miércoles, 16 de septiembre de 2015

Rafael Yuste y el Proyecto BRAIN



Cada vez es más patente que la conducta humana está regida por algoritmos matemáticos (embebidos en los circuitos neuronales mediante un proceso evolutivo). Es algo que este propio investigador (Rafael Yuste) menciona al final del vídeo, y algo que se da ya por supuesto dadas las iniciativas como la de este proyecto BRAIN (ya que, evidentemente, si no se pensara así, no tendría sentido el propio proyecto).

Pero la cuestión de fondo es que, si la conducta humana no es más que un conjunto de algoritmos interactuando en diversos circuitos neuronales: ¿hemos por fin cerrado el debate del libre albedrío? Porque es sabido que NO es posible lograr una verdadera libertad de acción mediante algoritmos matemáticos (es algo de perogrullo). Un algoritmo es, por definición, un proceso determinista (incluso si el algoritmo se computa de un modo no secuencial o en paralelo, da lo mismo).

De este modo, la ilusión de libertad que todos poseemos sería, en tal caso, sólo un espejismo de esa circuitería neuronal, que haría uso del ruido eléctrico de fondo para inducir una pseudoaleatoriedad que serviría para permitir un mayor grado de libertad a los animales dentro de un mundo tan heterogéneo e imprevisible. Esta pseudoaleatoriedad ayudaría a aumentar el abanico de actuaciones posibles ante un desafío natural, lo cual beneficiaría a los fines evolutivos y por tanto sería seleccionado. Y hay ya estudios, además, que apoyan esta hipótesis  (podéis buscar en Google). Un ejemplo de estos estudios, consistió en leer el rudio neuronal de un sujeto en un experimento (mediante fMRI), antes de poner al sujeto ante la dicotomía de tener que elegir entre dos opciones (cara o cruz, izquierda o derecha, etc.). Se comprobó que la decisión del sujeto de estudio por una u otra alternativa estaba DETERMINADA de antemano por el ruido eléctrico de su cerebro, y que incluso se podía prever la decisión del individuo simplemente con observar dicho ruido antes de la decisión.

Por tanto, la propuesta de que sólo somos máquinas (autómatas) de reproducir genes (un soma desechable) toma más fuerza que nunca. Porque ese "somos", ese "nosotros", o ese "Yo", que conforman nuestra consciencia y sociedad, resulta que puede no ser más que un conjunto de algoritmos matemáticos que determinan lo que debemos hacer (en favor de los "intereses" evolutivos que nos dieron forma, evidentemente).

Un saludo.

martes, 15 de septiembre de 2015

Carta a un amigo cristiano (y II)




Querido, Enric:

Ya he sacado tiempo para escuchar la conferencia completa que me ha recomendado. Y le digo de corazón que lo he hecho con el mínimo de prejuicios posible, y honestamente abierto a cada palabra de Javier Montserrat:

Aproximadamente la primera hora del vídeo me parece ejemplar, el autor describe de un modo muy claro lo que es sin duda el enigma o el misterio esencial sobre el que descansa el mundo natural en el que todos estamos. Además, Javier se expresa de un modo muy claro y objetivo en este sentido, y deja correctamente abierta la posibilidad de que detrás del fenómeno natural pueda haber una Realidad teísta o ateísta. Explica muy bien como existe hoy día una dogmática ateísta: que pretende justificar su postura mediante añadidos metafísicos como la posibilidad de los múltiples Universos, y habla también una dogmática teísta, que pretende defender lo opuesto mediante una supuesta revelación de Dios.

En la primera hora del vídeo, por lo tanto, pienso que el conferenciante se muestra ejemplar; y merece la pena señalar que en repetidas ocasiones describe cómo le parece tan posible una trascendencia teísta como la ateísta, hecho que es innegable, porque el enigma trascendental es insoslayable. Incluso menciona en un par de ocasiones directamente que el hombre no puede saber (o conocer) cuál de las dos opciones es la Correcta(o Verdadera).

También menciona en repetidas ocasiones lo que él describe como "El silencio de Dios" (de hecho, es parte del título de la conferencia). Es decir, que habla sobre la falta de evidencia objetiva que todos tenemos sobre su existencia Existencia: y hace hincapié en como este silencio nos afecta cuando pasamos alguna vez (o muchas veces, según la fortuna) por un sentimiento de angustia ante distintos problemas que acontecen en la vida (enfermedad, vejez, accidentes, catástrofes, etc.), mientras que al mismo tiempo somos conscientes de este atroz silencio trascendental. En este sentido, el autor da pie a preguntas del tipo: ¿Cómo puede, por ejemplo; permanecer Dios en silencio ante la muerte de un niño en África, que perece retorcido de dolor comido por parásitos intestinales mientras su madre lo mira impotente?

