RADEIR: UNIVERSO - UMA SIMULAÇÃO FINITA

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Físicos afirmam que o Universo

é uma simulação computacional finita

terça-feira, junho 11, 2013

Wilson Roberto Vieira Ferreira

“Partindo do princípio que o Universo é finito e que, portanto, os recursos de potenciais simuladores também o são, há sempre a possibilidade de o simulado conhecer os simuladores”. Essas são as últimas linhas de um artigo publicado por físicos da Universidade de Cornell, EUA, onde criam as diretrizes iniciais para a comprovação da hipótese de que o Universo é uma gigantesca simulação computacional a partir de uma simulação numérica da chamada “grade cromodinâmica quântica”, associada às forças básicas da natureza que unem prótons e nêutrons no núcleo do átomo. Tal conclusão leva a importantes implicações filosóficas gnósticas como, por exemplo, a atualização por meio da tecnologia de uma ambição humana revelada pela Teurgia e Alquimia na Antiguidade: imitar Deus para tentar encontrá-lo. Dessa vez, por meio da simulação algorítmica.

"Talvez Deus não queira ser observado.

Acho que Ele não gosta de curiosos” (Einstein)

Dessa vez é um grupo de físicos da Universidade de Cornell, nos EUA, que afirma que conseguiu aperfeiçoar as diretrizes iniciais de um método que comprovará que o Universo é uma gigantesca simulação computacional. Não fosse o fato de que pesquisadores da Universidade de Washington concordaram após investigar os dados da equipe de Cornell, poderíamos dizer que tudo isso não passa de um boato.

Em novembro do ano passado, físicos da Universidade de Bonn, Alemanha, anunciaram que procuravam uma “assinatura cósmica” a partir de uma simulação computacional por meio de minúsculos espaços cúbicos (grade de Gauge) que forneceria uma nova visão das partículas de alta energia. Dessa maneira, eles levariam à frente a hipótese do professor da Universidade de Oxford, o filósofo e matemático Nick Bostrom, que em artigo publicado em 2003 sustentava uma fórmula probabilística de que uma outra civilização poderia ter simulado o nosso Universo (veja links abaixo).

Pois em novembro do ano passado Silas Beane, Zohreh Davoudi e Martin Savage publicaram o artigo “Contraints on the Universe as a Numerical Simulation” (Cornell University Library, arXiv.org) onde observam as consequências da hipótese do Universo como simulação numérica a partir da possibilidade de que a próxima geração de computadores de alta performance possa simular a chamada “grade de cromodinâmica quântica” e, dessa forma, observar como os raios cósmico se refletem nessa estrutura.

O mistério dos Quarks
Essa “grade de cromodinâmica quântica” está associada à força fundamental da natureza que dá origem à força nuclear forte entre prótons e nêutrons, os núcleos e suas interações. Nisso tudo estão os misteriosos “quarks” que constituiriam os prótons e nêutrons. Nunca foram observados diretamente (efeito de “confinamento”), mas eles são somente “vistos” (quer dizer, estimados matematicamente) em colisões provocadas em poderosos aceleradores de partículas.

Pela teoria padrão da física moderna os quarks seriam os tijolinhos que formariam uma quantidade enorme de partículas (hádrons) de existência efêmera, com vida extremamente curta.

A Cromodinâmica quântica tenta descrever essas interações fortes ao procurar uma simetria especial, um campo criado entre as cargas “de cor” dos quarks – na verdade não seriam “cores” como percepção visual, mas um certo posicionamento do quark na rede.

De acordo com o artigo, o que a equipe de Cornell pretende é “investigar a hipótese de que somos uma simulação com o pressuposto de que o desenvolvimento de simulações do Universo tem um paralelo com o desenvolvimento dos cálculos da Rede Cromodinâmica Quântica” (BEANE, Silas, DAVOUDI, Zohreh e SAVAGE, M. obra citada, p. 4).

Universo simulado e o Mal
O notável no artigo da equipe de físicos de Cornell é a recusa da chamada Teoria das Cordas (modelo físico onde a partícula como base da física tradicional é substituída pela noção de “corda” – blocos fundamentais extensos e unidimensionais) como modelo para explicar a unificação das forças que, segundo os autores, partiriam de um esquema reducionista “simples e bonito”. Segundo eles, a exploração do modelo de universo simulado na paisagem do vácuo estaria além desse reducionismo, ao mostrá-lo como finito.

