과 작업이 중심이 되었다.

다우딩 시스템은 당시로서는 매우 뛰어난 정보처리 체계였지만, 정보가 더 많아지고 전장의 속도가 빨라질수록 사람의 능력만으로 모든 상황을 처리하기는 어려워졌다.

컴퓨터가 발전하면서 이러한 과정의 일부를 기계가 대신할 수 있게 되었다. 새롭게 들어온 정보를 기존 자료와 비교하고, 위치와 이동 속도를 계산하며, 필요한 결과를 보다 빠르게 제공할 수 있었다.

컴퓨터는 직접 적을 발견하거나 포를 발사하지는 않았다. 그러나 센서와 통신망이 가져온 정보를 계산하고 정리함으로써 지휘관의 판단을 돕는 새로운 도구가 되었다.

레이더가 전장에 더 많은 정보를 가져왔다면, 컴퓨터는 그 정보를 사람이 활용할 수 있는 결과로 바꾸기 시작하였다.

이때부터 전쟁에서는 무기의 성능뿐 아니라 누가 더 많은 정보를 빠르게 처리하고 활용할 수 있는지가 점점 중요해졌다. 컴퓨터는 계산하는 기계에서 전장의 정보를 다루는 새로운 두뇌로 변하고 있었다.

그러나 한 대의 컴퓨터만으로는 충분하지 않았다

초기의 컴퓨터는 대부분 한 장소에 설치된 거대한 장비였다. 컴퓨터가 보유한 자료와 계산 능력은 주로 그 주변에 있는 사람들만 이용할 수 있었다.

컴퓨터의 수가 늘어나면서 새로운 문제가 나타났다. 서로 다른 지역의 컴퓨터가 각각 자료를 가지고 있었지만, 그 정보를 즉시 공유할 방법이 부족하였다.

한 연구기관에서 계산한 결과를 다른 지역으로 보내려면 종이나 저장매체에 기록한 뒤 직접 전달해야 했다. 다른 장소의 컴퓨터를 사용하기 위해 연구자가 직접 이동해야 하는 경우도 있었다.

군사조직과 연구기관은 넓은 지역에 흩어져 있었다. 각 기관이 보유한 컴퓨터와 정보를 함께 활용하려면 거리의 한계를 넘어설 새로운 방법이 필요하였다.

전쟁이 사람보다 빠르게 계산하는 컴퓨터를 요구하였다면, 냉전 시대의 군사 연구는 서로 떨어진 컴퓨터를 연결하는 기술을 요구하기 시작하였다.

컴퓨터 한 대가 아무리 빠르게 계산하더라도 다른 컴퓨터와 결과를 나누지 못한다면 활용에는 한계가 있었다. 지휘부와 기지, 연구소가 같은 정보를 공유하려면 컴퓨터끼리 직접 통신할 수 있어야 했다.

사람들은 이제 더 빠른 컴퓨터를 만드는 것만으로는 충분하지 않다는 사실을 깨달았다. 각 컴퓨터가 가진 자료와 계산 능력을 하나의 통신망으로 연결해야 했다.

이러한 요구 속에서 미국 국방부 산하 연구기관은 멀리 떨어진 컴퓨터들이 정보를 주고받을 수 있는 네트워크를 연구하기 시작하였다.

그 연구의 결과로 등장한 것이 오늘날 인터넷 발전의 중요한 출발점이 된 아르파넷이었다. 컴퓨터는 이제 혼자 계산하는 기계에서 다른 컴퓨터와 정보를 주고받는 기계로 변화하기 시작하였다.

다음 글에서는 미국 국방부의 연구에서 시작된 아르파넷이 어떻게 여러 컴퓨터를 연결하였으며, 그 기술이 오늘날 전 세계를 이어주는 인터넷의 기반으로 발전하였는지 살펴보려 한다.