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miércoles, 4 de septiembre de 2013

Universo, Información y Mente


Alguna vez te haz preguntado: ¿Qué es Información?, ¿de dónde viene?, ¿cuál es su relación con nuestro universo físico?, ¿cómo nuestro cerebro podria almacenar algo aparentemente intangible?. Exploremos un poco estos conceptos fascinantes, y como es que podrían estar relacionados.


Una visión de nuestro universo físico, quizás iniciada por Seth Lloyd, es la de un gigantesco computador siguiendo un proceso de computación constante, cuyas reglas de cómputo son las leyes de la física. Antes de adentrarnos más, coloquemos algunas definiciones sobre la mesa para facilitar el entendimiento de las ideas por venir:

  • Sistema: Un conjunto de partes, trabajando juntas como un todo. Los sistemas poseen partes, dinámica (comportamiento) y pueden interactuar con otros sistemas.
  • Propiedades Emergentes: Propiedades irreducibles de algunos sistemas, no explicables a partir de sus partes, sino mediante la interacción de estas.
  • Computación: Un proceso que sigue un modelo de reglas bien definido (algoritmo). Un computador recibe una entrada, la transforma mediante el algoritmo y devuelve una salida.
  • Máquina: En el sentido computacional, un sistema con un conjunto finito de estados, que tiene un conjunto de reglas de transición (cambio de estados) bien definidas.

Tomemos como punto de partida el Big Bang, sin importar si hubo o no causa alguna para que ocurriera. En los momentos iniciales del universo, prácticamente solo había hidrógeno. El universo como sistema en esos momentos es uno muy simple y, según Shannon y su teoría de información, casi carente de información; esto dado que la redundancia o predecibilidad es opuesta a la información. Una vez que las leyes de la física empiezan a actuar, el universo computacional aplica su algoritmo físico y toma la materia como entrada, la transforma y devuelve nueva materia como salida. Un ejemplo son las estrellas de primera generación produciendo helio y otros elementos. En este punto podríamos decir que el universo genero los bloques esenciales para que se produjeran nuevos sistemas más complejos; estos nuevos bloques, con propiedades emergentes, constituyen parte de la información que el universo necesita para ensamblar sistemas como galaxias o sistemas solares, la dinámica (comportamiento) de estos nuevos sistemas es más rica y las potenciales interacciones más variadas. Visto de otra forma el universo es menos redundante o predecible que antes, por lo tanto tiene más información. Es una especie de efecto domino que da como resultado, en tanto haya energía suficiente, mayor complejidad, más propiedades emergentes y por lo tanto, más información.

Dos observaciones importantes:
  • De todos los posibles sistemas físicos nuevos, solo llegan a hacerse realidad aquellos permitidos por las leyes de la física, tendremos estrellas de diferentes tamaños, pero las leyes de la física solo permiten aquellas que tengan forma esférica. No hay ningún diseñador detrás de estos nuevos sistemas, simplemente son producto de un computador (el universo) corriendo un algoritmo (las leyes de la física).
  • La información es física en todo momento, no puede existir información sin materia. A riesgo de ser lapidado filosóficamente, me atrevería a decir que materia e información son las dos caras de una misma moneda, que depende de si la materia será usada en otro proceso o no, es en ese momento en que se convierte en un símbolo, y porta información para el proceso del que será entrada. Obviamente la información no es exclusiva del hombre.

En algún momento de esta incesante generación de información y sistemas físicos complejos, el universo produjo los bloques fundamentales para la vida, una reacción química con propiedades muy peculiares, capaz de preservarse, copiarse y poseer la información de sí misma como sistema. Dado que un proceso de copiado es susceptible a fallas, la información del sistema puede alterarse ligeramente en cada copia, lo cual desencadeno la evolución. Estos sistemas no tienen ningún propósito, ni están diseñados; simplemente ocurren a medida que el tiempo pasa, y el universo computacional sigue operando. La evolución no es más que un proceso de exploración de fuerza bruta que genera nuevos sistemas biológicos viables bajo las leyes de la física, la química y la biología. Nuevamente este enfoque, va en contra de la idea de un creador, no se necesita inteligencia para crear diseño o complejidad, solo se necesita tiempo y un proceso de fuerza bruta para explorar todas las posibilidades, acumular los cambios y luego dejar que el medio ambiente apruebe o desapruebe los resultados. Los sistemas complejos desaprobados se destruyen, volviendo a ser sistemas más simples.

