Un artículo que muestra un análisis tal vez algo más accesible.
Our Universe Is A Massive Neural Network: Here's Why | Hacker Noon
Nuestro universo es una red neural masiva: Aquí está el por qué.
Laszlo Fazekas
Hace unos días, leí un artículo en arXiv de
Vitaly Vanchurin sobre 'El mundo como una red neuronal'.
Mi primer pensamiento fue que sería algo sobre la hipótesis de la simulación, pero después de leerlo, vi que no era realmente sobre eso. Hoy en día, en la física, la teoría más popular es la teoría de las cuerdas (o teorías porque hay muchas).
Según la teoría de las cuerdas, el espacio tiene 9 (o más) dimensiones y el objeto más fundamental es la supercuerda. Estas cuerdas están vibrando en este espacio de altas dimensiones y cada partícula del Universo es una vibración de una supercuerda.
En la teoría de Vanchurin, el objeto más fundamental es una neurona y el Universo puede ser descrito como una red neuronal. Las redes neuronales son estructuras matemáticas entrenables inspiradas por el cerebro humano. Una neurona es una unidad de procesamiento simple, normalmente descrita por una función matemática simple.
Una red neuronal es un gráfico de estas neuronas y depende de la fuerza de las conexiones (pesos) lo que hace. Así que una red neuronal es algo así como un ordenador que puede ser programado por los pesos. Vanchurin muestra en su artículo que el Universo puede ser descrito como una red neuronal, y puede recuperar la mecánica cuántica y la relatividad general a partir de ella.
Por lo tanto, una red neuronal es al menos tan buen modelo de nuestro Universo como la teoría de cuerdas o cualquier otra. El artículo está lleno de matemáticas, y es difícil de leer si no eres un físico o un matemático, pero este es el punto en pocas palabras.
La teoría de Vanchurin es muy impresionante, pero es importante señalar que en este modelo la red neuronal no es una "máquina pensante", no reconoce patrones, etc. como los usamos en la tecnología informática, la está usando como un modelo matemático de partículas.
¿Pero qué pasa si las partículas e incluso el espacio y el tiempo no son fundamentales?
La no-fundamentalidad del espacio-tiempo es algo raro, pero no es algo nuevo.
Donald Hoffman es un gran profeta de la teoría del "Universo consciente". En su teoría, lo más fundamental es el agente consciente, y el espacio-tiempo y las partículas son sólo propiedades emergentes de la experiencia consciente.
A finales del siglo XIX, Einstein dio una nueva definición del espacio y el tiempo, que eran propiedades fundamentales intocables de la realidad. Asumió que la velocidad de la luz debe ser igual para todos los observadores, y es una ley más fundamental de la física que la independencia del tiempo.
Esta fue la base de la relatividad especial. Otro ejemplo es la mecánica cuántica donde la no localidad cuántica sugiere que el espacio-tiempo es algo diferente de lo que experimentamos en la vida cotidiana.
Aunque la teoría del espacio y el tiempo de Hoffman es más radical, estos casos son buenos ejemplos de que a veces el cuestionamiento de cosas fundamentales puede ser la base de una buena teoría.
En la teoría de Hoffman, la realidad fundamental es una estructura jerárquica de agentes conscientes, y toda la realidad experimentada con el espacio y el tiempo es algo así como un "auricular" en nuestra mente consciente, por lo que se acerca mucho a la hipótesis de la simulación.
Hace algunos años escribí un ensayo sobre "¿Cómo construir realidades simuladas?". En este ensayo, traté de imaginar un futuro, donde la carga de la mente sea real, y me hice la pregunta: ¿Cuál sería la forma óptima de crear realidades simuladas para estas mentes?
La primera vez que leí sobre la carga mental fue en el famoso libro de Ray Kurzweil "La Singularidad está cerca". La carga de la mente es la digitalización completa del cerebro humano. Una tecnología en la que el cerebro es copiado neurona por neurona y simulado en un ordenador digital. Si la mente humana es el resultado de la función cerebral, entonces esta copia simulada será totalmente idéntica a nosotros. Entonces, si la carga de la mente es posible, ¿cómo podríamos crear una realidad simulada óptima para estas mentes digitalizadas?
