더하기는 되는데 빼기가 안 된다고? 동물이 뺄셈을 못 하는 과학적 이유
📺 원본 영상: “더하기는 되는데 빼기가 안 된다고?” 동물이 ‘뺄셈’을 못 하는 과학적 이유
🎙️ 채널: 안될과학 Unrealscience
📅 정리 일자: 2026-07-31
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개요
이 영상은 동물이 수를 어느 정도까지 이해할 수 있는지, 그리고 인간의 계산 능력이 동물의 수 감각과 무엇이 다른지를 다룬다. 강연자는 1900년대 초 ‘계산하는 말’로 유명했던 영리한 한스 사건에서 출발해, 사자·꿀벌·까마귀·침팬지의 수 감각 연구를 거쳐, 최근 기린을 대상으로 한 덧셈과 뺄셈 실험으로 논의를 확장한다.
핵심은 동물이 “수를 전혀 모른다”는 단순한 결론이 아니다. 오히려 많은 동물은 양의 많고 적음, 개체 수의 차이, 특정 수량에 대한 반응을 꽤 정교하게 처리한다. 다만 그 능력은 인간처럼 기호를 조작하는 계산이라기보다, 감각과 기억에 기반한 근사적 수 감각에 가깝다. 이 차이가 가장 선명하게 드러나는 지점이 바로 뺄셈이다.
한스는 계산한 것이 아니라 사람을 읽었다
강연자는 동물 계산 연구의 출발점으로 1904년 베를린에서 유명해진 말, ‘영리한 한스’ 사건을 소개한다. 한스의 주인 Wilhelm von Osten은 은퇴 후 말에게 수학을 가르쳤고, 한스는 사람이 문제를 내면 발굽으로 바닥을 두드려 답을 하는 것처럼 보였다. 2 더하기 3을 묻자 다섯 번 두드리는 식의 반응은 단순한 묘기를 넘어서는 것처럼 보였고, 당시에는 분수, 제곱근, 날짜와 요일, 알파벳까지 이해한다는 이야기가 퍼졌다.
처음 조사위원회는 속임수를 찾지 못했고, 한스의 능력은 대중에게 거의 기적으로 받아들여졌다. 그러나 Oskar Pfungst는 말 자체만 보지 않고 질문자를 관찰했다. 그가 조건을 바꾸어 질문자가 정답을 아는 경우와 모르는 경우를 나누자, 한스의 정답률은 극적으로 달라졌다. 질문자가 답을 알 때는 89%였지만, 답을 모를 때는 6%로 떨어졌다는 것이다.
02:55 - 영리한 한스 실험에서 질문자가 답을 알 때와 모를 때 정답률이 달라지는 결과
이 결과는 한스가 산술을 수행한 것이 아니라 사람의 미세한 신체 신호를 읽고 있었음을 보여준다. 발굽 수가 정답에 가까워지는 순간 질문자의 호흡, 어깨 긴장, 표정, 눈썹 움직임이 아주 미세하게 달라졌고, 한스는 그 신호를 포착해 멈췄다. 중요한 점은 질문자들이 일부러 힌트를 준 것이 아니라는 사실이다. 바로 이 사건에서 실험자의 무의식적 단서가 결과를 오염시키는 ‘Clever Hans Effect(영리한 한스 효과)’가 강하게 각인되었고, 이후 동물인지 연구에서는 관찰자와 실험자의 영향을 차단하는 설계가 훨씬 중요해졌다.
동물은 수를 모르는가, 아니면 다르게 아는가
한스 사건은 동물이 계산을 못 한다는 결론으로 끝나지 않는다. 오히려 그 사건은 “실험자의 신호를 제거하면 동물에게 어떤 수 감각이 실제로 남는가”라는 더 정교한 질문을 만들었다. 강연자는 이 질문에 대한 대표적 사례로 Kate McComb 연구팀의 사자 실험을 소개한다. 연구팀은 탄자니아 세렌게티 초원에서 풀숲에 스피커를 숨겨놓고 낯선 암사자의 포효를 들려주었다.
이 실험의 핵심은 포효를 내는 침입자의 수를 조작했다는 점이다. 침입자가 한 마리인 것처럼 들릴 때 사자 무리는 소리가 나는 방향으로 다가갔지만, 세 마리인 것처럼 들리자 움직이지 않거나 물러섰다. 이는 사자들이 단순히 소리에 반응한 것이 아니라, 상대 무리의 수와 자기 무리의 수를 비교해 싸울지 피할지를 판단했다는 해석으로 이어진다. 실험자가 현장에서 몸짓이나 표정으로 단서를 줄 여지가 거의 없었기 때문에, 이 사례는 영리한 한스 효과를 피한 자연스러운 수량 판단의 예로 제시된다.