Os físicos concluem o artigo dessa maneira: “partindo do princípio que o Universo é finito e que, portanto, os recursos de potenciais simuladores também o são, segue que o volume que contém uma simulação será finito e o espaçamento de rede tem que ser diferente de zero e, portanto, em princípio, há sempre a possibilidade de o simulado conhecer os simuladores” (p. 12.).

Apesar de o artigo afirmar que “ao contrário dos filósofos, nós precisamos que as hipóteses sejam observáveis”, essas linhas finais guardam uma riqueza filosófica importante.

O Universo simulado teria um fim?
Primeiro, a finitude do Universo e da extensão da própria simulação. Em artigo publicado pela revista Nature em 2003, os dados do satélite Wilkinson Microwave Probe da NASA identificaram que a radiação de fundo deixada pelo Big Bang indica que as escalas máximas de temperatura observadas no céu seriam menores do que produzidas por um Universo infinito. O espaço não seria suficientemente grande para conter as ditas ondas. Pelo contrário, um universo finito composto por pentágonos curvos unidos em uma esfera se encaixaria com as observações: se alguma onda saísse do dodecaedro, voltaria para a face oposta ao mesmo.

Há implicações filosóficas nessa hipótese do Universo ser um modelo computacional finito: a confirmação da suspeita dos gnósticos de que o cosmos físico é, na verdade, imperfeito não pela sua incompletude, mas por conter, em si, o Mal por ser uma cópia imperfeita da Plenitude.

Para o Gnosticismo, a criação do mundo já é Queda pela presença ontológica do Mal na sua própria constituição, existência e dinamismo. Identificar o Mal com a existência material não significa incorrer na concepção religiosa tradicional da oposição entre matéria/espírito, Verdade/Mentira, Bem/Mal etc., num dualismo onde a matéria é considerada moralmente má por ser a fonte do pecado e da decadência espiritual. Ao contrário, o Mal para o Gnosticismo tem uma concepção Ontológia e não moral, isto é, o Mal é a essência constitutiva do próprio cosmos físico. Isso significa que ele possui algo de corrompido e falso desde o início.

A manifestação do Mal estaria presente na própria reversibilidade irônica entre o Bem e o Mal em todos os sistemas: um vanish point onde os sistemas ao assumirem um dado grau de complexidade revertem-se contra si mesmos, e de forma perversa e maligna tornam-se inúteis e inertes. Um fantasma que assombra todas as máquinas, uma entropia máxima do Universo quando, de tão complexo, volta-se contra si mesmo.

Algoritmos podem voltar-se contra si mesmos?
Exemplos não faltam.
A Guerra pensada como solução final para a busca da Paz cria um sistema militar tão complexo que se volta contra si mesmo, tornando-se uma máquina autônoma que produz guerras continuamente.

Algo como a narrativa do livro de Franz Kafka O Processo onde a máquina processual é tal gigantesca e complexa que nem o próprio sistema consegue mais se lembrar dos motivos que levaram o protagonista a ser processado.

Ou então a ameaça dos sistemas algorítmicos que de forma invisível começam a controlar nossas vidas. O caso do comportamento dos algoritmos da livraria virtual Amazon no início de 2011 foi um exemplo do caos que pode ser estabelecido quando complexos algoritmos operacionais se tornam inteligentes o suficiente para funcionarem sem intervenção humana. O algoritmo que regula os preços da loja pareceu entrar em guerra consigo mesmo: os valores dos produtos começaram a aumentar em competição uns com os outros, chegando o livro The Making of Fly(sobre a biologia molecular de uma mosca) a custar US$ 26,3 milhões.

E algoritmos programados para vender automaticamente ações da bolsa frequentemente precisam ser interrompidos por “gatilhos de segurança” que são acionados quando alguns deles “fogem do controle”.

Essa reversibilidade irônica entre Bem e Mal em todo e qualquer sistema apenas confirmaria essa finitude dos recursos potenciais de simulação do Universo. Tal qual um objeto refletido em um espelho despedaçado que gera centenas de reflexos em seus fragmentos ou um fracta na geometria que reproduz em seu fragmento o objeto original em sua totalidade, da mesma forma a finitude da simulação cósmica é refletida na entropia de todos os sistema tecnológicos, sociais, políticos ou econômicos.

