Pedro Meseguer

Jesús Cerquides nos regaló un necesario y bien fundamentado seminario el diecinueve de noviembre, en el que desmenuzó las aportaciones de John Hopfield y Geoffrey Hinton, ganadores del premio Nobel de Física de este año 2024[1]. La expectación por el tema del seminario y por el conferenciante se hizo patente en el salón de actos del IIIA, más poblado que en otras ocasiones. En las líneas siguientes describo las ideas que me han sugerido sus contenidos (los interesados pueden encontrarlo grabado en la web del IIIA).

            El seminario comenzó con un comentario que ha menudeado en los corrillos de los profesores en las facultades de ciencias estas últimas semanas: las contribuciones de Hopfield y Hinton, que la mayoría adscribe al campo de la computación, ¿han hecho realmente avanzar la ciencia física? Ramon, en el debate posterior, contó que físicos notables le habían pedido su opinión como experto en IA. Enric intervino remotamente, para mencionar un vídeo de John Hopfield en el que defiende sus aportaciones como pertenecientes al mundo de la física.

            Comencemos por la contribución seminal del primero de los galardonados: las redes de Holfield. La canción de la olimpiada de Barcelona 92 sirvió como ejemplo para comprender de forma clara e inmediata la idea de memoria asociativa. Sucede cuando un trocito de un episodio concreto dispara el evento completo en nuestra mente[2]: los primeros segundos de esa música permitieron de forma automática y sin esfuerzo recordar a sus intérpretes —Monserrat Caballé y Freddie Mercury—, recuperar los detalles de la inauguración —como la figura del arquero Antonio Rebollo con su discapacidad en la pierna derecha disparando la flecha encendida al pebetero—, etcétera. Esta maravillosa funcionalidad humana es la que Hopfield consiguió replicar con la red neuronal que lleva su nombre.

            Me sorprendió que la paradoja de Levinthal —las proteínas pueden adoptar un número muy alto de estructuras tridimensionales, pero se pliegan en su configuración preferida en milisegundos— se hubiera considerado como tal en el pasado. Igual que otros sistemas físicos, evolucionan de forma natural a un estado de mínima energía. Una piedra lanzada a lo lejos no “ensaya” las posibles trayectorias, sino que sigue “ciegamente” las leyes de Newton. El conferenciante también empleó este argumento para introducir las redes de Hopfield. La magnífica idea de su creador fue diseñarlas con pozos de energía asociados a las situaciones que se deseaba memorizar. El “trocito” del episodio equivalía a posicionar la red “cerca” del pozo que lo almacenaba, y bastaba con dejarla evolucionar para que “cayera” en el pozo y recuperara el recuerdo deseado.

            La metáfora entre un músico de conservatorio —que reconoce una partitura y la reproduce fielmente— y un músico de jazz —capaz de improvisar y crear algo nuevo a partir de unas pocas notas— le sirvió al conferenciante para presentar la aportación del segundo laureado: las máquinas de Boltzmann. Su contribución esencial fue la de introducir estocasticidad en las redes de Hopfield, la opción de que, con una probabilidad baja, pero significativa, el sistema pudiera moverse a estados de mayor energía. Este hecho, bien conocido en mecánica estadística, ha permitido a las redes evolucionar de forma no completamente previsible, de manera análoga a la repentización del músico de jazz. Hinton incluyó en el proceso un parámetro T que lo gobierna, similar a la temperatura en los sistemas físicos.

            Los cincuenta minutos del seminario supieron a poco. Fue como una cata, el paladeo de un alimento muy sabroso —jamón, queso, caviar— pero en poca cantidad. Jesús Cerquides ofició una ceremonia de transmisión de conocimiento y proporcionó el QR de una web que proporciona todos los detalles del tema. La he visitado: los vídeos que contiene están muy bien hechos y son realmente inspiradores. Dada la ebullición actual de las redes de aprendizaje, sospecho que solo hemos visto la punta del iceberg. Esperemos que la degustación, quizá convertida ya en banquete, continúe.