Hagamos un pequeño experimento. Pon lado a lado cinco de las anomalías más tercas de la ciencia contemporánea.
La primera es la rotación galáctica. Las estrellas en los bordes de las galaxias espirales se mueven más rápido de lo que Newton dice que deberían, dada la masa visible. La solución estándar es postular grandes cantidades de materia invisible — materia oscura — distribuida en halos alrededor de cada galaxia. La solución funciona, en el sentido de que los modelos con un halo bien elegido reproducen las curvas, pero ninguna detección directa ha llegado a cerrar la discusión.
La segunda es la asimetría materia–antimateria. El Modelo Estándar predice que el Big Bang debería haber producido cantidades iguales de ambas; el universo en que vivimos está hecho de materia, y la pequeña cantidad de antimateria que detectamos es consistente con rayos cósmicos y física de colisionadores, y no con asimetría primordial. Se han propuesto varios mecanismos, de la leptogénesis a la bariogénesis electrodébil, pero ninguno está confirmado.
La tercera es el problema de la medición en mecánica cuántica. La ecuación de Schrödinger hace evolucionar los estados de forma unitaria hasta que los medimos, momento en el que algo sucede — colapso de la función de onda, o un colapso efectivo — que no forma parte de la propia ecuación. Las interpretaciones se multiplican, y los experimentos se obstinan en no elegir ninguna.
La cuarta es la consciencia. No hay explicación aceptada de por qué una configuración particular de materia física da lugar a experiencia subjetiva. Información integrada, espacio de trabajo global, procesamiento predictivo: todas las teorías son plausibles, ninguna es decisiva.
La quinta es la bioelectricidad celular. En la última década quedó claro que las células computan colectivamente mediante gradientes bioeléctricos de una forma que recuerda, incómodamente, al tipo de coordinación que se espera en un sistema distribuido con estado compartido. El laboratorio de Michael Levin viene produciendo resultados difíciles de reconciliar con química puramente local.
Estas cinco viven en cinco revistas distintas. Lo habitual es tomarlas una por una y dejar la pelea a los especialistas.
Propongo otro camino: preguntar qué pasa si intentamos ajustar las cinco con una misma función de pérdida.
Por qué una función de pérdida es otro tipo de objeto
En aprendizaje automático, la función de pérdida es lo que se minimiza. Toma el estado actual del sistema y dice: esta es la distancia al objetivo. El descenso por gradiente empuja el sistema, paso a paso, hacia donde la pérdida disminuye.
La física ya usa objetos así — la acción, la energía libre, el principio variacional. Pero hay una diferencia sutil. En ML, la pérdida está definida por lo que queremos. El sistema no sabe que existe; se la imponemos desde fuera. En física ocurre al revés: el sistema ya minimiza algo por sí mismo (la acción, la energía libre), y el mundo sigue la trayectoria en la que esa magnitud es mínima.
Quizá las cinco anomalías compartan una única función de pérdida y solo parezcan separadas porque miramos coordenadas distintas del mismo descenso.
Pointer Architecture, el preprint del programa de investigación de este sitio, se toma en serio esta idea. La hipótesis es comprobable: si detrás de todo hay una única minimización, las desviaciones respecto de los modelos aceptados a escala galáctica deben estar ligadas a las desviaciones a escala biológica. El preprint construye el sustrato sobre el que correría esa minimización como código funcional, el lenguaje Sixth, y formula sus falsadores de antemano.
No hace falta creer en la hipótesis para ver que merece ponerse a prueba. Si está equivocada, lo estará de forma concreta y medible. Si acierta, reescribe buena parte de los libros de texto.
Qué medir a continuación
Veo tres direcciones.
- Un sustrato funcional para la minimización. Ya está en el preprint: el lenguaje Sixth, 40 demostraciones, 646 aserciones automáticas, ningún fallo.
- Coordinación bioeléctrica bajo perturbación consistente con un mínimo compartido. Difícil sin colaboradores; las técnicas del laboratorio de Levin son el punto de partida natural.
- Condiciones bajo las cuales el problema de la medición se ve distinto. Montajes en la línea del efecto Zenón cuántico, ajustados al régimen predicho. De las tres, es la más cara.
Cada dirección es una apuesta, hecha en público y por adelantado. Solo así se distingue una afirmación científica de una historia verosímil.
El libro complementario, El Código Celestial, recorre el argumento entero. El preprint da los números. Este ensayo es la versión breve que me habría gustado leer antes de escribir cualquiera de los dos.