Qu'y a-t-il de naturel dans la nature ? Est-il possible que la nature ne soit pas naturelle ? Les grands problèmes de la science actuelle ne sont-ils que des lacunes (ou d'immenses trous) de connaissance, qui font de la nature un miracle, ou suggèrent-ils le besoin d'un changement de paradigme et d'un nouveau type d'explication scientifique, qui ne serait pas les lois du système (la nature) mais l'apprentissage du système ? Sur la différence entre une vision scientifique du monde en réseau et descriptive (nous devons éliminer toute explication !), qui est riche en détails aléatoires et donc improbables - et une explication basée sur l'apprentissage
Quelle est la pire chose qui puisse arriver aux neurosciences au cours du prochain siècle ? La découverte qu'il n'y a pas d'"évolution" dans le cerveau. Que contrairement à la biologie, dont tous les grands succès découlent d'un seul algorithme, qui est l'explication la plus simple, réussie et complète dans n'importe quel domaine scientifique (bien plus qu'en physique !), nous découvrirons qu'il n'y a dans le cerveau aucun algorithme global ou central dont on puisse faire une généralisation. Que le cerveau dépend d'innombrables équilibres, peut-être même programmés génétiquement, très difficiles à reproduire, améliorer ou même comprendre. En bref : la découverte que le cerveau n'est pas seulement complexe, mais compliqué et même enchevêtré, c'est-à-dire un nœud impossible à démêler. Comme la biologie semblait avant Darwin : comme beaucoup de cas liés, c'est-à-dire comme un réseau - et non comme un algorithme. Comme un système de langage, de catalogage et de caractérisation - et non comme un système d'apprentissage.
Et quel est le grand espoir des neurosciences ? Qu'apparaisse l'Einstein du cerveau, qui déchiffrera des principes fondamentaux, scientifiques, expliquant bien son fonctionnement. C'est-à-dire que le cerveau est motivé par un algorithme puissant et pas seulement par du big data et un système d'exploitation procédural monstrueux. Qu'il ne dépend pas d'un réglage fin délicat au niveau de la carte mère. Sinon, même si nous réussissons à créer une superintelligence, nous aurons beaucoup de mal à créer les équilibres précis nécessaires, fruit d'une évolution lente et follement longue, et le chemin vers la catastrophe sera court. En d'autres termes, si nous ne découvrons pas qu'il existe là un nouvel algorithme d'apprentissage au-delà de la vieille évolution - alors notre situation est mauvaise. Et qui nous garantit que "l'apprentissage profond" pourra nous faire progresser au-delà des étapes les plus superficielles du système d'apprentissage du cerveau ?
Ce problème du réglage fin, par opposition à un algorithme d'apprentissage et d'adaptation efficace, est peut-être le problème le plus fondamental de la science aujourd'hui, dans tous les domaines des sciences exactes, y compris les mathématiques. La question est de savoir comment se crée une complexité riche ? Si nous croyons en l'existence d'un créateur ou d'un concepteur, comme au Moyen Âge, alors des explications très complexes et riches de notre monde ne sont pas problématiques. Mais dès que nous sommes dans le domaine de la science moderne, nous aurons du mal à accepter une situation où l'univers est conçu pour la complexité avec un niveau de précision exceptionnel, parmi une infinité de possibilités, et sans aucune raison apparente. La science cherche un cas qui se produirait non par hasard. Par conséquent, les trois questions les plus significatives de la science aujourd'hui sont en fait une seule question :
- En physique : pourquoi l'univers semble-t-il conçu ? Pourquoi est-il construit pour la complexité (et la vie !) et tout petit changement dans les conditions ou les constantes aurait créé un univers trivial et sans intérêt ? Comme dans l'évolution, pourrons-nous trouver un algorithme évolutif fondamental qui a créé la complexité dans l'univers, ou devrons-nous finalement supposer qu'il y a un dieu, un concepteur, ou une chance incroyable qui fait paraître la loterie comme un pari sûr ? Comment et pourquoi, au nom de Dieu, se sont créées des lois naturelles avec des systèmes d'équilibre si précis, tant de chiffres après la virgule ? Comment est-il possible qu'il existe exactement la quantité de matière sombre et d'énergie sombre nécessaire ? Quelque chose pue vraiment ici - si nous sommes laïcs. Le principe anthropique ne peut pas être une réponse à tout. En fait, ce n'est probablement une réponse à rien. Aujourd'hui, l'univers ressemble de plus en plus à l'horloge artificielle de l'argument téléologique de l'horloger pour l'existence de Dieu. Et la constante de structure fine - c'est la terreur de Dieu.
