Retropost #1285 (26 de diciembre de 2006) - Gell-Mann: Consciencia, reducción y emergencia

Gell-Mann: Consciencia, reducción y emergencia

Publicado en Evolución. com. José Ángel García Landa

Acabo de leerme el texto de una charla que dio Murray Gell-Mann  en Zaragoza hace unos años, intentando ponerme al día (de 1999) en cuestiones complejas: "Consciousness, Reduction, and Emergence" (en Cajal and Consciousness, ed. Pedro C. Marijuán [Annals of the New York Academy of Sciences, 929], Nueva York, 2001; 41-49).

El abstract, traduzco, dice así: 

A menudo se considera que la consciencia requiere un tipo de explicación especial. Pero los diversos aspectos de la consciencia de sí pueden emerger, presumiblemente, cuando se alcanzan en un organismo determinados niveles de complejidad: no es necesario suponer mecanismos adicionales ni causas ocultas. Contemplando el nivel más fundamental, el de la física de partículas elementales, aparecen tres principios: el ajuste de la naturaleza a sus propias reglas, la aplicabilidad del criterio de simplicidad, y la utilidad de ciertas partes de las matemáticas para la descripción de la realidad física—los cuales son de por sí propiedades emergentes de las leyes fundamentales de la física. En los sucesivos niveles, es la existencia de descripciones matemáticas similares de problemas similares la que hace que el paso siguiente surja con simplicidad y elegancia. Así, una vez de establece adecuadamente el concepto de emergencia, se quita un peso enorme a la mente investigadora. El círculo completo de la explicación puede cerrarse examinando la capacidad de la mente humana para descifrar las leyes de la naturaleza. Todas las demás ciencias emergen en principio de la física fundamental más los accidentes históricos, aunque la "reducción" sea, en tanto que estrategia, claramente inadecuada. Aunque se están construyendo puentes o escaleras que conecten las diversas ciencias, cada ciencia necesita estudiarse también a su propio nivel. Aunque la idea de "fuerzas vitales" en biología ajenas a la física y a la química ha desaparecido en gran medida, la consciencia sigue siendo el último refugio de los oscurantistas. Por fin, se arguye que las supuestas "rarezas" de la mecánica cuántica se basan en un malentendido y es improbable que vayan a tener un papel en una reflexión sobre la consciencia. (41).

O sea que Gell-Mann no participa de esa opinión de Aute, según la cual "el misterio se encuentra detrás". En cuanto a mí, yo no creo que se encuentre "detrás" ningún misterio: detrás no hay nada, pero ese estado de cosas sí me parece un misterio de por sí.

 La idea de la reducción vendría a ser la manera actual de mantener vigente el viejo sueño de los positivistas y naturalistas consistente en reducir la psicología humana a biología, la biología a química, la química a física y la física a matemáticas. Zola decía que una vez se lograse esta reducción, "un determinismo similar gobernará las piedras del camino y la mente del hombre" (lo cual no deja de traer a la cabeza aquello de que "una piedra del camino / me enseñó que mi destino / era rodar y rodar"... el pensamiento tampoco puede tomar asiento). Lo del determinismo está hoy más crudo, sin embargo, porque según enfatiza Gell-Mann, no hay manera de eliminar en la reducción los accidentes, y el mundo es un gigantesco sistema e historia de accidentes. No es que el autor de El quark y el jaguar esté en contra de la reducción, claro. Sí está en contra de reducciones simplistas, que se dejen la complejidad por el camino. 

"Si la reducción se describe adecuadamente, sin embargo, no hay nada erróneo en ella excepto que necesita complementarse con otros enfoques, en particular con el concepto de emergencia" (42).

Una descripción adecuada de la complejidad, del camino del quark al jaguar (y más allá: al Jaguar, o al "haguar you") necesita del concepto de emergencia y propiedades emergentes. (Para cuyo estudio encontré yo muy interesante el pensamiento de G. H. Mead).

Los accidentes (me parece) son emergentes. Surgen a un determinado nivel de descripción. Por tanto, aunque los principios generales se reduzcan a los simples, los accidentes no se van a reducir nunca al nivel previo de descripción. (Con lo cual la reducción se queda en una reducción teórica). Las leyes son probabilísticas, con lo cual no determinan la historia del universo excepto dentro de un margen de probabilidad.

"Todo en el universo es atribuible en principio a alguna combinación de una contribución de las leyes fundamentales y una contribución de accidentes históricos. Puesto que se cree que las leyes son simples, deberíamos atribuir la mayor parte de la complejidad de la historia del universo al resultado de accidentes". (42).