Hasta aquí, todo perfecto: objetividad, racionalidad, y palabras bien fundadas y bien expresadas, Pero todo eso cambia en cuanto el autor intenta meter (con calzador) su hipótesis cristiana en todo lo dicho anteriormente. Porque ¿cómo intenta introducir al Dios cristiano este hombre en la explicación trascendente del fenómeno natural objetivo? ¡Oh, sorpresa! Hace uso exclusivamente de la tan sabida y utilizada supuesta presencia (o realidad) interior en Jesús (y demás parafernalia). Hace uso de un sentimiento inmanente que le hace creer que realmente conoce la trascendencia del fenómeno, y que esa Realidad es el Dios cristiano. Sobra decir que esta inmanencia sirve para creer en cualquier cosa, ya que cada cual subjetivamente siente lo que siente. De hecho, fue esta inmanencia la que hizo, por ejemplo; creer al estupendo filósofo Schopenhauer, que la Realidad trascendente la compone un ente irracional y ciego por y para el mero ser. A este ente, esencia del fenómeno, lo denominó Voluntad, y dicha Voluntad resultaría ser el creador irracional de este mundo (con el único fin de saciar su sed existencial). Por cierto, que mejor cabe enlazar con nuestro mundo esta irracional trascendencia propuesta por Schopenhauer, que cualquier propuesta teísta; ya que una trascendencia no racional daría cuenta del problema de Su silencio para con los males del mundo: simplemente resultaría que el Creador no es racional ni se preocupa (ni puede preocuparse) de su creación: simplemente quiere y desea (irracionalmente) ser y existir en todas las formas posibles, y haciendo uso de todas las diversas representaciones o fenómenos posibles del mundo.

A mí, el argumento de la inmanencia o del sentimiento interior de Dios me parece muy débil. Y no sólo débil, sino, como digo, y perdone que se lo repita y que le sea franco, me parece ridículo e incluso incongruente:

Y es que, puestos en el caso de aceptar la descripción científica del mundo, llegamos por tanto al precepto de que mi conciencia es resultado de una computación neuronal (material) en mi cerebro, y que este cerebro se ha formado evolutivamente con el transcurso del tiempo. Ante esto, es innegable que cualquier tendencia, voluntad, comportamiento, sensación, y  por supuesto, sentimiento o intuición, va a tener bases evolucionistas (sobre cuales son estas bases naturales se encarga la neurociencia en general, y la psicología evolucionista, en particular). Por lo tanto, ese sentimiento inmanente o intuitivo, probablemente no sea más que un efecto colateral al proceso evolutivo (un estado mental no "buscado" evolutivamente, pero que aparece y permanece porque va acompañado de otro factor mental que sí es útil); o quizás sea algún tipo de estrategia de supervivencia que simplemente ha resultado ser útil (por ejemplo, la espiritualidad se cree que puede ayudar a las personas a soportar este mundo tan duro, otorgando un empujón de optimismo que ayuda a seguir luchando y sobreviviendo).

Es decir; que muy posiblemente, ese sentimiento religioso o trascendente interior, no sea más que un pensamiento neurológico más, sin ninguna relación real ni directa con un supuesto transcendentalismo. Por lo tanto, usar esta triquiñuela del sentir interno a Dios (o de la conexión inmanente) no es para nada justificación ni evidencia de nada. Es un mero artilugio subjetivo que se aplica cuando se intenta saciar la necesidad de creer en algo (normalmente buscando consuelo): se pretende afianzar una creencia que es de por sí débil (en el caso teísta la debilidad viene entre otras cosas por el problema del mal y el silencio de Dios), sobre una base inefable (para evitar la refutación), pero que hoy día no se sostiene desde la objetividad científica.

Porque, como le comento, siempre está de fondo en estas cuestiones el problema del mal en el mundo, y el silencio de ese supuesto Dios "amoroso" (como los osos :P). A mí, que no siento para nada esa inmanencia ni ese sentimiento interno de Dios, esta conjunción de mal y silencio trascendente sólo me deja dos opciones:

O Dios NO existe (no hay nada trascendente) , o existe pero no se preocupa de su creación (incluso puede que NO pueda preocuparse, o que la creación sólo le sirva(sirvamos) como un instrumento que utiliza (o utilizan) para algún fin Propio y alejado de los intereses del hombre en sí -y del resto de la creación-). En cualquier caso, el cristianismo como tal me parece incongruente y desfasado, y lo máximo que admito (personalmente) es esta dicotomía agnóstica entre deísmo y panteísto que te comento (incluyendo la posibilidad de que finalmente "todo sea naturaleza sin ninguna trascendencia al fenómeno").

Pero a pesar de todo, y pese a la poquísima esperanza que tengo, espero de corazón que finalmente tenga usted razón con su cristianismo: la doctrina cristiana (cualquier doctrina teísta, en realidad) es mucho más bonita y consoladora que mi postura actual. Sin embargo, y por desgracia, no puedo dejarme llevar por la necesidad de creer en lo bonito o lo justo, simplemente me permito (mi cabeza funciona así) inferir a partir de lo que veo; y lo que veo no hace más que alejarme cada vez más de todo pretendido teísmo.