Onde estão os simuladores?
Filme "Show de Truman": fugir da simulação
por meio de outra simulação
A segunda parte da conclusão dos físicos da Universidade Cornell é igualmente rica em implicações filosóficas: a possibilidade do simulado conhecer os simuladores, isto é, a hipótese de um Pluriverso onde, tal qual Dorothy no filme “O Mágico de Oz” descobrimos quem está por detrás da cortina manipulando os mecanismos de uma simulação.

Essa consequência prevista na hipótese dos físicos tem uma direta analogia com a Teurgia e a Alquimia no mundo antigo. Nós, humanos, não passaríamos de simulacros do Humano Primal, assim como o mundo dos nossos sentidos é um simulacro do Mundo das Formas. Através do autoconhecimento ou gnose poderíamos então retornar à Luz é à vida eterna possuída por Antropos, esse humano essencial.

A Teurgia surge como a primeira forma de alcançar isso através da manipulação da matéria onde, assim como o Demiurgo, podemos dar vida e alma a uma forma material e inferior. Se temos dentro de nós uma parte desse Anthropos, podemos retornar a ele exercendo as mesmas habilidades reservada aos deuses:imitatio dei por generatio animae, imitar Deus criando vida.

Pois a simulação de uma simulação (uma meta-simulação) que os físicos pretendem realizar poderia ser a atualização tecnológica desse velho conteúdo esotérico. Mas com uma diferença: dessa vez, não criando vida, mas simulando-a já que partimos agora do pressuposto que Deus/Demiurgo não fez a vida – na verdade a simula em um gigantesco simulacro computacional cósmico.

Ao invés de imitatio dei por generatio animae teríamos agora imitatio dei por generatio illudo (imitar Deus criando ilusão).

Um bom exemplo cinema é a estratégia de Truman para fugir do Reality Show televisivo da sua vida em “Show de Truman”: dentro de um mundo simulado, produz a “pura aparência”. Diante das câmeras escondidas que monitoram sua vida, Truman simula que dorme no porão da sua casa. No seu lugar coloca um boneco e desaparece: contra um sistema de simulação, eventos igualmente simulados.

A hipótese dos físicos da Universidade de Conell parecer pretender isso: para encontrar o Grande Simulador, só através da simulação.

Del Mito a la Razon - 81 min.

Brian Greene:
"A física pode estar perdendo a conexão com a realidade"

O físico americano busca uma equação que explique o comportamento das galáxias e o das menores partículas conhecidas

TIAGO MALI
19/09/2014 18h26 - Atualizado em 19/09/2014 20h44

Brian Greene

(Foto: Divulgação )

O físico americano Brian Greene trabalha há três décadas para fazer o que Albert Einstein não conseguiu. Ele é o mais conhecido de um grupo de teóricos que tentam formatar uma única equação que possa prever, ao mesmo tempo, o comportamento das galáxias e o das menores partículas que conhecemos. A teoria que desenvolvem, chamada de Teoria das Cordas, tem gerado cálculos cada vez mais complexos, elogiados pela elegância matemática. O problema é que, depois de tanto tempo, ninguém conseguiu confirmar com experimentos o que a matemática sugere — cobrança que tem assombrado os envolvidos.
Em visita ao Brasil para palestras no evento Fronteiras do Pensamento, o professor da Universidade de Columbia recebeu ÉPOCA em seu hotel em São Paulo, onde falou sobre seu trabalho atual, que envolve a possibilidade de existirem múltiplos universos, e das dificuldades de confirmação da Teoria das Cordas.

Pessimista, ele não vê uma verificação experimental de sua teoria num futuro próximo e diz que, se tivesse que apostar, apostaria que não viverá para vê-la. Nesta entrevista, o autor do best-seller O universo elegante falou ainda sobre o descompasso entre teoria e prática e sobre a possibilidade de que nunca consigamos entender as leis fundamentais do universo.

