계산적 우주

디지털 물리학. 뉴럴 네트워크 우주

우리가 흔히 알고 있는 우주론은 빅뱅(Big Bang)이론이다. 빅뱅 이론의 치명적인 약점은 특이점(singularity)이다. 부피가 없는 한 점(특이점)에서 우주가 폭발했다고 가정하는데 이 특이점이 수학적으로나 물리적으로 설명이 되지 않는다.

그래서 2017년에는 특이점이 없는 새로운 우주론이 제시되었다. 빅바운스(Big Bounce)다. 약간 복잡하게 고리 양자 우주론(loop quantum cosmology)이라고도 한다. 빅바운스 모델은 우주가 특이점에서 폭발한 것이 아니라 영원히 수축과 팽창의 순환을 거듭한다는 주장이다. 우주가 중력에 의해 쪼그라들다가 특이점에 가까워지면 양자효과에 의해 서로 밀어내면서 다시 팽창한다. 

재밌는 것은 빅 바운스 모델은 시공간이 양자화(quantization) 되어 있다고 가정한다. 우주가 불연속적이라는 뜻이다. 연속적이냐 혹은 불연속이냐에 따라 우리는 아날로그와 디지털로 나눈다. 우주는 디지털이다.

빅뱅 바운스 이론은 또 불교의 세계관과 아주 흡사한데 불교는 세계가 수축하는 겁과 팽창하는 겁으로 나뉘며, 그 안에서 우리는 윤회한다고 주장한다. 

더 나아가, 윤회사상에서는 특정 개인이 쌓은 무형의 업(karma)이 전생과 현생, 내생에 그대로 영향을 미쳐 나타난다. 마치 뉴럴 네트워크처럼 윤회사상의 loop에서는 업(karma)이라는 hidden state K 값이 next iteration으로 전달되는 것이다.

아래 이미지는 AlexNet의 전체 forward/backward 학습 loop의 시각화 이미지다. 정말 우주 미니미 같지 않은가!? 

Graph visualization of full forward and backward training loop of AlexNet