- En biologie : le paradoxe de Fermi. Si l'évolution est un algorithme universel dans l'univers - pourquoi n'a-t-elle réussi que chez nous, apparemment (où sont les preuves de civilisations avancées qui peuvent déjà influencer au niveau des étoiles et au-delà ? Ou sur les signaux dans l'univers ? L'univers semble totalement naturel). Comment est-il possible que seule ici se soit créée une séquence de circonstances qui sont probablement très très improbables, c'est-à-dire improbables avec des écarts astronomiques. Quelque chose pue vraiment vraiment ici. Il est impossible qu'il n'y ait pas d'extraterrestres intelligents. C'est encore une question de création de complexité dans des conditions qui semblent avoir été réglées par un horloger.
- En mathématiques : pourquoi diable y a-t-il des mathématiques, en supposant que nous ne croyons pas au monde des idées platoniciennes (et ce qui est effrayant c'est que la plupart des mathématiciens y croient, car comment est-il possible que ce soit ce qui se passe) ? D'où vient cette complexité magnifique complètement folle, vraiment pas logique, et qui se révèle encore et encore, dans ses domaines les plus ésotériques, comme utile pour comprendre tout phénomène dans l'univers. Qu'est-ce qui se passe ? Comment est-ce possible ? Si l'univers a été réglé par un horloger suisse avec une précision supérieure à une horloge atomique, les mathématiques semblent avoir été construites par un artiste génial aux capacités divines, pas du tout logiques. D'où vient un tel phénomène ? D'où viennent toutes sortes d'ordres vraiment inattendus et infiniment complexes dans des phénomènes simples comme les nombres premiers ? C'est juste comme ça, par hasard, qu'ils se sont arrangés ainsi ? Comment est-il possible de trouver encore et encore et encore une complexité si riche et stupéfiante créée à partir de structures vraiment simples et abstraites dans toutes les branches des mathématiques ? Ça pue jusqu'à la lune.
Les trois grandes anomalies suggèrent des ordres profonds qui existent dans l'univers, et peut-être des algorithmes profonds d'apprentissage, d'adaptation et de création de complexité que nous ne comprenons pas. Comme nous n'avions pas compris l'évolution - et le monde biologique nous semblait à la fois aléatoire et terriblement complexe, mais aussi merveilleux dans son adaptation, et comme créé par un concepteur - ainsi on peut espérer que la découverte d'autres algorithmes d'apprentissage résoudra les problèmes de l'horloge cosmique. Oui, peut-être que les mathématiques, les neurosciences et la physique ont aussi leurs propres mécanismes d'évolution et d'apprentissage. Ou il y a une raison d'apprentissage profonde pour la création de la complexité - et pour l'existence des conditions qui la permettent. Nous pourrions, par exemple, fonder la complexité physique sur celle mathématique, ou l'inverse, et créer au moins une réduction du problème (dans un univers physique différent y aurait-il des mathématiques différentes ?). Ou il est possible que nous puissions généraliser l'apprentissage évolutif, qui a quelque part réussi à créer les conditions qui permettent son développement continu chaque fois à nouveau (il n'y avait pas d'atmosphère d'oxygène sur Terre - la vie l'a créée !). Il y a une composante importante dans le puzzle de la complexité que nous ne comprenons pas, et qui n'est pas "naturelle". Toute réponse qui commence par un gain à la loterie n'est pas une réponse scientifique - mais théologique. Et il est beaucoup plus probable de la remplacer par un concepteur ou un opérateur de simulation.