ÉPOCA – O senhor diz que é fundamental entender o que veio antes do “bang” do Big bang. O que sabemos disso?
Brian Greene – Há duas respostas. A primeira é que não existe “antes”. Assim como você não pode continuar a caminhar mais para o Norte quando atinge o polo Norte, talvez o tempo também comece a contar apenas no Big Bang. Outras ideias, no entanto, sugerem que há um antes. Uma das teorias, a inflação eterna, afirma haver um multiverso, múltiplos universos espalhados em um cosmos muito maior. De alguma forma, esse processo estaria acontecendo para sempre com o nosso universo sendo apenas uma de múltiplas expansões de energia.

ÉPOCA – Os múltiplos universos parecem estar sendo mais bem aceitos pelos físicos. Por quê?
Greene – A hipótese ainda é muito controversa. Alguns apontam como a direção certa, mas outros acham que ela é completamente nonsense e que nem sequer pode ser chamada de ciência. Minha opinião é que a matemática naturalmente sugere o multiverso como uma possibilidade e que, por isso, devemos manter a busca por ele. Mas, sem evidência, continua sendo uma ideia.

ÉPOCA – Essa ideia não vem da dificuldade que vocês têm de explicar o comportamento de partículas e forças? Não seria uma forma escapar dizendo que tudo é aleatório?
Greene – A verdade é que não sabemos por que o universo tem as características exatas que ele tem. E, sim, isso é uma motivação. Se existe um multiverso, resolve-se o problema de por que o elétron tem certas propriedades e comportamentos. A resposta será que não existem princípios fundamentais por trás disso, porque em outros universos ele se comportaria de maneira diferente. Se tivéssemos uma explicação para as massas das partículas, a intensidade das forças no mundo, todos os detalhes que conseguimos medir hoje e que não entendemos, teríamos menos motivos para considerar o multiverso. Admitir múltiplos universos significa admitir que nosso mundo é apenas uma de múltiplas possibilidades, com múltiplas forças diferentes e configurações. Muitas pessoas acham esse tipo de argumentação que estou fazendo, francamente, repugnante, anticientífica. Mesmo assim, pode ser que seja essa a verdade.

ÉPOCA – No livro A realidade oculta, o senhor detalha algumas das possibilidades de que existam múltiplos universos. Quais poderiam ser confirmadas por experimentos?
Greene – O multiverso da teoria das cordas [que pressupõe dimensões além das 3 que conseguimos enxergar], é interessante porque o [acelerador de partículas] LHC, na fronteira da Suíça com a França, pode gerar evidências disso. Quando as partículas colidem fortemente, um pouco dos restos dessas colisões pode ser ejetado da nossa dimensão. Se isso acontecer, poderíamos medir que existe menos energia aqui, indicando que a partícula acabou caindo em um outro universo. É uma possibilidade excitante.

ÉPOCA – E a hipótese da inflação eterna?
Greene – Talvez seja a mais testável. Imaginando que nosso universo seja uma bolha de sabão, ele pode ser atingido por outras bolhas de sabão cósmicas. Se houver essa colisão, a matemática mostra que deverá haver rastros na radiação cósmica de fundo de microondas [tipo de radiação que permeia todo o universo].

ÉPOCA – O senhor escreve também sobre a possibilidade de vivermos num universo holográfico. Como é isso?
Greene – Nesta hipótese, o mundo que conhecemos aqui, de cadeiras, mesas e coisas tridimensionais seria equivalente a um universo que vive numa superfície de duas dimensões que nos rodeia no limite do cosmos. É como se fôssemos sombras, não teríamos existências independentes. O que é notável é que todo esse mundo tridimensional pode ser perfeitamente descrito usando dados numa superfície bidimensional. Estamos aprendendo que há tanta redundância na informação do mundo real que a descrição em duas dimensões seria mais nítida e mais econômica do que a que a realidade que presenciamos. Então, a versão bidimensional seria a versão primária e nós seríamos a segunda versão, uma projeção holográfica.

ÉPOCA – Seria impossível confirmar isso, não?
Greene – Verificação experimental para qualquer uma dessas ideais é um grande desafio. Mas o interessante sobre a ideia holográfica é que as técnicas por trás dela têm sido aplicadas para tentar entender dados experimentais. Por exemplo, no Colisor Relativístico de Íons Pesados [grande acelerador de partículas em Nova York]. As técnicas conseguem descrever os dados com precisão. Isso nos dá então alguma confiança que os conceitos usados estão na direção certa.

