Vijay Balasubramanian: "Moltes de les coses que es fan amb intel·ligència artificial són irritants i inútils"

Quan respon a una pregunta, sembla que al físic i neurocientífic Vijay Balasubramanian li bullen els pensaments al cap. Parla ràpid, amb passió i salta d’un tema a l’altre perquè al seu cervell tot està connectat. Es va formar en física teòrica i en ciències de la computació i, després d’estudiar la naturalesa de l’espai i el temps i objectes com els forats negres, s’ha posat a estudiar el cervell i altres sistemes biològics com el de la immunitat humana i bacteriana.

Actualment és professor de física Cathy i Marc Lasry a la Universitat de Pennsilvània. Ha visitat Barcelona per participar en un simposi del Barcelona Collaboratorium, una iniciativa del Centre de Regulació Genòmica (CRG) i el Laboratori Europeu de Biologia Molecular (EMBL) amb l’objectiu de fomentar el diàleg entre disciplines per aconseguir més capacitat predictiva en l’estudi dels sistemes biològics.

La conversa amb el professor Balasubramanian va de la naturalesa última de l’espai a la intel·ligència artificial, passant per Borges, Proust i els forats negres.

La immensa majoria de gent assumeix que l’espai és una mena d’escenari on passen les coses. Els físics d’això en diuen entitat fonamental. Els últims anys, però, sembla que l’espai podria no ser fonamental. Què vol dir això?

— Què vol dir descriure un sistema físic? Bàsicament, hi ha unes partícules que interactuen les unes amb les altres i es mouen. Imagina un sistema físic en dues dimensions que es mou a la superfície d’una taula on hi ha unes interaccions molt complicades. En alguns casos, si agafem sistemes com aquest i els estudiem en tres dimensions en lloc de fer-ho en dues, podem descriure les interaccions d’una manera molt més simple. I si totes dues descripcions prediuen les mateixes observacions, ¿quina és més fonamental?

No ho tinc clar.

— No ho és, no. Una descripció té dues dimensions espacials i l’altra en té tres. Aquesta idea és una de les troballes més remarcables en física teòrica de l’últim quart de segle. I apunta cap a la idea que l’espai no és una entitat fonamental, sinó un fenomen emergent, és a dir, una manera de descriure els fenòmens per fer-los més fàcils d’entendre, però potser no és realment allà fora.

¿O sigui que l’espai és una construcció de la nostra ment per explicar el món?

— Hi ha moltes maneres de descriure la mateixa cosa. Pots dir que totes són irreals i que, després, hi ha la cosa real que s’intenta descriure, o bé que són totes igual de reals. Els filòsofs han discutit sobre això durant milers d’anys i tothom pensava que la física del segle XXI no es trobaria amb el mateix problema, però aquí el tenim.

Algú a qui agradava molt això dels mons reals o irreals era l’escriptor argentí Jorge Luis Borges. ¿És cert que li va servir d’inspiració per escriure un article?

— Una nit a la una de la matinada era a la cafeteria de la universitat, que obre 24 hores, i un altre investigador, també molt privat de son, em va parlar de Borges. Em va dir que m’agradaria i em va regalar un llibre seu. El vaig llegir i vaig quedar bocabadat. Hi ha fragments d’El jardín de senderos que se bifurcan que sintetitzen la teoria del multivers de Hugh Everett. Jo estudiava els forats negres, i si te’ls imagines com un conjunt molt gran de coses petites, hi ha un teorema que diu que la distribució d’aquestes coses petites ha de ser aleatòria. I això és com La Biblioteca de Babel de Borges, on hi ha tots els textos que es poden escriure amb un alfabet de 25 lletres. La majoria són textos aleatoris però en algun volum hi haurà la història de la teva vida. I un forat negre és això, com una Biblioteca de Babel amb totes les situacions possibles, limitades només per la quantitat de partícules que el formen.

També l’hem vist llegint Proust en un vídeo. Quin és el paper de la literatura en la seva vida i en la seva recerca?

— És un fet que els autors del passat han imaginat idees i maneres d’expressar-les que són pertinents en molts altres camps. Personalment, tot el que he llegit m’inspira, no necessàriament per a la pràctica científica concreta, perquè són pràctiques molt diferents. En el cas de Proust, hi ha la famosa escena de la magdalena a partir de la qual emergeixen els records de la seva infantesa. Proust era un gran observador d’ell mateix i la descripció que fa de la sensació a la boca i, després, del desplegament dels records és molt psicològica, molt cognitiva. Hi ha un altre fragment molt bonic, potser fins i tot més, que no se cita gaire, en què descriu un joc que consisteix en deixar anar trossets de paper arrugats a l’aigua. La manera com es despleguen en mullar-se recorda com es despleguen els records amuntegats i emmagatzemats al cervell. Tot això són metàfores, però les teories científiques també. Com deia Wittgenstein, totes les nostres teories són xarxes que serveixen per atrapar la veritat. I com que som éssers limitats i volem accedir a coses més grans, totes les eines ens poden fer servei.

Quin tipus de metàfores construeix un físic sobre el cervell?

— Els físics estem entrenats per utilitzar moltes eines, matemàtiques i computacionals. Som com fusters que serren moltes vegades una fusta fins que els queda recta. Nosaltres resolem molts problemes no per aprendre fets –n’hi ha molt pocs en física– sinó per desprendre’ns del que no és rellevant i arribar a l’essència del problema. Galileu va arribar a la conclusió que si s’ignorava la resistència de l’aire, una ploma i un martell queien al mateix ritme. Deunidó!

Sembla difícil perquè cal veure-hi més enllà de l’aparent.

