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Um Escorredor para a Sopa
Você tem certeza de que sabe como o mundo funciona?
Quer dizer — certeza, sem nenhum “de modo geral” ou “mais ou menos”. Ou seja, sabe que a matéria existe, as leis da física funcionam, a consciência é subproduto do cérebro, o cérebro é uma máquina de neurônios, o Universo é grande, frio e indiferente, e você é pequeno, morno, condenado. Sem perguntas?
Se não tem, então este livro não é para você — a sério: feche, devolva na livraria, gaste o dinheiro com algo útil. Daqui para frente só vêm perguntas, e incômodas — sobre fatos que você considerava óbvios, e sobre a visão de mundo herdada, pesadona, confortável e apertada, como o armário da vovó, em que as tralhas só aumentaram e as prateleiras continuaram as mesmas.
Mas se as perguntas existem mesmo — então vamos começar, e vamos começar pelo modo como tais perguntas surgem num leitor normal.
Em 2020, um astrofísico de Bolonha e um neurocirurgião de Verona publicaram um artigo que não deveria ter surpreendido ninguém — e que, ao contrário do anúncio modesto, surpreendeu mais ou menos todo mundo que o leu.
Franco Vazza e Alberto Feletti compararam duas fotografias. Na primeira — um fragmento do córtex cerebral, ampliado quarenta vezes. Na segunda — um modelo computacional da estrutura em larga escala do Universo, comprimido bilhões de vezes. Duas escalas, separadas por vinte e sete ordens de grandeza. A distância entre um neurônio e um aglomerado galáctico — é um 1 seguido de vinte e sete zeros.
As imagens revelaram-se indistinguíveis — indistinguíveis estatisticamente, topologicamente, pela distribuição de nós e conexões: número de conexões por nó, densidade espectral de flutuações, dimensão fractal — os mesmos valores, deslocados exatamente pelo fator de escala que separa um neurônio de um aglomerado galáctico. Os números e a tabela — no próximo capítulo; aqui importa a essência: dois sistemas que diferem em escala por um 1 seguido de vinte e sete zeros são descritos pela mesma matemática.
O artigo saiu na Frontiers in Physics — uma revista científica com revisão por pares, ou seja, do tipo em que, antes da publicação, outros cientistas verificam o texto e procuram erros. Isso não é blog, nem canal de YouTube, nem curso de “despertar quântico” por R$ 2.500 — isso é ciência.
E a ciência não sabia o que fazer com isso.
O problema não é que o cérebro se parece com o Universo. Semelhança é pareidolia: a tendência de ver rostos nas nuvens, cachorros nos contornos de países no mapa, Jesus numa torrada queimada. O cérebro é treinado para encontrar regularidades mesmo onde elas não existem — e por isso qualquer neurobiólogo vai te dizer que, na ciência, semelhança visual não prova nada — e estará certo por todos os manuais de uma vez só.
O problema é outro. Vazza e Feletti não compararam imagens a olho nu. Eles passaram as duas estruturas pelos mesmos testes matemáticos — mediram como a “complexidade” se distribui entre as escalas (análise espectral), como as conexões entre os nós estão organizadas (topologia de redes), quanto o padrão se “fragmenta” sob ampliação (dimensão fractal). E a matemática, que não tem o hábito da pareidolia, disse que esses dois sistemas pertencem à mesma classe e são idênticos nos parâmetros estruturais.
É a mesma coisa que encontrar impressões digitais iguais numa formiga e num elefante. Semelhança visual ainda dá para atribuir a coincidência, mas semelhança matemática — já não: a matemática não anda com imaginação à mão, ela apenas calcula.
E calculou uma coincidência cuja probabilidade é pequena demais para ser acaso e grande demais para que dela se tire qualquer conclusão. Porque a conclusão, dita em voz alta, soa assim: o Universo e o cérebro foram construídos a partir da mesma planta.
Falar isso em voz alta no meio acadêmico é mais ou menos como se levantar no happy hour da empresa e dizer: “Colegas, eu acredito que a nossa empresa é o sonho de um tubarão”. Nem te demitirão por causa disso — só vão parar de te chamar para as reuniões, e seis meses depois vai dar para perceber que você nunca esteve direito naquele grupo.
Este livro é uma tentativa de dizer essa suspeita em voz alta — porque os dados se acumularam a ponto de já não dar para ignorar, e ao mesmo tempo ainda são poucos para que se monte uma teoria completa a partir deles. Estamos parados naquele ponto que, na ciência, sempre se mostra o mais desconfortável e o mais produtivo: a velha imagem já não comporta os fatos, e a nova, que vai comportar, ainda não foi formulada. Físicos chamam esse estado de crise, historiadores da ciência o chamam de revolução; eu prefiro uma palavra mais honesta — rachadura.