ÉPOCA – Uma hipótese ainda mais estranha que o senhor coloca é vivermos numa Matrix, como no filme. Como seria possível saber disso?
Greene – Como você viu no filme, não foi fácil para o Neo ou o Morpheus entender o que estava acontecendo (risos). Claramente, se simulações de computador continuarem a melhorar você pode imaginar isso acontecendo. Veja o quão longe fomos em poucas décadas. Em 500 anos, em mil anos, quando o poder computacional for além de qualquer coisa que possamos imaginar, acho que será possível, sim, criar um mundo artificial no qual seus habitantes não entenderiam que vivem num computador. Pelo menos em princípio, essa proposição curiosa, senão assustadora, existe.

ÉPOCA – A ideia de um universo infinito é mais aceita pelos físicos. Mas isso implicaria automaticamente em outros planetas idênticos ao nosso?
Greene – Se você fizer uma pesquisa com físicos, muitos vão achar que o espaço é infinito, mas ainda não sabemos ao certo. Porém muitos não se debruçam sobre o fato de que um universo infinito leva a concluir que teríamos cópias de nós mesmos na vastidão desse infinito. Quando confrontados com isso, alguns recuam, outros já me disseram que ficam depressivos ao pensar que eles perderiam a sua individualidade. Outros, como eu, acham isso estonteante. Mesmo assim, é muito difícil de provar que o universo seja infinito. Nossas observações sempre estarão limitadas a certa distância.

ÉPOCA – Poderíamos provar o oposto?
Greene – Se você procurar cópias múltiplas da mesma galáxia, isso poderia significar que é a mesma luz que está circulando em um universo finito, com a forma de donut, e entrando no seu telescópio múltiplas vezes. Tem gente tentando fazer essas observações, mas ainda não acharam nada muito convincente.

ÉPOCA – Há três décadas físicos trabalham intensamente na teoria das cordas e até agora não temos verificação experimental. Não é hora de mudar de rumo?
Greene – Qualquer teoria que tente unir gravidade e mecânica quântica [que explica o movimento das partículas muito pequenas] está no mesmo barco: é muito difícil de testar porque a fusão das duas só pode ser observada em energias muito altas ou distâncias muito pequenas, muito além do alcance de qualquer máquina que possamos construir hoje. Dito isto, há alguns sinais que podemos achar no LHC. Se ele encontrar partículas supersimétricas [novo tipo de partícula sugerido pela teoria] ou um buraco negro microscópico, isso seria uma evidência circunstancial forte. Há também cálculos que mostram que a teoria das cordas resultaria em variações muito particulares de temperaturas no cosmos, em um padrão bem peculiar. São todas possibilidades. Mas ninguém tem uma bola de cristal para dizer quando e se isso irá acontecer.

ÉPOCA – Muitos esperavam que a supersimetria já tivesse sido encontrada pelo LHC. Se o aparelho não achar essas partículas, o senhor desiste da hipótese?
Greene – Não. Não seria científico desistir da supersimetria. Eu interpretaria o resultado dizendo que, até a escala de energia que aquela máquina pode atingir, a supersimetria não se manifesta. Uma máquina mais poderosa poderia provar que as partículas estão em outro lugar.

ÉPOCA – Seria bem caro construir um acelerador mais potente
Greene – Há rumores de que o governo chinês poderia ter um papel importante em construir essa máquina. Concordo que há obstáculos práticos para continuar essa exploração, mas só porque você não pode olhar sob o carpete não significa que não tenha nada ali.

ÉPOCA – Mas há limites para o que podemos observar. Não podemos enxergar nada além da distância que a luz percorreu depois do Big Bang, por exemplo. Esses limites não impedem uma teoria que unifique tudo?
Greene – Esse é um problema real. Talvez os dados que podemos ter acesso sejam insuficientes para determinar a descrição do que é o Universo. É, de fato, uma restrição. Frente a isso, há duas reações: desistir ou fazer o melhor que você pode para contornar o problema. A segunda estratégia tem nos levado muito longe. Nos anos 1920, a mecânica quântica foi usada para descrever o movimento das partículas. Agora, todos esses aparelhos aqui [aponta para o smartphone] só existem por conta da mecânica quântica aplicada. Não é só que entendemos mais, podemos usar isso para melhorar o mundo. Vou continuar seguindo essa estratégia até bater em algum muro. Ainda não batemos num muro.

