Hipótesis de la simulación (realidad simulada computacionalmente)

"The belief that there is a significant chance that we will one day become posthumans who run ancestor-simulations is false, unless we are currently living in a simulation." (Nick Bostrom)

El argumento de que nuestra realidad podría ser una simulación trascendental de la cual los entes simulados (entre ellos nosotros) no podemos ser conscientes viene de lejos (nada menos que del filósofo René Descartes), pero fue realmente en el año 2003, tras este magnífico paper (debes leerlo) de Nick Bostrom, cuando la hipótesis llamó realmente la atención de la comunidad especializada (muchos físicos de renombre, por ejemplo; aceptan hoy día su posibilidad sin ambages). De hecho, el razonamiento de Nick se está viendo reforzado en los últimos años gracias al enorme avance vivido en el campo de la computación cuántica.

Vamos a ver de qué trata el asunto:

Grosso modo, la propuesta es la siguiente (más detalles en el paper). Se parte de la premisa de que una de las tres proposiciones siguientes es cierta:

1. La fracción de civilizaciones inteligentes que alcanzan un estado posthumano es muy cercana a cero (~0%); ó
2. La fracción de civilizaciones posthumanas interesadas en ejecutar simulaciones de su propio mundo es muy cercana a cero (~0%); ó
3. La fracción de todos los seres inteligentes (en estado posthumano o no) que viven y experimentan, lo hacen dentro de una simulación con una probabilidad muy cercana a uno (~99.9999...%).

Nota: Se entiende como estado posthumano, a aquel en el cual una entidad inteligente (humana o no, eso no importa) es capaz de construir un computador capaz de ejecutar simulaciones de su propia realidad con una alta fidelidad.

Si (1.) es verdadera, entonces es casi seguro que nos extinguiremos como entes (junto con el resto de posibles civilizaciones, presentes y futuras, esparcidas por el Universo) antes de alcanzar el estado posthumano. Si (2.) es cierta, entonces debe existir una fuerte convergencia en el comportamiento entre civilizaciones (una especie de esencia común que determine por completo el comportamiento de todos los miembros de cientos de civilizaciones -en gran parte incomunicadas dadas las distancias que las separan-). De este modo, en ninguna de estas civilizaciones avanzadas llegarían a aparecer nunca individuos con la libertad y/o la capacidad para ejecutar simulaciones de su mundo (a pesar de poseer la tecnología necesaria para ello). Por último, si (3.) es verdadera, entonces es casi seguro que vivimos en una simulación: es decir, que tiende a cero la probabilidad de que estemos por casualidad en el "primer mundo" donde (1.) y (2.) son falsas (es decir, que el estado posthumano sea posible y abundante, y donde todos estén además deseando recrear computacionalmente su propio mundo, pero que sin embargo no formemos parte de una simulación previa a pesar de la recursividad del proceso).

Finalmente, y a modo de corolario de lo anteriormente expuesto, Nick Bostrom propone que: "a menos de que ahora mismo estemos viviendo en una simulación, es casi una certeza que nuestros descendientes nunca llegarán a ejecutar una simulación de nuestro mundo". Es decir, que o bien el estado posthumano es inviable, o bien hay "algo" en nuestra esencia natural (compartida con el resto de posibles entes inteligentes que pueblan o poblarán el Universo) que impide que nunca jamás un individuo con los recursos suficientes llegue a simular computacionalmente la realidad -de manera que (1.) ó (2.) serían ciertas-.

La computación cuántica.

Cuando en el 2003 se propuso esta hipótesis, el campo de la computación cuántica estaba en pañales. Pero eso ha cambiado recientemente. Cada año se bate un nuevo récord en el número de qubits que los científicos son capaces de manejar de manera eficiente (con cada vez más bajos niveles de error), y muy pronto se espera que empezarán a aparecer las primeras computadoras cuánticas capaces de superar en poder de cálculo a los supercomputadores clásicos. De hecho, si el número de qubits continúa creciendo al mismo ritmo de los últimos años, ¡llegará en cuestión de décadas el momento en que será posible simular computacionalmente el estado de los miles de billones de partículas que pueblan nuestro Universo (dentro del horizonte cosmológico)!

