Tüm Evren Aslında Bir Sinir Ağı Olabilir

‘’ Fikir gerçekten çılgınca, fakat gerçek olabilecek kadar çılgınca mı ? İşte bu gizemini koruyor ‘’ -Victor Tangerman

Her gün gerçeklik olarak tanımladığımız olguyu, yeniden tanımlamaya çalışan bir makaleye rastlamıyoruz.

Ancak bu yaz ‘’arXiv’’e yüklenen hayli iddialı bir yazıda, Minnesota Duluth Üniversitesi’nden fizik profesörü Vitaly Vanchurin’in ortaya attığı, bilinen gerçeklik tanımını değiştirebilecek oldukça çarpıcı bir iddia var. ‘’Aslında etrafımızda olup biten her şeye yön veren devasa bir sinir ağının içinde yaşıyoruz.’’ Diğer bir deyişle, bilinen tüm evrenin en temel anlamda dev bir sinir ağı olması ihtimali mümkün.

Fizikçiler, yıllardır kuantum mekaniği ile izafiyet teorisi arasındaki bağlantıyı çözmeye çalışıyorlar. İlk varsayıma göre zaman kavramı evrensel ve mutlak iken, diğer varsayım zamanın göreceli olduğunu ve uzay-zaman kavramı ile bağlantılı olduğuna inanıyor.

Vanchurin, yazısında yapay sinir ağlarıyla ilgili olarak, her iki evrensel teorinin de temel davranış paterni ile benzer özellikler ortaya koyduğunu öne sürüyor ve ekliyor:

‘’ Kuantum mekaniği,  çok geniş bir yelpazede fiziksel olayların modellenmesi hususunda oldukça başarılı bir paradigma olduğundan, temel anlamda tüm evrenin kuantum mekaniği kurallarıyla yönetildiğine ve hatta bir şekilde yerçekimi kavramının bile bir şekilde bu kurallar bütününden doğduğuna inanılıyor’’

‘’Açıklamaya çalıştığımız şey, yapay sinir ağlarının yalnızca fiziksel sistemlerin analizi ya da fizik yasaların keşfi ile alakalı olarak ne kadar faydalı olduğu değil, çevremizdeki dünyanın ve içinde yaşadığımız gezenin gerçek manada nasıl işlediği.’’

‘’ Bu bağlamda yapay sinir ağları konusu, her şeyin teorisi ile alakalı bir öneri olarak düşünülebilir.’’ Eğer durum gerçekten böyleyse bilim dünyasında kartlar yeniden dağıtılacak demektir.

Bu kavram başlı başına o kadar cesur ki, ulaştığımız fizikçilerin ve yapay zeka uzmanlarının bir çoğu, makalenin sonuçlarıyla ilgili şüpheciliği gerekçe göstererek yorum yapmayı reddetti. Ancak Futurism ile yapıla soru cevap etkinliğinde Vanchurin tartışmaya ilişkin açıklamalar yaptı ve ortaya attığı fikir ile ilgili detayları bizlerle paylaştı.

Yazar : Makaleniz tüm evrenin temel manada bir sinir ağı olabileceğini savunuyor. Fizik ve sinir ağları ile alakalı pek bilgisi olmayan birisine mantığınızı nasıl açıklarsınız ?

Vitaly Vanchurin : Bu soruyu cevaplamanın iki yolu var ;

İlk seçenek, hassas bir sinir ağı modeli oluşturup ardından oluşturulan bu sinir ağının ve nöronların davranışlarını incelemek. Gösterdiğim şey, kuantum mekaniğinin dengeye yaklaşan bir sistemin davranışlarını, klasik mekaniğin ise denge durumundan uzaklaşan bir sistemin davranışlarını ne kadar iyi tanımladığı.

Sizce tesadüf mü ? Belki de, fakat bildiğimiz kadarıyla kuantum mekaniği ve klasik mekanik tam olarak dünyanın nasıl işlediğidir.

İkinci seçenek, fizikten başlamak. Kuantum mekaniği çok küçük ölçeklerde oldukça iyi çalışırken, genel izafiyet, daha büyük ölçeklerde çalışıyor. Şimdiye kadar bu iki teoriyi ortak bir paydada birleştirmeyi başaramadık.

Bu, kuantum gravitasyonu problemi olarak biliniyor. ( gravitasyon = yer çekimi ) Açıkçası çok önemli bir detayı atlıyoruz ama daha da kötüsü gözlemcilerle nasıl başa çıkacağımızı bile bilmiyoruz. Bu, kuantum mekaniği kapsamında ‘’ölçüm problemi’’ olarak bilinirken, kozmoloji kapsamında ‘’ölçü problemi’’ olarak biliniyor.

O zaman birisi çıkıp, tek payda da birleştirilmesi gerek iki değil üç olgu olduğunu iddia edebilir. Kuantum mekaniği, genel izafiyet ve gözlemciler. Fizikçilerin 99% u temel olgunun kuantum mekaniği olduğunu ve geri kalan her şeyin ondan türetilmesi gerektiğini söyleyeceklerdir.

Fakat hiçbirinin bunun nasıl yapılabileceği hakkında fikri yok. Yayımladığım makalede, mikroskobik sinir ağlarının temel yapı olabileceği ve kuantum mekaniği, genel izafiyet ve makroskobik gözlemciler gibi kalan her şeyin bu temel yapıdan ortaya çıkmış olabileceği olasılığı üzerinde duruyorum. Şimdiye kadar her şey oldukça umut verici görünüyor.

Bu fikir ilk olarak nasıl ortaya çıktı ?

