A Degeneração da Nação
As três grandes questões da ciência atual
O que é natural na natureza? Seria possível que a natureza não seja natural? Será que os grandes problemas na ciência atual são apenas lacunas (ou buracos enormes) de conhecimento, que transformam a natureza em milagre, ou eles sugerem a necessidade de uma mudança de paradigma e um novo tipo de explicação científica, que não são as leis do sistema (natureza) mas sim o aprendizado do sistema? Sobre a diferença entre uma visão científica do mundo em rede e descritiva (devemos eliminar toda explicação!), que é rica em detalhes aleatórios e portanto improváveis - versus uma explicação baseada em aprendizado
Por: Lenda dos Três e Quatro
Multiverso - Galeria Nacional de Arte de Washington (Fonte)
Qual é a pior coisa que pode acontecer às neurociências no próximo século? A descoberta de que não há "evolução" no cérebro. Que ao contrário da biologia, cujos grandes sucessos vêm de um único algoritmo, que é a explicação mais simples, bem-sucedida e abrangente em qualquer campo científico (muito mais que na física!), descobriremos que não há no cérebro nenhum algoritmo abrangente ou central do qual se possa fazer uma generalização. Que o cérebro depende de inúmeros equilíbrios, talvez até geneticamente programados, que são muito difíceis de recriar, melhorar ou mesmo entender. Em resumo: a descoberta de que o cérebro não é apenas complexo, mas complicado e até mesmo emaranhado, ou seja, um nó impossível de desatar. Como a biologia parecia antes de Darwin: como muitos casos relacionados, ou seja, como uma rede - e não como um algoritmo. Como um sistema de linguagem, catalogação e caracterização - e não como um sistema de aprendizado.

E qual é a grande esperança das neurociências? Que apareça o Einstein do cérebro, que decifre princípios básicos, científicos, que explicam bem seu funcionamento. Ou seja, que o cérebro seja movido por um algoritmo forte e não apenas por big-data e um sistema operacional procedimental monstruoso. Que ele não dependa de um fino ajuste delicado no nível da placa-mãe. Caso contrário, mesmo se conseguirmos criar uma superinteligência, teremos muita dificuldade em criar os equilíbrios precisos necessários, fruto de uma evolução lenta e absurdamente longa, e o caminho daqui para a catástrofe é curto. Ou seja, se não descobrirmos que existe ali um novo algoritmo de aprendizado além da velha evolução - nossa situação é ruim. E quem nos garante que o "aprendizado profundo" poderá nos levar além dos estágios mais superficiais do sistema de aprendizado do cérebro?

Este problema do ajuste fino, versus um algoritmo de aprendizado e adaptação efetivo, é talvez o problema mais fundamental na ciência hoje, em todas as áreas das ciências exatas, incluindo matemática. A questão é como surge a complexidade rica? Se acreditamos na existência de um criador ou projetista, como na Idade Média, então explicações muito complexas e ricas para nosso mundo não são problemáticas. Mas a partir do momento em que estamos no domínio da ciência moderna, teremos dificuldade em aceitar uma situação onde o universo é projetado para complexidade com um nível excepcional de precisão, dentre infinitas possibilidades, e sem qualquer razão aparente. A ciência procura um caso que aconteça não por acaso. Portanto, as três questões mais significativas na ciência hoje são na verdade uma única questão:


