¿Qué hay de natural en la naturaleza? ¿Es posible que la naturaleza no sea natural? ¿Son los grandes problemas en la ciencia actual solo vacíos (o enormes huecos) de conocimiento, que convierten a la naturaleza en un milagro, o sugieren la necesidad de un cambio de paradigma y un nuevo tipo de explicación científica, que no sean las leyes del sistema (naturaleza) sino el aprendizaje del sistema? Sobre la diferencia entre una visión científica del mundo en red y descriptiva (¡debemos eliminar toda explicación!), que está llena de detalles aleatorios y por lo tanto improbables - y una explicación basada en el aprendizaje
¿Cuál es lo peor que podría pasarle a la neurociencia en el próximo siglo? El descubrimiento de que no hay "evolución" en el cerebro. Que a diferencia de la biología, cuyos grandes éxitos provienen de un solo algoritmo, que es la explicación más simple, exitosa y completa en cualquier campo científico (¡mucho más que en física!), descubriremos que no hay en el cerebro ningún algoritmo general o central del que se pueda hacer una generalización. Que el cerebro depende de innumerables equilibrios, quizás incluso programados genéticamente, que son muy difíciles de recrear, mejorar o incluso entender. En resumen: el descubrimiento de que el cerebro no solo es complejo, sino complicado e incluso enredado, es decir, un nudo imposible de desenredar. Como la biología parecía antes de Darwin: como muchos casos relacionados, es decir, como una red - y no como un algoritmo. Como un sistema de lenguaje, catalogación y caracterización - y no como un sistema de aprendizaje.
¿Y cuál es la gran esperanza de la neurociencia? Que aparezca el Einstein del cerebro, que descifre principios básicos, científicos, que expliquen bien su funcionamiento. Es decir, que el cerebro está impulsado por un algoritmo fuerte y no solo por big-data y un sistema operativo procedimental monstruoso. Que no depende de un ajuste fino delicado a nivel de placa madre. De lo contrario, incluso si logramos crear superinteligencia, nos resultará muy difícil crear los equilibrios precisos necesarios, fruto de una evolución lenta y extremadamente larga, y el camino desde aquí hasta la catástrofe es corto. Es decir, si no descubrimos que existe allí un nuevo algoritmo de aprendizaje además de la vieja evolución - nuestra situación es mala. ¿Y quién nos garantiza que el "aprendizaje profundo" podrá avanzarnos más allá de las etapas más superficiales del sistema de aprendizaje en el cerebro?
Este problema del ajuste fino, frente a un algoritmo de aprendizaje y adaptación efectivo, es quizás el problema más básico en la ciencia actual, en todas las áreas de las ciencias exactas, incluidas las matemáticas. La pregunta es ¿cómo se crea la complejidad rica en primer lugar? Si creemos en la existencia de un creador o diseñador, como en la Edad Media, entonces las explicaciones muy complejas y ricas para nuestro mundo no son problemáticas. Pero desde el momento en que estamos en el campo de la ciencia moderna, nos resultará difícil aceptar una situación en la que el universo está diseñado para la complejidad con un nivel de precisión excepcional, entre infinitas posibilidades, y sin ninguna razón aparente. La ciencia busca un caso que ocurra no por casualidad. Por lo tanto, las tres preguntas más significativas en la ciencia actual son en realidad una sola pregunta:
- En física: ¿Por qué el universo parece como si estuviera diseñado? ¿Por qué está construido para la complejidad (¡y la vida!) y cualquier pequeño movimiento en las condiciones o constantes habría creado un universo trivial y sin interés? ¿Podremos encontrar, como en la evolución, un algoritmo de desarrollo básico que creó la complejidad en el universo, o tendremos que asumir finalmente que hay un Dios, un diseñador, o una suerte tan increíble que la lotería parece una apuesta segura en comparación? ¿Cómo y por qué, en nombre de Dios, se crearon leyes naturales con sistemas de equilibrio tan precisos, tantos dígitos después del punto decimal? ¿Cómo es posible que exista allí exactamente la cantidad de materia oscura y energía oscura que se necesita? Algo aquí realmente apesta - si somos seculares. El principio antrópico no puede ser una respuesta para todo. De hecho, probablemente no es respuesta para nada. Hoy el universo se parece cada vez más al reloj artificial del argumento del relojero teleológico para la existencia de Dios. Y la constante de estructura fina - terror de Dios.
- En biología: La paradoja de Fermi. Si la evolución es un algoritmo universal en el universo - ¿por qué solo tuvo éxito con nosotros, aparentemente (dónde están las evidencias de civilizaciones avanzadas que ya pueden influir a nivel estelar y más allá? O sobre las señales en el universo? El universo parece completamente natural). ¿Cómo es posible que solo aquí se creara una secuencia de circunstancias que son probablemente muy muy improbables, es decir, no probables en brechas astronómicas. Algo aquí realmente realmente apesta. No es posible que no haya alienígenas inteligentes. Esta es nuevamente la cuestión de la creación de complejidad en condiciones que parecen como si hubieran sido ajustadas por un relojero.