 İlk olarak, makinelerin tıpkı canlılar gibi öğrenebilmesi çalışmaları ile alakalı bir dal olan ‘’ derin öğrenme’’ sisteminin temel prensiplerini daha iyi anlamak istedim ve ‘’ Makine Öğrenimi Teorisine Doğru’’ başlıklı bir makale yazdım.

İlk fikir sinir ağlarının davranışını incelemek için istatistiksel mekaniğin yöntemlerini uygulamaktı fakat belli limitler içinde sinir ağlarının öğrenme ( ya da eğitim) dinamiklerinin fizikte gördüğümüz kuantum dinamiklerine oldukça benzer olduğu ortaya çıktı.

O zamanlar ücretli izindeydim ( ki hala öyleyim ),  ben de bu zaman diliminde bildiğimiz fiziksel dünyanın aslında bir sinir ağı olduğu fikri üzerine yoğunlaşmaya karar verdim. Fikir gerçekten çılgınca, fakat gerçek olabilecek kadar çılgınca mı ? İşte bu gizemini koruyor.

Makalenizde, teorinin yanlış olduğunu kanıtlamak için ‘’sinir ağları ile açıklanamayan tek bir fiziksel olay göstermeniz yeterlidir’’ yazmışsınız. Bu cümleyle tam olarak anlatmak istediğiniz nedir ? Böyle bir fiziksel olay bulabilmek gerçekten bu kadar zor mu?

Aslında, ‘’her şeyin teorisi’’ ile ilgili çok fazla fikir var, fakat bunların çoğu zannediyorum yanlış. Benim teorime göre etrafınızda gördüğünüz her şey bir sinir ağının parçaları, yani bu teorinin yanlış olduğunu kanıtlamak adına ihtiyacınız olan tek şey, sinir ağları teorisi ile açıklanamayan tek bir fiziksel fenomen gösterebilmeniz. Fakat gerçekçi olarak bakmak gerekirse, bu ciddi anlamda zor bir iş, çünkü sinir ağlarının davranış biçimleriyle ve makine öğrenimi prensiplerinin nasıl işlediği ile alakalı çok az şey biliyoruz. Bu sebeple en başında, makinelerin öğrenimi ile ilgili bir teori geliştirmeyi deneyerek işe başlamayı tercih ettim.

Araştırmalarınız ve kuantum mekaniği arasındaki ilişkiyi nasıl açıklarısınız ? Gözlemci etkisini de ele aldığını söyleyebilir miyiz ?

Bu fikre yön veren iki temel düşünce var ; Everett’in ( çoklu dünyalar ) kuantum mekaniği yorumu ve Bohm’un ( gizli değişkenler ) yorumu. Çoklu dünyalar yorumuyla alakalı ekleyebileceğim çok fazla bir şey yok fakat gizli değişkenler yorumuna katkı sunabileceğim bir iki nokta mevcut.

Benim teorimdeki kuantum mekaniğinin oluşumunda, gizli değişkenler bireysel nöronlar şeklinde ele alınırken, eğitilebilir değişkenler ( örn: hüküm vektörü ve ağırlık matrixi) kuantum değişkenleri olarak ele alınıyor. Gizli değişkenlerin lokal olmaktan çok uzak bir yapısı olabileceğini ve bu durumun Bell’in eşitsiz denklemleriyle çelişeceğini unutmamak gerek.

Bu bağlamda yaklaşık manada bir uzay-zaman lokalitesi ortaya çıkması beklenir fakat açıkçası her bir nöron geri kalan diğer tüm nöronlara bir şekilde bağlantılı olabilir ve dolayısı sistemin tümünü ele aldığınızda lokal olmasına gerek olmadığını görürsünüz.

Teorinizin doğal seçilim ile ilişkisini biraz açabilir misiniz lütfen ? Doğal seçilim, karmaşık ve biyolojik yapıların evrimini nasıl etkiler ?

Anlatmaya çalıştığım şey çok basit. Mikroskobik sinir ağlarının hem daha kararlı yapıları ( ya da alt ağları ) hem de daha az kararlı yapıları bulunur. Daha kararlı yapılar evrim sürecini hayatta kalarak atlatırken, kararsız yapılar yok olacaktır.

En küçük ölçekte doğal seleksiyonun nöron zincirleri gibi çok düşük karmaşıklık seviyesinde yapılar ortaya çıkarması beklenirken, daha büyük ölçeklerde çok daha kompleks yapıların karşımıza çıkması beklenebilir.

Bu konu neden sadece sınırlı bir kapsam içerisinde değerlendiriliyor anlamıyorum. Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey ( partiküller, atomlar, hücreler, gözlemciler vs.) doğal seleksiyonun bir sonucu.

İlk e-mailinizde belirttiğiniz her şeyi kendinizin anlayamayacağına dair cümle oldukça kafama takıldı. Tam olarak ne demek istediniz? Sinir ağlarının kompleks yapısına bir gönderme miydi yoksa daha felsefi bir konu mu ?

Evet. Sinir ağlarının komplex yapısına bir göndermeydi. Elde edilen sonuçların felsefi çıktılarıyla alakalı düşünmek için vaktim bile olmadı.

Bunu sormam gerekiyor : Bu teori, bir simülasyonun içinde yaşadığımız anlamına gelebilir mi ?

Hayır. Bir sinir ağının içinde yaşıyoruz ama farkı asla anlayamayabiliriz.

Timur Mert IŞIK

Bilim Dünyasında Heyecan Verici ve Maceralarla Dolu 6 Meslek

İnsanların Nesli Tükenecek Mi?