— És realment un art que implica molta intuïció i sentiment i per al qual t’has d’entrenar, però ha funcionat durant segles i hi tenim molta fe. Tenim una caixa d’eines que ens permet afrontar la pregunta de per què les coses són certes i la confiança que si ens hi posem la podrem respondre. I això és cert més en física que en altres camps, perquè històricament hem estudiat sistemes molt simples. Un cristall és molt més simple que una cosa viva o el cervell. Els biòlegs, per exemple, estan interessats en la diversitat i, per a ells, els detalls són el que fa les coses boniques. I això és important, però un físic es desprendrà de tota aquesta decoració.

I tot això com s’aplica a l’estudi del cervell?

— Aquest esperit s’ha difós a gran part de la gent que estudia el cervell al llarg dels últims 20 anys. Avui dia queda clar que no n’hi ha prou amb estudiar una neurona a fons per entendre el cervell. Els fenòmens més interessants passen perquè hi ha milions de neurones interactuant i per estudiar això es necessiten noves eines i aquesta confiança per utilitzar-les. Un dels enfocaments, per exemple, és considerar que el cervell ha d’haver estat seleccionat per actuar amb eficiència, fent el que ha de fer en un cert temps i amb recursos limitats. I aquest problema l’han formulat físics i han arribat a respostes que avui són un estàndard per entendre els circuits neuronals.

El cervell humà va emergir a l’Àfrica i va ser seleccionat per sobreviure a la sabana i no per entendre l’Univers, però som aquí discutint de tot això.

— I no és fascinant?

Molt.

— Sobre això, penso que hi ha moltes maneres de sobreviure. Una és fer moltes còpies d’un mateix perquè en sobrevisquin un parell. Però els primats fem molt poques còpies i les entrenem molt perquè prenguin bones decisions. En un 98% som ximpanzés, però el dos per cent restant ens dona el llenguatge, motricitat fina i, aparentment, el pensament abstracte. No és clar que els altres animals no tinguin algun tipus de pensament abstracte. Potser en tenen però encara no l’hem entès.

La nostra supervivència depèn, doncs, d’aquest dos per cent.

— El que queda clar és que estem aprofitant les eines que tenim per a la supervivència més prosaica en altres àmbits. Per exemple, quan utilitzem la geometria per resoldre problemes, fem servir les mateixes parts del cervell que quan ens orientem i ens movem en l’espai. I utilitzem les eines del pensament abstracte per generar veritats més grans a partir de peces més petites. Però és clar que som limitats. Un gat no pot entendre el càlcul infinitesimal.

¿I nosaltres podem entendre com funciona l’Univers?

— Entenem les pilotes i les molles i resulta que, per una sort immensa, ajuntant moltes pilotes i moltes molles i modificant-les una mica podem fer models molt complets per descriure l’Univers. La teoria quàntica bàsicament modela el món a partir d’objectes molt semblants a les molles. Això és un regal que probablement no mereixem. Ara bé, tot i que hem construït funcions matemàtiques per explicar el món, no és clar que siguin la manera correcta de fer-ho ni l’única. Potser hi ha altres objectes més complicats que no podem escriure ni manipular per les limitacions del nostre cervell.

Ara tenim l’ajut de la intel·ligència artificial.

— Moltes de les coses que es fan amb aquests sistemes són irritants i inútils. Tothom vol escriure articles... Però hi ha coses interessants. La predicció de la forma de les proteïnes és molt espectacular, per exemple. L'altra cosa és que nosaltres fem servir aquelles molles i les funcions matemàtiques, però potser utilitzant aquests sistemes podem trobar funcions noves que ens permetin descriure fenòmens complicats. La recerca no va per aquí, però, perquè hi ha moltes possibilitats econòmiques i la gent prefereix classificar fotografies o escriure textos amb, posem, l’estil de Borges.

Parlàvem dels límits del cervell humà, però ¿els sistemes d’intel·ligència artificial en tenen?

— Estic segur que sí. Aquestes màquines s’han d’entrenar amb moltes dades, necessiten molta energia per funcionar i recursos que no sempre estan disponibles. El que és fascinant dels cervells animals és que són molt petits i no necessiten gaire entrenament. Les poques sinapsis que hi ha entre el meu ull i la regió del cervell on reconec la teva cara fan que si et torno a veure demà et reconegui sense necessitat de milers d’exemples. Ara mateix les màquines estan superant límits perquè hi aboquem més coses i les fem cada vegada més grans, i això no ho podem fer amb els nostres cervells, que estan limitats pel canal del part.

Tot i així fem coses molt millor que les màquines.

— Un amic meu expert en robòtica em va dir fa molts anys que les màquines dominarien el llenguatge abans de ser capaces de moure’s en el món. Els robots no són autònoms, no poden endinsar-se en un ambient nou i explorar-lo. Només fan tasques molt concretes.

En termes de llenguatge sí que han avançat, però.

— Ara poden escriure un poema amb l’estil d’un poeta francès medieval, per exemple. Estem molt orgullosos del llenguatge, però potser és una cosa fàcil. La gramàtica és un conjunt de normes que diu quines paraules poden anar juntes. I això ens sembla molt potent, però potser no ho és tant. Caminar és molt més difícil. Encara no entenem prou bé el llenguatge humà (entenem força bé com els ocells aprenen a cantar), però potser disposar de llenguatge és més fàcil que tot el que cal fer per mantenir el cos amb vida. Hi ha tantes peces autònomes (el fetge és autònom respecte del cor)... I no hi ha cap control central, però totes les peces cooperen per mantenir la vida. Ningú sap com reproduir això artificialment.