Explorando el Universo como una Red Neuronal: La Audaz Propuesta de Vitaly Vanchurin
En un artículo anterior de la ISF titulado Entre el Enfoque Holográfico Generalizado y la Ciencia de Datos, abordábamos el potencial de las redes neuronales artificiales entrenadas para sustituir a nuestros modelos científicos, y se discutía la posibilidad de que la realidad fuera una simulación numérica. De alguna manera habíamos anticipado este próximo y muy reciente trabajo de Vitaly Vanchurin, de la Universidad de Minnesota Duluth, proponiendo que vivimos en una red neuronal. Es una idea audaz.
En nuestro artículo anterior habíamos anticipado el impacto de las redes neuronales artificiales y del aprendizaje profundo de las máquinas… ¡lo que no habíamos previsto es que se utilizarían literalmente como marco para la teoría del todo! Dado el estado actual de la ciencia, la propuesta de una red neuronal universal es bastante razonable.
Las observaciones más recientes, tanto a escala cuántica como cosmológica, están arrojando serias dudas sobre nuestros modelos actuales. Por ejemplo, a escala cuántica, la última medición electrónica del radio del protón de hidrógeno dio como resultado un radio mucho menor que el predicho por el modelo estándar de la física de partículas, que entonces se equivocaba en un 4%. A escala cosmológica, la cantidad de observaciones relativas a los agujeros negros y a la formación galáctica que apuntan en la dirección de un modelo cosmológico radicalmente diferente es abrumadora. Los agujeros negros han demostrado ser mucho más antiguos que las galaxias que los albergan, la formación galáctica es mucho más joven de lo que estiman nuestros modelos, y hay pruebas de al menos 64 agujeros negros alineados con respecto a su eje de rotación, lo que sugiere la presencia de una coherencia espacial a gran escala en el momento angular que es imposible de predecir con nuestros modelos actuales. En este escenario, no sería de extrañar la ausencia de una alternativa mejor para unificar la teoría cuántica y la relatividad, y conectar así lo muy pequeño con lo muy grande, que el uso de redes neuronales artificiales. Y por ello, una teoría del todo se basaría en ellas, con la inevitable conclusión de que el universo sería en realidad una red neuronal.
Como se explica en la entrevista de Targemann a Vanchurin en Futurismo, el trabajo de Vanchurin propone que vivimos en una enorme red neuronal que gobierna todo lo que nos rodea.
Es una posibilidad de que todo el universo en su nivel más fundamental sea una red neuronal… En este sentido, podría considerarse como una propuesta de teoría del todo, y como tal debería ser fácil demostrar que está equivocada.
Vitali VanchurinLa idea nació cuando estudiaba el aprendizaje profundo de las máquinas. Escribió el libro «Towards a theory of machine learning», para aplicar los métodos de la mecánica estadística al estudio del comportamiento de las redes neuronales, y vio que en ciertos límites la dinámica de aprendizaje (o entrenamiento) de las redes neuronales es muy similar a la dinámica cuántica. Así que decidió explorar la idea de que el mundo físico es una red neuronal.
Basa esta audaz idea en el siguiente estudio: si parte de un modelo preciso de redes neuronales para estudiar el comportamiento de la red hasta el límite de un gran número de neuronas, eso es imitar de alguna manera el paso de un estado de cuasi equilibrio (un estado cuántico), a un estado alejado del equilibrio (un estado clásico). Y así es precisamente como funciona el mundo que nos rodea, y también su modelo. Además, sabemos que la escala cuántica funciona para las escalas muy pequeñas, mientras que la relatividad funciona para la escala muy grande, por lo que su modelo también resolvería esta cuestión, conectándolas de forma fluida.
Variables Ocultas y Conexiones Cuánticas en las Redes Neuronales
Vanchurin sostiene que las redes neuronales artificiales pueden «exhibir comportamientos aproximados» de ambas teorías universales, la mecánica cuántica y la relatividad. En la entrevista también explica que hay un tercer fenómeno que debe unificarse a los dos anteriores, y es el problema de los observadores, que se conoce como «el problema de la medida» en el contexto de la mecánica cuántica, y el «problema de la medida» en el contexto de la cosmología.
Debido al éxito que la física cuántica ha tenido en muchos regímenes, y dado el hecho de que lo muy grande se compone de lo muy pequeño, la mayoría de los físicos estarían de acuerdo en que la mecánica cuántica es la teoría principal y todo lo demás surge de ella. Pero seguimos sin saber cómo. Vanchurin considera un enfoque diferente: que una red neuronal microscópica es la estructura fundamental y todo lo demás, es decir, la mecánica cuántica, la relatividad general y los observadores macroscópicos, surge de ella. Y la razón principal para ello, proviene del hecho de que las redes neuronales son extremadamente eficientes para conseguir propiedades emergentes.
