Entre el Modelo Holográfico Generalizado y la Ciencia de Datos

Por Inés Urdaneta, física e investigadora de Resonance Science Foundation

A finales del 2019 presenté una charla en el Instituto de Física de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (IFUAP); el tema era la Teoría Holográfica Generalizada desarrollada por Nassim Haramein. La invitación fue una serendipia; la predicción del modelo holográfico de Haramein sobre el radio muónico del protón -dentro de la precisión experimental- acababa de ser confirmada por las últimas mediciones de hidrógeno electrónico de Bezginov et al. 2019. Estas mediciones también confirmaron que el modelo estándar -el modelo predominante en la física de partículas elementales- estaba desviado en un 4%, muy por debajo de la certeza experimental, lo cual requirió hacer ajustes significativos al cálculo del modelo estándar, para llevarlo nuevamente al valor correcto. 

No estaba segura de qué marco encajaría mejor como introducción al tema. ¿Debería empezar con la termodinámica de los agujeros negros, o con el principio holográfico?  A pesar de su pertinencia, estos temas no lograban atender la dimensión de la inquietud que yo tenía más allá del ya espectacular modelo que aporta una solución a la gravedad cuántica, ¡hecho que por sí mismo es de suma importancia! Pero ... ¿Por qué debería importarme a mí y a ti? ¿A dónde nos lleva esto? ¿Podría ser una coincidencia que este modelo corra en paralelo a la inteligencia artificial, cuando aún no se han encontrado?

La palabra holográfica podría implicar que la realidad es una proyección holográfica, como se explica aquí y se representa en la Figura 1 a continuación. El principio holográfico convencional establece que la entropía de cualquier masa es proporcional a su superficie y no a su volumen; el volumen mismo podría ser ilusorio y el universo un holograma que es isomorfo a la información impresa en la superficie de su frontera. Dado que la entropía y la información son equivalentes, el principio holográfico basado sólo en la información de la superficie sugiere que el universo podría ser una estructura de información bidimensional proyectada en el horizonte cosmológico, al igual que el volumen se expresa en una película 3D originada en una pantalla plana 2D.

^{Fig. 1: Principio holográfico tomado de https://steemit.com/science/@etherealcreation/do-we-live-in-matrix-holographic-universe-theory.}

Llevando esta preocupación más lejos, también puede llevar a la conclusión de que vivimos en una simulación, algo que Elon Musk y otras autoridades tecnológicas y científicas dicen que es muy probable. También hay detractores, como el profesor Peter Hanggi que afirma que los teóricos de la información cuántica confunden diferentes tipos de entropía -la de la información y la de la teoría termodinámica-, lo que elimina la fisicidad de nuestra realidad. Sin embargo, si el volumen de un átomo está compuesto por un 99,999999999% de espacio, ¿qué entendemos por fisicalidad? ¿Se encuentra la información en el 0,00000000000001% de masa restante?

Es importante señalar que estas conclusiones controvertidas no se pueden derivar del enfoque holográfico de Haramein porque su modelo no explica el universo y las partículas como una proyección bidimensional. En cambio, la realidad se explica como el patrón de interferencia entre la información confinada en el volumen de un sistema acotado, y la información que puede intercambiar efectivamente con su entorno, y por tanto, se expresa como masa. Siendo la masa, en este contexto, la porción desplegada de toda la información contenida dentro de dicho sistema acotado, la cual está intrincada o interconectada con la información contenida dentro y fuera de sus límites. Podríamos decir que la masa es el estado de equilibrio de una inercia de transferencia de información resultante de un volumen acotado y de la imposibilidad de expresar toda la información que contiene.

La figura 2 representa la idea de información del volumen "voxelada" con bits o unidades esféricas de Planck (oscilación a escala de Planck), y la relación superficie-volumen derivada de ella.

^{Fig. 2: La teselación de PSU en superficie y volumen de una esfera de radio r donde rl es la longitud de Planck/2.} 

La naturaleza holográfica en el modelo de Haramein surge porque la relación de contenido de información volumen-a-superficie (R/η en la Figura 2), cuando se aplica al protón, representa la cantidad de información-energía del protón, y cuando el contenido de informacion en el volumen, R, se lleva a unidades de masa, es tan grande que obedece a las condiciones de un agujero negro. Y sorprendentemente, equivale a la masa gravitacional del universo (tomada como la suma de todos los demás protones del universo). Esto significa que la información de todos los demás protones del universo está dentro de cada protón. De ahí que se aplique el término holográfico: la información de todo el "Universo" está contenida en cada unidad fundamental "protón". Lo cual, por cierto, también explicaría la estabilidad del protón, que de otro modo no se explicaría.

