Η ιδέα είναι σίγουρα τρελή, αλλά αν είναι αρκετά τρελή γιατί να μην είναι αληθινή; Αυτό μένει να δούμε...
Δεν συναντάμε καθημερινά ένα κείμενο που προσπαθεί να επαναπροσδιορίσει την πραγματικότητα. Αλλά σε ένα προκλητικό προσχέδιο που ανεβάστηκε στο arXiv αυτό το καλοκαίρι, ένας καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα Ντουλούθ με την ονομασία Vitaly Vanchurin προσπαθεί να διαμορφώσει ξανά την πραγματικότητα με έναν ιδιαίτερα ανοιχτό τρόπο - υποδηλώνοντας ότι ζούμε μέσα σε ένα τεράστιο νευρωνικό δίκτυο που διέπει τα πάντα μας.
Με άλλα λόγια, έγραψε στην εφημερίδα, είναι «πιθανότητα ολόκληρο το σύμπαν στο πιο θεμελιώδες επίπεδο του να είναι ένα νευρωνικό δίκτυο».
Για χρόνια, οι φυσικοί προσπάθησαν να συνδυάσουν την κβαντική μηχανική και τη γενική σχετικότητα. Ο ένας θέτει ότι ο χρόνος είναι καθολικός και απόλυτος, ενώ ο άλλος υποστηρίζει ότι ο χρόνος είναι σχετικός, που συνδέεται με τον ιστό του χωροχρόνου.
Στην εργασία του, ο Vanchurin υποστηρίζει ότι τα τεχνητά νευρικά δίκτυα μπορούν να «παρουσιάζουν κατά προσέγγιση συμπεριφορές» και των δύο καθολικών θεωριών.
Δεδομένου ότι η κβαντική μηχανική «είναι ένα εξαιρετικά επιτυχημένο παράδειγμα για τη μοντελοποίηση φυσικών φαινομένων σε ένα ευρύ φάσμα κλιμάκων», γράφει, «πιστεύεται ευρέως ότι στο πιο θεμελιώδες επίπεδο ολόκληρο το σύμπαν διέπεται από τους κανόνες της κβαντικής μηχανικής και ακόμη και η βαρύτητα πρέπει κατά κάποιο τρόπο βγαίνει από αυτό. "
«Δεν λέμε απλώς ότι τα τεχνητά νευρικά δίκτυα μπορεί να είναι χρήσιμα για την ανάλυση φυσικών συστημάτων ή για την ανακάλυψη φυσικών νόμων, λέμε ότι έτσι λειτουργεί ο κόσμος γύρω μας», τονίζεται στη συζήτηση της εφημερίδας. "Με αυτό το σεβασμό θα μπορούσε να θεωρηθεί ως πρόταση για τη θεωρία των πάντων, και ως εκ τούτου θα πρέπει να είναι εύκολο να αποδειχθεί λάθος."
Η ιδέα είναι τόσο τολμηρή που οι περισσότεροι φυσικοί και εμπειρογνώμονες της μηχανικής μάθησης φτάσαμε για να αρνηθούμε να σχολιάσουμε το ρεκόρ, επικαλούμενοι το σκεπτικισμό σχετικά με τα συμπεράσματα της εφημερίδας. Αλλά ο Vanchurin έσκυψε στη διαμάχη - και μας είπε περισσότερα για την ιδέα του.
Futurism: Η εργασία σας υποστηρίζει ότι το σύμπαν μπορεί ουσιαστικά να είναι ένα νευρωνικό δίκτυο. Πώς θα εξηγούσατε τη συλλογιστική σας σε κάποιον που δεν γνώριζε πάρα πολλά για τα νευρικά δίκτυα ή τη φυσική;
Vitaly Vanchurin: Υπάρχουν δύο τρόποι για να απαντήσετε στην ερώτησή σας.
Ο πρώτος τρόπος είναι να ξεκινήσετε με ένα ακριβές μοντέλο νευρωνικών δικτύων και στη συνέχεια να μελετήσετε τη συμπεριφορά του δικτύου στο όριο ενός μεγάλου αριθμού νευρώνων. Αυτό που έδειξα είναι ότι οι εξισώσεις της κβαντικής μηχανικής περιγράφουν πολύ καλά τη συμπεριφορά του συστήματος κοντά στην ισορροπία και οι εξισώσεις της κλασικής μηχανικής περιγράφουν αρκετά καλά πώς το σύστημα βρίσκεται πιο μακριά από την ισορροπία. Σύμπτωση; Μπορεί να είναι, αλλά απ' όσα γνωρίζουμε η κβαντική και η κλασική μηχανική δίνουν ακριβώς πώς λειτουργεί ο φυσικός κόσμος.