A medida que la evolución produjo nuevos organismos, estos sistemas, ahora ya máquinas biológicas, desarrollaron partes con funciones específicas y adquirieron comportamientos característicos, todo bajo el requerimiento fundamental de preservar la vida. Aquí entramos a atacar la teleología (el aparente propósito de las cosas) con el argumento de que el diseño y propósito de estas máquinas biológicas, sus partes y sus estados son solo una ilusión. El algoritmo genético evolutivo está explorando prácticamente por fuerza bruta las posibles máquinas, partes y estados, las cuales luego serán aprobadas o no por el medio ambiente para continuar con la vida.

Analicemos el concepto de propósito desde un punto de vista computacional, considero que está ligado a la intencionalidad en un ámbito temporal, es decir, uno intencionalmente proporciona una entrada a un algoritmo en un tiempo inicial esperando de antemano una salida específica, en un tiempo posterior, al terminar el cómputo. Se necesita entonces, que ese algo con intencionalidad, tenga la capacidad para almacenar la representación de la entrada y asociarla con una representación de la salida, quizás sin importar el cómputo. Las primeras formas de vida no tenían tal capacidad, sus partes y comportamientos tienen funciones específicas talladas por evolución, si se quiere un aparente “propósito” pero en ningún momento esa representación está almacenada en el organismo. La migración de una mariposa, o la jornada suicida de un salmón son comportamientos mecánicos de estas máquinas biológicas. No fue sino hasta que los cerebros más desarrollados de los mamíferos, con la capacidad para almacenar representaciones como secuencias en el tiempo, llegaron para dar a estas máquinas biológicas superiores la propiedad emergente de la intencionalidad. Posteriormente el hombre se convierte en el maestro de la manipulación del propósito al explotar extensivamente la capacidad que le brinda su cerebro más desarrollado y sus técnicas de manipulación de patrones para, si se quiere, viajar en el tiempo y controlar las entradas de los sistemas entendidos a su antojo. Se convierte en un cazador de patrones que ahora guarda como trofeos de caza representaciones de los sistemas y su dinámica para sus propios propósitos.

Nótese que no es sino hasta que el cerebro se puebla con la información de estos patrones que el hombre adquiere plenamente su propiedad emergente, la intencionalidad; antes de eso, sigue siendo solo una maquina biológica incapaz de manifestarla.

Después de ver a la mente como un proceso de almacenamiento y manipulación de información. Considero que:
  • Se puede tratar al hombre como la suma de una maquina biológica (hardware) y la información que pueda aprender (software).
  • El software es una representación almacenada de los sistemas circundantes, es solo una aproximación que depende de la capacidad sensorial de nuestros sentidos. Las representaciones incluyen las partes, la dinámica y la interacción entre sistemas. La característica de almacenamiento jerárquico, que nos brinda nuestra corteza cerebral, permite posteriormente hacer manipulaciones más abstractas de la información de los sistemas.
  • El hardware genera una serie de impulsos básicos (intencionalidad) los cuales ponen a andar el software. Esos impulsos básicos son efectivamente reducibles a una maquina, no necesariamente biológica.
  • El YO o el SER es solo una representación cómoda, del sistema propio, creada por el cerebro. Necesaria para propósitos de supervivencia, flexible y que va mas alla de la lingüística. El cerebro necesita una representación del YO para poder actuar efectivamente en el mundo físico. Incluso se puede engañar al cerebro para que cambie la percepción del YO con las llamadas "out of body experiences".
  • A medida que el modelo vaya almacenando más representaciones de los sistemas circundantes (y de si mismo), gradualmente ganara mejor entendimiento y conocimiento de lo que le rodea, por ende podrá ser más inteligente.

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