05:20 - 사자 무리가 낯선 암사자의 포효 수를 자기 무리와 비교해 행동을 결정하는 실험
강연자는 이어 꿀벌, 까마귀, 침팬지의 사례를 통해 수 감각이 포유류에만 한정되지 않는다고 설명한다. 꿀벌은 약 100만 개의 뇌세포만으로도 길을 찾을 때 랜드마크 개수를 세고, 일부 연구에서는 0을 가장 작은 수처럼 다루는 결과도 보고되었다. 까마귀의 경우 Nidopallium caudolaterale(NCL)이라는 고등 인지 영역에서 특정 수에 반응하는 뉴런이 관찰되었고, 1부터 4까지의 숫자나 소리에 맞춰 정해진 횟수만큼 울도록 훈련된 사례도 소개된다. 특히 울어야 할 횟수가 많을수록 첫 울음 전 준비 시간이 길어졌다는 점은, 까마귀가 단순 반응이 아니라 사전에 몇 번 울지 계획했을 가능성을 시사한다.
06:57 - 까마귀가 숫자나 소리에 맞춰 정해진 횟수만큼 우는 실험
침팬지 Ayumu의 사례는 동물의 기억과 수 처리 능력이 인간을 능가할 수 있음을 보여주는 상징적 장면으로 등장한다. 화면에 1부터 9까지 숫자가 잠시 나타난 뒤 가려지면, Ayumu는 직전에 본 위치를 기억해 순서대로 눌러야 했다. 강연자에 따르면 숫자가 0.21초만 나타나는 조건에서도 Ayumu는 약 80%의 정답률을 유지했고, 같은 조건의 인간 대학생은 40% 이하에 머물렀다. 이 대목은 동물이 “멍청해서 계산을 못 한다”는 식의 직관이 얼마나 부정확한지 보여준다.
07:54 - 침팬지 Ayumu가 짧게 제시된 숫자 위치를 기억해 순서대로 누르는 실험 결과
수 감각은 계산이 아니라 비율을 느끼는 능력에 가깝다
그렇다면 사자, 벌, 까마귀, 침팬지는 정말 인간처럼 숫자를 세고 계산하는 것일까. 강연자는 여기서 중요한 구분을 제시한다. 동물의 수 처리 능력은 기호를 이용한 정확한 계산이라기보다, 양의 크기를 감각적으로 파악하는 능력에 가깝다는 것이다. 큰 양은 하나하나 세기보다 전체적인 크기를 근사적으로 느끼고, 작은 양은 개체 하나하나를 추적하는 방식으로 처리된다는 설명이다.
이 관점에서 동물에게 10개와 20개를 구분하는 일은 비교적 쉽다. 두 양의 비율 차이가 크기 때문이다. 반면 20개와 21개처럼 절대 차이는 1개지만 비율이 매우 비슷한 경우에는 훨씬 구분하기 어려워진다. 강연자는 이를 Weber’s Law(베버의 법칙)와 연결한다. 처음 주어진 자극이 클수록 변화를 알아차리기 위해 필요한 변화량도 커진다는 법칙은, 동물의 수 감각이 절대값보다 비율에 민감하다는 점을 설명하는 데 유용하다.
이 지점에서 동물의 수 감각은 놀랍지만 동시에 한계를 갖는다. 감각은 “더 많다”, “덜 많다”, “대략 두 배다” 같은 판단에는 강하지만, 정확한 기호 조작에는 취약하다. 더하기와 뺄셈의 차이도 바로 여기서 발생한다. 더하기는 눈앞에서 양이 불어나는 감각적 변화로 받아들일 수 있지만, 뺄셈은 사라진 양을 기억하고 현재의 양을 재구성해야 하기 때문이다.
기린 실험이 드러낸 덧셈과 뺄셈의 비대칭
강연의 중심 사례는 바르셀로나 대학교 신경과학연구소 연구팀이 발표한 기린 실험이다. STT에서 어색하게 인식된 표현은 문맥상 학술지 Scientific Reports를 가리킨다. 연구에는 Leipzig University, 독일 Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, Barcelona Zoo가 함께 참여한 것으로 소개된다. 연구팀이 기린을 선택한 이유는, 같은 동물원에서 진행된 선행 연구에서 기린들이 당근과 주키니의 비율을 보고 당근 비율이 높은 쪽을 선택하는 능력을 보였기 때문이다.