Rachadura é o lugar onde, através da parede, dá para enxergar que do outro lado há algo; que a própria parede é o limite do modelo, e não do mundo; e que atrás do modelo está algo para o qual ainda não temos linguagem, mas já temos dados.
Aqui vão algumas rachaduras, e com detalhes: sem detalhes isso vira show de slides, e na ciência a única moeda que sobra é a reprodutibilidade.
Rachadura um: estrutura. Vazza e Feletti (2020) — a teia cósmica e a rede neural do cérebro são estatisticamente indistinguíveis. Krioukov e coautores (Scientific Reports, 2012) — a rede causal do espaço-tempo cresce pelas mesmas leis que a internet e as redes sociais. Uma mesma matemática — com uma diferença de escala de vinte e sete ordens de grandeza — os mesmos aglomerados, filamentos, nós, vazios. Como se um arquiteto tivesse desenhado uma única planta e construído a partir dela tudo, do neurônio ao superaglomerado de galáxias.
Rachadura dois: informação. O físico Rolf Landauer provou em 1961, e em 2012 confirmaram experimentalmente, que, quando você apaga um bit de informação — um “sim” ou “não” — o Universo libera calor, minúsculo em valor absoluto, mas absolutamente real como fato registrado. Se informação pode se transformar em calor, então informação é física. Ela não é “sobre” a realidade. Ela é realidade, no mesmo nível que energia e massa. E o físico Bekenstein mostrou algo ainda mais estranho: toda a informação sobre o conteúdo de um buraco negro está gravada na sua superfície, enquanto ninguém se dá ao trabalho de guardar nada dentro dele. Como se o conteúdo de um apartamento — móveis, livros, o gato — fosse inteiramente determinado pelo papel de parede. Assim surgiu o “princípio holográfico”: o espaço tridimensional, no qual estamos acostumados a viver, é — possivelmente — a projeção de informação bidimensional — literalmente um holograma, para o qual ninguém nos entregou os óculos 3D.
Stephen Hawking discutiu isso por trinta anos, sustentando que o buraco negro destrói informação: o que caiu além do horizonte, perdeu-se. Em 2004, ele se rendeu publicamente, numa conferência em Dublin, pagando a John Preskill a aposta perdida — uma enciclopédia de beisebol. A informação não é destruída em lugar nenhum nem nunca — e isso é lei, tão sólida quanto a conservação de energia, só que sobre bits e não sobre joules.
Rachadura três: forma. O biólogo Michael Levin (Tufts University) descobriu que as células sabem que forma construir antes de os genes começarem a trabalhar. A informação sobre a forma está armazenada não no DNA, mas em sinais elétricos entre as células — na diferença de voltagem nas suas membranas. Levin fez crescer olhos no rabo de um girino, alterando o “endereço” elétrico das células, sem tocar num único gene. E seus “xenobots” — células de rã, separadas do organismo — se auto-organizaram em novas formas de vida que nunca antes existiram na Terra — sem nenhum manual de instruções e sem uma única linha de código escrita previamente: de onde elas “sabem” o que exatamente montar?
Ainda mais ilustrativa é a história da planária — um verme achatado de dois centímetros. Corte-o ao meio — de cada metade cresce um verme inteiro; corte em vinte pedaços — e obtém vinte. Levin alterou o padrão bioelétrico num fragmento, e dele cresceu um verme normal e saudável, mas com a cabeça de outra espécie — saudável, certinho, sem mutações nem deformidades, simplesmente outro verme. O DNA permaneceu o mesmo; mudou apenas a forma — portanto, a forma é definida por algo que está por cima do DNA.
Rachadura quatro: aprendizado. Vitaly Vanchurin (arXiv, 2020; com Katsnelson e Koonin — PNAS, 2022): o Universo é — literalmente, não metaforicamente — uma rede neural, e a sua dinâmica é um processo de aprendizado. Desse formalismo se derivam a mecânica quântica (como limite de aprendizado rápido) e a gravidade (como limite de aprendizado lento), e a própria evolução acaba sendo um caso particular de aprendizado, e é aprendizado matematicamente, sem nenhum esticamento metafórico.
Rachadura cinco: o observador. O neurocientista Giulio Tononi propôs: a consciência é uma propriedade fundamental de qualquer sistema cujas partes funcionam juntas e não separadamente. Quanto mais o todo difere da soma das partes, “mais” consciência há. Ele até inventou um número para isso — (phi). E o cientista cognitivo Donald Hoffman provou matematicamente que a evolução otimiza a sobrevivência, e não a compreensão da realidade. Nós não vemos o mundo como ele é. Vemos uma interface — uma imagem simplificada, otimizada para não sermos devorados. Como a área de trabalho do computador: os ícones na tela ajudam a trabalhar, mas não têm nada a ver com o que de fato acontece dentro do processador.