De la simplicidad (física fundamental) a la complejidad (la biología, por ejemplo). Química = física más circunstancias especiales (así, en el centro del sol no hay química). Y así la geología es química más circunstancias especiales, y la biología emerge de la física y química y geología más los accidentes históricos de la vida y la evolución. "Pueden construirse puentes o escaleras que conecten la biología con la química y la física, pero, además, tratar los fenómenos biológicos al nivel de la biología es tan importante como no tratar los terremotos en términos de quarks. Vemos cómo usar este concepto de emergencia nos libra de controversias estúpidas y estériles sobre los méritos del ’reduccionismo’." (42).

Y así la consciencia surge espontáneamente al nivel adecuado de complejidad: en el ser humano, o por qué no, en una máquina compleja.

Caracterizando a la consciencia. Tratando las estructuras de la percepción llegaremos a correlacionar los estímulos sensoriales con las experiencias subjetivas correspondientes. Aunque eso no explique por qué vemos el rojo rojo y el verde verde, cosa que al parecer es un pseudoproblema para Gell-Mann (yo no creo que lo sea, pseudo, digo).

Sobre los niveles de autoconsciecia: por ejemplo, la autoimagen en el espejo. Un chimpancé se reconoce en el espejo, un gorila no. Cuestión de niveles. "Una propiedad de la mente relacionada con ésta, algo más avanzada, es saber que otros de la misma especie tienen los mismos tipos de necesidades, reacciones, pensamientos, etc., que uno mismo" (43). (Y de aquí ya se pasa de una teoría de la consciencia a una teoría moral, supongo). Aspectos prominentes de la consciencia humana: la atención consciente, a diversos niveles; la capacidad de simbolizar ("la capacidad de discutir no sólo cosas ausentes, sino incluso cosas que sólo son imaginadas y no existen necesariamente"), y de allí 

"la capacidad de la mente humana de descifrar las leyes de la naturaleza, al menos en una secuencia de aproximaciones. Aquí se cierra el círculo. Las leyes de la naturaleza, junto con circunstancias locales que dependen de accidentes históricos, permiten la evolución de organismos relativamente inteligentes, autoconscientes hasta cierto punto. Son sistemas adaptativos complejos que, tras muchos miles de años de evolución cultural, consiguen lograr un grado considerable de comprensión del mundo que los rodea, usando los métodos de la ciencia, y descubriendo las leyes de la naturaleza." (44).

(Este camino de la materia a la autoconsciencia y la reflexividad no deja de recordar a la Fenomenología del Espíritu de Hegel en algunos aspectos. Por qué no sería evolucionista emergentista, este Hegel).

Autosemejanza en la descripción física de la naturaleza. La física de las partículas elementales y el camino hacia una "teoría de todo", la teoría de las supercuerdas, ahora integrada en la Teoría M, una teoría cuya estructura se va descubriendo, no inventando. Ya demostraron John Schwarz y Joël Scherk que predice la teoría de la relatividad de Einstein, y a la vez la reconcilia con la mecánica cuántica. (45). La denominación de "teoría de todo", sin embargo, está mal empleada, "porque para describir ’todo’ necesitamos además no sólo el estado inicial del universo (que podría ser determinado por la teoría unificada) sino también los resultados de todos los accidentes" (45). (Y aquí podríamos recordar aquello aristotélico de que no hay ciencia de los accidentes...).

Son importantes las soluciones matemáticas elegantes y sencillas, como las teorías de Yang-Mills que dieron una formulación abstracta a las ecuaciones de Maxwell, antes de que se concibiese una aplicación práctica para esas teorías (aplicación práctica que surgió cuando hubo que describir a los quarks y los gluones).

También por simplicidad se ha logrado describir matemáticamente una serie de fuerzas: la gravedad, la electricidad, el magnetismo, dando lugar a la síntesis electromagnética de Maxwell, que incluyó la teoría de luz; luego esa descripción del electromagnetismo se ha integrado con la mecánica cuántica para dar lugar a la electrodinámica cuántica.  Y de ahí, vía las teorías de Yang-Mills, al modelo estándar actual, 

"que describe tan bien las fuerzas fuerte, electromagnética, y débil.

En cada paso, es la existencia de soluciones matemáticas similares a problemas relacionados en la ciencia la que hace que el siguiente paso aparezca de modo simple y elegante" (45). 

La notación matemática concreta es humana y cultural, pero las leyes que describe son universales y serían descubribles y expresables en otra notación por otros seres que fuesen inteligentes, según Gell-Mann.

La emergencia y las leyes de la física.   Tres principios, pues: el ajuste de la naturaleza a sus propias reglas, la viabilidad del criterio de simplicidad, y de las descripciones matemáticas: los tres derivan de la ley subyacente de las partículas elementales y sus interacciones. "No es necesario presuponer estos tres principios como postulados metafísicos separados. Antes bien, son propiedades emergentes de las leyes fundamentales de la física" (46).