실험 대상은 바르셀로나 동물원의 기린 네 마리였고, 준비물은 노란 통 두 개, 초록 통 하나, 그리고 당근 조각이었다. 노란 통 두 개는 기린이 최종적으로 선택할 대상이었고, 초록 통은 당근을 옮기거나 빼는 데 사용되었다. 중요한 설계는 통이 연구자 쪽으로만 열리도록 되어 있어, 기린이 처음에는 통 안의 당근 개수를 볼 수 있지만 뚜껑이 닫힌 뒤에는 변화 결과를 직접 볼 수 없다는 점이었다. 따라서 기린이 정답을 고르려면 처음 본 수량을 기억한 뒤, 당근이 들어가거나 빠져나가는 사건을 머릿속에서 갱신해야 했다.
10:28 - 기린 실험에서 초록 통의 당근을 노란 통으로 옮기며 덧셈 조건을 구성하는 장면
연구자들은 영리한 한스 효과를 피하기 위해 여러 통제 장치를 두었다. 선글라스를 쓰고 시선을 아래로 내리며 표정을 드러내지 않았고, 마지막으로 만진 통에 기린의 시선이 쏠리는 것을 막기 위해 두 통을 동시에 건드렸다. 강연자에 따르면 총 1,088회의 실험이 진행되었고, 당근을 넣는 덧셈 조건에서 기린의 정답률은 68%였다. 네 마리 모두 우연 수준을 유의미하게 넘겼고, 기린은 최대 3개를 더해 5개까지의 수량 변화를 머릿속에서 처리할 수 있었다고 설명된다.
그러나 같은 장치에서 방향만 바꾸자 결과가 달라졌다. 당근을 넣는 대신 빼는 조건에서 정답률은 57%로 떨어졌고, 이는 동전을 던져 맞히는 수준과 크게 다르지 않다는 해석으로 이어진다. 강연자는 이 결과를 기린의 지능 부족으로 설명하지 않는다. 오히려 침팬지, 붉은털원숭이, 버빗원숭이 등에서도 비슷하게 덧셈보다 뺄셈이 어려운 양상이 나타난다는 점을 들어, 동물 일반의 수 처리 방식에 내재한 한계로 해석한다.
11:35 - 기린의 뺄셈 조건 정답률이 우연 수준에 가까워졌다는 결과
왜 더하기는 쉽고 빼기는 어려운가
강연자의 설명에서 덧셈은 감각의 자연스러운 연장이다. 통에 당근이 들어가는 장면을 보면, 동물은 머릿속에서 양이 부풀어 오르는 변화를 비교적 쉽게 추적할 수 있다. 물통에 물을 붓는 장면처럼, 증가하는 양은 눈앞의 사건과 감각적으로 연결되어 있다. 그래서 덧셈은 기호 계산이라기보다 “양이 커지고 있다”는 직관적 변화로 처리될 수 있다.
반대로 뺄셈은 훨씬 복잡한 인지 작업을 요구한다. 원래 있던 양을 기억하고 있어야 하며, 동시에 빠져나간 양만큼 그 표상을 능동적으로 줄여야 한다. 강연자는 이를 “없어진 것을 기억해야 하는” 문제로 설명한다. 있는 것을 느끼는 일은 감각에 가깝지만, 없는 것을 인식하고 그것을 기존 표상에서 제거하는 일은 감각만으로 해결하기 어렵다.
이 차이는 인간에게도 남아 있다. 강연자는 뇌 영상 연구에서 뺄셈이 덧셈보다 반응 시간이 길고, 의식적 통제와 관련된 영역을 더 많이 끌어다 쓴다고 설명한다. 아이들이 뺄셈을 덧셈보다 늦게 배우는 것도 같은 맥락이다. 예컨대 10 빼기 3을 풀 때 아이들은 종종 “3에 얼마를 더하면 10이 되지?”라는 방식으로 뺄셈을 덧셈으로 바꿔 해결한다. 기린이 넘지 못한 벽을 인간 아이들도 처음부터 곧장 넘는 것이 아니라, 우회로를 통해 배워간다는 뜻이다.
인간은 숫자를 머릿속에서 꺼내 바깥에 적었다
강연은 여기서 인간의 특수성을 지능 자체보다 기호 사용에서 찾는다. 이를 설명하기 위해 아마존의 Munduruku족 사례가 등장한다. 강연자에 따르면 Munduruku족 언어에는 5보다 큰 수를 가리키는 단어가 없지만, 점이 흩어진 그림 두 장을 보고 어느 쪽이 많은지 판단하는 과제에서는 프랑스인과 거의 비슷한 성적을 보였다. 이는 수 감각이 언어 이전, 문화 이전의 능력으로 인간에게도 보편적으로 존재한다는 점을 보여준다.