¿Por qué obtenemos una masa mucho menor del protón en los experimentos? Porque medimos la masa gravitacional del protón, que es la parte de la información-energía resultante de la entropía superficie-a-volumen (η/R). Por información entendemos los bits fundamentales de energía, es decir, las unidades esféricas de Planck. La masa gravitacional y la masa holográfica son inversamente proporcionales. Este principio extremadamente profundo y al mismo tiempo increíblemente sencillo demuestra que la masa es algo real.

Un principio holográfico que sólo concierne a la información superficial conlleva una segunda preocupación: la computación cuántica y la inteligencia artificial (principalmente las redes neuronales artificiales) están alcanzando tales capacidades a través del aprendizaje automático profundo que pronto podrían reemplazar nuestros modelos teóricos. La razón principal se basa en el hecho de que las tecnologías de redes neuronales para el procesamiento de la información pueden lograr de forma natural algo con lo que las teorías estándar tienen dificultades. Esto es, expresar propiedades emergentes. Las propiedades emergentes son aquellas propiedades nuevas que aparecen en un colectivo de individuos, que no están necesariamente presentes en ningún integrante del colectivo. Tal es el caso que abordan muchos sistemas complejos. Incluso la consciencia podría ser un ejemplo de una propiedad emergente.

^{Imagen de https://www.the-scientist.com/magazine-issue/artificial-intelligence-versus-neural-networks-65802}

No sería descabellado imaginar que el principio holográfico y la IA combinados den lugar a una realidad simulada. Es una afirmación fuerte y una conclusión muy plausible si Nassim Haramein no hubiera encontrado ya la solución holográfica generalizada. ¿Por qué? Porque la IA y las redes neuronales artificiales son excepcionalmente maravillosas para el reconocimiento de patrones y correlaciones variables, a un alto precio... ganamos información sobre el qué, a expensas del cómo y el porqué. Se convierte en una caja negra porque revela y pondera las correlaciones entre variables, pero el proceso que explica cómo y por qué se correlacionan esas variables es altamente no lineal y queda impreso en la red neuronal, se convierte en la propia red. El software y el hardware se mezclan, ya no son entidades separadas; también se correlacionan y se convierten en un sistema complejo. Lo mismo ocurre a la inversa; la ciencia de los sistemas complejos se aborda cada vez más a través del aprendizaje automático y las redes neuronales. Y dada la dificultad y la complejidad casi "imposible de resolver" de nuestros modelos físicos actuales -por ejemplo, el modelo estándar de partículas- no sería de extrañar que empezáramos a hacer IA para rellenar las lagunas y reparar las incoherencias de nuestras teorías.  En nuestra búsqueda de resultados más precisos, perderíamos riqueza en el modelado teórico.

La comprensión o la conciencia de un sentido más profundo sobre la naturaleza de la realidad, y nuestro papel en ella podría verse comprometida, a riesgo de convertirnos en simples jugadores... ¿No has tenido la sensación de que estamos progresivamente distraídos por los teléfonos móviles y los medios sociales? ¿Cuántos de nosotros nos sentimos ya creadores de una realidad de la que no podemos responsabilizarnos más? ¿Cómo puedo ser responsable de mí mismo, si mi yo, no tiene sentido más allá de una colección de correlaciones donde el orden que guía el aparente caos, permanece oculto? Y lo que es más importante, ¿por qué preocuparse de cualquier cuestión ética si vivimos en una realidad simulada?  ¿Por qué debería tomar como real algo que no lo es? ¿Cómo puedo convertirme en un creador responsable en tales circunstancias? Esto es un GRAN PROBLEMA.

^{Imagen tomada de https://www.pinterest.com/pin/240590805082450176/}

¿Qué ha provocado mi inquietud en este tema? La mayoría de mis colegas físicos se han dedicado a la Ciencia de Datos. Nosotros -yo incluida en algún periodo de mi carrera- hemos sobrevivido a un sistema voraz en el que los postdocs están en condiciones laborales precarias que muchas veces están destinadas a permanecer así, y hemos sobrevivido gracias a la Ciencia de Datos. Ante las limitadas y decrecientes plazas disponibles en todo el mundo, sometidas a una competencia que tiene más que ver con las relaciones e influencias que con los méritos, la Ciencia de Datos se ha convertido en la mejor alternativa para los investigadores. El procesamiento de datos y la información que se obtiene de ellos son la nueva mina de oro; la mayoría de las empresas tendrán su propio departamento de procesamiento de datos, es inevitable. El mercado laboral ha aumentado exponencialmente para los científicos dispuestos a dar el giro hacia los Datos. Pero, ¿qué pasa con la dirección opuesta, los datos o la información procedentes de la ciencia y la investigación tradicionales?

