Non capita tutti i giorni di imbatterci in un giornale che tenta di ridefinire la realtà. È il caso di una provocatoria prestampa caricata su arXiv quest'estate.
Un professore di fisica presso l'Università del Minnesota Duluth di nome Vitaly Vanchurin tenta di riformulare la realtà in un modo particolarmente illuminante. Il suo paper suggerisce che stiamo vivendo all'interno di una massiccia rete neurale che governa tutto ciò che ci circonda. In altre parole c'è una "possibilità che l'intero universo al suo livello più fondamentale sia una rete neurale".
Da anni, i fisici tentano di conciliare la meccanica quantistica e la relatività generale. Una postula che il tempo sia universale e assoluto, l'altra sostiene che il tempo sia relativo, legato al tessuto dello spazio-tempo.
Il paper
Nel suo articolo, Vanchurin sostiene che le reti neurali artificiali possono "esibire comportamenti approssimativi" di entrambe le teorie universali. Poiché la meccanica quantistica "è un paradigma di notevole successo per modellare fenomeni fisici su un'ampia gamma di scale", scrive, "è opinione diffusa che al livello più fondamentale l'intero universo sia governato dalle regole della meccanica quantistica e anche la gravità dovrebbe in qualche modo emergere da esso. "
L'intero universo è una rete neurale?
"Non stiamo solo dicendo che le reti neurali artificiali possono essere utili per analizzare sistemi fisici o per scoprire leggi fisiche. Stiamo dicendo che è così che funziona il mondo che ci circonda", si legge nella discussione del documento.
Sotto questo aspetto potrebbe essere considerato come una proposta per la teoria del tutto, e come tale dovrebbe essere facile dimostrarlo
Vitaly Vanchurin
Il concetto è così audace che la maggior parte dei fisici e degli esperti di machine learning contattati si sono rifiutati di commentare, mostrando scetticismo sulle conclusioni dell'articolo.
Le precisazioni di Vanchurin
"Il mio paper sostiene che l'universo potrebbe essere fondamentalmente una rete neurale. Come spiegherei il ragionamento a qualcuno che non sapeva molto di reti neurali o fisica?
Ci sono due modi per rispondere alla domanda.
Il primo modo è partire da un modello preciso di reti neurali e poi studiare il comportamento della rete nel limite di un gran numero di neuroni.
Quello che ho mostrato è che le equazioni della meccanica quantistica descrivono abbastanza bene il comportamento del sistema vicino all'equilibrio e le equazioni della meccanica classica descrivono abbastanza bene come il sistema sia più lontano dall'equilibrio. Coincidenza? Può essere, ma per quanto ne sappiamo meccanica quantistica e meccanica classica descrivono esattamente come funziona il mondo fisico.
Il secondo modo è partire dalla fisica. Sappiamo che la meccanica quantistica funziona abbastanza bene su piccola scala e la relatività generale funziona abbastanza bene su larga scala, ma finora non siamo stati in grado di conciliare le due teorie in un quadro unificato. Questo è noto come il problema della gravità quantistica. Chiaramente, ci manca qualcosa di grosso, ma a peggiorare le cose non sappiamo nemmeno come gestire gli osservatori. Questo è noto come problema di misurazione nel contesto della meccanica quantistica e problema di misurazione nel contesto della cosmologia.
Quindi si potrebbe sostenere che non ci sono due, ma tre fenomeni che devono essere unificati: meccanica quantistica, relatività generale e osservatori."
Il 99% dei fisici direbbe che la meccanica quantistica è la principale e tutto il resto dovrebbe in qualche modo emergere da essa, ma nessuno sa esattamente come farlo.
La ricerca di Vanchurin
In questo articolo il professore considera, come detto, un'altra possibilità. La possibilità che una rete neurale microscopica sia la struttura fondamentale e tutto il resto ne venga di conseguenza: meccanica quantistica, relatività generale e osservatori macroscopici. Finora le cose sembrano piuttosto promettenti.
Come nasce questa idea?
"Per prima cosa volevo solo capire meglio come funziona il deep learning e così ho scritto un articolo dal titolo 'Verso una teoria dell'apprendimento automatico'. L'idea iniziale era di applicare i metodi della meccanica statistica per studiare il comportamento delle reti neurali, ma si è scoperto che in certi limiti la dinamica di apprendimento (o addestramento) delle reti neurali è molto simile alla dinamica quantistica che vediamo in fisica. A quel punto ho deciso di esplorare l'idea che il mondo fisico sia in realtà una rete neurale. L'idea è decisamente folle, ma se fosse abbastanza folle da essere vero?"
E farebbe il paio (smentendola o integrandolo?) con la teoria della simulazione.