Y esto es así precisamente gracias al fundamento cuántico de nuestra realidad. El estado de superposición de los qubits (los cuales no "almacenan" como valor un 0 ó 1, sino o y 1 al mismo tiempo; ponderados y normalizados por dos parámetros alpha y beta) hacen que la capacidad de cómputo aumente siguiendo una progresión exponencial con cada qubit que se añade al proceso, lo cual implica que únicamente con unos pocos cientos de qubits trabajando juntos -500, por ejemplo- , es posible procesar en paralelo nada menos que 2500 estados...¡un número mucho mayor que el de partículas que pueblan nuestro Universo (visible)!

Valga notar que actualmente Google va en busca de la supremacía en la computación cuántica con un futurible procesador de 49 qubits, lo cual da una idea de lo "poco" que falta para que ese estado posthumano del que hablamos antes sea viable.

En resumen.

Que si las promesas teóricas del computador cuántico se hacen realidad (y todo apunta en ese sentido), y si en el Universo existen (o existirán) suficientes civilizaciones inteligentes capaces de alcanzar dicha tecnología (la cual al ser humano parece que le llevará algo así como 10.000 años -momento en que se asentaron nuestros inicios culturales como civilización-), entonces la premisa (1.) de Bostrom casi la podemos descartar. Dado lo vasto del Universo es complicado que seamos la única civilización existente, y dada la "facilidad" con la que hemos dominado la tecnología cuántica es difícil creer que otros entes inteligentes no harán lo propio en un periodo de tiempo similar al nuestro. El estado posthumano parece en este sentido que es bastante viable y abundante (es decir, que lo es ya en el presente por entre las galaxias, o que lo será en el futuro, dependiendo de cómo de "rápido" haya actuado -cognitivamente- la evolución en la Tierra en relación a la "evolución" en otros planetas habitables).

Por otra parte, la premisa (2.) es, siguiendo un razonamiento antrópico, bastante poco plausible. De hecho, una de las primeras cosas que hizo el ser humano en cuanto adquirimos el poder de procesar la información (clásicamente) tras la segunda guerra mundial fue crear pequeñas "simulaciones" de nuestro mundo (valga de ejemplo el mítico juego del Pong). Más aún, cada nueva generación de videoconsolas (y procesadores gráficos GPU) no tienen más aliciente que el de permitir mejorar la fidelidad con la que podemos recrear simulaciones del mundo. Así pues parece que nuestra esencia natural tiende más bien en sentido contrario de lo que dice (2.): instintivamente parece que estamos ávidos de mejorar nuestra capacidad de procesar información para generar cada vez realidades más complejas y fieles a la nuestra. Por tanto, es bastante plausible rechazar también esta segunda premisa. De esta manera, una vez rechazados los puntos (1.) y (2.) gracias al aceptable soporte empírico del que disponemos (nuestro cercano dominio de la computación cuántica generalizada y nuestro instintivo comportamiento en favor de simular la realidad), nos queda elegir entre aceptar (3.): vivimos en una realidad simulada computacionalmente dentro de un proceso recursivo, o aceptar que da la astronómica casualidad de que vivimos en el "origen" o "primer mundo"; aquel en donde (1.) y (2.) son falsos, pero donde (3.) tampoco se cumple.

En concreto, de ser cierto el último caso, nuestro mundo sería entonces algo así como la "raíz" de un proceso computacional iterativo que algún ente (humano o no) de nuestro Universo echará a andar tarde o temprano: una primera generación de computadores cuánticos simularán con una fidelidad asombrosa una copia idéntica de nuestra realidad, y los seres simulados dentro de esa primera generación harán lo propio, puesto que su "mundo", aunque simulado, también poseerá el fundamento cuántico capaz de permitir una segunda generación simulada. Y de este modo el proceso continuará siguiendo un curso recursivo en principio sin fin.

