Небольшой эксперимент. Поставь пять самых упрямых аномалий современной науки рядом.
Первая — вращение галактик. Звёзды на краях спиральных галактик движутся быстрее, чем предсказывает Ньютон для видимой массы. Стандартная заплатка — тёмная материя, распределённая гало вокруг каждой галактики. Заплатка работает в том смысле, что модели с подобранным гало воспроизводят кривые, но прямого обнаружения, которое закрыло бы спор, так и нет.
Вторая — асимметрия материи и антиматерии. Стандартная модель предсказывает, что Большой взрыв должен был родить равное количество того и другого. Наша Вселенная сделана из материи; вся антиматерия, которую мы регистрируем, рождается в космических лучах и столкновениях на коллайдерах, и первородной в ней нет. Механизмов предложено много, от лептогенеза до электрослабого бариогенеза, но ни один пока не подтверждён.
Третья — проблема измерения в квантовой механике. Уравнение Шрёдингера разворачивает состояния унитарно — до момента измерения, когда что-то происходит. Коллапс волновой функции или эффективный коллапс не является частью самого уравнения. Интерпретаций всё больше, а эксперимент упрямо не выбирает ни одну.
Четвёртая — сознание. Нет общепринятого объяснения, почему определённая конфигурация физической материи порождает субъективный опыт. IIT, глобальное рабочее пространство, предиктивная обработка — каждая теория правдоподобна, и ни одна не закрывает вопрос.
Пятая — клеточное биоэлектричество. За последнее десятилетие стало ясно, что клетки вычисляют сообща, через биоэлектрические градиенты, примерно как распределённая система с общим состоянием. Лаборатория Майкла Левина раз за разом выдаёт результаты, которые трудно свести к чисто локальной химии.
Эти пять живут в пяти разных журналах. Обычно каждую берут по отдельности и оставляют специалистам.
Я предлагаю другой ход: спросить, что будет, если подобрать всем пяти одну функцию потерь.
Почему функция потерь — другой объект
В машинном обучении функция потерь — это то, что минимизируют. Она берёт текущее состояние системы и говорит: вот насколько далеко мы от цели. Градиентный спуск шаг за шагом сдвигает систему туда, где потери меньше.
Физика уже использует подобные объекты — действие, свободная энергия, вариационные принципы. Но есть тонкое отличие. В ML функция потерь определена тем, чего мы хотим. Сама система не знает, что эта функция существует; мы навязываем её снаружи. В физике всё наоборот: система сама что-то минимизирует — действие, свободную энергию, — и мир идёт по той траектории, на которой эта величина наименьшая.
Может быть, у пяти аномалий одна функция потерь, а разными они кажутся потому, что мы смотрим на разные координаты одного спуска.
Всерьёз этот ход разрабатывает Pointer Architecture, препринт исследовательской программы этого сайта. Гипотеза проверяема: если минимум общий, то расхождения с принятыми моделями на галактических масштабах должны быть связаны с расхождениями на биологических. Препринт строит субстрат, на котором работала бы такая минимизация, в виде работающего кода — языка Sixth — и заранее записывает, какие результаты его опровергнут.
Верить в гипотезу я не прошу. Прошу заметить одно: она стоит проверки. Если она ошибочна, то ошибочна конкретно и измеримо, а если верна, переписывает немалую часть учебников.
Что мерить дальше
Намечаю три направления.
- Работающий субстрат для минимизации. Уже в препринте: язык Sixth, 40 демонстраций, 646 автоматических проверок без единого сбоя.
- Биоэлектрическая координация под возмущением, согласованная с общим минимумом. Без соавторов тут не обойтись; естественная отправная точка — методики лаборатории Левина.
- Условия, в которых проблема измерения выглядит иначе. Установки в духе квантового эффекта Зенона, настроенные на предсказанный режим. Из трёх направлений это самое дорогое.
Каждое направление — ставка, и сделана она публично и заранее. Только так научное утверждение отличается от правдоподобной истории.
Сопутствующая книга, Небесный Код, проходит аргументацию целиком. Препринт даёт числа. Это эссе — короткая версия, которую мне хотелось бы прочитать до того, как я написал всё остальное.