Un abrazo, amigo Enric.

P.D. No sabe cuánto me gustaría estar equivocado, y encontrármelo algún día en "otra vida mejor", pero tal y como lo veo, dudo horrores que ese sea el caso.

sábado, 12 de septiembre de 2015

Carta a un amigo cristiano

Querido, Enric:

Desgraciadamente su posición (cristiana) a mí no me vale, porque mi cabecita ella no me deja creer más que en lo razonable y en lo que puedo palpar y contrastar: es decir; en las teorías científicas que describen lo natural.

Pero no se crea que soy inmune ante la estupefacción queme produce la idea de saber qué narices es esta naturaleza (y no hablo de cómo se comporta la naturaleza, de lo cual se encarga la ciencia, la cual tengo ya muy mamada): Por poner un simple ejemplo; ¿por qué existen las leyes de conservación? ¿qué hace o determina que esas leyes deban cumplirse siempre tal y como lo hacen? ¿por qué, por ejemplo, la energía debe conservarse en un sistema (y qué es la energía, por cierto), por qué debe permanecer constante el momento lineal y angular, etc.? Para responder al porqué de estas preguntas, habría que tener una visión empírica de la propia maquinaria, del proceso en sí que da lugar a los fenómenos naturales que sentimos, pero esa visión es imposible (porque estamos limitados al fenómeno). Por lo tanto, existe sin duda un misterio intrínseco a lo natural, que sólo un necio puede negar (aunque quizás lo que irrite sea el término "misterio" y no el concepto en sí).

Yo soy consciente del misterio, Enric; pero me cuesta llenar ese misterio con una idea cualquiera de mi fantasía o imaginación. Me parece absurdo, una vez descrito el fenómeno natural, pretender explicar su esencia con una hipótesis subjetiva (a mi justa medida).

Por lo tanto, yo le comprendo, amigo; pero no comprendo como da el paso de lo natural a ese Dios cristiano tan concreto, si no es por una mera cuestión psicológica de necesidad personal suya. Y puesto que es una necesidad personal y subjetiva suya, tan válida me parece como el Dios hindú, el Dios redentor de Mainlander, el Dios de mi vecino, o simplemente con la propuesta “todo es naturaleza sin ningún Dios” (panteísmo). Es decir; que me veo obligado al agnosticismo.

Por lo tanto, aunque no niego de ningún modo que cuando usted (o yo) perezcamos pueda estar esperando en algún lugar Jesucristo con toda la parafernalia asociada al cristianismo, me parece más creíble personalmente, la hipótesis que surge tras inducir hacia el futuro nuestra no existencia previa al nacimiento, y relacionarla (en sus atributos) con nuestra no existencia posterior a la muerte: pienso así que, posiblemente, al morir desaparecerá nuestra conciencia y nuestro Yo a todos los niveles (naturales y sobrenaturales). De hecho, no tengo evidencias de más existencias que de esta que disfruto ahora mismo, lo que me hace creer (inferir), que es la estructura natural de mi cerebro lo que crea mi consciencia, y que será su aniquilación natural (con la muerte) la que la haga desaparecer para siempre (o hasta que el trillón de neuronas y sinapsis que dan lugar a mi memoria actual se unan de nuevo por azar xDD).

E insisto; quizás me equivoque y tenga usted razón, pero siempre me viene a la mente esta frase de Freud:
"Sería muy simpático que existiera dios, que hubiese creado el mundo y fuese una benevolente providencia; que existieran un orden moral en el universo y una vida futura; pero es un hecho muy sorprendente el que todo esto sea exactamente lo que nosotros nos sentimos obligados a desear que exista."
Si el día que yo muera, me lo encuentro charlando con Jesús y le reconozco, le daré la mano con alegría y le concederé que tenía usted razón. Desgraciadamente, creo que ambos moriremos y desapareceremos sin conocer la Verdadera esencia tras el misterio del mundo...aunque usted al menos morirá creyendo que sabe cuál es la Respuesta. Le envidio.

Un abrazo.

miércoles, 2 de septiembre de 2015

La metafísica de la vida

"En algún lugar, algo increíble está esperando ser descubierto" (Carl Sagan)

Introducción.

En esta entrada anterior, donde tratamos el asunto de la vida desde un punto de vista físico, vimos como la segunda ley de la termodinámica es de las pocas leyes ontológicas de la Física, en tanto que distingue, de manera general, aquellos procesos y estados físicos que son posibles de aquellos que no lo son. Y que al incluir sistemas lejos del equilibrio térmico y alimentados por una fuente externa de energía, vemos que dicha tendencia ontológica no sólo se conserva, sino que se acelera con la aparición necesaria del fenómeno de la vida (y su eficiente replicación exponencial): el fin, la esencia, o la razón de ser natural del Universo, parece ser la de terminar cuanto antes con toda la energía útil, en otras palabras; conseguir la máxima potencia disipativa (o, en otras palabras; producir el máximo de entropía en el menor tiempo posible).

