Físico: Todo el Universo podría ser una red neuronal

No todos los días nos encontramos con un periódico que intenta redefinir la realidad.

Pero en una provocadora preimpresión subida a arXiv este verano, un profesor de física de la Universidad de Minnesota Duluth llamado Vitaly Vanchurin intenta redefinir la realidad de una manera particularmente reveladora - sugiriendo que estamos viviendo dentro de una red neural masiva que gobierna todo lo que nos rodea. En otras palabras, escribió en el periódico, es una "posibilidad de que todo el universo en su nivel más fundamental es una red neuronal".

Durante años, los físicos han intentado reconciliar la mecánica cuántica y la relatividad general. La primera postula que el tiempo es universal y absoluto, mientras que la segunda argumenta que el tiempo es relativo, vinculado al tejido del espacio-tiempo.

En su trabajo, Vanchurin argumenta que las redes neuronales artificiales pueden "exhibir comportamientos aproximados" de ambas teorías universales. Dado que la mecánica cuántica "es un paradigma notablemente exitoso para modelar los fenómenos físicos en una amplia gama de escalas", escribe, "se cree ampliamente que en el nivel más fundamental todo el universo se rige por las reglas de la mecánica cuántica e incluso la gravedad debería emerger de alguna manera de ella".

"No sólo estamos diciendo que las redes neuronales artificiales pueden ser útiles para analizar los sistemas físicos o para descubrir las leyes físicas, estamos diciendo que así es como funciona realmente el mundo que nos rodea", se lee en la discusión del documento. "En este sentido, podría considerarse como una propuesta para la teoría del todo, y como tal debería ser fácil demostrar que está equivocada."

El concepto es tan audaz que la mayoría de los físicos y expertos en aprendizaje de máquinas a los que llegamos se negaron a comentar el documento, citando el escepticismo sobre las conclusiones del documento. Pero en una entrevista con Futurismo, Vanchurin se inclinó hacia la controversia - y nos dijo más sobre su idea.

Futurismo: Su documento argumenta que el universo podría ser fundamentalmente una red neuronal. ¿Cómo explicaría su razonamiento a alguien que no sabe mucho sobre redes neuronales o física?

Vitaly Vanchurin: Hay dos maneras de responder a su pregunta.

La primera manera es empezar con un modelo preciso de redes neuronales y luego estudiar el comportamiento de la red en el límite de un gran número de neuronas. Lo que he mostrado es que las ecuaciones de la mecánica cuántica describen bastante bien el comportamiento del sistema cerca del equilibrio y las ecuaciones de la mecánica clásica describen bastante bien cómo el sistema más alejado del equilibrio. ¿Coincidencia? Puede ser, pero hasta donde sabemos la mecánica cuántica y clásica es exactamente como funciona el mundo físico.

La segunda forma es empezar desde la física. Sabemos que la mecánica cuántica funciona bastante bien a pequeña escala y la relatividad general funciona bastante bien a gran escala, pero hasta ahora no hemos sido capaces de reconciliar las dos teorías en un marco unificado. Esto se conoce como el problema de la gravedad cuántica. Claramente, nos estamos perdiendo algo grande, pero para empeorar las cosas, ni siquiera sabemos cómo manejar los observadores. Esto se conoce como el problema de la medición en el contexto de la mecánica cuántica y el problema de la medición en el contexto de la cosmología.

Entonces se podría argumentar que no hay dos, sino tres fenómenos que deben unificarse: la mecánica cuántica, la relatividad general y los observadores. El 99% de los físicos te dirían que la mecánica cuántica es la principal y que todo lo demás debería surgir de alguna manera de ella, pero nadie sabe exactamente cómo se puede hacer. En este trabajo considero otra posibilidad de que una red neuronal microscópica sea la estructura fundamental y todo lo demás, es decir, la mecánica cuántica, la relatividad general y los observadores macroscópicos, emerja de ella. Hasta ahora las cosas parecen bastante prometedoras.

En el artículo usted escribió que para probar que la teoría estaba equivocada, "todo lo que se necesita es encontrar un fenómeno físico que no puede ser descrito por las redes neuronales". ¿Qué quiere decir con eso? ¿Por qué es tal cosa "más fácil de decir que de hacer"?