En su enfoque, los estados de las neuronas individuales son variables ocultas y las variables entrenables (como el vector de sesgo y la matriz de pesos) son variables cuánticas. Como las variables ocultas pueden ser altamente no locales y por tanto se violan las desigualdades de Bell, se espera que surja una localidad espacio-temporal aproximada, pero estrictamente hablando cada neurona puede estar conectada a cualquier otra neurona y por tanto el sistema no tiene por qué ser local, como se ve en la figura siguiente. Esto conectaría su modelo con la interpretación de Bohm.
Lo intrigante de su idea es que, para demostrar que está equivocada, basta, como de costumbre, con encontrar un fenómeno físico en el que esta teoría no funcione. Así es como han fracasado la mayoría de las teorías del todo. Aplicando este mismo principio a su teoría, siendo todo descrito en torno a una red neuronal, un fenómeno físico que no pudiera modelarse con una red neuronal demostraría que está equivocado. Como Vanchurin dice, es una tarea muy difícil porque sabemos muy poco sobre el comportamiento de las redes neuronales y el aprendizaje automático, y por eso intenta desarrollar una teoría del aprendizaje automático en primer lugar.
En la entrevista original de Tangermann, Vanchurin también describe cómo su enfoque abordaría la selección natural, que es un tema muy importante relacionado con la biología. En resumen, la selección natural no empezaría en el régimen biológico, sino que vendría de mucho antes, decidiendo primero la clase de todas las partículas subatómicas. La selección natural sería el resultado de la estabilidad termodinámica de la microrred, escalando hasta el tamaño universal.
Finalmente, en el artículo de Tangermann aparecía el siguiente sorprendente final:
Tangermann: «Tengo que preguntar: ¿significaría esta teoría que vivimos en una simulación?».
Vanchurin: «No, vivimos en una red neuronal, pero quizá nunca sepamos la diferencia».
¡Esto es serendipia! La preocupación de vivir en una realidad simulada, es justo como empieza este artículo … ¡qué cierre tan perfectamente sincronizado para él!
A Destacar:
En un artículo anterior, Entre el Enfoque Holográfico Generalizado y la Ciencia de Datos, habíamos advertido de que el callejón sin salida en el que se encuentra la física convencional, incluida la materia y la energía oscuras, nos llevaría a optar por la inteligencia artificial para refinar los modelos y cerrar la brecha. Lo que no habíamos previsto es que las redes neuronales se utilizarían literalmente, ¡para conectar las escalas!
Era cuestión de tiempo, de muy poco tiempo, para que estas ideas de utilizar el aprendizaje automático profundo y las redes neuronales artificiales emergieran como el nuevo paradigma… y la razón de ello es su excepcional capacidad para proporcionar propiedades emergentes, como hemos explicado en profundidad en nuestro artículo anterior.
Destacamos que mediante la relación holográfica fundamental de Haramein , que es principalmente una solución geométrica, no sólo podemos predecir el último radio del protón dentro de la certeza experimental de 1σ sin ajustar parámetros, sino que también resuelve la catástrofe del vacío y halla la masa del electrón a partir de cálculos de primer principio. Estas notables soluciones demuestran que Haramein ha logrado la gravedad cuántica y, al hacerlo, ha unificado la relatividad y la física cuántica. Además, el modelo de Haramein es una solución geométrica y, por tanto, se puede seguir el sentido físico hasta el final. No es necesario recurrir al aprendizaje automático profundo ni a las redes neuronales para alcanzar la precisión que exigen los experimentos. ¡Ya estamos ahí!
Sin embargo, el trabajo de Vanchurin va en la dirección de validar el campo unificado basado en la relación holográfica fundamental y la red de entrelazamiento de protones que emerge de ella, incluyendo las características estadísticas y entrópicas implicadas en el modelo. Es una forma equivalente de establecer una red neuronal, por lo que ambos puntos de vista darían una respuesta afirmativa a la pregunta ¿Es el mundo físico una red neuronal? Aunque probablemente no proporcionen la misma red ni el mismo cómo, ya que como mencionamos anteriormente y explicamos en detalle aquí, el Modelo Holográfico generalizado proporciona un significado físico unificado al conjunto.
La cuestión de las variables ocultas mencionada por Vanchurin podría reformularse de la siguiente manera: el proceso o fenómeno físico que se está describiendo se imprime en la red neuronal, se convierte en la propia red neuronal, por lo que ahora se rige por variables que están deslocalizadas; ya no se asignan localmente.
Por último, la teoría del todo propuesta por Wolfgram, y que se explorará en un futuro artículo, también está profundamente conectada con los trabajos de Vanchurin, y ambos pretenden alcanzar los valores, predicciones y conclusiones que logra el modelo holográfico generalizado de Haramein.