Y hasta aquí, dijimos, lo que los hechos empíricos nos muestran.

Especulación metafísica sobre la vida.

Fuera de la experiencia sensible, ya sólo nos queda filosofar un poco sobre la posible causa de esta tendencia u ontológica del Universo físico. Si no eres del tipo de persona al que le gusta especular con lo que pueda o no estar más allá de la realidad empírica, entonces no merece la pena que sigas leyendo. En caso contrario...continuemos ;).

Hace tiempo que se comprende que, para cada tesis metafísica que se haga, será siempre igual de posible su anti-tesis, por lo que no pretendo demostrar ni convencer en esta entrada a nadie de nada. Simplemente voy a dar, brevemente, lo que es mi creencia personal (en estos momentos) sobre el asunto:

Sinceramente, creo que la vida (lo que hemos descrito arriba físicamente como vida), es un fenómeno intencionado. Pero, ¡ojo!, no pienso que sea el hombre en concreto la intención, ni la vida aquí en la Tierra en particular, sino que tengo la intuición de que el hecho de que las leyes y las constantes físicas del Universo tengan la forma ideal para albergar vida, es porque precisamente han sido seleccionadas para tal fin.

Y no es que reniegue (o malinterprete) el principio antrópico tan esgrimido por los físicos para rechazar la intencionalidad del mundo, sino que creo que este principio es un rasgo del modo en que una supuesta intencionalidad "racional" ha podido conseguir ajustar tan finamente las constantes físicas y las reglas del mundo. Cierto es que vemos el mundo como es, porque si fuese de otro modo no sería viable la aparición de seres como nosotros, capaces de reflexionar sobre el mismo, pero también es cierto que el hecho de que el mundo sea tal que permita la existencia de seres pensantes, podría (en condicional) deberse a que se ha buscado la presencia de tales seres a conciencia, mediante el fino ajuste intencionado de las reglas físicas (es decir; que podemos darle la vuelta a la propuesta del principio antrópico, y desplazar la intención a un plano metafísico). Y es la propuesta "científica" del multiverso (apoyo tradicional usado por la cosmología junto al principio antrópico) la que nos sirve (paradójicamente, ya que en cosmología esta combinación de principios se usa normalmente para "negar" toda intencionalidad sobre el mundo), como soporte al modo en que una pretendida intencionalidad trascendental podría haber buscado un mundo como el nuestro.

Y es que no hay mejor modo de conseguir encontrar el ajuste necesario para lograr un fin complejo, cuando existe un conjunto enorme de posibilidades, como el proceso evolutivo. Y os lo digo desde la experiencia como ingeniero, acostumbrado a usar la computación evolutiva para solucionar problemas que de otro modo serían impracticables por la cantidad de combinaciones posibles (en mi blog sobre computación evolutiva podéis ver varios ejemplos).

Así que os propongo el siguiente modo práctico (únicamente para ilustrar a modo de ejemplo) sobre cómo pudo hipotéticamente haber sido nuestro Universo creado (a partir de la tesis anterior):

Imaginemos un mundo trascendente al nuestro; un mundo, de hecho, sobre el que aceptamos que se construye el nuestro. Si yo fuese un ser o ente de dicho mundo trascendente, y tuviese que generar (o crear) un mundo que maximizara la cantidad de movimiento neto producido por sus constituyentes físicos; actuar de un modo arbitrario intentando configurar manualmente las reglas y constantes de dicha creación por ensayo y error, sería impracticable dadas las inmensas y astronómicas combinaciones posibles.

Por lo tanto, dicho ente trascendente podría haber optado ante la dificultad por una aproximación evolutiva, actuando sobre un multiverso similar al postulado en cosmología:

Pseudocódigo de un proceso evolutivo

Es decir, que se podría haber procedido del siguiente modo:

1) Se habría generado primero N mundos (multiverso) con constantes y leyes aleatorias.
2) Se habría evaluado la capacidad o potencia para consumir energía de cada uno de los N mundos,
3) De los N mundos, se descartarían los N/2 (por ejemplo) menos eficientes, y se duplicarían los restantes N/2 (los más eficientes) permitiendose a su vez ligeras variaciones aleatorias en las constantes y las reglas físicas.
4) Al duplicar los N/2 mundos más eficientes volvemos a tener N mundos (los N/2 originales, y los N/2 mundos clones con pequeñas variaciones).
5) Volvemos al paso 2), y repetimos la secuencia hasta que se consiga encontrar una secuencia que satisfaga nuestras expectativas (condición de parada).

Cada iteración de 5) a 2), va a constituir una mejora en la eficiencia de los N mundos de la población actual, y se van a descartar exponencialmente al mismo tiempo aquellas configuraciones ( y sus derivadas) que no son viables. Finalmente, según sea la finalidad o las expectativas, se detendrá el proceso una vez alcanzada una configuración que satisfaga las expectativas.

