Um pequeno experimento. Coloque lado a lado cinco das anomalias mais teimosas da ciência contemporânea.
A primeira é a rotação galáctica. Estrelas nas bordas de galáxias espirais se movem mais rápido do que Newton diz que deveriam, dada a massa visível. A correção padrão é postular grandes quantidades de matéria invisível — matéria escura — distribuída em halos em torno de cada galáxia. Funciona, no sentido de que modelos com o halo certo reproduzem as curvas, mas ainda não virou o tipo de descoberta que encerra uma discussão.
A segunda é a assimetria matéria–antimatéria. O Modelo Padrão prevê que o Big Bang deveria ter produzido quantidades iguais das duas; o universo em que vivemos é feito de matéria, e a pequena quantidade de antimatéria que detectamos é consistente com raios cósmicos e física de colisores, e não com assimetria primordial. Há mecanismos propostos — leptogênese, bariogênese eletrofraca — nenhum confirmado.
A terceira é o problema da medição na mecânica quântica. A equação de Schrödinger evolui estados unitariamente até medirmos, momento em que algo acontece — colapso da função de onda, ou um colapso efetivo — que não faz parte da própria equação. As interpretações se multiplicam; o registro experimental continua se recusando a escolher uma.
A quarta é a consciência. Não há explicação aceita para por que uma configuração particular de matéria física dá origem a experiência subjetiva. Integrated Information Theory, Global Workspace, Predictive Processing — todas plausíveis, nenhuma decisiva.
A quinta é a bioeletricidade celular. Na última década ficou claro que as células computam coletivamente por gradientes bioelétricos de um jeito que lembra, desconfortavelmente, o tipo de coordenação que se espera num sistema distribuído com estado compartilhado. O laboratório de Michael Levin vem produzindo resultados difíceis de reconciliar com química puramente local.
Essas cinco vivem em cinco periódicos diferentes. O costume é pegar cada uma por vez e deixar que os especialistas briguem.
Proponho um movimento diferente. Perguntemos o que acontece se tentarmos ajustá-las com uma única função de perda.
Por que uma função de perda é outro tipo de objeto
Em aprendizado de máquina, a função de perda é o que se minimiza. Ela toma o estado atual do sistema e diz: aqui está a distância até o alvo. O gradiente descendente é o procedimento que empurra o sistema na direção que reduz a perda.
A física já usa objetos assim — a ação, a energia livre, o princípio variacional. Mas há uma diferença sutil. Em ML, a perda é definida pelo que queremos. O sistema não sabe que ela existe; nós a impomos de fora. Na física, o princípio análogo é que o sistema já está minimizando algo — ação, entropia, energia livre — e o universo sai como a trajetória que minimiza.
E se as cinco anomalias acima compartilham uma função de perda, e a razão de parecerem separadas é que estamos olhando para diferentes coordenadas da mesma descida?
É o movimento que Pointer Architecture, o programa de pesquisa por trás deste site, leva a sério. A hipótese é testável: se há uma única minimização subjacente, então certos resíduos em escalas galácticas devem correlacionar com certos resíduos em escalas biológicas. O preprint reporta o primeiro teste do tipo no SPARC, e o código é público.
Não peço que você compre a hipótese. Peço que note que é o tipo de hipótese que paga aluguel. Se estiver errada, está errada de formas específicas e mensuráveis. Se estiver certa, reescreve muitos livros-texto.
O que medir em seguida
Três coisas.
- Características de estrutura residual correlacionadas com a idade galáctica. Já no preprint; encontramos quatro de seis.
- Coordenação bioelétrica sob perturbação consistente com um mínimo compartilhado. Difícil sem colaboradores; as técnicas do laboratório Levin são o ponto de partida certo.
- Condições sob as quais o problema da medição parece diferente. Montagens tipo Zeno quântico ajustadas ao regime previsto; é onde o custo experimental é maior.
Cada uma delas é uma aposta. Cada aposta é feita publicamente, com antecedência, que é a única forma de distinguir afirmação científica de história plausível.
O livro complementar, O Código Celestial, percorre o argumento por inteiro. O preprint dá os números. Este ensaio é a versão de um parágrafo que eu gostaria de ter antes de escrever qualquer um dos dois.