Mais si nous arrivons à une telle réponse conceptuelle (et c'est possible ! Toute conception laisse des traces) - ce sera une véritable révolution philosophique, et nous comprendrons que nous ne sommes pas ici par hasard. Dans l'état actuel des connaissances, dans un autre environnement intellectuel, ces anomalies auraient été considérées comme des preuves fortes de l'existence d'un tel dieu concepteur. Seule notre croyance en l'apparition d'explications évolutives et "naturelles" à l'avenir, conformément au développement jusqu'à présent dans l'histoire de la science, empêche une telle interprétation évidente même aujourd'hui. Mais si nous découvrons que ces anomalies sont très profondes, et peut-être même plus larges que nous ne le pensions, et qu'elles ne trouvent pas d'explications naturelles pendant très longtemps - la science pourra influencer la croyance d'une manière qu'elle ne prévoit pas du tout, et nous reviendrons à une vision du monde médiévale. L'univers nous semble peut-être infiniment vaste, et non comme une expérience de laboratoire sur la table de quelqu'un, mais par rapport à quoi déterminons-nous que c'est un grand univers ? Avons-nous une quelconque échelle objective ? La seule chose objective qui soit grande dans l'univers est le nombre d'ordres de grandeur, mais en fait il n'y en a que quelques dizaines. Peut-être y a-t-il des milliers d'ordres de grandeur dans un univers plus grand ? Peut-être y a-t-il une infinité d'ordres de grandeur ? Peut-être que tout notre univers est un système négligeable en taille ?
Notre univers ne contient pas vraiment d'énormes quantités de matière comme nous avons tendance à le penser. Car l'univers est presque vide. Presque tout est vide dans l'univers. Les étoiles sont minuscules par rapport à l'espace interstellaire dans des rapports avec beaucoup de zéros, et de la même manière les particules sont minuscules par rapport aux distances entre elles, et ainsi de suite. La seule chose qui fait fonctionner l'univers ce n'est pas la matière elle-même, mais les forces, les charges et les champs qui remplissent ces espaces, et ils sont le véritable univers. La matière est finalement une illusion. Nous sommes complètement vides, et la seule raison pour laquelle mon doigt ne traverse pas les touches du clavier n'est pas que l'espace est rempli de matière là-bas, car il est en fait complètement vide - mais qu'il y a des forces de répulsion qui agissent sur des distances énormes par rapport à la taille des électrons dans mon doigt et dans la touche shin, et donc ils se repoussent l'un l'autre avec une force inconcevable par rapport à leur taille. S'il n'y avait pas de telles forces, je tomberais immédiatement de ma chaise dans la terre jusqu'au noyau terrestre. Et comme trou noir, c'est-à-dire comme matière concentrée, la Terre est en fait très petite... C'est-à-dire - celui qui a créé l'univers était très avare en quantité de pâte à modeler par rapport à sa taille, mais très généreux en ce qui concerne l'influence de minuscules morceaux de pâte à modeler les uns sur les autres à distance. Donc, après avoir vu une telle inadéquation extrême dans l'univers lui-même entre la quantité de matière et l'espace, il est difficile de parler de grand et petit par rapport à l'univers entier : il est possible que notre univers entier soit minuscule par rapport à d'autres univers - ou géant. Une petite expérience - ou un monstre inconcevable.
La même question concernant l'espace concerne aussi le temps. Si l'échelle objective pour l'espace et le temps est l'univers lui-même, alors nous, tant comme espèce que comme individus, en occupons une quantité de temps beaucoup plus grande de nombreux ordres de grandeur que d'espace. Comme évolution, par exemple, nous sommes ici depuis plus d'un tiers de la vie de l'univers, et comme morceau de matière la Terre est moins qu'un nano-nano-quelque chose de l'univers, et notre rapport en tant qu'êtres humains à la taille de l'univers est similaire. Nous ne ressemblons pas seulement à ces géants dans le temps, du passage final émouvant de Proust dans À la recherche du temps perdu, mais nous sommes vraiment des nouilles dans le temps. Des créatures minuscules dans l'espace qui occupent un temps énorme par rapport à leur taille. Mais qui a dit que même l'univers lui-même peut être une échelle objective ? Peut-il y avoir une échelle objective pour l'univers ?