As três grandes anomalias sugerem ordens profundas que existem no universo, e talvez algoritmos profundos de aprendizado, adaptação e criação de complexidade que não entendemos. Assim como não entendíamos a evolução - e o mundo biológico nos parecia tanto aleatório e terrivelmente complexo, quanto maravilhoso em sua adequação, e como se tivesse sido criado por um projetista - assim podemos esperar que a descoberta de outros algoritmos de aprendizado resolverá os problemas do relógio cósmico. Sim, talvez a matemática, as neurociências e a física também tenham seus próprios mecanismos de evolução e aprendizado. Ou existe uma razão profunda de aprendizado para a criação da complexidade - e para a existência das condições para ela. Talvez possamos, por exemplo, basear a complexidade física na matemática, ou vice-versa, e criar pelo menos uma redução do problema (em um universo físico diferente haveria uma matemática diferente?). Ou talvez possamos generalizar o aprendizado evolutivo, que de alguma forma conseguiu criar as condições que permitem seu desenvolvimento contínuo cada vez de novo (uma vez não havia atmosfera de oxigênio na Terra - a vida a criou!). Existe algum componente importante no quebra-cabeça da complexidade que não entendemos, e que não é "natural". Qualquer resposta que começa com ganhar na loteria não é uma resposta científica - mas teológica. E é muito mais provável substituí-la por meio de um projetista ou operador de simulação.

Mas se chegarmos a tal resposta de projeto (e isso é possível! Todo projeto deixa rastros) - será uma revolução filosófica real, e entenderemos que não estamos aqui por acaso. No estado atual do conhecimento, em outro ambiente intelectual, essas anomalias seriam consideradas evidências fortes para a existência de tal Deus projetista. Apenas nossa crença no aparecimento de explicações evolutivas e "naturais" no futuro, de acordo com o desenvolvimento até agora na história da ciência, impede tal interpretação óbvia mesmo hoje. Mas se descobrirmos que essas anomalias são muito profundas, e talvez até mais amplas do que imaginávamos, e não encontrarmos explicações naturais para elas por um período muito longo - a ciência poderá influenciar a fé de uma maneira que ela não prevê de forma alguma, e voltaremos a uma visão de mundo medieval. O universo pode nos parecer imensuravelmente vasto, e não como um experimento de laboratório na mesa de alguém, mas em relação a que determinamos que é um universo grande? Temos alguma escala objetiva? A única coisa objetiva que é grande no universo é o número de ordens de grandeza, mas na verdade são apenas algumas dezenas delas. Talvez existam milhares de ordens de grandeza em um universo maior que o nosso? Talvez existam infinitas ordens de grandeza? Talvez nosso universo inteiro seja um sistema insignificante em tamanho?

Nosso universo na verdade não contém quantidades enormes de matéria como tendemos a pensar. Afinal, o universo é quase vazio. Quase tudo é vazio no universo. As estrelas são minúsculas em relação ao espaço interestelar em proporções com muitos zeros, e da mesma forma as partículas são minúsculas em relação às distâncias entre elas, e assim por diante. A única coisa que opera o universo não é a própria matéria, mas forças, cargas e campos que preenchem esses espaços, e eles são o verdadeiro universo. A matéria é no final uma ilusão. Somos completamente vazios, e a única razão pela qual meu dedo não passa através das teclas do teclado não é que o lugar está cheio de matéria ali, pois na verdade está completamente vazio - mas que existem forças de repulsão que atuam em distâncias enormes em relação ao tamanho dos elétrons no meu dedo e na tecla shin, e portanto eles se repelem um ao outro com uma força inconcebível em relação ao seu tamanho. Se não houvesse tais forças, eu cairia imediatamente da cadeira para dentro da terra até o núcleo da Terra. E como um buraco negro, ou seja, como matéria concentrada, a Terra é na verdade bem pequena... Ou seja - quem criou o universo foi muito econômico na quantidade de massinha em relação ao seu tamanho, mas muito generoso em relação ao efeito de pequenos pedaços de massinha um sobre o outro à distância. Então, depois que vemos tal desproporção extrema no próprio universo entre quantidade de matéria e espaço, é difícil falar sobre grande e pequeno em relação ao universo como um todo: talvez nosso universo inteiro seja minúsculo em relação a outros universos - ou gigante. Um pequeno experimento - ou um monstro inconcebível.