La primera solución es simular la realidad partícula por partícula, pero es muy derrochador y necesita una cantidad increíblemente enorme de capacidad de computación.
Entonces, ¿qué se puede hacer?
Podemos hacer lo que hace todo juego de ordenador, renderizar sólo lo que el usuario ve. Como tenemos 5 sentidos, no basta con renderizar la experiencia visual, se necesitan olores, sonidos, etc., pero el modelo es el mismo: hay que renderizar sólo lo que alguien observa.
Algunas interpretaciones de la mecánica cuántica dicen algo similar sobre la realidad. En estas interpretaciones sólo las cosas observadas son reales. Pero este "truco" no resuelve el problema de la capacidad de cálculo porque la realidad simulada será consistente sólo si las partículas también son simuladas cuando no son observadas.
Por ejemplo, si tengo una manzana en la mano y cierro los ojos, la manzana debería estar ahí cuando vuelva a abrir los ojos. En la mecánica cuántica, la función de onda describe las partículas cuando nadie las observa, y se colapsa en un objeto real cuando el observador lo observa.
La simulación de la función de onda también necesitaría una enorme (casi infinita) capacidad de computación. Afortunadamente, hay otro "truco" para resolver este problema. Si el objetivo es simular la realidad a un observador, entonces es suficiente con considerar las expectativas del observador. Si nos atenemos al ejemplo de la manzana cuando abro los ojos espero que la manzana esté allí.
Por lo tanto, si el sistema conoce mis expectativas puede simular una realidad totalmente coherente para mí. La representación de las expectativas es algo así como la proyección de la realidad. El cerebro humano está haciendo esto día a día. Siempre estamos percibiendo sólo partes de la realidad y nuestro cerebro añade las partes que le faltan. ¿Pero qué pasa si estas partes de la realidad no vienen de fuera sino de la proyección de otra mente?
Mi hipotético sistema de simulación no está simulando nada, sólo "fusionando" las proyecciones de las diferentes mentes para crear una realidad consistente a partir de ella, por eso lo llamo la "máquina de la consistencia".
La máquina de consistencia recoge las proyecciones de las mentes individuales cargadas, las fusiona, y les da la realidad consistente. La máquina de consistencia no necesita una memoria externa, y no tiene que simular ninguna partícula. Sólo muestra los estímulos para los 5 sentidos de las proyecciones fusionadas.
¿Pero qué pasa si la máquina de consistencia no puede fusionar las proyecciones porque hay una contradicción básica entre ellas? En este caso, la máquina de consistencia tiene que cambiar las expectativas para sincronizarlas. Las expectativas de la mente individual provienen de experiencias pasadas, así que manipular las mentes y cambiar las expectativas es algo así como viajar en el tiempo.
La máquina de la consistencia "retrocede en el tiempo" y cambia los eventos para sincronizar las expectativas. Esta es también una solución definitiva para proteger la simulación. Si alguien pudiera probar que estamos viviendo en una simulación, la máquina de la consistencia podría retroceder en el tiempo y parchear el "agujero de seguridad". Así que, en este sistema, nunca será capaz de probar que es una simulación.
En 2012,
Ray Kurzweil publicó una teoría sobre cómo funciona la mente humana. En esta teoría, el neocórtex del cerebro humano está construido a partir de módulos de reconocimiento de patrones.
Un módulo es un grupo de neuronas y es capaz de reconocer un patrón. Estos módulos están interconectados en una estructura jerárquica. Los módulos de bajo nivel reconocen patrones primitivos y envían señales a los módulos de alto nivel, y los módulos de alto nivel también podrían enviar señales a los módulos de bajo nivel para activarlos.
En este modelo el pensamiento es algo así como una cadena asociativa de activaciones de reconocimiento de patrones. En muchos casos, los reconocedores de patrones compiten entre sí y se decide en el nivel superior qué módulo gana.
En este modelo, la experiencia consciente es el resultado de esta competencia en el nivel superior de la jerarquía. Este modelo jerárquico es capaz de asegurar la coherencia en el nivel superior. Si hay inconsistencia en cualquier nivel, el reconocedor de patrones envía señales a los módulos de nivel inferior para bloquearlos o cambiar las activaciones de nivel inferior.