ÉPOCA – Mas e se o mundo simplesmente não puder ser reduzido a uma única teoria? Não faria sentido ter duas teorias diferentes?
Greene – Alguns acham que sim. Há um artigo de um grande físico, Freeman Dyson, onde ele argumenta que poderíamos usar a relatividade geral para coisas grandes, física quântica para as coisas pequenas e tudo bem, é bom o suficiente. O problema com essa perspectiva, é que há situações em que as duas coisas estão juntas, como no momento do Big Bang ou no centro de um buraco negro. E, se as duas teorias não trabalharem juntas, essas situações estarão além da nossa capacidade de compreensão. Seria o mesmo que dizermos que não precisamos entender certos aspectos do universo.

ÉPOCA – Com a dificuldade de fazer testes práticos, parece que a física se apoia cada vez mais em axiomas que matematicamente fazem sentido para seguir. Mas a matemática é uma construção humana, e pode levar a múltiplos lugares não necessariamente corretos, não?
Greene – Talvez a matemática seja uma construção humana. Neste caso, eu me pergunto se... [ pausa de 5 segundos] as ideias que estamos tendo são mais um produto da nossa neurofisiologia do que o reflexo da realidade exterior. É uma possibilidade. É possível que no futuro encontremos alienígenas, mostremos a matemática, e eles nos digam: "no começo tentamos isso também, mas é limitado, está aqui o jeito correto". Mas pode ser que a matemática seja, na verdade, a linguagem da natureza. Ela pode estar entrelaçada com a realidade externa. Alguns chegaram ao ponto de dizer que a matemática é a realidade e que todas as coisas no mundo físico são apenas encarnações das ideias matemáticas fundamentais.

ÉPOCA – Isso soa platônico. Sem confirmações, os físicos não podem estar entrando num mundo das ideias?
Greene – Certamente. Pode ser que, nos próximos 50 ou 100 anos, as coisas evoluam assim. É possível que, se não construirmos nenhuma máquina nova, se não conseguimos fazer observações astronômicas mais poderosas, a física teórica pode se tornar um empreendimento completamente matemático, sem conexões diretas com o que podemos observar. Seria uma situação infeliz porque a física foi feita para ser uma ciência focada na realidade exterior. Mas talvez haja um período no qual a tecnologia ficará muito atrás das questões propostas pela teoria e que depois ela consiga alcançá-la. A questão fundamental é: vamos ter testes reais para essas ideias? Ou as ideias estão simplesmente fora de alcance da tecnologia?

ÉPOCA – O senhor acha que viverá para ver testes confirmando ou refutando essa hipótese?
Greene – Eu gosto de pensar que sim, mas, se eu fosse apostar, apostaria que não. Há uma primeira esperança sobre os testes do LHC. Mas o LHC encontrar ou não a partícula da supersimetria não prova nem desprova nada. Infelizmente, a teoria tem essa flexibilidade que permite acomodar qualquer um dos resultados.

ÉPOCA – Não te incomoda? Unificar as teorias é o que você tem tentado há décadas.
Greene – Sim, sim, me incomoda. Eu preferiria saber. Por outro lado, gosto de pensar que isso é parte de uma jornada que está acontecendo há milhares de anos, tentando aprofundar nosso entendimento da realidade. Se nossa geração contribuir com alguma coisa para essa jornada, mesmo que não na direção certa, ainda assim estamos fazendo algo importante.

ÉPOCA – No que o senhor está trabalhando agora?
Greene – Estou fazendo vários cálculos relacionados ao multiverso. O que acontece quando os universos colidem e quão estáveis seriam esses outros universos. Na educação, estou trabalhando no World Science U, uma plataforma para ensinar física que vai além do que temos nas classes, para ensinar de uma maneira mais poderosa. É um jeito de aproximar a ciência da arte, explicando, mas não de um jeito tradicional. Será uma forma que se guia pelo dramático e o poder do audiovisual para comunicar coisas de um jeito não intelectual.