- En matemáticas: ¿Por qué diablos hay matemáticas, asumiendo que no creemos en el mundo de las ideas platónicas (y lo que asusta es que la mayoría de los matemáticos sí creen, porque cómo es posible que esto sea lo que sucede)? ¿De dónde viene esta complejidad hermosa y loca, realmente ilógica, y además se revela una y otra vez, en sus áreas más esotéricas, como útil para entender cada fenómeno en el universo? ¿Qué está pasando? ¿Cómo puede ser esto en absoluto? Si el universo fue ajustado por un relojero suizo con precisión más alta que un reloj atómico, las matemáticas parecen haber sido construidas por un artista genio con habilidades divinas, completamente ilógicas. ¿De dónde vino al mundo tal fenómeno? ¿De dónde se crean todos estos órdenes realmente inesperados y complejos hasta el infinito dentro de fenómenos simples como los números primos? ¿Es así nomás, por casualidad, que se organizaron así? ¿Cómo es posible encontrar una y otra y otra vez una complejidad tan rica y que deja boquiabierto que se crea a partir de estructuras realmente simples y abstractas en todas las ramas de las matemáticas? Esto apesta hasta la luna.
Las tres grandes anomalías sugieren órdenes profundos que existen en el universo, y tal vez algoritmos profundos de aprendizaje, adaptación y creación de complejidad que no entendemos. Así como no entendíamos la evolución - y el mundo biológico nos parecía tanto aleatorio y terriblemente complejo, como maravilloso en su adaptación, y como creado por un diseñador - así podemos esperar que el descubrimiento de otros algoritmos de aprendizaje resolverá los problemas del reloj cósmico. Sí, quizás las matemáticas, la neurociencia y la física también tienen sus propios mecanismos de evolución y aprendizaje. O hay una razón de aprendizaje profunda para la creación de complejidad - y para la existencia de las condiciones para ella. Podríamos, por ejemplo, basar la complejidad física en la matemática, o viceversa, y crear al menos una reducción al problema (¿en un universo físico diferente habría matemáticas diferentes?). O quizás podamos generalizar el aprendizaje evolutivo, que de alguna manera logró crear las condiciones que permiten su continuo desarrollo cada vez (¡una vez no había atmósfera de oxígeno en la Tierra - la vida la creó!). Hay algún componente importante en el rompecabezas de la complejidad que no entendemos, y que no es "natural". Cualquier respuesta que comience con ganar la lotería no es una respuesta científica - sino teológica. Y es mucho más probable reemplazarla con un diseñador u operador de simulación.
Pero si llegamos a tal respuesta de diseño (¡y es posible! Todo diseño deja huellas) - será una verdadera revolución filosófica, y entenderemos que no estamos aquí por casualidad. En el estado actual del conocimiento, en un entorno intelectual diferente, estas anomalías se considerarían evidencia fuerte de la existencia de tal Dios diseñador. Solo nuestra creencia en la aparición de explicaciones evolutivas y "naturales" más adelante, de acuerdo con el desarrollo hasta ahora en la historia de la ciencia, frustra tal interpretación obvia incluso hoy. Pero si descubrimos que estas anomalías son muy profundas, y tal vez incluso más amplias de lo que pensábamos, y no se encuentran explicaciones naturales durante mucho tiempo - la ciencia puede influir en la fe de una manera que no prevé en absoluto, y volveremos a una cosmovisión medieval. El universo quizás nos parece inmensamente grande, y no como un experimento de laboratorio en la mesa de alguien, pero ¿en relación a qué determinamos que es un universo grande? ¿Tenemos alguna escala objetiva? Lo único objetivo que es grande en el universo es el número de órdenes de magnitud, pero en realidad son solo unas pocas docenas. ¿Tal vez hay miles de órdenes de magnitud en un universo más grande? ¿Tal vez hay infinitos órdenes de magnitud? ¿Tal vez todo nuestro universo es un sistema insignificante en tamaño?