Sin embargo, cuesta creer que por pura casualidad vayamos a estar en la cúspide o en el "origen" de la gigantesca pirámide que conforma posiblemente esta anidación de simulaciones cuánticas, por lo que sí; posiblemente (3.) sea cierto y nos encontremos casi con toda certeza (~99.9999...%) formando parte de una realidad simulada externamente (esto es, de manera trascendente).

Y es cierto que todo esto suena a ciencia ficción, pero es que la cercana realidad de la computación cuántica, junto con nuestro comportamiento instintivo natural parecen que no dejan mucho espacio para no aceptar esta posibilidad como cierta (o probablemente cierta). De hecho, pensad en lo siguiente: el día en que alcancemos la capacidad de cómputo necesaria, ¿cuál será la mejor manera que tendremos a mano para justificar la viabilidad de la realidad simulada? ¡Exacto! ¡Generando experimentalmente una!

El movimiento: la verdadera esencia del mundo

"Todo fluye, nada permanece" Heráclito de Éfeso (540 a.C. - 480 a.C.) 

Hay un hecho sorprendente de la realidad que solemos pasar por alto, quizás por culpa de la costumbre: en el mundo todo se encuentra en continuo movimiento. Pero no es sólo que todo, absolutamente todo, esté siempre cambiando en un interminable devenir; es que la esencia del propio Universo, esa base intangible e inmaterial que da forma de manera trascendente a las mismísimas leyes naturales que dicen luego cómo debe comportarse el fenómeno...directamente prohíben eso que solemos entender como reposo.

En el laboratorio observamos hace tiempo (conforme mejoraron las técnicas experimentales) que nada estaba en el mundo microscópico totalmente quieto, pero la cuestión más importante es que este hecho no refleja una limitación instrumental (práctica) nuestra, sino que representa un comportamiento esencial de la propia existencia, la cual dictamina por principio y como fundamento insoslayable, que la ausencia de movimiento es imposible. En este sentido, cada punto infinitesimal del espacio se ve obligado a participar en un flujo incesante de cambio fenomenológico. De todas formas este conocimiento teórico no es nuevo, y la física moderna dió cuenta de ello hace ya casi un siglo con sus matemáticas, siendo en este sentido posiblemente el principio de indeterminación de Heisenberg su máximo exponente:

Este principio, de hecho, es una descripción matemática asombrosamente sencilla de entender, donde mediante una simple inecuación vemos representada nada menos que la esencia más pura de lo que trasciende a nuestra realidad. Una regla matemática que pone cota inferior a la cantidad mínima de movimiento permitida en el mundo, siendo ésta la causa fundamental de que ningún fenómeno pueda permanecer inmutable en el tiempo. Como decimos todo cambia, cada minúsculo punto del Universo reverbera siempre sin remedio, aunque sólo sea gracias a las fluctuaciones del "vacío" cuántico. Y la demostración no podría ser más evidente: si algo en el mundo pudiese permanecer realmente inmutable entre dos instantes de tiempo, su posición no cambiaría, y por tanto no habría indeterminación alguna en su posición (Δx = 0; es decir, xfinal - xinicial = 0, o lo que es lo mismo: posición final = posición inicial = inmutabilidad). Del mismo modo tampoco poseería indeterminación su cantidad de movimiento (Δp = 0). Pero este hecho, de ser cierto, haría que la parte izquierda de la inecuación de Heisenberg valiese cero, lo cual contradice a la misma puesto que a la derecha tenemos la constante de Planck h, que es un número positivo distinto de cero. Por tanto, mediante reducción al absurdo se demuestra fácilmente que, puesto que el principio de indeterminación es indiscutiblemente parte fundamental de la existencia, no es posible que algo permanezca en reposo absoluto (inmutable) dentro del Universo ni siquiera por un instante: jamás.

Por lo tanto sí, querido Heráclito, todo fluye y nada permanece. El movimiento es inevitable, y la total aniquilación ("erosión") de toda estructura, sistema o ser fenoménico es simplemente cuestión de tiempo. Sin embargo, en el momento en que entendemos que absolutamente todo cambia sin cesar, ¿cómo podemos atrevernos ya a decir que algo "es"? Si nada es permanente, a excepción del incesante cambio, ¿cómo podemos defender siquiera que realmente exista algo aparte de este continuo flujo del conjunto de lo inmanente? Posiblemente, y a pesar de lo contraintuitivo que suene, es probable que todo lo que identificamos como objetos o sistemas independientes sean meras ilusiones cognitivas de nuestra mente evolutiva, siendo quizás lo único real el propio movimiento del continuo fenoménico.