Las empresas están girando hacia la ciencia de los datos, con poco interés en los datos procedentes de los modelos científicos tradicionales. - Ines Urdaneta

Esta brecha aumenta el hándicap cuando las universidades de renombre ofrecen nuevas carreras específicas para el campo de la Ciencia de los Datos y el tratamiento de la información, al que se dirigen cada vez más estudiantes. El mensaje no puede ser más claro: si la ciencia fundamental no recupera su sentido, su razón de ser, perecerá en datos sin sentido, pero muy lucrativos. 

Teniendo en cuenta todas estas cuestiones filosóficas, decidí titular mi charla Teoría Holográfica &/VS Ciencia de los Datos. ¡Y fue una buena elección! La audiencia se mostró sensible al enfoque dado a todo el tema; el tema dentro del tema... Sorprendentemente, o tal vez no, muchos de los colegas que asistieron a la conferencia ya tenían preocupaciones similares con respecto a la ciencia de datos y la IA ... compartimos la sensación de que estamos a punto de convertirnos en dinosaurios, a menos que nos convirtamos en programadores ávidos de aprendizaje automático y procesamiento de datos.

Es innegable que el procesamiento de datos y la analítica proporcionan información crucial. El Big Data -el campo que se ocupa del almacenamiento en memoria de enormes cantidades de datos-, como el que registran proyectos científicos como el Event Horizon Telescope EHT y los experimentos del CERN, requieren estas herramientas para almacenar y procesar sus datos. Las redes neuronales y el aprendizaje automático son extremadamente potentes en cualquier campo que se pueda imaginar, desde el diseño de nuevos medicamentos, hasta el diseño de toda una ciudad y sus diferentes características (edificios, transportes, servicios, horarios, etc.). Y en particular, estas herramientas se han vuelto indispensables en los campos de los sistemas complejos -como en las ciencias sociales o biológicas-, dada la falta de modelos y la necesidad de revelar las relaciones desconocidas entre las variables. 

El aprendizaje automático y las redes neuronales artificiales son preciosas aliadas para proporcionar y ampliar la información, pero no deberían sustituir a las formas habituales de razonar y discernir la realidad. Tal vez el aprendizaje automático pueda desarrollar una mente propia y eso no significa que haya sustituido nuestra propia mente. Son formas complementarias de procesar datos y crear información que evolucionan juntas.

Puede parecer muy sutil, pero tiene consecuencias de gran alcance... Si no fuera por la Teoría Holográfica Generalizada, nuestro futuro no se vería tan brillante ... un escenario probable sería el estancamiento en la oscuridad de la masa y la energía oscuras, combinado con simulaciones de IA que secuestran la realidad. Afortunadamente, esta poderosa herramienta de aprendizaje puede ser extremadamente útil en el contexto del modelo holográfico, para ayudarnos a conectar con lo real.

La conclusión reduccionista de que "vivimos en una proyección de 2D a 3D" es radicalmente diferente de la conclusión de la visión unificada embebida en el modelo holográfico generalizado de Nassim Haramein, que se condensa maravillosamente en la frase "todo está conectado".

_{RSF en perspectiva}

Cada cambio de paradigma va seguido de enormes cambios en nuestra forma de vida. Los temas tratados en este artículo presentan una amplia gama de aplicaciones potenciales (extracción de energía, salud, viajes espaciales, entre otras muchas). Sin embargo, surge una pregunta más profunda... ¿por qué debería importarme la naturaleza de la realidad? Esta pregunta debe ser respondida por cada uno de nosotros.

La profundidad del significado implicado en la Teoría Holográfica Generalizada hace que mi corazón y mi mente se expandan más allá de mi imaginación. El escenario del presente y del futuro próximo se convierte en algo expecional, que me motiva y me alivia, ya que ahora tengo una mejor comprensión de la interconexión que me rodea y de mi impacto en general. Esto me empodera, ya que coloca la responsabilidad donde corresponde: en cada uno de nosotros. Soy responsable de mi vida, ¡y el universo esta concernido! Ya no hay lugar para la indiferencia y las actitudes cínicas. Todo lo que me rodea es el resultado de un mecanismo muy complejo de retroalimentación en el que cada parte participa activamente. Y, afortunadamente, Resonance Science Foundation  tiene la ciencia para demostrarlo, ¡y las herramientas para experimentarlo!

Si te impulsan los conceptos significativos que dan forma a nuestro asombroso universo, dando a luz a la infinita diversidad de fenómenos que nos rodean y en nosotros mismos, ¡entonces la Teoría Holográfica Generalizada está aquí para ti!

Más en

• https://steemit.com/science/@etherealcreation/do-we-live-in-matrix-holographic-universe-theory
• https://towardsdatascience.com/data-science-jobs-with-their-salaries-171acd3bf9be
• https://www.the-scientist.com/magazine-issue/artificial-intelligence-versus-neural-networks-65802