Ο δεύτερος τρόπος είναι να ξεκινήσετε από τη φυσική. Γνωρίζουμε ότι η κβαντική μηχανική λειτουργεί αρκετά καλά σε μικρές κλίμακες και η γενική σχετικότητα λειτουργεί αρκετά καλά σε μεγάλες κλίμακες, αλλά μέχρι στιγμής δεν καταφέραμε να συνδυάσουμε τις δύο θεωρίες σε ένα ενοποιημένο πλαίσιο. Αυτό είναι γνωστό ως το πρόβλημα της κβαντικής βαρύτητας. Είναι σαφές ότι χάνουμε κάτι μεγάλο, αλλά για να κάνουμε τα πράγματα χειρότερα δεν γνωρίζουμε καν πώς να χειριστούμε τις παρατηρήσεις. Αυτό είναι γνωστό ως πρόβλημα μέτρησης στο πλαίσιο της κβαντικής μηχανικής και το πρόβλημα μέτρησης στο πλαίσιο της κοσμολογίας.
Τότε μπορεί κανείς να υποστηρίξει ότι δεν υπάρχουν δύο, αλλά τρία φαινόμενα που πρέπει να ενοποιηθούν: κβαντική μηχανική, γενική σχετικότητα και παρατηρήσεις. Το 99% των φυσικών θα σας έλεγε ότι η κβαντική μηχανική είναι η κυριότερη και ότι όλα τα άλλα θα πρέπει κάπως να προκύψουν από αυτή, αλλά κανείς δεν ξέρει ακριβώς πώς μπορεί να γίνει αυτό. Σε αυτό το άρθρο εξετάζω μια άλλη πιθανότητα ότι ένα μικροσκοπικό νευρικό δίκτυο είναι η θεμελιώδης δομή και οτιδήποτε άλλο, δηλαδή η κβαντική μηχανική, η γενική σχετικότητα και οι μακροσκοπικοί παρατηρητές, προκύπτει από αυτό. Μέχρι στιγμής τα πράγματα φαίνονται μάλλον πολλά υποσχόμενα.
- Τι σας έδωσε αυτή την ιδέα;
Πρώτα ήθελα να καταλάβω καλύτερα πώς λειτουργεί η βαθιά μάθηση και έτσι έγραψα μια εργασία με τίτλο «Προς μια θεωρία της μηχανικής μάθησης» . Η αρχική ιδέα ήταν να εφαρμοστούν οι μέθοδοι της στατιστικής μηχανικής για τη μελέτη της συμπεριφοράς των νευρωνικών δικτύων, αλλά αποδείχθηκε ότι σε ορισμένα όρια η δυναμική μάθησης (ή κατάρτισης) των νευρωνικών δικτύων είναι πολύ παρόμοια με την κβαντική δυναμική που βλέπουμε στη φυσική. Εκείνη την εποχή ήμουν (και εξακολουθώ να είμαι) σε άδεια εργασίας και αποφάσισα να διερευνήσω την ιδέα ότι ο φυσικός κόσμος είναι στην πραγματικότητα ένα νευρικό δίκτυο. Η ιδέα είναι σίγουρα τρελή, αλλά αν είναι αρκετά τρελή για να είναι αληθινή; Αυτό μένει να δούμε.
-Στην εφημερίδα γράψατε ότι για να αποδείξετε ότι η θεωρία ήταν λάθος, «το μόνο που χρειάζεται είναι να βρείτε ένα φυσικό φαινόμενο που δεν μπορεί να περιγραφεί από νευρωνικά δίκτυα». Τι εννοείτε με αυτό; Γιατί ένα τέτοιο πράγμα «λέγεται πιο εύκολο από το να γίνει;»
Λοιπόν, υπάρχουν πολλές «θεωρίες για τα πάντα» και οι περισσότερες από αυτές πρέπει να είναι λάθος. Στη θεωρία μου, ό, τι βλέπετε γύρω σας είναι ένα νευρωνικό δίκτυο και έτσι για να αποδείξετε ότι είναι λάθος, το μόνο που χρειάζεται είναι να βρείτε ένα φαινόμενο που δεν μπορεί να μοντελοποιηθεί με ένα νευρωνικό δίκτυο. Αλλά αν το σκεφτείτε είναι πολύ δύσκολο, κυρίως επειδή γνωρίζουμε ελάχιστα για το πώς συμπεριφέρονται τα νευρικά δίκτυα και πώς λειτουργεί η μηχανική εκμάθηση. Γι 'αυτό προσπάθησα να αναπτύξω μια θεωρία της μηχανικής μάθησης.
