Toàn bộ vũ trụ có thể là một mạng lưới thần kinh, theo một nghiên cứu mới

Bình luận Văn Thiện • 01:28, 14/09/20

Vũ trụ có thể là một mạng lưới thần kinh - một hệ thống tính toán liên kết với nhau có cấu trúc tương tự như bộ não con người, theo một lý thuyết gây tranh cãi mới được đề xuất.

Mạng nơ-ron nhân tạo bao gồm các nút khác nhau - tương tự với mạng nơ-ron sinh học - xử lý và truyền tín hiệu. Mạng có thể thay đổi khi nó được sử dụng - chẳng hạn bằng cách tăng trọng số cho các nút và kết nối nhất định - cho phép nó “học” khi đang hoạt động.

Chẳng hạn, sau khi được cung cấp một bộ ảnh mèo để nghiên cứu, một mạng nơ-ron có thể tự học cách chọn ra các đặc điểm đặc trưng của mèo - và do đó, phân biệt chúng với các động vật khác.

Tuy nhiên, nhà vật lý Vitaly Vanchurin thuộc Đại học Minnesota Duluth tin rằng - ở cấp độ cơ bản - mọi thứ chúng ta biết đều có thể là một trong những hệ thống mạng này.

Khái niệm này đã được đề xuất như một cách để hòa giải 2 lĩnh vực của vật lý là thuyết tương đối với cơ học lượng tử - một vấn đề lâu đời trong vật lý.

Giáo sư Vanchurin viết trong bài báo: “Chúng tôi không chỉ nói rằng mạng lưới thần kinh nhân tạo có thể hữu ích để phân tích các hệ thống vật lý, hoặc khám phá các quy luật vật lý mà chúng tôi còn nói rằng đây là cách thế giới xung quanh chúng ta thực sự hoạt động”.

Ông thừa nhận: “Đây là một tuyên bố rất táo bạo... Nó có thể được coi là một đề xuất cho lý thuyết về mọi thứ, và như vậy sẽ dễ dàng chứng minh nó sai”.

Ông nói thêm: “Tất cả những gì cần thiết là tìm ra một hiện tượng vật lý mà mạng nơ-ron không thể mô tả được. Thật không may, [điều này] nói thì dễ hơn làm”.

Khi xem xét hoạt động của vũ trụ trên quy mô lớn, các nhà vật lý sử dụng một bộ lý thuyết cụ thể làm công cụ.

Chẳng hạn “cơ học cổ điển” - được xây dựng dựa trên các định luật chuyển động của Newton và thuyết tương đối của Einstein, giải thích mối quan hệ giữa không gian và thời gian, và cách khối lượng làm biến dạng cấu trúc của không thời gian để tạo ra hiệu ứng hấp dẫn.

Tuy nhiên, để giải thích các hiện tượng ở quy mô nguyên tử và hạ nguyên tử, các nhà vật lý nhận thấy rằng vũ trụ được giải thích tốt hơn bằng cái gọi là “cơ học lượng tử”. Theo lý thuyết này, các đại lượng như năng lượng và động lượng bị giới hạn ở việc có các giá trị rời rạc, không liên tục, (được gọi là “lượng tử”), tất cả các vật thể đều có các đặc tính của cả hạt và sóng - và cuối cùng, việc đo lường một hệ thống sẽ làm cho nó thay đổi. Theo “nguyên lý bất định” của Heisenberg, các thuộc tính có mối liên kết nhất định - chẳng hạn như vị trí và vận tốc của một hạt - không thể xác định chính xác cùng một lúc.

Trong khi những lý thuyết trên giải thích vũ trụ rất tốt trên quy mô của riêng chúng, các nhà vật lý từ lâu đã vật lộn để hòa hợp chúng với nhau thành một lý thuyết thống nhất phổ quát - đôi khi được gọi là “vấn đề về lực hấp dẫn lượng tử”

Để kết hợp hai lý thuyết này, lực hấp dẫn - được thuyết tương đối rộng mô tả là sự uốn cong của không thời gian bởi vật chất/năng lượng - có thể cần được tạo thành từ lượng tử và do đó có hạt cơ bản của riêng nó, graviton.

Thật không may, các tác động tạo ra bởi một lực hấp dẫn lên vật chất sẽ cực kỳ yếu - khiến các lý thuyết về lực hấp dẫn lượng tử dường như không thể kiểm tra và cuối cùng xác định xem nó có đúng hay không.

Tuy nhiên, thay vì cố gắng dung hòa thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử thành một lý thuyết phổ quát cơ bản, ý tưởng mạng nơ-ron gợi ý rằng các hành vi được thấy trong cả hai lý thuyết xuất hiện từ một cái gì đó sâu sắc hơn.

Trong nghiên cứu của mình, Giáo sư Vanchurin đã thiết lập để tạo ra một mô hình về cách thức mạng nơ-ron hoạt động - cụ thể là trong một hệ thống có một số lượng lớn các nút riêng lẻ.

Ông cho rằng, trong một số điều kiện nhất định - gần cân bằng - hành vi học hỏi của mạng nơ-ron có thể được giải thích gần đúng bằng các phương trình của cơ học lượng tử, nhưng thay vào đó, các định luật vật lý cổ điển lại phát huy tác dụng.

Ông nói với Futurism: “Điều này phải chăng là tình cờ? Có thể, nhưng theo như chúng ta biết cơ học lượng tử và cổ điển chính xác là cách thế giới vật chất hoạt động”.

Ông nói thêm: “Ý tưởng chắc chắn là điên rồ, nhưng nếu nó có đủ điên rồ để trở thành sự thật? Điều đó vẫn cần được xem xét”.

Ngoài ra, ông giải thích, lý thuyết này có thể giải thích cho cái gọi là “biến ẩn” - thuộc tính chưa biết của các đối tượng được một số nhà vật lý đề xuất để giải thích sự không chắc chắn vốn có trong hầu hết các lý thuyết của cơ học lượng tử.

Giáo sư Vanchurin nói: “Trong cơ học lượng tử mới nổi mà tôi xem xét, các biến ẩn là trạng thái của các tế bào thần kinh riêng lẻ và các biến có thể huấn luyện”.

Giáo sư Vanchurin đã gợi ý rằng trong một mạng lưới thần kinh như vậy, mọi thứ - từ các hạt và nguyên tử đến tế bào và hơn thế nữa - sẽ xuất hiện trong một quá trình tương tự như quá trình tiến hóa.

Ông nói với Futurism: “Có những cấu trúc của mạng nơ-ron vi mô ổn định hơn và có những cấu trúc khác kém ổn định hơn. Các cấu trúc ổn định hơn sẽ tồn tại trong quá trình tiến hóa, và các cấu trúc kém ổn định hơn sẽ bị tiêu diệt”.

Về việc liệu lý thuyết mạng lưới thần kinh vũ trụ có thể có giá trị hay không - phần còn lại của cộng đồng vật lý dường như không thu được lợi ích.

Giáo sư Vanchurin nói với Futurism: “99% các nhà vật lý sẽ nói với bạn rằng cơ học lượng tử là [lý thuyết] chính và mọi thứ khác bằng cách nào đó sẽ xuất hiện từ nó”.

Ngoài ra, các chuyên gia trong cả lĩnh vực vật lý và học máy đã bày tỏ sự hoài nghi về ý tưởng này.

Văn Thiện

Theo Daily Mail