Nuestro universo de hecho no contiene cantidades enormes de materia como tendemos a pensar. Porque el universo está casi vacío. Casi todo está vacío en el universo. Las estrellas son minúsculas en relación al espacio interestelar en proporciones con muchos ceros, y de la misma manera las partículas son diminutas en relación a las distancias entre ellas, y así sucesivamente. Lo único que opera el universo no es la materia misma, sino fuerzas, cargas y campos que llenan estos espacios, y ellos son el verdadero universo. La materia es en última instancia una ilusión. Estamos completamente vacíos, y la única razón por la que mi dedo no atraviesa las teclas del teclado no es que el lugar esté lleno de materia allí, ya que de hecho está completamente vacío - sino que hay fuerzas de repulsión que actúan a distancias enormes en relación al tamaño de los electrones en mi dedo y en la tecla shin, y por lo tanto se repelen entre sí con una fuerza inconcebible en relación a su tamaño. Si no hubiera tales fuerzas, caería inmediatamente de la silla hacia el centro de la Tierra. Y como agujero negro, es decir como materia concentrada, la Tierra es realmente muy pequeña... Es decir - quien creó el universo fue muy tacaño en la cantidad de plastilina en él en relación a su tamaño, pero muy generoso en relación al efecto de pequeños trozos de plastilina desde lejos uno sobre otro. Entonces, después de ver tal desajuste extremo en el universo mismo entre la cantidad de materia y el espacio, es difícil hablar en absoluto sobre grande y pequeño en relación al universo entero: es posible que todo nuestro universo sea minúsculo en relación a otros universos - o gigante. Un pequeño experimento - o un monstruo inconcebible.
La misma pregunta que se refiere al espacio se refiere también al tiempo. Si la escala objetiva para el espacio y el tiempo es el universo mismo, entonces nosotros, tanto como especie como individuos, ocupamos de él una cantidad de tiempo mucho mayor en muchos órdenes de magnitud que el espacio. Como evolución, por ejemplo, estamos aquí más de un tercio de la vida del universo, y como trozo de materia la Tierra es menos de un nano-nano-algo del universo, y también nuestra relación como humanos con el tamaño del universo es similar. No solo nos parecemos a aquellos gigantes en el tiempo, del conmovedor párrafo final de Proust en En busca del tiempo perdido, sino que somos realmente fideos en el tiempo. Criaturas diminutas en el espacio que ocupan un tiempo enorme en relación a su tamaño. Pero ¿quién dijo que incluso el universo mismo puede ser una escala objetiva? ¿Puede haber en absoluto una escala objetiva para el universo?
Las únicas distancias y cantidades que son objetivas en el universo en términos de su tamaño son los órdenes de magnitud mismos. Son los que determinan que el universo está de hecho vacío, porque hay muchos órdenes de magnitud entre el tamaño de sus partes y las distancias de su influencia y los espacios en él. ¿Son los verdaderos límites de nuestro universo, mucho más allá de cualquier límite en el tiempo y el espacio, en realidad los límites de los órdenes de magnitud que nos son accesibles? Porque es posible que la respuesta a la rica complejidad se encuentre desafortunadamente precisamente en órdenes de magnitud que no nos son accesibles, ya sea más grandes que nosotros (¿el gran diseñador? ¿super-universo? ¿otra estructura?), o mucho más pequeños (alguna base que crea complejidad en todos los órdenes de magnitud por encima de ella, y tal vez incluso crea las matemáticas mismas y las leyes naturales). ¿Pero tal vez la complejidad es una ilusión? Después de todo, hay muchos órdenes de magnitud en el universo donde no hay complejidad, y muchas partes simples en matemáticas y aburridas y sin interés. ¿Tal vez la complejidad se crea precisamente por la existencia de muchos órdenes de magnitud, que permiten la creación gradual de complejidad?
Porque si unificamos el algoritmo evolutivo y el algoritmo de las redes neuronales, los dos algoritmos de aprendizaje naturales que conocemos, descubriremos que lo que crea la complejidad son muchas generaciones una tras otra o muchas capas una tras otra (aprendizaje profundo), donde en cada generación y capa hay una multiplicación y redundancia enorme de agentes (organismos o neuronas). Es decir, hay complejidad que se crea por la estratificación del tiempo que pasa sobre el sistema, y también hay complejidad que se crea por la estratificación espacial en el sistema. La estratificación es el padre de la complejidad y por lo tanto del desarrollo y el aprendizaje. ¿No es razonable que también haya complejidad que surge de la estratificación de órdenes de magnitud en el sistema? Es decir, donde cada orden de magnitud refleja una complejidad mayor que se forma del que está debajo de él? ¿No puede el mecanismo de aprendizaje cósmico ser un mecanismo de aprendizaje que se basa en órdenes de magnitud, que generaliza los mecanismos de aprendizaje en el tiempo y el espacio?