-Πώς σχετίζεται η έρευνά σας με την κβαντική μηχανική και αντιμετωπίζει το φαινόμενο του παρατηρητή;
Υπάρχουν δύο βασικές σκέψεις της ερμηνείας της κβαντικής μηχανικής του Everett (ή πολλών κόσμων) και της ερμηνείας του Bohm (ή κρυφών μεταβλητών). Δεν έχω τίποτα νέο να πω για την ερμηνεία των πολλών κόσμων, αλλά νομίζω ότι μπορώ να συνεισφέρω κάτι στις κρυφές θεωρίες μεταβλητών. Στην αναδυόμενη κβαντική μηχανική που έχω σκεφτεί, οι κρυφές μεταβλητές είναι οι καταστάσεις των επιμέρους νευρώνων και οι εκπαιδευόμενες μεταβλητές (όπως ο φορέας μεροληψίας και η μήτρα βάρους) είναι κβαντικές μεταβλητές. Σημειώστε ότι οι κρυφές μεταβλητές μπορεί να είναι πολύ μη τοπικές και επομένως παραβιάζονται οι ανισότητες του Bell. Αναμένεται μια κατά προσέγγιση χωροχρονική τοποθεσία, αλλά αυστηρά μιλώντας ότι κάθε νευρώνας μπορεί να συνδεθεί με κάθε άλλο νευρώνα και έτσι το σύστημα δεν χρειάζεται να είναι τοπικό.
-Σας ενδιαφέρει να επεκταθείτε στον τρόπο που αυτή η θεωρία σχετίζεται με τη φυσική επιλογή; Πώς συντελεί η φυσική επιλογή στην εξέλιξη σύνθετων δομών / βιολογικών κυττάρων;
Αυτό που λέω είναι πολύ απλό. Υπάρχουν δομές (ή υποδίκτυα) του μικροσκοπικού νευρικού δικτύου που είναι πιο σταθερές και υπάρχουν άλλες δομές που είναι λιγότερο σταθερές. Οι πιο σταθερές δομές θα επιβιώσουν από την εξέλιξη και η λιγότερο σταθερή δομή θα εξοντωθεί. Στις μικρότερες κλίμακες περιμένω ότι η φυσική επιλογή θα πρέπει να παράγει κάποιες πολύ χαμηλής πολυπλοκότητας δομές όπως αλυσίδες νευρώνων, αλλά σε μεγαλύτερες κλίμακες οι δομές θα ήταν πιο περίπλοκες. Δεν βλέπω κανένα λόγο για τον οποίο αυτή η διαδικασία πρέπει να περιοριστεί σε μια συγκεκριμένη κλίμακα μήκους και έτσι ο ισχυρισμός είναι ότι ό, τι βλέπουμε γύρω μας (π.χ. σωματίδια, άτομα, κύτταρα, παρατηρητές κ.λπ.) είναι το αποτέλεσμα της φυσικής επιλογής.
-Με ενθουσίασε το πρώτο σας email όταν είπατε ότι ίσως να μην καταλαβαίνετε τα πάντα μόνοι σας. Τι εννοείς με αυτό; Αναφερθήκατε στην πολυπλοκότητα του ίδιου του νευρικού δικτύου ή σε κάτι πιο φιλοσοφικό;
Ναι, αναφέρομαι μόνο στην πολυπλοκότητα των νευρικών δικτύων. Δεν είχα καν χρόνο να σκεφτώ ποιες θα μπορούσαν να είναι φιλοσοφικές επιπτώσεις των αποτελεσμάτων.
-Πρέπει να ρωτήσω: θα σήμαινε αυτή η θεωρία ότι ζούμε σε μια προσομοίωση;
Όχι, ζούμε σε ένα νευρωνικό δίκτυο, αλλά ίσως να μην μάθουμε ποτέ τη διαφορά.
Πηγή: Futurism.com