A mesma questão que se refere ao espaço também se refere ao tempo. Se a escala objetiva para espaço e tempo é o próprio universo, então nós, tanto como espécie quanto como indivíduos, ocupamos dele uma quantidade de tempo muito maior em muitas ordens de grandeza do que espaço. Como evolução, por exemplo, estamos aqui por mais de um terço da vida do universo, e como pedaço de matéria a Terra é menos que nano-nano-algo do universo, e também nossa proporção como seres humanos para o tamanho do universo é similar. Não somos apenas parecidos com aqueles gigantes no tempo, do comovente parágrafo final de Proust em Em Busca do Tempo Perdido, mas somos realmente espaguetes no tempo. Criaturas minúsculas no espaço que ocupam um tempo enorme em relação ao seu tamanho. Mas quem disse que mesmo o próprio universo pode ser uma escala objetiva? Pode existir alguma escala objetiva para o universo?

As únicas distâncias e quantidades que são objetivas no universo em termos de tamanho são as próprias ordens de grandeza. São elas que determinam que o universo é na verdade vazio, porque há muitas ordens de grandeza entre o tamanho de suas partes e as distâncias de seus efeitos e os espaços nele. Serão os verdadeiros limites do nosso universo, muito além de quaisquer limites no tempo e espaço, na verdade os limites das ordens de grandeza que nos são acessíveis? Afinal, é possível que a resposta para a complexidade rica esteja infelizmente justamente em ordens de grandeza que não nos são acessíveis, seja maiores que nós (o grande projetista? super-universo? outra estrutura?), seja muito menores (alguma base que cria complexidade em todas as ordens de grandeza acima dela, e talvez até crie a própria matemática e as leis naturais). Mas talvez a complexidade seja uma ilusão? Afinal, há muitas ordens de grandeza no universo onde não há complexidade, e muitas partes simples na matemática e chatas e sem interesse. Talvez a complexidade surja justamente da existência de muitas ordens de grandeza, que permitem a criação gradual de complexidade?

Afinal, se unirmos o algoritmo evolutivo e o algoritmo das redes neurais, os dois algoritmos naturais de aprendizado que conhecemos, descobriremos que o que cria a complexidade são muitas gerações uma após a outra ou muitas camadas uma após a outra (aprendizado profundo), onde em cada geração e camada há multiplicidade e redundância enorme de agentes (organismos ou neurônios). Ou seja, existe uma complexidade que surge da estratificação do tempo que passa pelo sistema, e existe também uma complexidade que surge da estratificação espacial no sistema. A estratificação é o pai da complexidade e portanto do desenvolvimento e aprendizado. Não seria razoável que também houvesse complexidade que surge da estratificação de ordens de grandeza no sistema? Ou seja, onde cada ordem de grandeza reflete uma complexidade maior que emerge daquela abaixo dela? O mecanismo de aprendizado cósmico não poderia ser um mecanismo de aprendizado construído sobre ordens de grandeza, que generaliza os mecanismos de aprendizado no tempo e no espaço?

Também a complexidade matemática é criada por inúmeros estágios que se sobrepõem uns aos outros, de acordo com as definições em desenvolvimento e a linguagem lógica matemática. Será que na verdade a complexidade do mundo surge apenas de computação repetitiva, ou talvez de um mecanismo ainda mais básico que computação? Por que ramos tão distantes na matemática estão conectados por ligações tão surpreendentes e profundas (a história central que se repete repetidamente em todas as partes da matemática moderna)? Seria possível que toda a matemática seja construída não apenas como uma rede com conexões profundas sem fim, mas que existe um fenômeno básico em sua fundação, que existe mar? Ou que existe algum processo generativo profundo que cria a complexidade por toda a matemática, por exemplo dos números primos, e podemos chegar à sua profundidade? Existe evolução para a matemática? A lógica matemática é de fato um processo generativo, mas ele não é "profundo", e não há nele compreensão da ordem que se cria, apenas uma descrição linguística externa (e de fato ela é relativamente desconectada das outras partes da matemática, apesar da teoria dos modelos, e avanços recentes na conexão entre teoria dos tipos e teoria das categorias). Descobriremos aprendizado na base dos fundamentos da matemática?