Cinco rachaduras — cinco direções nas quais a visão de mundo padrão (“existe matéria, existem leis, existimos nós”) deixa de funcionar. Dizer “ficou desatualizada” é manso demais: a palavra pressupõe que a nova visão já está pronta, e ela não está. Dizer “foi refutada” também erra o alvo: refuta-se uma teoria, ao passo que a visão de mundo apenas se escora em dados que não cabem nela.
Do mesmo modo como um escorredor de macarrão não segura sopa, porque os furos são da sua construção e não defeito — o problema não é do escorredor, e sim que você está usando-o para uma coisa para a qual não foi feito.
(Você pensou agora: “Isso tudo são cerejas. O autor catou fatos chamativos de áreas diferentes e juntou tudo num monte. Isso não é ciência — é show de slides”. Justo. Por enquanto — é show de slides. A ciência começará nos próximos capítulos, quando dados concretos, artigos concretos e fórmulas concretas estiverem atrás de cada rachadura. Aqui é o mirante. De lá se vê longe. Mas os detalhes estão lá embaixo.)
Cada uma dessas rachaduras — isoladamente — é explicável. Pode-se dizer: “a semelhança entre o cérebro e o Universo — auto-organização”. Ou: “a informação é física — e daí, a energia também”. Ou: “Levin trabalha com bioeletricidade — isso não é nenhuma ‘outra camada’, é simplesmente eletrofisiologia”. Isoladamente, cada uma dessas objeções é convincente, e cada uma passa, numa linha sua, por qualquer manual.
Mas, juntos, cinco dedos viram punho, e esse punho bate na porta do modelo padrão de mundo com uma pergunta para a qual ele não tem resposta: por que as cinco rachaduras apontam na mesma direção?
E apontam para baixo — abaixo da física, abaixo da informação, abaixo da forma — para algo que gera tudo o que foi listado. Como um sistema operacional gera a interface, como o DNA gera a proteína, e como algo ainda sem nome — gera todo o resto.
Aqui o leitor normal — se ainda estiver aqui — deveria dizer: “Para. E se for simplesmente auto-organização?”
Pergunta justa. Auto-organização é uma das grandes palavras do século vinte. Ela explica como do simples surge o complexo. Como do caos surge a ordem: flocos de neve, formigueiros, engarrafamentos. Ninguém projeta um engarrafamento — ele surge. De regras simples: cada motorista freia quando vê as luzes vermelhas à frente. Resultado — um sistema que ninguém planejou.
Dá para explicar as cinco rachaduras com auto-organização? Cada uma — isoladamente — dá para tentar. O cérebro e o Universo se parecem — porque ambos são redes, e redes têm leis universais de crescimento. A informação é física — bom, a energia também, qual a novidade. A forma não está no DNA — então está na epigenética (a camada acima dos genes que influencia quais genes são ativados e quais ficam desligados), só não entendemos direito ainda. O mundo como rede neural — matemática bonita, mas é metáfora. A consciência como fundamental — isso é filosofia, não física.
Isoladamente, cada objeção funciona. Assim como funciona, isoladamente, cada explicação de por que seu vizinho não é um serial killer: ele tem emprego, passeia com o cachorro, cumprimenta todo mundo. Mas se no porão tem aquele cheiro, na garagem há sacos plásticos, e o cachorro tem medo dele, talvez você ligue para a polícia. Porque cinco indícios ao mesmo tempo já é um padrão, e não dá para atribuí-lo ao acaso.
No plano da prova um padrão ainda não conta, mas como motivo para investigação dá conta perfeitamente; e este livro é essa investigação.
Max Planck — o homem que em 1900 introduziu o quantum e disparou a revolução quântica — chamou sua descoberta de “ato de desespero”. Ele não queria introduzir o quantum. O quantum contradizia tudo o que Planck sabia sobre física. A energia é contínua: assim ensinavam nas universidades, assim se acreditava nos laboratórios, e assim constava nos manuais por duzentos anos seguidos.
Mas os dados não cabiam. Os físicos mediam como os objetos incandescentes brilham — que cor de luz e quanta luz — e o resultado não se encaixava em fórmula nenhuma. Planck tentou tudo o que conseguiu pensar e não encontrou nada que funcionasse — exceto uma suposição: a energia chega em porções, em pedacinhos discretos de quanta, e a imagem familiar de um fluxo contínuo, em que a energia corre em jato uniforme, para de funcionar quando aplicada ao micromundo.
“Ato de desespero”, escreveu ele. “Eu estava pronto a sacrificar qualquer uma das minhas convicções anteriores sobre física”.
Desse “ato de desespero” nasceu toda a mecânica quântica — transistores, lasers, computadores, a internet, toda a civilização digital — de um momento em que um cientista olhou para dados que não cabiam na imagem e mudou a imagem.