그러나 정확한 뺄셈으로 넘어가면 차이가 나타난다. 답을 딱 떨어지게 내야 하는 문제에서는 수 단어와 기호 체계를 가진 집단이 훨씬 유리하다. 이 대목에서 강연자는 인간이 한 결정적 도약을 “수를 머릿속에서 꺼내 밖에 적은 것”으로 설명한다. 머릿속에 흐릿하게 남아 있는 다섯이라는 느낌을 유지한 채 둘을 빼는 대신, 인간은 종이에 5 - 2를 적는다. 그러면 종이가 수량을 대신 보존해 주고, 뇌는 기억 부담을 덜어낸 상태에서 조작 자체에 집중할 수 있다.
14:43 - Munduruku족과 프랑스인을 비교한 정확한 뺄셈 과제 결과
이 설명은 계산을 단순한 두뇌 능력으로 보지 않는다는 점에서 중요하다. 12자리 곱셈을 암산으로 쉽게 하는 사람은 드물지만, 종이와 연필이 있으면 훨씬 많은 사람이 계산을 수행할 수 있다. 계산이 쉬워진 것이 아니라, 중간 결과를 외부에 저장하고 다시 참조할 수 있게 되었기 때문이다. 인간은 더 잘 느끼는 동물이 아니라, 느낌을 기호로 고정하고 그 기호를 조작할 수 있는 동물이라는 결론이 여기서 나온다.
영리한 한스에서 바르셀로나 기린까지
영상의 서사는 100년 전의 착각과 오늘날의 정교한 실험을 대비시키며 마무리된다. 한때 사람들은 한스가 계산을 한다고 믿었지만, 실제로 한스는 사람의 표정과 긴장을 읽고 있었다. 그 착각은 틀렸지만 완전히 헛된 사건은 아니었다. 실험자가 자신도 모르게 답을 흘릴 수 있다는 사실을 과학계에 각인시켰고, 그 결과 동물의 능력을 더 엄밀하게 측정하는 방법이 발전했기 때문이다.
그 도구로 다시 동물을 살펴보자, 우리는 예전보다 더 흥미로운 결론에 도달한다. 세렌게티의 사자는 적의 수를 비교해 싸움을 피하거나 선택할 수 있었고, 바르셀로나의 기린은 닫힌 통 안에서 당근이 더해지는 변화를 추적할 수 있었다. 100년 전에는 없는 능력을 있다고 믿었다면, 오늘날에는 실제로 있는 능력을 하나씩 분리해 확인하고 있는 셈이다.
다만 강연자는 동물이 뺄셈과 비슷한 과제를 전혀 처리하지 못한다고 단정하지 않는다. 일부 비둘기, 오랑우탄, 병아리는 특정 조건에서 양이 줄어드는 변화를 처리한 사례가 있다고 언급한다. 그럼에도 여러 연구를 종합하면, 남는 양을 추적하는 뺄셈형 과제는 양을 합치는 덧셈형 과제보다 대체로 더 어렵다. 인간이 그 벽을 안정적으로 넘어선 이유는 단지 더 똑똑해서가 아니라, 숫자라는 기호를 통해 기억과 조작을 외부화할 수 있었기 때문이다.
마무리 / 핵심 정리
이 영상의 핵심 메시지는 동물의 수 감각을 과소평가하지 않으면서도, 인간의 계산 능력을 단순한 수 감각의 연장으로 보지 말아야 한다는 데 있다. 동물은 수량의 차이를 느끼고, 비율을 비교하고, 때로는 놀라운 기억력과 계획 능력을 보여준다. 그러나 그 능력은 대체로 감각과 근사 판단에 뿌리를 두기 때문에, “사라진 양”을 기호적으로 조작해야 하는 뺄셈에서는 한계가 드러난다.
인간의 차이는 머릿속 계산 능력 자체보다 기호와 기록의 발명에서 나온다. 숫자를 종이에 적는 순간, 수량은 더 이상 흐릿한 느낌으로만 존재하지 않는다. 그것은 보존되고, 비교되고, 조작될 수 있는 외부 대상이 된다. 기린이 닫힌 통 안의 당근을 기억하며 동시에 줄여야 했다면, 인간은 숫자를 바깥에 적어 기억의 부담을 덜고 계산이라는 작업을 분리해낸다. 바로 그 점에서 뺄셈은 단순한 산술 문제가 아니라, 인간 문명이 감각을 상징으로 바꾸어온 과정을 보여주는 작은 창이라고 할 수 있다.
📚 출처 및 참고
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 원본 영상 | ”더하기는 되는데 빼기가 안 된다고?” 동물이 ‘뺄셈’을 못 하는 과학적 이유 |
| 채널 | 안될과학 Unrealscience |
| 영상 길이 | 약 18분 2초 |
| 리포트 작성 | 2026-07-31 |
| 작성 방식 | YouTube 영상 STT 변환 후 에디팅 |
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