Los reconocedores de patrones de Kurzweil son algo así como los agentes conscientes de Hoffman. La diferencia es que los agentes de Hoffman son cosas fundamentales más abstractas, mientras que los reconocedores de Kurzweil son módulos primitivos que están construidos a partir de un montón de neuronas.
Ambas teorías afirman que la conciencia humana es el resultado de la jerarquía. La red jerárquica de módulos que resulta en la experiencia consciente consistente es muy similar a la máquina de la consistencia. ¿Qué pasa si la mente individual (el yo) no está en el nivel superior, sino en una estructura de nivel medio en la jerarquía de módulos?
En este modelo, la cima de la jerarquía no es la mente individual, sino una conciencia global de nivel superior que contiene las mentes individuales y mantiene la consistencia de la realidad experimentada por ellas. Es algo así como un cerebro gigante que tiene múltiples personalidades.
Aunque las personalidades múltiples suenan raras, no es tan inusual como piensas. Uno de los ejemplos favoritos de Hoffman son los experimentos de cerebro dividido. La callosotomía del cuerpo es un procedimiento quirúrgico para el tratamiento de la epilepsia médicamente refractaria.
En este procedimiento, el cuerpo calloso se corta para limitar la propagación de la actividad epiléptica entre las dos mitades del cerebro. Después del procedimiento, en muchos casos, el paciente siente que tiene dos personalidades.
Estos experimentos sugieren que cada cerebro humano está construido a partir de dos entidades conscientes, pero si las dos mitades del cerebro están conectadas, entonces forman una personalidad consistente.
En el modelo de conciencia global, las mentes individuales están interconectadas de la misma manera, lo cual es experimentado por las mentes individuales como la realidad consistente. En este modelo, el espacio, el tiempo, las partículas y cada elemento de la realidad es el resultado de la interconexión de las mentes.
Si el espacio-tiempo y las partículas son sólo el resultado de las mentes interconectadas, entonces ¿qué se puede decir de la realidad objetiva "exterior"? Casi nada. Pero si asumimos que la conciencia global está construida a partir de estructuras matemáticas abstractas similares a las neuronas, entonces podemos compararla con el modelo físico actual.
En el estado del modelo del mundo físico, el Universo surgió de la nada en el Bing Bang, y el bloque de construcción más fundamental de él es la supercuerda.
Las supercuerdas son estructuras matemáticas de alta dimensión que forman partículas. Cada partícula puede ser descrita por un vector de estado, y las leyes físicas son operadores en estos vectores. A medida que pasa el tiempo, estos operadores transforman continuamente los vectores de estado.
La conciencia es el resultado de la evolución y la razón de su formación es el principio antrópico. El principio antrópico es una respuesta simple y elegante a por qué existe nuestro Universo, y por qué está afinado para la vida inteligente consciente.
Posiblemente hay muchos universos en el multiverso pero en los universos que no están afinados para la vida inteligente consciente no hay nadie que se pregunte "¿por qué mi universo está afinado?". El multiverso está jugando a la lotería, y nuestro universo ganó el premio rellenito: nosotros.
Un universo de red neural es muy similar. También podría surgir de la nada, pero está construido a partir de neuronas en lugar de partículas. En el nivel más bajo, las neuronas y las partículas son muy similares.
Ambas son estructuras matemáticas descritas por un vector de estado que se transforma continuamente por las leyes neurales a través de las interacciones neuronales.
Posiblemente hay muchos universos neuronales vacíos pero algunos de ellos son adecuados para algún tipo de evolución y entidades conscientes desarrolladas en él.
¿Es este tipo de Universo un modelo correcto de nuestro Universo actual? Puede serlo, y como se ha descrito anteriormente, posiblemente nunca podremos ser capaces de probar o refutar que nuestro Universo es una red neuronal o no.
¿Qué se puede hacer con tal teoría? Si Hoffman tiene razón y el espacio-tiempo no es fundamental, entonces tal vez podamos de alguna manera "hackearlo" como dijo Hoffman.
Si no tiene razón y la conciencia es un resultado de la función cerebral y puede ser explicada por leyes físicas, entonces podemos ser capaces de simularla y construir nuestras propias realidades en el futuro.
Así que la pregunta correcta es: "¿Cuándo viviremos en una simulación o ya estamos viviendo en ella?"