Les seules distances et quantités qui sont objectives dans l'univers en termes de taille sont les ordres de grandeur eux-mêmes. Ce sont eux qui déterminent que l'univers est en fait vide, car il y a beaucoup d'ordres de grandeur entre la taille de ses parties et leurs distances d'influence et les espaces en lui. Les véritables limites de notre univers, bien au-delà de toutes limites dans le temps et l'espace, sont-elles en fait les limites des ordres de grandeur qui nous sont accessibles ? Car il est possible que la réponse à la complexité riche réside malheureusement précisément dans des ordres de grandeur qui ne nous sont pas accessibles, soit plus grands que nous (le grand concepteur ? super-univers ? autre structure ?), soit beaucoup plus petits (une base qui crée de la complexité à tous les ordres de grandeur au-dessus d'elle, et peut-être crée même les mathématiques elles-mêmes et les lois de la nature). Mais peut-être que la complexité est une illusion ? Car il y a beaucoup d'ordres de grandeur dans l'univers où il n'y a pas de complexité, et beaucoup de parties simples en mathématiques et ennuyeuses et sans intérêt. Peut-être que la complexité est créée précisément par l'existence de nombreux ordres de grandeur, qui permettent la création progressive de complexité ?
Car si nous unifions l'algorithme évolutif et l'algorithme des réseaux neuronaux, les deux algorithmes d'apprentissage naturels que nous connaissons, nous découvrons que ce qui crée la complexité est beaucoup de générations l'une après l'autre ou beaucoup de couches l'une après l'autre (apprentissage profond), avec dans chaque génération et couche une multiplication et une redondance énorme d'agents (organismes ou neurones). C'est-à-dire, il y a une complexité qui est créée par la stratification du temps qui passe sur le système, et il y a aussi une complexité qui est créée par la stratification spatiale dans le système. La stratification est le père de la complexité et donc du développement et de l'apprentissage. N'est-il pas raisonnable qu'il y ait aussi une complexité qui découle de la stratification des ordres de grandeur dans le système ? C'est-à-dire, où chaque ordre de grandeur reflète une plus grande complexité qui émerge de celui en dessous ? Le mécanisme d'apprentissage cosmique ne pourrait-il pas être un mécanisme d'apprentissage basé sur les ordres de grandeur, qui généralise les mécanismes d'apprentissage dans le temps et l'espace ?
La complexité mathématique est également créée par d'innombrables étapes qui se construisent les unes sur les autres, selon les définitions qui se développent et le langage logique mathématique. Est-ce que la complexité du monde est créée simplement par un calcul répété, ou peut-être par un mécanisme encore plus fondamental que le calcul ? Pourquoi des branches si éloignées en mathématiques sont-elles liées par des connexions si surprenantes et si profondes (l'histoire centrale qui revient encore et encore dans toutes les parties des mathématiques modernes) ? Est-il possible que toutes les mathématiques soient construites non seulement comme un réseau avec des connexions profondes innombrables, mais qu'il y ait un phénomène fondamental unique à leur base, qu'il existe une mer ? Ou y a-t-il un processus génératif profond qui crée la complexité à travers les mathématiques, par exemple des nombres premiers, et peut-on aller à sa profondeur ? Y a-t-il une évolution pour les mathématiques ? La logique mathématique est certes un processus génératif, mais il n'est pas "profond", et il n'y a pas de compréhension de l'ordre créé, mais seulement une description linguistique externe (et en effet elle est relativement déconnectée des autres parties des mathématiques, malgré la théorie des modèles, et les récents progrès dans la connexion entre la théorie des types et la théorie des catégories). Découvrirons-nous l'apprentissage à la base des fondements des mathématiques ?