Por último, llegados a este punto parece más que evidente que también eso que entendemos como Homo Sapiens (el ser humano), no es en sí nada independiente y externo del constante flujo del ser; y por tanto está condenado desde el principio a derivar y terminar cambiando por completo, más pronto que tarde, dentro de este fluir hasta acabar siendo irreconocible como el fenómeno que actualmente conformamos; borrándose además por el camino todo nuestro rastro existencial pasado, dada la constante erosión causada por el propio discurrir fenomenológico. Ciertamente ante estos pensamientos uno no puede más que reírse de la vehemencia con la que las personas (todas) perseguimos tantos objetivos que, a la vista de los hechos, sabemos ya a priori que pasarán irremediablemente a la historia universal como un mero centelleo cosmológico.

Pone uno las noticias en el televisor, y dan ganas de mofarse (por no llorar) ante la falta de visión de toda esa gente: cuánto enfrentamiento y sufrimiento, cuánta ira y rencor, que apasionado ímpetu en pos de absurdos, leves y ecuánimes ideales condenados desde el principio a desaparecer junto con todo lo demás en el fluir del tiempo. Realmente actuamos sin ser conscientes de que lo eterno es imposible; y de que el fruto o beneficio de cualquier tipo de lucha (personal o social) es realmente fugaz y efímero (siendo generosos). Creo que todos necesitaríamos leer más libros de historia, de geología, de biología, de física, y por supuesto, de cosmología. Quizás así, gracias al conocimiento del sinsentido existencial, podríamos por fin lograr un mundo mejor. ¡Qué mejor que la burla y la falta de aprecio ante nuestro absurdo destino (condenado desde el principio al olvido), como perfecto antídoto racional con el que refrenar ese impulsivo ardor instintivo que la evolución inscribió en nuestros cerebros de mono hace un par de millones de años!

Sobre el mito de la caja negra en el campo de la inteligencia artificial

En relación a esta buena entrada de Santiago donde trata el hito que DeepMind ha logrado con el sistema de inteligencia artificial Alpha Zero, me gustaría comentar algo sobre la cuestión que más se malinterpreta actualmente de la moderna IA: ¿es cierto que no sabemos cómo hace lo que hace? ¿Se trata realmente de una misteriosa caja negra inexpugnable?

Pues bien, la respuesta es no y no. Sabemos perfectamente (los que se dedican e investigan en este campo) por qué la moderna IA hace lo que hace y cómo lo hace. Y lo de "la caja negra" pues...sencillamente es un mito sensacionalista. Todo el machine learning actual (Alpha Zero incluido) es el resultado de procesos matemáticos algebraicos trabajando sobre números reales. Más en concreto, millones de operaciones de sumas y multiplicaciones tensoriales sobre un conjunto de (millones) de números reales almacenados en un fichero para tal fin. Como veis no hay misterio ni "magia" por ninguna parte.

Y tampoco hay de momento misterio en por qué esos números y no otros (diferentes conjuntos de números aplicados a estructuras algebraicas distintas producen finalmente un resultado casi idéntico). Hay que entender que el entrenamiento de una red neuronal (en todas sus variantes), consiste simplemente en ajustar (derivar o modificar) poco a poco números reales sobre un (estático) "molde" operacional (algrebráico) concreto de modo que finalmente se logra encontrar una función (matemática) que permite correlacionar muy bien un gran (casi infinito) conjunto de entradas (información fenomenológica), con un gran (casi infinito) conjunto de salida (lo que se entiende como generalización). Este proceso de ajuste (entrenamiento) utiliza una cantidad de información finita, por un periodo de tiempo finito, con un hardware muy limitado, y trabaja sobre una estructura algebraica (red neuronal) finita ¡y sin embargo conseguimos como resultado encontrar una función matemáticacapaz de relacionar con poco margen de error los elementos de dos subconjuntos de fenómenos (casi) infinitos!