Nós, talvez, estejamos num momento parecido: os dados não cabem na imagem existente, a imagem por baixo deles está rachando — e alguém precisa fazer o seu próprio “ato de desespero” e propor uma nova suposição.
A suposição é esta: a informação é mais primária que a matéria, a consciência é mais fundamental que a física, e a realidade é multicamada.
Pode ser que isso seja verdade; pode ser equívoco — mas os dados apontam para cá. E um cientista que ignora dados porque a conclusão é “incômoda” se transforma em burocrata com diploma — deixou de ser cientista no momento em que começou a ignorar.
Planck olhava para os dados e mudava a imagem; espero estar fazendo a mesma coisa. Ainda que, sendo honesto, eu seja só um cara que passou vinte anos construindo redes neurais, depois olhou para o Universo e disse: “Peraí, eu conheço isso”. Soa, claro, como aquele encanador nas Cataratas do Iguaçu: talvez ele esteja certo, ou talvez veja canos em todo lugar.
Eu sou pesquisador de inteligência artificial. Há vinte anos construo sistemas capazes de encontrar padrões em dados. Percebi que o padrão que atravessa as cinco rachaduras é o mesmo.
Nessa imagem, a informação é primária e a matéria é secundária. A forma atua como causa da física, e a dependência familiar, na qual a forma figura como consequência das leis físicas, se inverte de ponta-cabeça. A consciência é uma propriedade do próprio tecido da realidade, embutida nele desde o início, e aquilo que chamamos de “mundo físico” revela-se apenas uma interface, uma tela, a camada de cima de algo bem mais profundo.
E tudo isso são dados — desconfortáveis, que não cabem na moldura, irritantes, mas munidos de números de artigos, de revisão por pares e de experimentos reprodutíveis.
Onde a mística diz “Acredite”, a ciência diz “Verifique” — e este livro fica do lado da segunda palavra sem se distrair com as objeções da primeira. Cada afirmação aqui vem com referência, cada hipótese com uma ressalva, cada conclusão com um ponto de interrogação.
Porque um cientista com resposta vira palestrante, e um cientista com pergunta continua cientista.
O que você tem nas mãos.
Este livro é um mapa. Sem exercícios no final dos capítulos, sem chamadas para ação, com inserções de memória (elas funcionam aqui como dados, não como decoração) e com referências reais, verificáveis. Rascunho, incompleto, desenhado à mão — mapa de um território que eu exploro e que, talvez, não exista. Como os mapas dos navegadores medievais: aqui está a costa (verificado), ali estão as montanhas (vistas de longe), e mais para lá — “aqui há dragões” (não verificado, mas alguém comentou).
Minhas “costas” — os dados de Vazza e Feletti, o princípio de Landauer, os trabalhos de Levin, o artigo de Vanchurin na PNAS: verificado, publicado, reprodutível.
Minhas “montanhas” — meu próprio modelo (sobre ele, no capítulo onze), a cosmologia de redes neurais, a teoria de Tononi sobre a consciência mensurável: visíveis de longe, a matemática por enquanto é consistente, os dados são preliminares, e o contorno geral é claro, ao passo que os detalhes ainda não.
Meus “dragões” — consciência como fundamento da realidade, debug mode, leitura do arquivo, sincronicidades. Isso não é verificado, mas foi vivido — e alguém já falou disso antes.
Onde fica a costa, onde ficam as montanhas e onde ficam os dragões — isso é com você. Minha função é desenhar o mapa como sei: com anotações dizendo “aqui — dados”, “aqui — hipótese”, “aqui — experiência pessoal”. Três níveis de confiabilidade, e onde passa a fronteira entre eles — nem eu mesmo tenho sempre certeza.
A estrutura do livro repete a estrutura que eu vejo nos dados. Por ora, ela organiza o que sabemos melhor do que qualquer outra. Posso estar errado nas conclusões — mas, na ordem da exposição, estou seguro.
A realidade é multicamada: abaixo do mundo físico há uma camada de informação, abaixo da informação — uma camada de forma e auto-organização, abaixo da forma — uma camada de causalidade e aprendizado, e abaixo do aprendizado — uma camada de consciência e observador.
Uma hipótese com nomes de autores, números de artigos e nomes de periódicos.
Pode ser que eu esteja errado, e que daqui a dez anos este livro seja citado como exemplo de como uma pessoa inteligente conectou os dados certos do jeito errado. Tudo bem: a ciência funciona assim — alguém erra, e o erro às vezes se mostra mais produtivo do que a resposta certa que ninguém procurou.
Ou pode ser — e essa é a possibilidade mais desconfortável — que as rachaduras nessa parede não sejam defeitos, mas sim janelas, e que atrás delas não haja vazio, mas algo para o qual ainda não temos nome, mas para o qual os dados já se acumularam.