También la complejidad matemática se crea a partir de innumerables etapas que se construyen una sobre otra, de acuerdo con las definiciones en desarrollo y el lenguaje lógico matemático. ¿Acaso la complejidad del mundo se crea simplemente por cálculo repetitivo, o tal vez por un mecanismo aún más básico que el cálculo? ¿Por qué ramas tan distantes en matemáticas están conectadas por vínculos tan sorprendentes y profundos (la historia central que se repite una y otra vez en todas las partes de las matemáticas modernas)? ¿Es posible que todas las matemáticas estén construidas no solo como una red con conexiones profundas de todo tipo, sino que hay un fenómeno básico en su fundamento, que existe un mar? ¿O hay algún proceso generativo profundo que crea la complejidad a lo largo de las matemáticas, por ejemplo de los números primos, y podemos llegar a su profundidad? ¿Hay evolución en las matemáticas? La lógica matemática es ciertamente un proceso generativo, pero no es "profundo", y no hay comprensión del orden que se crea, sino solo una descripción lingüística externa (y de hecho está relativamente desconectada del resto de las matemáticas, a pesar de la teoría de modelos, y los últimos avances en la conexión entre la teoría de tipos y la teoría de categorías). ¿Descubriremos aprendizaje en la base de los fundamentos de las matemáticas?
Estas preguntas están en el límite extremo de nuestra percepción. Pero es posible que precisamente si unificamos los diferentes algoritmos de aprendizaje que conocemos, de los mundos evolutivos, neuronales, matemáticos y físicos, llegaremos a alguna teoría unificada y básica del aprendizaje y su esencia, y de la base profunda común a los diferentes algoritmos de aprendizaje en nuestro mundo, y por lo tanto también de las características y limitaciones del aprendizaje. ¿Es posible que descubramos en el siglo XXI que la teoría del todo en física (TOE), que unifica las dos grandes teorías físicas del siglo XX - la cuántica y la relatividad - en un marco único, se basa precisamente en ideas de aprendizaje evolutivo, como la biología se basa en la evolución? Tal teoría puede ser incluso más general que la "teoría del todo" física - porque es posible que descubramos que incluye todas las ciencias exactas, incluidas las matemáticas y la biología y las ciencias de la computación y la neurociencia - bajo un marco de aprendizaje único. Por ejemplo, cuando diferentes algoritmos de aprendizaje son casos particulares de un algoritmo básico único.
Y si elegimos un objetivo más modesto, entonces así como la teoría de redes hoy comienza a proporcionar ideas sobre redes en todos los campos de la ciencia y la tecnología, es posible que en el futuro tengamos una teoría del aprendizaje interdisciplinaria y fundamental, que incluso se descubra como más básica que la idea de red. Exactamente como el aprendizaje es más fundamental para el cerebro que la red neuronal, o más fundamental para la evolución que las redes genéticas. Ciertamente podemos imaginar una especie de Einstein del aprendizaje del siglo XXI, que lo establecerá como una super-teoría, y que descubrirá en ella también una multitud de predicciones cuantitativas (¿qué tan rápido se puede aprender? ¿bajo qué condiciones umbral? ¿cuánta información se necesita y cuánta se crea? ¿cómo se mide la "complejidad rica" a través del aprendizaje? etc.).
Entonces, es posible que tal teoría encuentre una explicación general y completa para la complejidad en el universo, y el mecanismo de aprendizaje básico que lo impulsa. Y entonces dejaremos de entender el universo como cálculo (sin profundidad ni comprensión), o como red (aleatoria), o como probabilidad (improbable), y comenzaremos a pensar en él como aprendizaje. No conocemos otro proceso natural que cree complejidad rica, ya sea en la cultura, en el ser humano, o en la evolución, que no sea aprendizaje. ¿Tal vez descubramos que esto también es cierto para la física y las matemáticas? ¿Y tal vez la naturaleza de este algoritmo nos revelará por qué somos la única evolución que convergió al estado de inteligencia, y que probablemente pueden existir demasiados tipos de desarrollo de complejidad, que ocurrieron en otras evoluciones, y que llevaron a otras direcciones, que no entendemos actualmente? Porque es posible que la evolución tienda precisamente a converger a otros algoritmos de aprendizaje diferentes a los nuestros (¿crece de ella naturalmente precisamente el cálculo digital, por ejemplo del genoma, y no el cerebro? ¿Por qué esto no sería más razonable? ¿Por qué se crearía un mecanismo de aprendizaje adicional y analógico, desconectado del mecanismo de aprendizaje genético digital que ya existe y está listo?). Y si se crea una teoría científica general y completa del aprendizaje, es posible que incluso podamos medir la complejidad que es "razonable" que la evolución cree, y entender si realmente somos un caso extremo, o identificar algún punto de inflexión raro en el camino hacia nosotros, que llevó con relativa facilidad a la complejidad que vino después. Y tal vez, si desciframos el algoritmo de aprendizaje básico de la naturaleza, también entenderemos cómo debe desarrollarse naturalmente (!) la inteligencia artificial, y cuál es el algoritmo de aprendizaje más n-a-t-u-r-a-l para la inteligencia en el universo. Y lo que es natural - probablemente es más seguro y correcto y adaptado al mundo. Y a la naturaleza. Y a la naturaleza del mundo.