Es decir, que si hay de verdad en el campo de la IA algo que podamos llamar misterioso, no es otra cosa que el hecho de observar (con asombro) cómo es posible que nuestro mundo funcione de modo tal que una larga cadena de operaciones algebraicas con una cantidad limitada y finita de constantes numéricas (una vez entrenada la red, los números ya no cambian) pueda aprehender un patrón capaz de relacionar dos subconjuntos fenomenológicos (casi) infinitos de entradas y salidas. ¡Sin embargo esto mismo se puede aplicar igualmente a nuestro propio cerebro y a nuestra propia cognición!...lo cual trae sin duda a cuento al socorrido principio antrópico: el mundo es como es porque de ser de otro modo no sería posible que un cerebro como el nuestro pudiese generalizar la realidad. Pero una vez aceptado ésto la poca "magia" que quedaba desaparece y ya no es tan sorprendente que nosotros hayamos podido imitar este asombroso comportamiento natural (esencial) de una manera "artificial" (usando silicio en lugar de carbono).

En resumen: que de misteriosa la moderna inteligencia artificial tiene más bien poco, lo mismo que de caja negra no tiene nada a parte de que nos cuesta poder seguir el rastro de las operaciones que se deben ejecutan en cada momento al procesar la información de entrada (limitación práctica). Y si hay algo de "mágico" en todo ésto, es el prodigioso hecho de que las leyes del mundo permiten que CUALQUIER objeto capaz de procesar cierto tipo de información siguiendo un cierto proceso algebraico concreto (recordemos que nuestro cerebro hace ésto mismo), obtiene automáticamente la capacidad para poder generalizar patrones fenomenológicos: es decir, que la verdadera fascinación de la IA se aplicaría también a todo sistema nervioso central en animales, y no sería otra cosa que el descubrir que con una cantidad finita de información y de procesado matemático ("estructura" algebraica operacional y números reales en el caso de la IA, estructura sináptica y umbrales de potenciales eléctricos en el caso biológico), es posible relacionar un conjunto (casi) infinito de entradas y salidas fenomenológicas.

Repitamos una vez más: la "magia" que parece rodear a la inteligencia artificial es extrapolable a nuestra propia inteligencia, y gira todo en torno al hecho de que la esencia de nuestra realidad genera lo que entendemos como fenómeno natural siguiendo unas leyes físicas tan concretas y restringidas, que hacen posible ¡a priori! que un procesado matemático de información finita (sin importar el sustratoque haga los cálculos) pueda conectar (relacionar) dos conjuntos casi infinitos de hechos naturales ¡simplemente mediante el uso de una función algebraica!

Ya luego, si este maravilloso hecho esencial (condición necesaria para que "funcione" Alpha Zero pero también para que "funcione" nuestro cerebro), es fruto de la casualidad, del principio antrópico, o si por contra tiene una base o sentido teleológico (o directamente teológico), es una cuestión que pertenece al mundo de la metafísica. Y en este sentido cada cual puede creer en lo que más le convenza. ¿Es más digerible la idea de una infinidad de Universos -con leyes naturales diversas- conviviendo en un multiverso? ¿Que sólo existe un mundo que es del modo en que es por casualidad? ¿O quizás que algún tipo de "Intencionalidad" trascendental afinó las leyes para que la cognición pudiera aparecer? Hoy por hoy es ésta una cuestión subjetiva que cada cual libremente puede racionalizar como mejor le convenga ya que no hay evidencia empírica que apoye o refute una postura de la contraria.

Yo personalmente apuesto por lo que Max Tegmark denominó como multiverso de nivel IV: una realidad matemática (platónica) donde todas las estructuras matemáticas realmente existen, siendo sólo en aquellas donde las leyes físicas (las matemáticas que la sustentan) son tales que permiten la generalización fenomenológica (esto es, la cognición) donde aparecen seres que se preguntan asombrados por su propia condición. Pero como digo, se trata de pura especulación.