Estas questões estão no limite extremo de nossa percepção. Mas é possível que justamente se unirmos os diferentes algoritmos de aprendizado que conhecemos, dos mundos evolutivos, neurais, matemáticos e físicos, chegaremos a alguma teoria unificada e fundamental do aprendizado e sua essência, e da base profunda comum aos diferentes algoritmos de aprendizado em nosso mundo, e portanto também das características e limitações do aprendizado. Seria possível que descobriremos no século 21 que a teoria de tudo na física (TOE), que unifica as duas grandes teorias físicas do século 20 - quântica e relatividade - em uma única estrutura, se baseia justamente em ideias de aprendizado evolutivo, como a biologia se baseia na evolução? Tal teoria pode ser ainda mais geral do que a "teoria de tudo" física - porque é possível que descobriremos que ela inclui todas as ciências exatas, incluindo matemática e biologia e ciência da computação e neurociências - sob uma única estrutura de aprendizado. Por exemplo, quando diferentes algoritmos de aprendizado são casos particulares de um algoritmo básico único.

E se escolhermos um objetivo mais modesto, assim como a teoria das redes hoje começa a fornecer insights sobre redes em todas as áreas da ciência e tecnologia, é possível que no futuro teremos uma teoria do aprendizado interdisciplinar e fundamental, que até se revelará mais básica que a ideia de rede. Exatamente como o aprendizado é mais fundamental para o cérebro que a rede neural, ou mais fundamental para a evolução que redes de genes. Podemos certamente imaginar uma espécie de Einstein do aprendizado do século 21, que o estabelecerá como uma super-teoria, e que descobrirá nele também uma variedade de previsões quantitativas (quão rápido se pode aprender? Em quais condições limiares? Quanta informação é necessária e quanta é criada? Como se mede "complexidade rica" através do aprendizado? etc.).

Então, é possível que tal teoria encontre uma explicação geral e abrangente para a complexidade no universo, e o mecanismo básico de aprendizado que o impulsiona. E então pararemos de entender o universo como computação (sem profundidade e insight), ou como rede (aleatória), ou como probabilidade (improvável), e começaremos a pensar nele como aprendizado. Não conhecemos outro processo natural que cria complexidade rica, seja na cultura, no ser humano, ou na evolução, que não seja aprendizado. Talvez descobriremos que isso também é verdade para a física e a matemática? E talvez a natureza deste algoritmo nos revelará por que somos a única evolução que convergiu para um estado de inteligência, e que provavelmente podem existir muitos outros tipos de desenvolvimento de complexidade, que aconteceram em outras evoluções, e que levaram a outras direções, que não entendemos atualmente. Afinal, é possível que a evolução tenda justamente a convergir para outros algoritmos de aprendizado diferentes dos nossos (será que emerge dela naturalmente justamente computação digital, por exemplo do genoma, e não cérebro? Por que isso não seria mais provável? Por que surgiria um mecanismo adicional de aprendizado analógico, desconectado do mecanismo de aprendizado genético digital que já existe e está pronto?). E se for criada uma teoria científica geral e abrangente do aprendizado, talvez possamos até medir a complexidade que é "provável" que a evolução crie, e entender se somos realmente um caso extremo, ou identificar algum ponto de virada raro no caminho até nós, que levou com relativa facilidade à complexidade que veio depois. E talvez, se decifrarmos o algoritmo básico de aprendizado da natureza, entenderemos também como deve se desenvolver naturalmente (!) a inteligência artificial, e qual é o algoritmo de aprendizado mais n-a-t-u-r-a-l para a inteligência no universo. E o que é natural - provavelmente é mais seguro e correto e adaptado ao mundo. E à natureza. E à natureza do mundo.
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