Ces questions sont à la limite de notre perception. Mais il est possible que précisément si nous unifions les différents algorithmes d'apprentissage que nous connaissons, des mondes évolutifs, neuronaux, mathématiques et physiques, nous arriverons à une théorie unifiée et fondamentale de l'apprentissage et de son essence, et de la base profonde commune aux différents algorithmes d'apprentissage dans notre monde, et donc aussi des caractéristiques et des limites de l'apprentissage. Est-il possible que nous découvrions au 21e siècle que la théorie du tout en physique (TOE), qui unifie les deux grandes théories physiques du 20e siècle - les quanta et la relativité - dans un cadre unique, est basée précisément sur des idées d'apprentissage évolutif, comme la biologie est basée sur l'évolution ? Une telle théorie peut être encore plus générale que la "théorie du tout" physique - car il est possible que nous découvrions qu'elle inclut toutes les sciences exactes, y compris les mathématiques et la biologie et l'informatique et les neurosciences - sous un cadre d'apprentissage unique. Par exemple, où différents algorithmes d'apprentissage sont des cas particuliers d'un algorithme fondamental unique.
Et si nous choisissons un objectif plus modeste, alors comme la théorie des réseaux aujourd'hui commence à fournir des insights sur les réseaux dans tous les domaines de la science et de la technologie, il est possible qu'à l'avenir nous ayons une théorie de l'apprentissage interdisciplinaire et fondamentale, qui se révélera même plus fondamentale que l'idée de réseau. Exactement comme l'apprentissage est plus fondamental pour le cerveau que le réseau neuronal, ou plus fondamental pour l'évolution que les réseaux de gènes. Nous pouvons certainement imaginer une sorte d'Einstein de l'apprentissage du 21e siècle, qui l'établira comme une super-théorie, et qui découvrira en elle aussi une multitude de prédictions quantitatives (à quelle vitesse peut-on apprendre ? Dans quelles conditions seuil ? Combien d'information est nécessaire et combien est créée ? Comment mesure-t-on la "complexité riche" par l'apprentissage ? etc.).
Alors, il est possible qu'une telle théorie trouve une explication générale et globale de la complexité dans l'univers, et du mécanisme d'apprentissage fondamental qui le motive. Et alors nous cesserons de comprendre l'univers comme un calcul (sans profondeur ni insight), ou comme un réseau (aléatoire), ou comme une probabilité (improbable), et nous commencerons à penser à lui comme apprentissage. Nous ne connaissons pas d'autre processus naturel qui crée une complexité riche, que ce soit dans la culture, chez l'homme, ou dans l'évolution, qui n'est pas apprentissage. Peut-être découvrirons-nous que c'est vrai aussi pour la physique et les mathématiques ? Et peut-être que la nature de cet algorithme nous révélera pourquoi nous sommes la seule évolution qui a convergé vers un état d'intelligence, et qu'il peut probablement y avoir trop de types de développement de complexité, qui se sont produits dans d'autres évolutions, et qui ont conduit dans d'autres directions, que nous ne comprenons pas aujourd'hui. Car il est possible que l'évolution tende précisément à converger vers d'autres algorithmes d'apprentissage que les nôtres (est-ce que le calcul digital émerge naturellement d'elle, par exemple du génome, et non le cerveau ? Pourquoi ce ne serait pas plus probable ? Pourquoi créer un mécanisme d'apprentissage supplémentaire et analogique, déconnecté du mécanisme d'apprentissage génétique digital qui existe déjà et est prêt ?). Et si une théorie scientifique générale et globale de l'apprentissage est créée, il est possible que nous puissions même mesurer la complexité qu'il est "raisonnable" que l'évolution crée, et comprendre si nous sommes vraiment un cas extrême, ou identifier un certain point de tournant rare sur le chemin vers nous, qui a conduit relativement facilement à la complexité qui a suivi. Et peut-être, si nous déchiffrons l'algorithme d'apprentissage fondamental de la nature, nous comprendrons aussi comment l'intelligence artificielle doit se développer naturellement (!), et quel est l'algorithme d'apprentissage le plus n-a-t-u-r-e-l pour l'intelligence dans l'univers. Et ce qui est naturel - est probablement plus sûr et plus correct et plus adapté au monde. Et à la nature. Et à la nature du monde.