Una vez finalizado, tendremos N mundos con sus constantes físicas finamente ajustadas para lograr una eficiente tarea de consumo energético, y generación de movimiento efectivo (habremos logrado encontrar las constantes físicas que maximizan la generación de entropía).

De hecho, algo similar podemos realizar nosotros mismos mediante simulaciones físicas por computador. Puedes ver esta entrada de mi blog donde trato este asunto de un modo práctico. En dicha entrada, actuando evolutivamente de un modo similar al que he detallado antes, he conseguido demostrar como, por ejemplo, alta complejidad espacial y eficiente disipación (consumo energético) correlacionan en un sistema gobernado por un potencial Lennard-Jones.

¿Y cuales podrían ser las expectativas o intenciones de esa supuesta trascendencia diseñadora?

Pues esto ya es especular sobre especulaciones, pero voy a dar igualmente mi opinión o creencia: sinceramente, creo que nuestro Universo ofrece algún servicio a un supuesto mundo trascendente que le da soporte. Es posible (aunque no tenga pruebas ni evidencias a favor o en contra), que nuestro Universo tenga algún sentido instrumental a nivel trascendente para algún fin concreto. ¿Para qué fin? Pues ni idea: pero me inclino a pensar que quizás formemos parte de una especie de gran máquina térmica, una especie de estufa enorme de la que otros seres trascendentes podrían obtener algún beneficio.

Sin embargo, también me gustaría hacer notar, que el hecho de que una supuesta necesidad trascendente haya construido (o creado) nuestro Universo con fines instrumentales (seleccionando, por ejemplo, dentro de un multiverso), descarta la mayoría de entes metafísicos (Dioses) de las religiones tradicionales: mi hipótesis requiere de una necesidad que suplir, y es lógicamente incongruente que un ser perfecto y eterno, u omnipotente, posea necesidades que satisfacer con la creación de nuestro mundo.

Por lo tanto, y para recapitular estas elucubraciones metafísicas sin fundamento, decir al que haya llegado a leer hasta aquí, que creo que nuestro mundo (con todo lo que hay en él, incluida la vida consciente) podría servir como un fin instrumental para una realidad trascendente; pero que dicha realidad externa, puesto que intencionadamente habría construido nuestro mundo para resolver una necesidad específica, debería poseer unas características mínimas comunes con nuestro mundo; características que den lugar a la posibilidad de la propia necesidad que intentan solventar: probablemente, de ser todo esto de lo que hablo cierto, la realidad que nos utiliza a modo de gigantesca máquina deberá tener, como mínimo, un espacio-tiempo material en el que dicha necesidad se haga patente (aunque dicho espacio-tiempo y dicha materia no tengan luego nada que ver con el modo en que funciona nuestro mundo).

Fue Carl Sagan quien dijo: "En algún lugar, algo increíble está esperando ser descubierto". Esa afirmación se puede extrapolar sin duda al terreno metafísico, pero quizás lo que allí se encuentre no sean tan increíble como desagradable. Nuestro mundo parece seguir una clara tendencia ontológica que da lugar, entre otras cosas, a la vida. Pero si dicha ontología resulta ser intencionada (aunque podría no serlo), entonces no cabe duda de que el resultado es poco halagüeño: nuestro Universo (y toda la vida que pueda existir dentro de él), no serían más que una simple máquina al servicio de otros seres (entes, o como se les quiera llamar).

Una segunda alternativa.

Sin embargo, existe otra gran alternativa para las expectativas que podrían seguir los entes trascendentes. Quizás buscan (y seleccionan) mundos con alta eficiencia térmica, porque comprenden que es el único modo en que puede aparecer lo que entendemos como vida en un entorno físico. En tal caso, la intención de ese supuesto ser trascendente podría ser conseguir crear vida (e incluso pretender la vida consciente). ¿Para qué? Pues como en el caso de antes, para resolver alguna necesidad local a su realidad externa. Tampoco aquí caben seres metafísicos perfectos ni omnipotentes, porque toda intención requiere necesidad y movimiento, lo que requiere de espacio y tiempo. Para esta alternativa, quizás no seamos más que un experimento dentro de un computador (o su equivalente) trascendente. Podríamos ser la versión avanzada de un juego tipo "Los Sims", o quizás parte de algún tipo computación trascendental tipo Matrix. También podríamos ser fruto de la necesidad "sentimental" de algún ente trascendente, que nos crearía a modo de satisfacción emocional, etc.

Realmente, y sea cual sea la posible intención "racional" que haya podido crear y afinar nuestro Universo, no creo que se preocupe mucho de su creación (quizás ni pueda), y ni siquiera creo que la tenga en cuenta. Es más, ya sea nuestro mundo un producto natural espontáneo, o una creación intencionada e instrumental, aborrezco el hecho de la inutilidad (para nosotros como especie) de tanto dolor, sufrimiento y lucha. Porque, tanto el vernos obligados a luchar para nada (nihilismo trascendental espontáneo), como estar determinados a luchar para un fin no humano y externo (instrumentalismo trascendental), me parecen ambas perspectivas igualmente descorazonadoras, y sin más alternativas. Nuestro dolor es absurdo se mire como se mire.

La física de la vida

"In general, an object in a given force field will, of necessity, behave in a calculable and predictable way. For any object, whether a stone, a plant, or a human society, force means movement." (Pross, Addy. (2012). What is Life?: How Chemistry becomes Biology) 

Introducción.

Addy Pross
Dos partículas con cargas opuestas se atraen automáticamente cuando están cerca. Existe una fuerza entre ellas que es se identifica con la inversa de la distancia. No hay nada que resulte demasiado extraño, es un concepto fácil de asimilar.

Colóquese ahora un gran número de partículas interactuando mediante algún tipo de potencial. Ya no es tan sencillo describir matemáticamente que ocurrirá a nivel físico, pero se infiere el comportamiento final mediante un tratamiento estadístico a partir de la teoría de los casos más simples, y también de la contrastación empírica. Para casos muy concretos; donde el sistema de estudio se encuentra aislado del exterior, es posible prever con bastante precisión el comportamiento global de un gran número de partículas, puesto que se conoce la descripción matemática que se esconde tras la tendencia natural de estos sistemas hacia el equilibrio térmico.

Conocida la expresión de la tendencia hacia el equilibrio, y conocido el potencial de interacción entre los componentes des sistema, se puede establecer a priori, el estado macroscópico global que tendrá el sistema, una vez se alcance dicho equilibro. En realidad, normalmente se hacen aproximaciones, pero el resultado es increíblemente preciso teniendo en cuenta el grandísimo número de partículas intervinientes.

Esta es la base de la mecánica estadística, y ha tenido un gran poder explicativo teórico sobre la termodinámica clásica, de la cual no se tenía antes una base teórica firme de apoyo.

Coloca ahora mentalmente dentro de un sistema cerrado y aislado otro conjunto de partículas muy particular: coloca un ser vivo; un perro, por ejemplo. Podemos idealizar el experimento con una perrera perfectamente aislada del exterior. Si colocamos dentro oxígeno, un poco de comida y agua, el perro respirará, comerá y beberá luchando por mantener su estructura compleja orgánica, hasta que no exista recursos suficientes, y el animal muera. A partir de dicha muerte, y si no hay otros seres vivos en el recipiente aislado, el sistema se comportará por completo como en el caso anterior, tendiendo hacia el equilibrio como si nunca hubiese habido un ser vivo dentro.

Parece que existe una diferencia evidente en la mecánica interna a un sistema cuando hay seres vivos en él a cuando no los hay. Pero la única diferencia entre ambos sistemas (dado que ambos tengan inicialmente la misma cantidad del mismo tipo de partículas), es la disposición espacial de dicha materia, es decir, la diferencia la dicta el distinto potencial de interacción entre las partículas. La energía potencial de interacción es muy variada en un sistema complejo como el que estamos teniendo en cuenta, pero se puede decir que estará en gran parte dominado por todo aquel potencial que dependa de la distancia relativa entre las partículas. 

A una escala molecular y atómica reina el aumento de potencial con la inversa de la distancia: esto es, que cuanto más cercanas están las partículas entre sí, más energía potencial de interacción tiene el sistema. Si se desparrama los constituyentes moleculares del perro por toda la habitación, el potencial es inmensamente menor que si todas esas partículas se encuentran cercanas y unidas interactuando y conformando esa estructura material que llamamos perro.

Por otra parte, la energía potencial, junto con la cinética, determinan la energía total del sistema; y dicha energía no puede variar con el tiempo (se conserva) en un sistema cerrado y aislado como el que estamos considerando.

Es decir, que puesto que ambos sistemas de estudio -el que contiene los constituyentes moleculares y atómicos del perro desparramados, y el que contiene al perro como un ser viviente bien configurado- contienen la misma cantidad y tipo de materia, y además dicha materia está influida por los mismos potenciales físicos en ambos casos, la única diferencia natural entre ambos casos es la disposición espacial de la propia materia: es la posición espacial de las N partículas de cada sistema las que determina el diferente comportamiento físico como un todo del mismo.

Si definimos la posición de cada partícula por un vector r, es la posición concreta de los N vectores las que dotan a un sistema de poseer o no en su interior vida. Porque será la disposición vectorial de esos trillones de partículas (r1, r2, r3,...,r100000,...rN)  las que determinarán la energía potencial total de interacción U si le aplicamos los mismos: U(r1, r2, r3, ...rN) = "Energía potencial total". Y la energía cinética está estrechamente relacionada con la potencial, siendo el cambio en la cantidad de la primera, consecuencia del potencial total por el que se ve la materia afectada: en otras palabras, el potencial total es el que determina si la materia sufrirá un cambio efectivo en su cantidad de movimiento (energía cinética) o no. Hay por lo tanto en el sistema otros N vectores de cantidad de movimiento  p = m·v que dependen de un vector velocidad  v cuyo cambio neto es determinado por el potencial total al que se encuentra la materia. Tenemos por lo tanto, otra función K para energía cinética a la que se le aplica los N momentos lineales K(p1,p2,p3,...,pN) estando estos momentos muy relacionados con el potencial total U, el cual depende principalmente de la distribución espacial de la materia (cuantificados por los vectores r).

Por lo tanto, lo vivo se diferencia a nivel físico de lo no vivo, únicamente por una determinada distribución espacial de las partículas.

Se puede ejemplificar todo esto del siguiente modo:

Si las posiciones atómicas son:

r1 =  1i + 2j + 3k
r2 =  3i + 3j + 4k
...
r10000 = 20i + 25j + 20k
...
rN = 120i + 1500j + 500k

(El sistema contiene un ser vivo.)

Si las posiciones atómicas son:

r1 =  7i + 2j + 43k
r2 =  3i + 30j + 4000k
...
r10000 = 2088i + 75j + 20k
...
rN = 1200i + 15j + 500k

(El sistema NO contiene un ser vivo.)

La función potencial depende de cada posición r, U(r1,r2,...rN), y el potencial determina si ocurre no un cambio en la cantidad de movimiento p (aceleración negativa o positiva) en cierto instante y posición dadas, influyendo así sobre la energía cinética total K(p1,p2,...pN): como cuando un potencial gravitatorio fuerza la aceleración de un cuerpo, que ve modificada así su energía cinética.

Complejidad y aumento de la energía potencial.

La complejidad estructural de la materia es la causante del orden necesario para que aparezca ese fenómeno que definimos por ser vivo. Y dicha complejidad se basa en la mayor cercanía relativa de los componentes materiales del cuerpo vivo y en su interconexión. La cercanía relativa y la interacción material es debida a la función U que determina el potencial total del sistema. Por tanto, es la particular configuración del potencial global lo que puede discriminar si hay o no vida en un sistema.

Mayor complejidad requiere mayor cercanía y unión de materia en el tiempo, y eso implica una mucho mayor energía potencial para el conjunto.

En un sistema perfectamente aislado la energía debe conservarse, y por lo tanto la suma de las fuerzas que actúen en el mismo deben ser conservativas. Por lo que podemos trabajar con la propuesta de que la función potencial total U determina con sus coordenadas el trabajo total realizado en el sistema:


Si tenemos, por otra parte, dos sistemas de estudio (uno con el perro vivo, y el otro con la misma cantidad y tipo de materia del perro esparcida), y sabemos que un sistema (el primero) tiene en el tiempo una mayor energía potencial Uv que el segundo Unv, debe ser porque el primer sistema realiza de media mucho más trabajo W que el segundo Wv >> Wnv, lo que implica que el sistema con el perro vivo tiene mayor potencia P que el otro:


El trabajo W consiste en ser la cantidad de desplazamiento neta realizada por una fuerza:


dW=F.dr, 

por lo que, si el sistema con el perro vivo realiza mucho más trabajo que el otro sistema, es porque es capaz de realizar más desplazamiento neto por unidad de tiempo. Para que un sistema sea complejo, vemos que es necesario que sea un buen generador de movimiento efectivo.

Visto en dirección contraria: si un sistema es buen generador de movimiento efectivo, es porque es capaz de realizar mucho trabajo (tiene buena potencia), lo que implica que, puesto que el sistema está aislado y la energía se debe conservar, el potencial total debe ser inicialmente muy alto, lo que requiere (en ausencia de campos externos porque el sistema está aislado) una gran cercanía entre las partículas; cosa que implica inmediatamente una complejidad estructural.

Vemos así la relación intrínseca que existe en un sistema aislado entre complejidad y un alto potencial global.

Coste de mantener el potencial.

Un sistema aislado tiende hacia el equilibrio, lo que implica que busca continuamente aquella configuración espacial (en los vectores r) para la que el gradiente de la energía potencial sea cero. Es decir, el potencial tiende a disminuir y el sistema tiende por lo tanto a perder su capacidad para generar aceleraciones, lo que hace disminuir el trabajo efectivo (ya que F = m.a). Si hay menos trabajo neto por unidad de tiempo (potencia), y dado que en este sistema aislado la energía se conserva, eso significa que el potencial disminuye al aumentar la energía cinética (para compensar), lo que implica que la configuración espacial entre partículas no se podría mantener y el sistema iría perdiendo complejidad al separar entre sí las partículas los choques con tanta cinética.

Por lo tanto, con el tiempo el sistema pierde potencial para generar trabajo, lo que requiere de la "ingesta local" de nueva energía con la que suplir la tendencia hacia el equilibrio. Sin embargo, en un sistema aislado como el que estamos tratando, no es posible obtener nueva energía, y finalmente, más pronto que tarde, todo se viene abajo: el perro muere al no poder mantener su alto potencial y al perder así su complejidad estructural. Por ejemplo, la cantidad de energía que un perro de 15Kg debe absorber al día es de alrededor de 520 Kcal (2177 kJ). Si ingiere menos, comenzará un mal funcionamiento que terminará con la muerte al cabo de poco tiempo.

Esto significa que en un sistema aislado no es posible mantener la vida mucho tiempo, ni es posible que esta surja en primer lugar. Es necesario suministrar constantemente nueva energía útil desde el exterior al sistema de estudio, de modo que se pueda mantener la estructura espacial requerida. En el caso de la Tierra (que actúa como un sistema pseudocerrado o como un contenedor de materia), es el Sol la fuente de energía externa encargada de mantener las estructuras materiales "vivas" fuera del equilibrio.

¿Qué es la vida a nivel físico?


Se han hecho miles de intentos de definir la vida a lo largo de la historia de la Biología, pero hasta hace bien poco, no se ha intentado la aproximación desde la Física (junto a la Química), la más básica de las ciencias. Sin embargo ahora podemos decir, a modo de recapitulación de todo lo dicho anteriormente, que la vida (a nivel físico), no es más que ese conjunto de estructuras materiales capaces de generar con una enorme (y maravillosa) eficiencia, trabajo mecánico neto en un sistema dirigido por una fuente continua de energía externa.

Esta definición que acabo de dar es la más objetiva que se pueda lograr, puesto que parte únicamente de conceptos y principios de la ciencia más objetiva de la que disponemos. Cualquier otro añadido que se haga a esta definición, será indudablemente de carácter subjetivo (y de origen antrópico).

Y no hay pues más diferencia física entre un ser vivo y otro no vivo, que la distancia o separación relativa entre sus constituyentes materiales; distancias que favorecen en un caso (y no en el otro), una eficiente capacidad en el tiempo para generar movimiento neto (consumiendo energía de una fuente externa). Si la distribución espacial se pierde, a partir de cierto umbral la complejidad que da lugar a esta eficiencia se altera y el ser vivo "muere"; mientras que si esta distribución se mantiene, el ser vivo permanece "vivo".

Por lo tanto, se observa una estrecha relación entre los conceptos de "vivo", "inerte", y la distribución espacial de cada partícula del cuerpo de estudio (es decir; con el potencial físico determinado a que dicha distribución da lugar).

La vida como generadora de entropía.

Sin entrar en muchos detalles, sólo indicar que la vida parece ser en este sentido, una especie de nuevo estado o fase de la materia, la cual, mediante su complejidad espacial, es capaz espontáneamente de consumir más energía (al generar mucho trabajo neto efectivo) que la materia inerte.

La tendencia del Universo hacia la homogeneidad (desorden o entropía), parece verse acelerada mediante estas "máquinas naturales" de generar trabajo que conforman la materia viva. El Universo parece de algún modo "aprovechar" el hecho de que pequeñas negantropías (o negentropías) locales puedan consumir energía de una fuente externa (el Sol en el caso de la Tierra) a un nivel exponencial (las estructuras vivas se reproducen en potencias de 2), para aligerar al máximo la homogeneidad termodinámica global "pretendida".

El Universo parece que tiende consumir toda la energía disponible cuanto antes; y esto parece formar o conformar la ontológica más básica del mundo. Y hay que recordar que es cierto que la energía se conserva, pero que también se consume (se pierde utilidad para realizar con ella nuevo movimiento neto); y ciertamente consumir eficientemente energía, realizar todo el movimiento posible cuanto antes, parece ser la tendencia ontológica del mundo (en otras palabras: producir el máximo de entropía en el menor tiempo posible).

La segunda ley de la termodinámica es de las pocas leyes ontológicas de la Física, en tanto que distingue, de manera general, aquellos procesos y estados físicos que son posibles de aquellos que no lo son. Y al incluir sistemas lejos del equilibrio térmico y alimentados por una fuente externa de energía, vemos que dicha tendencia ontológica no sólo se conserva, sino que se acelera: el fin, la esencia, o la razón de ser del Universo parece ser la de terminar cuanto antes con toda la energía útil, en otras palabras; conseguir la máxima potencia disipativa posible.

Y hasta aquí, lo que los hechos empíricos parecen mostrarnos sobre el asunto. Sin embargo, en otra entrada independiente he tratado el asunto desde el prisma de la metafísica, especulando sobre la posible causa de esta tendencia u ontológica que hemos observado en el Universo físico. Si no eres del tipo de persona al que le gusta filosofar con lo que pueda o no estar más allá de la realidad empírica, entonces no merece la pena que vayas al enlace. En caso contrario...pincha aquí ;).