El concepto de emergencia nos permite tratar a los problemas a su nivel adecuado de descripción:

"La vida puede perfectamente emerger de las leyes de la física más accidentes, y la mente de la neurobiología. No es necesario presuponer mecanismos adicionales ni causas ocultas. Una vez se tiene en cuenta la emergencia, se quita un peso enorme a la mente indagadora. No necesitamos nada adicional para obtener algo adicional. 

    Aunque la ’reducción’ de un nivel de organización a otro previo—más circunstancias específicas surgidas de accidentes históricos—es en principio posible, no es de por sí una estrategia adecuada para comprender el mundo. A cada nivel, según se dijo antes, emergen nuevas regularidades que deberían estudiarse  en sus propios términos. Aparecen fenómenos nuevos que deberían apreciarse y valorarse en su propio nivel." (46). 

Así , la química surgiendo de la física en condiciones especiales, o el surgimiento de la inteligencia, dadas las leyes generales de la biología más los accidentes específicos de la evolución de los homínidos. Los valores humanos (estéticos, éticos, etc.) son fenómenos emergentes, y eso no tiene por qué devaluarlos. (47).

Sobre las interpretaciones de la mecánica cuántica. Gell-Mann, James Hartle y otros pretenden demistificar la interpretación de la mecánica cuántica, pues consideran a la interpretación de Copenhague inadecuada. En especial en cosmología, al introducir la noción de un observador para dar cuenta de fenómenos en los cuales es absurda la idea misma de la existencia de un observador. (Parece haber un poquito de hindsight bias, por tanto, en la interpretación dominante de la física cuántica, a juicio de Gell-Mann, aunque él no emplea esta terminología narratológica). 

Gell-Mann propone estudiar historias alternativas del universo. Ante la imposibilidad de escribir una historia detallada del universo que incluya la trayectoria de cada partícula (y que no introduzca cuestiones de cálculo de probabilidades), se escriben historias "de grano gordo", que hacen abstracción de múltiples variables, teniendo en cuenta sólo las que interesa medir. El resultado es que estas historias "de grano gordo", poco detalladas, dan lugar a un "jardín de senderos que se bifurcan" (y cita aquí a Borges), un árbol de historias posibles con distintas probabilidades. "La teoría sitúa a la historia que de hecho tiene lugar junto con una gama gigantesca de historias alternativas posibles que no suceden, al menos en nuestro universo" (47). (¿Existirá una conjunción de la narratología de Bremond con esta teoría de los mundos posibles a nivel cuántico? Creo que Gell-Mann recomendaría mantener a cada cual en su nivel de emergencia adecuado).

Para Gell-Mann, las versiones portentosas que rodean a la física cuántica ("the collapse of the wave-function", etc.) son una especie de pseudo-problema, una manera errónea de describir lo que pasa postulando observadores innecesarios; así el gato de Schrödinger, resultado de mezclar abstracciones matemáticas con situaciones de observación supuestamente reales. Ese portentoso gato es un ejemplo matemático, y en modo alguno un gato real, pues éste tiene que estar muerto o vivo en un momento dado; y para cada caso concreto calculado, lo estará con una probabilidad determinada una vez se tenga en cuenta un número suficiente de variables. (Es decir, una auténtica teoría de la complejidad no hablará de gatos en términos matemáticos, sino de gatos en términos biológicos. No conviene confundir una especie de gatos con la otra).

La no-localidad y la rareza cuántica. Del mismo modo, los famosos casos de partículas que "se comunican" a distancia, etc.—son resultados de una manera de hablar, de una manera de juntar en un problema matemático dos situaciones que no se pueden dar de hecho simultáneamente en la vida real. Las diversas situaciones de medida para cada uno de esos fenómenos supuestamente relacionados son situaciones que están en universos distintos, (es decir... son efectos de discurso creados por la naturaleza de los ejemplos matemáticos, diría yo. Ver también estos artículos de la Wikipedia sobre consistent histories y quantum decoherence).

No hay rarezas ni misterios en la mecánica cuántica para Gell-Mann. (Tampoco veo aquí ni rastro de los microtúbulos cuánticos de Penrose, por cierto. ¿Acaso serán esos tubitos algo así como un intento de definir al jaguar como una masa de quarks en movimiento?). En cuanto a la cualidad específica del color rojo... es para Gell-Mann un pseudoproblema, un red herring. 

("Rojo" no es un concepto matemático, es cierto... Pero, a su nivel adecuado, sigue siendo un problema dar cuenta del rojo, o encontrar el tono adecuado de rojo. Como Aute, creo que el pensamiento no puede tomar asiento; y tampoco tomará asiento en la Teoría M. Aunque sí consuela saber que hasta los sabios de Copenhague y padres de la mecánica cuántica pueden entender mal, a juicio de Gell-Mann, el alcance de sus ejemplos y la significación correcta de sus mediciones).

 

Especulaciones neuronales

Etiquetas: Ciencia, Física, Complejidad, Emergencia, Evolución, Teoría_cuántica, Gell-Mann

 

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