Bueno, hay muchas "teorías de todo" y la mayoría de ellas deben estar equivocadas. En mi teoría, todo lo que ves a tu alrededor es una red neuronal y para probar que está equivocado todo lo que se necesita es encontrar un fenómeno que no puede ser modelado con una red neuronal. Pero si lo piensas, es una tarea muy difícil, porque sabemos muy poco sobre cómo se comportan las redes neuronales y cómo funciona realmente la máquina de aprendizaje. Por eso intenté desarrollar una teoría del aprendizaje automático en primer lugar.

La idea es definitivamente una locura, pero si es lo suficientemente loca para ser verdad... Eso está por verse.

¿Cómo se relaciona su investigación con la mecánica cuántica, y trata el efecto observador?

Hay dos líneas principales de pensamiento la interpretación de Everett (o de muchos mundos) de la mecánica cuántica y la interpretación de Bohm (o de las variables ocultas). No tengo nada nuevo que decir sobre la interpretación de muchos mundos, pero creo que puedo contribuir algo a las teorías de las variables ocultas. En la mecánica cuántica emergente que he considerado, las variables ocultas son los estados de las neuronas individuales y las variables entrenables (como el vector de sesgo y la matriz de peso) son variables cuánticas. Nótese que las variables ocultas pueden ser muy no-locales y así se violan las desigualdades de Bell. Se espera que surja una localidad espacio-temporal aproximada, pero en sentido estricto cada neurona puede estar conectada a cualquier otra neurona, por lo que el sistema no tiene por qué ser local.

¿Le importaría ampliar la forma en que esta teoría se relaciona con la selección natural? ¿Cómo influye la selección natural en la evolución de estructuras complejas/células biológicas?

Lo que estoy diciendo es muy simple. Hay estructuras (o subredes) de la red neuronal microscópica que son más estables y hay otras estructuras que son menos estables. Las estructuras más estables sobrevivirían a la evolución, y las menos estables serían exterminadas. En las escalas más pequeñas espero que la selección natural produzca algunas estructuras de muy baja complejidad como cadenas de neuronas, pero en las escalas más grandes las estructuras serían más complicadas. No veo ninguna razón por la que este proceso deba limitarse a una escala de longitud particular y por lo tanto la afirmación es que todo lo que vemos a nuestro alrededor (por ejemplo, partículas, átomos, células, observadores, etc.) es el resultado de la selección natural.


Me intrigó tu primer correo electrónico cuando dijiste que tal vez no lo entendieras todo tú mismo. ¿Qué quiso decir con eso? ¿Se refería a la complejidad de la propia red neuronal o a algo más filosófico?

Sí, sólo me refiero a la complejidad de las redes neuronales. Ni siquiera tuve tiempo de pensar en lo que podrían ser implicaciones filosóficas de los resultados.


Necesito preguntar: ¿significaría esta teoría que estamos viviendo en una simulación?

No, vivimos en una red neuronal, pero puede que nunca sepamos la diferencia.

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Ahora miremos lo que tienen que decir los Documentos de Urantia acerca de estas afirmaciones:

42:11:6 (482.4) Por lo tanto es inevitable que los mecanismos más elevados del universo deban aparecer como sin mente a las órdenes inferiores de las criaturas. La única excepción posible a esta conclusión sería la suposición de la presencia de la mente en el asombroso fenómeno de un universo que aparentemente se mantiene a sí mismo — pero ése es asunto de filosofía más bien que de experiencia real.


116:7.1 (1276.2) El gran universo no es solamente una creación material de grandeza física, sublimidad espiritual y magnitud intelectual, sino que también es un magnífico y sensible organismo viviente. Existe vida real que late a través del mecanismo de la vasta creación del cosmos vibrante. La realidad física de los universos es simbólica de la realidad perceptible del Supremo Todopoderoso; y este organismo material y vivo es penetrado por los circuitos de la inteligencia, así como el cuerpo humano está atravesado por una red de caminos neurales de sensaciones. Las corrientes de energía que activan eficazmente la creación material permean este universo físico así como el cuerpo humano está alimentado y energizado por la distribución circulatoria de los productos de la alimentación asimilables como energía. El vasto universo no está vacío de esos centros de coordinación de magnífico supercontrol los cuales se pueden compararse con el delicado sistema de control químico del mecanismo humano. Pero si tan sólo supierais algo sobre el aspecto físico de un centro de poder, podríamos, por analogía, deciros mucho más sobre el universo físico.