Το σύμπαν μπορεί να είναι ένας γιγάντιος αυτοδίδακτος ψηφιακός υπολογιστής. Αυτό τουλάχιστον υποστηρίζει μια ομάδα επιστημόνων, σε έρευνα η οποία προδημοσιεύθηκε στην επιστημονική βάση δεδομένων «arXiv».
Η αμφιλεγόμενη νέα προσέγγιση επιχειρεί να εξηγήσει γιατί οι νόμοι της φυσικής χρησιμοποιούν ένα μαθηματικό πλαίσιο για να περιγράψουν θεωρίες όπως η κβαντική θεωρία πεδίου. Το αποτέλεσμα είναι ένα σύστημα που μοιάζει με πρόγραμμα μηχανικής μάθησης.
Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει πολλούς φυσικούς νόμους και ποσότητες με σταθερές τιμές για να καθορίσουν το σύμπαν. Από τη μάζα ενός ηλεκτρονίου, έως τη δύναμη της βαρύτητας, υπάρχουν πολλές συγκεκριμένες σταθερές στο σύμπαν που φαίνονται αυθαίρετες σε κάποιους, δεδομένων των ακριβών και φαινομενικά χωρίς μοτίβο τιμών τους.
«Ένας από τους στόχους της θεμελιώδους φυσικής είναι και να κατανοήσουμε τους νόμους της, αλλά και γιατί είναι έτσι», δήλωσε στο Live Science, ο συγγραφέας Γουίλιαμ Κάνινγχαμ, φυσικός στο start-up κβαντικών υπολογιστών Agnostiq.
Ένα αυτοδίδακτο σύστημα
Η επιστημονική ομάδα αναρωτήθηκε εάν οι φυσικοί νόμοι που γνωρίζουμε σήμερα, είναι απλά μία επανάληψη πολλών άλλων και εάν τελικά το σύμπαν εξελίσσεται.
Οι ερευνητές πρότειναν μια θεωρία που ονομάζεται «αυτοδίδακτο σύμπαν», σύμφωνα με την οποία, η μάθηση λειτουργεί όπως και ένας αλγόριθμος μηχανικής μάθησης, όπου η ανατροφοδότηση σε ένα στάδιο, επηρεάζει το επόμενο, με στόχο την επίτευξη μιας πιο σταθερής ενεργειακής κατάστασης.
Βασιζόμενη σε αυτήν την ιδέα, η ομάδα ανέπτυξε ένα πιθανό πλαίσιο στο οποίο το σύμπαν θα μπορούσε να μάθει, αντλώντας από τα μαθηματικά των πινάκων, τα νευρωνικά δίκτυα και άλλες αρχές της μηχανικής μάθησης. Εν ολίγοις, διερεύνησαν εάν το σύμπαν θα μπορούσε να είναι ένας γιγάντιος ψηφιακός υπολογιστής.
Ένα Δαρβινικό σύμπαν
Σύμφωνα με το μαθηματικό πλαίσιο που ανέπτυξαν οι ερευνητές, το σύστημα θα μπορούσε μόνο να προχωρήσει προς τα μπροστά, με κάθε επανάληψη να δημιουργεί ένα καλύτερο, ή πιο σταθερό σύμπαν από πριν. Οι φυσικές σταθερές που μετράμε σήμερα, ισχύουν μόνο τώρα και ενδέχεται να είχαν διαφορετικές τιμές στο παρελθόν.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι ορισμένες θεωρίες κβαντικής βαρύτητας και πεδίου- γνωστές ως «θεωρίες των μετρητών»- θα μπορούσαν να χαρτογραφηθούν ή να μεταφραστούν στη γλώσσα των μαθηματικών των πινάκων, δημιουργώντας ένα μοντέλο συστήματος μηχανικής μάθησης. Πρόκειται για μια κατηγορία θεωριών που προσπαθούν να σχηματίσουν μια γέφυρα μεταξύ της θεωρίας της ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν και της κβαντικής μηχανικής για να περιγράψουν υποατομικά σωματίδια.
Αυτή η σύνδεση έδειξε ότι σε κάθε επανάληψη ή κύκλο του συστήματος μηχανικής μάθησης, το αποτέλεσμα θα μπορούσε να είναι οι φυσικοί νόμοι του σύμπαντος. Το πλαίσιο μάθησης, λένε οι ερευνητές, αντιπροσωπεύει τα πρώτα, δειλά βήματα αυτού του εγχειρήματος.
«Αυτό που είναι συναρπαστικό, είναι ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα από αυτά τα μοντέλα για να έχουμε ένα νέο αποτέλεσμα», δήλωσε ο Κάνινγχαμ. Αυτό θα μπορούσε να είναι η ανακάλυψη της φυσικής ενός νέου τύπου μαύρης τρύπας ή ενός νέου νόμου που θα περιγράφει ένα φυσικό σύστημα το οποίο παραμένει ανεξήγητο, όπως η σκοτεινή ενέργεια.
Ωστόσο, δεν είναι όλοι οι ερευνητές ενθουσιασμένοι με τη νέα θεωρία. Ο Τιμ Μόντλιν, καθηγητής φιλοσοφίας στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα, ισχυρίζεται ότι δεν υπάρχουν στοιχεία που να επιβεβαιώνουν τη θεωρία, η οποία μάλιστα έρχεται σε αντίθεση με ορισμένους νόμους της φυσικής. Επιπλέον, εάν οι νόμοι του σύμπαντος εξελίσσονται, λέει ο Μόντλιν, θα πρέπει να υπάρχει ένα μεγαλύτερο αμετάβλητο σύνολο νόμων που διέπει αυτήν την αλλαγή, η οποία αναιρεί την ιδέα ενός αυτοδίδακτου συστήματος.
«Όταν εξετάζουμε τους θεμελιώδεις νόμους – όπως η εξίσωση του Schröderer ή η γενική σχετικότητα – δεν φαίνονται καθόλου τυχαίοι», δήλωσε ο επιστήμονας στο Live Science. «Μπορούν να καταγραφούν μαθηματικά με πολύ περιορισμένους τρόπους χωρίς πολλές ρυθμιζόμενες παραμέτρους».
Ο Πίτερ Έβανς, ένας φιλόσοφος στο Πανεπιστήμιο του Queensland στην Αυστραλία, ο οποίος δεν συμμετείχε στη νέα μελέτη, δεν έχει πειστεί από τη νέα προσέγγιση, ωστόσο θεωρεί πως οι ανορθόδοξες προσεγγίσεις μπορεί να οδηγήσουν σε απροσδόκητες ιδέες σχετικά με την κατανόηση του κόσμου μας, είπε στο Live Science.
Οι ερευνητές αναγνωρίζουν ότι το έργο τους είναι απλά μια θεωρία αλλά και ένας τρόπος να δουν τα πράγματα από άλλη σκοπιά. Τελικά, ενώ το άρθρο δεν καταλήγει σε συμπεράσματα σχετικά με το τι ακριβώς μοντέλο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει το σύμπαν, θέτει την πιθανότητα ότι ίσως είναι αυτοδίδακτο.
ΠΗΓΗ: Live Science
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου