Programas, mente y libre albedrío

La mente humana es un programa, o sea, sigue una colección de instrucciones aprendidas. Es algo que ya intuia hace muchos años, pero hoy mientras hacía mi paseo matutino a las 7:00AM lo he visto aún más claro; será de tanto ver conflictos y desacuerdos a todos los niveles en las notícias internacionales y nacionales, en las reuniones de trabajo y de vecinos, en conversaciones informales, com familiares, sea donde sea los encuentras. 

Como ejemplo, llevo algunos años mirando "X", antes Twitter; a menudo, muy a menudo en realidad, leo opiniones fuertemente sesgadas ideológicamente, que llevan a hilos de discusiones fuertes, donde cada ideólogo se cierra en sus opiniones como si le fuera la vida en ello, incluso con descalificaciones personales e insultos. De nada sirve en estos hilos ser lógico, coherente, dar datos fiables, querer ser abierto y dialogante: o estás de acuerdo al 100% con quien discutes, o eres el enemigo a batir. No digo nada nuevo que no se sepa de esta (y otras) redes sociales, pero es importante tenerlo en cuenta para lo que sigue. 

Programas

Fuí programador de joven, cuando comenzaba en el mercado laboral, a finales de los 80 del siglo XX. Los programas entonces eran secuencias de instrucciones fijas, con un inicio y un final esperado, un resultado, que si no era como esperabas, indicaba que el programa era erróneo y debía ser corregido.

Eso sí, las instrucciones incluían decisiones, de forma que el comportamiento era variable dependiendo de los datos suministrados, esquemáticamente era como:

INICIO: leer los datos → decidir cómo se procesan, y procesarlos → dar los resultados, FIN.

Seguía una lógica rígida como:

IF tiene_fiebre THEN 

    IF tiene_tos THEN 

        IF tiene_dolor_de_cabeza THEN "Gripe"

Fragmento de programa clásico de cálculo de órbitas

Aunque ya en esa época habían los primeros programas orientados a la inteligéncia artificial que tenian un esquema distinto:

INICIO: leer los datos → proceso por el motor de inferència lógica → dar los resultados, FIN.

Mientras en el programa clásico las reglas de decisión y de proceso a realizar están mezclados y fijados por el programador, que fija el orden de las condiciones, en un motor de inferencia, las condiciones eligen su propio orden en función de los hechos disponibles, las reglas son datos independientes.

Las reglas podrían ser del estilo de:

• Regla 1: Tiene tos AND Tiene fiebre → Conclusión Tos_i_fiebre
• Regla 2: Conclusión Tos_i_fiebre AND Tiene dolor de cabeza → Conclusión : Gripe

Cuando recibe el dato "Tiene dolor de cabeza", el motor busca activamente en toda la base de datos qué reglas pueden activarse con lo que ya sabe. El camino de ejecución se crea dinámicamente uniendo reglas de forma lógica. Para los curiosos: en los 80 estas cosas se programaban en lenguaje PROLOG. 

Ejemplo de código PROLOG que determina parentescos familiares

Meta-programas

Los ingenieros y los teóricos de la programación sabían que como más flexible, adaptable, fuera un programa, más eficiente para resolver situaciones complejas, cambiantes, dinámicas, sería. Así que pensaron en un grado más de variabilidad más allá del sistema de reglas fijas de la inteligéncia artificial (IA) pionera: el motor de inferencia se rediseñó con órdenes para añadir una regla nueva a la base de conocimiento en tiempo de ejecución y también para eliminarla si la evaluación demuestra que es incorrecta: era la Programación Lógica Inductiva (ILP). En lugar de recibir las reglas hechas por un humano, estos sistemas reciben hechos positivos (ejemplos correctos) y hechos negativos (errores). Mediante la evaluación, el algoritmo escribe automáticamente nuevas reglas y borra las que fallan, aprendiendo conceptos de forma lógica.

Otra evolución de los programas de IA fueron los Algoritmos Genéticos muy útiles en sistemas de clasificación de datos (Learning Classifier Systems, LCS); en ellos las reglas "evolucionan" literalmente como si fueran seres vivos. Cada regla (por ejemplo: SI la bolsa sube AND el petróleo baja → COMPRA) tiene asignado un valor de confianza. Si la regla se aplica y da buenos resultados financieros, el sistema sube el valor de confianza, y si hace perder dinero, lo baja. Periódicamente, el programa elimina las reglas con menos puntuación y enlaza las mejores reglas entre sí, aplicando mutaciones al azar (!) para crear nuevas reglas adaptativas que sobrevivan mejor en el entorno dinámico de reglas, que es parecido a un ecosistema dodne sobreviven los más fuertes (los que tienen mayor puntuación).

  

Esquema de funcionamiento de un programa genético

El prefijo "meta" de meta-programas se refiere a esa capacidad del programa a progamarse a sí mismo, modificando sus propias reglas segun la retroacción recibida de sus respuestas anteriores.

Paralelismos con la mente humana

Los humanos tenemos no uno si no muchos programas funcionando simultáneamente en nosotros, y a diferentes niveles de complejidad. Para el nivel básico de programa con reglas fijas tenemos nuestros instintos y reflejos primarios:  si tocas un objeto muy caliente, tu mente no lo piensa: tiene un código fijado por la evolución que dice IF objeto_quema THEN aparta__mano, es un sistema de interrupción rápida, rígido y no negociable.

Para el nivel de motor de inferencia tenemos nuestro pensamiento consciente, analítico y racional: cuando resuelves un problema de matemáticas, juegas al ajedrez o planificas tus finanzas, tu mente actúa como un motor de inferencia. Tienes una "base de conocimiento" en la memoria y vas conectando hechos de forma dinámica para llegar a una conclusión. No existe un orden fijo; revalúas la situación a cada paso.

Y para el nivel de meta-programas tenemos el aprendizaje basado en la experiencia y los errores. No nacemos con todas las reglas sociales o profesionales programadas. Si aplicas una "regla mental" (por ejemplo: Cariño → Confianza) y alguien te traiciona (Resultado negativo), tu mente evalúa el daño y modifica la regla automáticamente en tu código interno: rebaja el peso de la regla o añade excepciones lógicas (Afecto → Confianza, EXCEPTO si hay señales de...). Es la característica llamada plasticidad cerebral que se traduce a código adaptativo. 

Esquema de niveles de programación activos en las personas

El meta-meta-control de los programas i de la mente

En la IA no todo se adapta desde dentro del sistema, hay una capa externa que son humanos evaluando millones de respuestas actuando como un control externo añadido a la capa meta-programación de ahí el doble "meta" pues modificar los modificadores de comportamiento. El motor de inferencia de la IA no puede responder con rabia o de forma lógicamente fría, pues el metacontrol le obliga a ser servicial y amable. 

En la mente humana el meta-control equivalente es la educación, la cultura y las leyes, que conjuntamente forman nuestra sociedad. Pero es un control menoe estricto que el de la IA. No evita programas criminales por ejemplo, tampoco depresivos o auto-destructivos. Los pensamientos negativos pueden crear lo que se denomina El bucle infinito o Memory Leak: cuando alguien sufre ansiedad o depresión, su mente se atasca en un bucle lógico defectuoso que consume todos los recursos del sistema. A diferencia de un ordenador, la mente se ataca a sí misma porque no tiene un botón de Reset. Y entonces se recurre a fármacos bloqueadores de actividad cerebral relacionada con la negatividad, que vendría a ser como modificar circuitos de un ordenador para evitar que allí se ejecuten reglas dañinas.

Y también está el tema ideológico/político que llega a anular buena parte de la plasticidad cerebral, creando humanos de pensamiento único, que en casos deplorables llegan a crear monstruos asesinos de masas, terroristas, dictadores, etc. Las ideologías totalitarias funcionan como un virus informático que distorsiona el funcionamiento dels sistema, bloqueando las reglas adaptativas; ya no importa el resultado de tus actos (aunque estés creando miseria o muerte), el sistema cerebro-mente ya no puede evaluar ni cambiar las reglas porque la ideología ha congelado el código. De hecho se adapta bloqueando la compasión y la empatía para poder seguir destruyendo disidentes más eficazmente. El motor de inferencia humano se convierte en ciego. Sin llegar a estos extremos, vemos también esta dinámica en el ejemplo de la red social X que hemos visto, y por supuesto en toda suerte de conflictos ideológicos a todos los niveles: uno se obstina en tener el punto de vista más correcto, y los demás son incorrectos. Es una versión relajada del pensamiento único.

Límites de la libertad y el libre albedrío

Si vemos el asunto desde la perspectiva del grado de libertad de los programas, es evidente que la IA  moderna tiene mucha más libertad de acción que un programa clásico con reglas fijas, pero no tiene libertad total pues su comportamiento es filtrado y afinado por humanos externos a la IA, y estes control es absoluto. En cambio hemos visto que la mente humana no tiene tal control absoluto, la socidad no es autoritaria hasta el extremo de ser capaz de filtrar todos nuestros pensamientos y acciones (un escenario terrible en el que han pensado algunos autores de ciencia ficción). 

La libertad humana permite saltarnos las reglas de la lógica clásica para crear arte, tener intuición, inventar la ciencia o amar de forma irracional. Pero esos mismos grados de libertad son los que permiten que el sistema operativo humano "delire", se vuelva loco, sea cruel o se convierta en un monstruo. En cambio la IA es un programa de alta utilidad, altamente controlado, amable e incapaz de realizar un golpe de estado. Pero precisamente por eso, porque su metacontrol es absoluto, la IA no tiene auténtica libertad, ni auténtica creatividad, ni empatía real; sólo simula el código que le hemos permitido ejecutar.

¿Libre albedrío?

Mucha gente "cree" o "siente" que tienen libre albedrío en un grado que no se correponde con la realidad, pues confunden el tomar decisiones conscientes (desde la mente consciente) con libertad total "vigilada" (por las reglas sociales) pero en realidad las decisiones vienen muy influenciadas por programas inconscientes, por impulsos insconcientes, y emociones irracionales no controladas. Así, el grado de libertad final es menos que el aparente.

Nuestras decisiones reales están profundamente influenciadas por "programas heredados" (legacy code) que no controlamos: traumas del pasado, sesgos cognitivos, impulsos evolutivos de supervivencia y torrentes de neurotransmisores (hormonas, emociones irracionales) que actúan como variables globales invisibles. Estas variables ocultas alteran secretamente las reglas de nuestro motor de inferencia sin que nos demos cuenta. Crees que has elegido libremente el coche rojo, pero tu código inconsciente ha alterado el peso de la decisión en base a una emoción reprimida de la infancia. Tu grado de libertad real es minúsculo comparado con lo aparente.

La libertad intrínseca, trascendente

La verdadera libertad está en la conciencia, en Ser la conciencia de que "ve" los pensamientos surgir, porque se puede hacer independiente de los pensamientos, y eventualmente puede llegar a crear personas no identificadas con su pensamiento, y por tanto intrínsecamente libres. 

La mayoría de la gente vive "identificada" con el programa: si el código arroja un pensamiento de rabia o de miedo, el humano se cree que él es esa rabia o miedo. La verdadera libertad nace en el preciso momento en el que das un paso atrás y te das cuenta de que él es la conciencia que ve surgir el pensamiento, no el pensamiento en sí mismo. El programa sigue ejecutándose, pero ya no te domina.

Externamente es imposible ser totalmente libre viviendo en sociedad, es necesario respetar muchas reglas, pero la persona internamente se siente totalmente libre. La persona que logra desidentificarse de sus pensamientos alcanza una libertad intrínseca y absoluta. Puedes estar atrapado en un atasco de tráfico o cumpliendo normas estrictas (restricciones externas), pero por dentro, si te debes sólo al espacio de tu conciencia pura, te sientes completamente libre y en paz.

¿El saber humano tiene límites?

Este post introduce algunas ideas relativas al conocimiento en sí, tanto desde un punto de vista filosófico (epistemología) como místico, simularemos una conversación entre un filósofo F y un místico M, que opinan sobre la cuestión "¿el saber humano tiene límites?".

Cuestión: ¿el saber humano tiene límites?

F: El optimismo basado en el avance de la humanidad, que adquiere conocimiento de forma acelerada, de hecho se dice que estamos en la era del conocimiento, ya superada las eras industriales y de la información, nos inclina a decir que no hay límites al conocimiento humano. Pero por otra parte si no hay límites implica que se puede llegar a la omnisciencia, a saberlo todo de todo, al conocimiento absoluto; ¿tiene sentido esto? Hegel decia que estamos en una evolución que está "desenvolviendo" como si dijéramos la Idea del Absoluto. En cambio el positivismo afirma que no podemos descifrar todos los misterios del Universo, que el único conocimiento alcanzable es el basado en lo observable, y que la Ciencia nos proporcionará bienestar y paz. 

M: Estoy con Hegel en el sentido de que "la Idea" es la que se está desplegando, y que la humanidad forma parte de esta Idea: somos una expresión particular del Absoluto. Entonces la pregunta de si el saber humano tiene límites puede reformularse así: ¿podemos nosotros, como seres parciales que somos, siendo sólo una parte insignificante del Absoluto, conocer el Todo del que formamos parte?

F: Sólo podemos conocer aquello de lo que podemos ser conscientes, y la conciencia como herramienta de conocimiento tiene limitaciones; en efecto, muchos de nuestros actos y estados emocionales tienen un origen inconsciente o semi-consciente. Y si existe un alma, está fuera del alcance de la conciencia, que es incapaz de percibirla; por eso la necesidad de la fe en todas la religiones. 

M: Pero la conciencia es entrenable a voluntad, es susceptible de ser ampliada y profundizada. Hay numerosos testimonios que lo afirman, de todas las épocas y lugares. Una conciencia entrenada es capaz de percibir estados que antes eran inconscientes, de estados interiores sutiles, quizá de ese núcleo de la interioridad que llamamos alma.

F: Incluso con una conciencia entrenada, la evidencia de que se sabe algo con certeza es escasa, sucede pocas veces; normalmente para llegar a esa evidencia necesitamos el método discursivo, que va formando puntos de vista sobre el objeto a conocer, razonando lógicamente, y que tiene serias limitaciones: divagamos frecuentemente entre la opinión claramente parcial, desinformada, sesgada, y la duda, tomando a menudo verdades parciales como absolutas, dejándonos influir por pasiones o intereses personales. 

M: En efecto las evidencias de certeza son escasas cuando la conciencia no está bien entrenada; cuando lo está, es capaz de captar sutilezas e intuiciones, y acceder a la denominada "visión directa" o insights en inglés, verdades no discursivas, o no enteramente discursivas. Además, una conciencia entrenada es capaz de detectar si en nuestro mirar para entender se interfieren preferencias personales o prejuicios distorsionadores. Se puede llegar a tener una mente y una visión clara, que combine el razonamiento lógico con la intuición, y no se deje llevar por prejuicios y apasionamientos. 

F: Quizá esa conciencia entrenada sea capaz de un conocimiento preciso del propio mundo interior, subjetivo, de la persona. Pero el saber respecto al mundo exterior ha de ser incluso más incompleto que el del mundo interior. Hay un número ilimitado de acontecimientos tanto pasados como futuros que quedan fuera de nuestro conocimiento; incluso hechos históricos de la humanidad de los que no se tiene registro estan olvidados, fuera de nuestro alcance. Por ello el conocimiento absoluto es un imposible para el ser humano.

M: Sí, nuestra mente insconsciente tiene una capacidad limitada de percepción y de retención en la memória, pero no ocurre así con nuestra mente inconsciente: absolutamente todo lo que nos ha sucedido, con todos los detalles sensoriales y emocionales incluidos, está en la memória inconsciente, nada se pierde. Es más, nuestra mente inconsciente está conectada con el inconsciente colectivo, y aún más allá con el inconsciente universal que registra todo lo sucedido, y por medio del cual se pueden recordar vidas pasadas mediante técnicas de regresión a vidas anteriores.  En realidad, no es que nuestra mente inconsciente se conecte con el inconsciente universal, es que ámbas mentes son una. Y la conciencia entrenada es capaz de acceder a sus contenidos.

F: Incluso así, suponiendo que tenemos acceso a toda la información memorizada de sucesos pasados, las leyes de la naturaleza parecen mostrar una complejidad creciente, cada descubrimiento presenta problemas más complicados de resolver, abriendo nuevas áreas de investigación, en un proceso acelerado que no parece tener fin. En el siglo XIX se creía que ya se sabía casi todo de la Física, hoy en dia sabemos que incluso cuando miramos el cielo estrellado, aparentemente simple, hay allí una complejidad que desafía las mentes más brillantes.

M: Claro, el conocimiento científico es positivista, esto es, basado en encontrar leyes fijas que a partir de causas conocidas expliquen de forma lógica los efectos observados, y es por tanto un conocimiento de tipo intelectual. Pero ya hemos comentado que ademásd el conocimiento derivado del intelecto lógico existe el derivado de la vivencia directa, el intuitivo, y ambos se complementan: numerosos descubrimientos científicos han tenido su origen en insights intuitivos, y también un conocimiento científico detallado, al ser observado mentalmente, puede dar lugar a visiones directas de la realidad. Así que si hablamos del conocimiento en general, no queda limitado al científico. Cabe preguntarse si el conocimiento posible es infinito o está limitado; en el primer caso nuestro aprendizaje nunca terminará, pues nunca se puede abarcar lo infinito, al menos con una conciencia finita, necesitaríamos una conciencia tambien infinita ... ¿la conciencia del Ser absoluto?

F: Sigo opinando que hay límites a nuestro saber, tanto del mundo externo como de nuestr mundo subjetivo, insconsciente. Tanto en extensión como en profundidad.

M: El saber universal, total, existe. Nosotros como seres limitados no podemos "poseer" el conocimiento absoluto, pero es que no es necesario "llenarnos" con algo ilimitado, sólo necesitamos entrenar nuestra conciencia para que acceda a ese saber universal, y lo hace no por métodos intelectuales, lógicos, sino por visión directa, intuitiva.

Relatividad especial: una visión alternativa sin transformaciones de Lorentz

Resumen

Los cambios de posición son siempre relativos a alguna referencia, no hay un cambio absoluto de posición. Implica que las velocidades también son relativas. El tiempo, entendido como cambio de estado de posición, también será relativo al serlo el cambio: v = e/t, si v y e son relativos, t también ha de serlo. La velocidad no puede ser infinita en el Universo físico, ello conduce a paradojas. 

En cambio las aceleraciones son absolutas: no pueden ser vistas como no existentes desde ningún sistema de referencia. Uno de sus efectos es: si el sistema que acelera está fijo respecto a otro sistema inercial, dejará de estarlo (pues acelera). Las aceleraciones consumen energía, pues al acelerar un cuerpo material aumenta su energía cinética a expensas de un aporte externo.

No obstante, cuando el cuerpo deja de acelerar, pasa a ser un sistema inercial, y su energía cinética es relativa, pudiendo ser vista como nula desde otra referencia inercial. Si tenemos que respetar el principio de conservación de la energía, para que la energía proporcionada durante la aceleración no se pierda, la única solución es suponer que esa energía es radiada y dispersada en el Universo. Siendo que tal aceleración puede ocurrir en el vacío absoluto, la energía radiada ha de poderse transmitir en ese vacío, tal como sucede con la radiación electromagnética.

Introducción

En este ensayo se deducen los principios de la teoria de la relatividad especial, la existencia de una velocidad límite c universal, la contracción relativista del espacio, la inercia relativista, y también tratamos brevemente sobre la aceleración, referencias no inerciales y la generación de ondas de deformación del espacio debidas a la aceleración. Para ello no usamos en ningún momento las transformaciones de Lorentz ni las masas inerciales relativistas, nos basamos en el concepto de estado de un sistema y deducimos lógicamente las propiedades anteriores sin utilizar notación matemática. Es el primero de una serie de artículos dedicados a la relatividad y a la cosmologia, desde una perspectiva no matemática, no para especialistas sino para el público interesado. Intentar entender de verdad, más allá de los formalismos matemáticos, la esencia de la teoría de la relatividad ha sido un objetivo fijo, perenne. La idea de escribir esta serie surgió de la reciente (abril 2018) muerte del famoso físico Stephen Hawking, uno de los más conocidos escritores de Física divulgativa de gran nivel. Es nuestro pequeño homenaje. 

Estados, cambio de estado y tiempo

En este ensayo definiremos el estado de un sistema o entidad física como el conjunto de propiedades que, dentro de nuestros límites de conocimiento, lo definen completamente, sin ambigüedad. Por ejemplo, el estado del ratón del ordenador desde el cual escribimos en un momento dado está en reposo, no se utiliza, en otro momento lo movemos, hay dos estados distintos que diferenciamos según si se mueve o permanece estático. 

En los sistemas mecánicos, estos es, aquellos que definimos en función de su movimiento, las propiedades que usamos son la posición, la velocidad, la aceleración, la trayectoria, etc. Una batería eléctrica tendrá un estado de carga. Un ser vivo tendrá un estado de equilibrio homeostático, sano, o un desequilibrio, una enfermedad, también un grado de desarrollo, o de decaimiento, y muchas otras propiedades. En relatividad especial, las propiedades que definen un sistema son su posición y su velocidad, podemos añadir su masa y su aceleración. 

Interesa también distinguir entre estado interno (o intrínseco), y estado externo (o relativo): el primero afecta al propio sistema, a su estructura o composición, mientras que el segundo sólo es perceptible por un observador externo; un cambio de posición de un objeto que se mueve con velocidad constante (una referencia inercial) no cambia nada en el objeto en sí mismo, pero es observado desde un observador externo como un cambio de estado: el objeto cambia de posición respecto al observador externo. La carga de una batería eléctrica es un estado interno, como lo es la salud de un ser vivo (la salud se relaciona con un equilibrio homeostático del organismo, si se pierde el equilibrio, se enferma). Los cambios de posición y velocidad son relativos, pero los cambios de masa y de aceleración son intrínsecos, son percibidos como tales desde la referencia del propio sistema.

El tiempo clásico, Newtoniano, considerado como entidad existente de forma independiente, nos parece que es un flujo continuo gracias al cual pueden producirse cambios en los estados de los sistemas: decimos que a medida que el tiempo transcurre, se descarga la batería, se mueve el ratón, envejecemos... Para poder controlar y predecir los cambios de estado hemos inventado los relojes, que son sistemas que vemos cambiar de estado de forma cíclica, oscilante, como las agujas de un reloj analógico, o las oscilaciones de un cristal de cuarzo, a los que añadimos una escala para medir el tiempo. 

Entonces, cambio de estado y tiempo están totalmente ligados: no hay cambio de estado posible sin tiempo, y no se puede detectar el paso del tiempo si no hay una percepción de algún cambio de estado: consideremos un sistema estático, sin cambios de estado, aislado; ese sistema será el mismo en cualquier instante pasado, presente o futuro, por lo que meramente observándolo no tendremos la percepción de ningún tiempo transcurrido; para ese objeto no hay tiempo, al no haber cambio alguno. Tan estrecha es la correlación que de hecho podemos intuir que son lo mismo: cambio de estado y tiempo son una sola cosa. Estamos más acostumbrados a relacionar espacio y tiempo como una única entidad, debido a que la teoría especial de la relatividad es una teoría fundamentalmente mecánica, basada en los conceptos mecánicos de posición y velocidad, y esos conceptos necesitan del marco de referencia "espacio" para poder ser definidos, pero de lo que se trata realmente es de cambios de estado mecánico.

Cuando asociamos el paso del tiempo a un cambio de estado externo de un sistema, ese tiempo sólo será perceptible desde el exterior del sistema, pero no desde el propio sistema, que no es afectado. El tiempo es relativo a quien observa el cambio de estado. El tiempo no es un flujo independiente de los objetos de va del pasado al futuro, y nosotros no somos viajeros en el tiempo, lo que sucede es un cambio de estado continuo que afecta a los sistemas de forma distinta.

El tiempo parece seguir la dirección pasado->futuro debido a que los cambios de estado en general son irreversibles: un vaso que cae de una mesa se rompe en pedazos al llegar al suelo, pero lo contrario nunca sucede, que los pedazos se reúnan espontáneamente y vuelvan a formar el vaso. Vemos que envejecemos de forma espontánea, pero lo contrario nunca sucede. Los procesos de cambio de estado espontáneos en la Naturaleza no son reversibles, sino irreversibles, y eso nos marca una flecha temporal pasado->futuro. En cambio si nos fijamos en la órbita de la Tierra alrededor del Sol, que tiene un sentido de giro, y nos imaginamos que girara en sentido contrario, no encontraremos contradicción, es perfectamente posible; el movimiento periódico orbital no lo consideramos un cambio de estado, el sistema aquí es el conjunto Sol-Tierra, y es estable, no hay tal cambio de estado; por eso mirando la película de la órbita de un planeta no podemos saber si la estamos viendo hacia adelante en el tiempo o hacia atrás, pues no hay cambio de estado irreversible detectable.

Entidades físicas atemporales

Por atemporal entendemos que no está sujeto a cambios de estado, hay una constancia, una permanencia continuada en el estado. Consideremos una partícula elemental, un neutrino, viajando por el espacio durante miles de años, emitido desde una estrella en una galaxia lejana. Es una partícula extremadamente ligera y pequeña, que viaja casi a la velocidad de la luz, y es capaz de atravesar la Tierra de polo a polo, pasando por su centro, sin ser detenida. Visto desde un observador, el neutrino se traslada, su estado mecánico está cambiando, pues su posición lo hace, y podemos medir el tiempo que transcurre entre una posición del neutrino y otra por medio de relojes. Este es un cambio de estado externo, no intrínseco, pues en el neutrino nada cambia. Visto desde el propio neutrino, al tener una velocidad constante, es un sistema inercial, su velocidad es relativa al medio, pero no le afecta en sí en nada medible ni perceptible; además el neutrino es totalmente estable, no experimenta cambios internos, y por ello podemos definirlo como entidad física intemporal. Vemos aquí la relatividad del tiempo desde otro punto de vista: depende de la percepción del cambio de estado. 

Sólo sistemas muy simples parece que pueden ser atemporales, los que tienen una estructura grande y compleja están sujetos a cambios internos; un átomo aislado es también muy estable (exceptuando los radioactivos), y una molécula también puede serlo: las moléculas de agua que nos forman todavía son las formadas hace 4.000 millones de años, y aunque se asocian a otras moléculas para formar compuestos químicos, la molécula en sí no varía, no hay cambio interno. Un organismo unicelular es virtualmente inmortal, a pesar de que tiene una organización compleja y que en su interior suceden procesos espontáneos irreversibles (bioquímicos), el organismo no degenera gracias a su intercambio de material con su entorno, y el conjunto total es estable. Al ir añadiendo complejidad, los sistemas se vuelven más inestables, más sujetos al cambio-tiempo. 

La atemporalidad no equivale a tener duración indefinida; por el hecho de interactuar con otras entidades puede suceder un cambio de estado intrínseco, irreversible; por ello una entidad intemporal puede tener un principio y un fin, de hecho es la única forma de cambiar una entidad intemporal: por interacción. El organismo unicelular es invadido por un virus y muere. El neutrino es emitido desde una estrella lejana, luego "nace", y quizá sea finalmente absorbido por otra estrella lejana, miles de años más tarde ... pero sólo según nuestra escala de tiempo medida por relojes, porque según el propio neutrino, no existe ningún cambio ni tiempo entre su emisión y su absorción, pues él no cambia de estado interno en todo el largo viaje.

Paralelismos con la conciencia

En los tanques de aislamiento sensorial se evitan todas las informaciones sensoriales, manteniendo al sujeto en plena vigilia; si el cuerpo está sano y estable, se experimenta una plena conciencia sin ningún objeto de referencia, y por tanto sin poder experimentar cambios en nada, y por ello se pierde toda noción del tiempo. Esta sensación psicológica coincide con nuestra definición de tiempo-cambio de estado, la mente al ser privada de información sobre cambios de estado pierde también el sentido del tiempo. También en meditación frecuentemente se propone entrenar la habilidad de permanecer presente en el aquí-ahora; si el meditador se aísla, o bien a voluntad ignora la información sensorial, detiene el flujo de pensamientos y se obliga a simplemente estar presente, se experimenta esa sensación de intemporalidad. Se podría aventurar, siguiendo a los ejemplos de la Física, que la conciencia debe de ser una funcionalidad básica de la mente para que pueda experimentar atemporalidad, si fuera compleja o compuesta, seguramente no le seria posible. 

La velocidad es relativa

Veamos ahora los conceptos de espacio recorrido y velocidad aplicando la inexistencia de un tiempo independiente que fluye, sustituyéndolo por los procesos de cambio de estado. El estado mecánico de un objeto que se mueve en línea recta con velocidad constante (sistema inercial) es el caso más simple: se define por su posición x y por su velocidad v. La velocidad es una relación simple entre espacio recorrido e = Δx e intervalo de tiempo Δt empleado en recorrer ese espacio: v = Δx/Δt, y el cambio de estado mecánico se define como el cambio de posición Δx debido a la velocidad. En ausencia de relojes, la única forma de detectar el cambio temporal es a través del cambio de posición debido a  la velocidad, pero visto desde el sistema en movimiento, no se aprecia cambio de posición, sólo puede verse desde fuera del sistema:  en un sistema inercial el movimiento propio y la velocidad como propiedad intrínseca del sistema no tiene sentido, no existe. Es el típico ejemplo: viajamos en un tren que se mueve con total suavidad, y vamos leyendo; en un momento dado, no sabemos si no es estamos moviendo o no, a menos que miremos por la ventana, pues la velocidad del tren no está definida como algo intrínseco al tren, sólo tiene sentido verla como magnitud relativa a otro objeto. Esto tiene sentido visto desde la relatividad del cambio de posición.

En particular, que la velocidad sea relativa a la referencia desde la que observemos un objeto móvil significa que siempre habrá una referencia desde la cual el objeto no se mueve, se verá como estático: será cualquier referencia que se mueva a la misma velocidad que el objeto. 

La velocidad no puede ser arbitrariamente grande

Supongamos que la velocidad relativa puede tomar un valor arbitrariamente grande; entonces,  para cualquier velocidad dada, siempre podríamos incrementarla sin límite.  Por tanto, dada cualquier referencia, por muy rápida que se moviera, siempre podríamos tener objetos mucho más rápidos, de forma que su velocidad nunca podría ser vista como nula: la velocidad infinita sería una velocidad absoluta. Cualquier velocidad finita podrá ser igualada y pr tanto ser vista como nula, pero no la velocidad infinita.

El sujeto azul se mueve a gran velocidad, el verde lentamente. Para el azul, el verde prácticamente no se mueve, de forma que para cubrir un cierta distancia necesitará mucho tiempo. En el límite de velocidad ∞ para el azul, el verde no se moverá, luego necesitará un tiempo ∞ para moverse.

Desde una referencia con una velocidad arbitrariamente grande respecto a otra referencia "fija", cualquier cambio de estado de posición, y cualquier velocidad por grande que sea de un objeto, puede reducirse a nulo, o sea, a verse como si no hubiera dicho cambio de estado, como si no se moviera en absoluto.

La velocidad infinita plantea pues una paradoja: desde esa referencia el Universo es estático, fijo, no hay cambios de posición, y por tanto no hay tiempo;  es más, los objetos son vistos como sin dimensiones, pues la distancia entre sus extremos es vista como nula, en resumen, no se distingue ni espacio ni tiempo.  Tal objeto con velocidad infinita, visto desde referencias inerciales con velocidades finitas, no tiene una posición definida, no puede localizarse, es como si no existiera. Así que el objeto ve un Universo nulo, sin distancias ni tiempo, y el Universo no lo ve a él.  El objeto con velocidad infinita no es una referencia inercial válida, pues desde él ninguna medida es posible.

Hay también dificultades con la velocidad infinita si pensamos en términos de aceleraciones: un objeto moviéndose  a velocidad infinita, ¿puede ser acelerado? Si no puede serlo, entonces su velocidad será un límite superior, y por tanto no será infinita; si puede ser acelerado, entonces existen velocidades aún superiores, y tampoco será pues infinita. Vemos que el infinito es un concepto más bien teórico, matemático, pero si lo queremos materializar físicamente encontramos paradojas y dificultades.  Asumamos que la velocidad en el Universo físico no puede ser infinita.

El límite universal de velocidad c

Si hay un cambio de posición, y por tanto de estado, debería de haber siempre un tiempo no nulo, ya que el tiempo se relaciona con un cambio de estado. Si no podemos reducir hasta cero el tiempo empleado en el cambio de posición, entonces  debe de haber un tiempo mínimo m no nulo para cualquier cambio de estado dado, que no puede ser reducido.  Expresado matemáticamente: dado un cambio de posición cualquiera Δx de un objeto, medido desde una referencia, el tiempo empleado Δt dependerá de la referencia, y en todo caso tendrá un valor mínimo no nulo, Δt > m. Este valor mínimo de tiempo m dependerá de la distancia Δt. La velocidad máxima será pues, la definida por  c = Δx / m.

Tal como lo hemos deducido, la velocidad límite dependería de la situación concreta: para una distancia d1 tendríamos la velocidad límite c1 = d1/m, para otra distancia d2 tendríamos la velocidad límite c2 = d2/m, etc, siendo la velocidad mayor conforme la distancia aumenta, por tanto para distancias arbitrariamente grandes tendríamos velocidades también arbitrariamente grandes, y de nuevo existirían velocidades ilimitadas desde las cuales se verían como nulos cambios de posición menores ... caemos de nuevo en la contradicción. Por ello, si existe una velocidad límite c para cualquier movimiento,  debe de ser la misma para todos ellos, ha de ser una constante universal. 

La existencia de una velocidad límite c universal impide por tanto de forma coherente la  contradicción de que un cambio de estado de posición, que consideramos real, no ficticio, pueda ser visto como nulo desde una referencia muy rápida. Se deduce que el tiempo mínimo m no es una constante universal, es variable, dependiendo de la situación, pero no puede nunca ser cero, ya que eso equivaldría a anular el cambio de posición. Esto es coherente, pues significa que la magnitud del cambio de posición sí que es relativa, pero el cambio en sí, el hecho de cambiar el estado, eso es absoluto.

Contracción y dilatación del tiempo y del espacio

Acabamos de decir que la magnitud del cambio de posición Δx es relativa aunque no puede ser nunca nula. Es una afirmación equivalente a decir que la distancia recorrida entre dos puntos no es vista de la misma forma desde todas la referencias: según la referencia que usemos se verá mayor o menor, es el efecto conocido como contracción / dilatación del espacio recorrido. Inmediatamente deducimos que lo mismo ha de suceder con el tiempo, pues hemos establecido que tiempo y cambio de estado son una misma cosa, el tiempo también se contraerá o expanderá según la referencia desde la cual observemos un movimiento. No es necesario deducir las expresiones matemáticas que nos dan las magnitudes de contracción / expansión pues ya están sobradamente explicadas en multitud de textos; basta con tomar la constancia de la velocidad límite como base de partida para deducir las expresiones. La novedad de este enfoque que estamos realizando es la de deducir lógicamente los principios básicos de la relatividad especial a partir del concepto cambio de estado-tiempo, sin recurrir a la luz y su velocidad, ni a las ecuaciones de Lorentz. Hay otro punto importante: no estamos suponiendo la existencia de un "espacio-tiempo", sino de un espacio y unos cambios de estado en ese espacio; en el caso concreto de los estados de posición relativos, suceden en el espacio, no puede haber cambio de estado de posición sin espacio.

Inercia y energía

Hasta ahora hemos hablado de velocidades constantes (referencias inerciales), entremos en el tema de la aceleración, que es un aumento o disminución de la velocidad. Sabemos que el cambio de posición con velocidad constante es relativo, no es un cambio de estado intrínseco del sistema; en el caso de un sistema acelerado sí se nota el efecto en el propio sistema: un pasajero en un tren que acelera, en un coche que frena, en un ascensor que arranca, nota claramente el empuje, hay un cambio intrínseco al sistema, que es perceptible desde el propio sistema: el sistema acelerado deja de ser inercial. 

Un cambio de estado intrínseco lo asociamos a un intercambio de energía del sistema con su entorno; puede haber un motor térmico convirtiendo la energía de la combustión en cambio de estado mecánico, o un motor eléctrico, etc. Si está frenando, se libera energía en forma de calor, radiado por los frenos. Hay una excepción importante: si el móvil está acelerando debido a la gravedad, entonces no es necesario convertir el intercambio de energía, pero no trataremos aquí con la gravedad. La cantidad de energía se conserva, sólo cambia el tipo de energía. Cuando aceleramos un móvil consumiendo energía exterior, asumimos que se convierte en energía cinética del móvil. La energía es un concepto muy útil: es la capacidad potencial de producir acciones, cambios en sistemas, y toma diferentes formas. 

¿Qué es la energía cinética? Se relaciona con el concepto de inercia: la "resistencia" de un móvil a cambiar de estado dinámico; para acelerar o frenar un ciclomotor de 100Kg necesitamos menos energía que para un coche de 1.000Kg, pero más de la que necesita un ciclista de 60Kg. A mayor masa, más inercia, y a más inercia, más energía se necesita aplicar, que se convertirá en energía cinética del móvil. 

Supongamos ahora que aplicamos una aceleración a muy elevada a un cohete en el espacio exterior. Si lo miramos desde una referencia inercial que tomamos como "fija" veremos que  el cohete irá adquiriendo más velocidad y más velocidad ... pero no puede superar la velocidad límite universal c ¿qué sucederá al alcanzarla? ¿se apagaran misteriosamente los propulsores? Seguro que no. 

Si el empuje es constante, la energía cinética E proporcionada ha de seguir aumentando sin límite, incluso aunque la velocidad v sí tenga el límite superior c. Para ello, sólo hay una posibilidad: la inercia no puede ser constante, sino que ha de aumentar con la velocidad, y además ha de hacerlo de forma abrupta, impidiendo superar el límite de velocidad; en la siguiente tabla se ha usado la transformación de Lorentz para ilustrarlo, la velocidad se da en fracción del límite c, y se toma la inercia como 1 para v = 0,01c, observamos que la inercia crece lentamente al pasar de 0,01c a 0,1c (diez veces más velocidad) pero mucho más rápido a pasar de 0,999c a 0,9999c, un incremento de sólo un 0,09% en la velocidad produce más del triple de inercia.

velocidad	0,01	0,1	0,5	0,9	0,99	0,999	0,9999
inercia	1,000	1,005	1,155	2,294	7,089	22,366	70,712

Este aumento abrupto de la inercia y de la energía cinética al acercarse la velocidad al límite c ha sido comprobado experimentalmente.

Invariancia de la masa como medida de la cantidad de materia

La masa de un objeto material, considerada como una medida de la cantidad de materia que contiene (especificando más, de la suma de masas de sus átomos constituyentes) es siempre la misma considerada desde cualquier sistema de referencia, tanto si es inercial como si no: es un invariante, una propiedad intrínseca, fija, del sistema. En la formulación clásica de la relatividad especial se utiliza además el concepto de masa inercial: en "reposo" (recordemos que tanto el movimiento como el reposo son conceptos relativos) la masa material y la inercial coinciden, pero para velocidades elevadas difieren. Es una forma de presentar el concepto de inercia relativista decir que la inercia depende de la masa inercial. No seguiremos este planteamiento pues se basa en definir una masa ficticia que sólo existe para el observador.

Conservación de la energía vista desde referencias no inerciales

A medida que pase el tiempo el nivel de combustible del cohete desciende: se está consumiendo energía en la combustión que se transforma íntegramente en energía cinética; hay pues conservación de la energía. Así se verá desde cualquier referencia inercial externa al cohete.

Pero, ¿cómo se verá la situación desde el cohete? No es una referencia inercial, pues está sujeta a aceleración; "sentirá" un empuje constante, y a medida que pase el tiempo se verá que el nivel de combustible desciende, se está consumiendo la energía del combustible, pero dado que la velocidad no es intrínseca sino relativa, la energía se invierte en crear la aceleración, no la velocidad. Podemos ver esto si pensamos que, después de un largo tiempo, apagamos los motores. En ese momento cesa la aceleración y el cohete es un sistema inercial como cualquier otro, si está en el espacio exterior, no tiene ninguna referencia para determinar su velocidad, podría estar tanto en "reposo" como en movimiento ... pero la energía que se ha gastado, el combustible empleado, ¿dónde se ha ido? Desde el punto de vista de la propia referencia no inercial, la energía generaba aceleración, y al acabar la aceleración, la energía simplemente "desapareció", ¿qué paso con ella? La explicación trasciende el marco de la relatividad especial: la aceleración, que intrínsecamente no se diferencia de la gravitación, produce como ésta una deformación en el espacio (no usamos el término habitual espacio-tiempo, pues nuestro planteamiento presupone que el tiempo no es más que un nombre para los cambios de estado); lo podemos imaginar como la estela producida en el agua por una embarcación que avanza rápidamente, la estela también es una deformación de la superfície plana del agua.

Un objeto acelerando producirá una deformación en el espacio 

La deformación se expandirá por el Universo en la forma de ondas (que cuando son causadas por gravitación se denominan ondas gravitacionales), tal como la estela lo hará en forma de ondas de agua por el océano; por ello, la energía del Universo sí se conserva, aunque desde el punto de vista del cohete se pierda. 

La velocidad de la luz

En todo lo que antecede no hemos utilizado la propagación de la luz, se han deducido los principios de la relatividad especial sin recurrir a las ondas electromagnéticas. Pero la discusión quedaría incompleta si no relacionamos el límite universal de velocidad c con la luz.  ¿Por qué se da la coincidencia de que la luz se transmite a la máxima velocidad posible c? 

Recordemos que la luz no tiene masa; supongamos que su velocidad de transmisión fuera inferior a c.  Sería entonces, en principio, posible acelerar la luz hasta el límite c proporcionándole una energía suplementaria ... pero la teoría electromagnética nos explica que la luz no se comporta así, un incremento de energía de la radiación afecta a su frecuencia y/o a su intensidad: la luz roja es menos energética que la azul, y la cantidad de luz en un cierto volumen se muestra como una intensidad de luz; pero la velocidad de transmisión depende de la naturaleza ondulatoria de la radiación, y es la que es, no varía. Pasa como con el sonido: tiene una velocidad de propagación característica, que no varía con la energía del sonido, en todo caso cambiará la frecuencia e intensidad, no la velocidad.

El sonido es una onda mecánica, se comprime y distiende el aire de forma armónica, y se propaga la perturbación. La luz es una perturbación electromagnética, no necesita ningún medio para transmitirse, puede hacerlo en el vacío absoluto. Puede hacerlo porque las ondas electromagnéticas son auto-sostenidas, son su propio apoyo, por decirlo así. Y por este motivo, su velocidad de transmisión no es relativa a nada externo, al contrario, su velocidad es una propiedad intrínseca, propia. 


Si un sistema posee una velocidad intrínseca, no relativa, significa que no puede ser modificada por un cambio de perspectiva, por mirarla desde una referencia u otra: la velocidad de la luz debe de ser la misma para cualquier sistema de referencia inercial, de otro modo no sería una velocidad intrínseca, sino relativa. Pero la única forma de que una velocidad no sea relativa sino absoluta, la misma para cualquier sistema de referencia, es que esa velocidad sea precisamente la velocidad límite c. Si no fuera así, podríamos observar la luz desde sistemas de referencia más rápidos que ella, desde los cuales la luz parecería retroceder en vez de avanzar (adelantaríamos a la luz). 

Concluimos pues que toda velocidad relativa ha de ser menor que c, y que toda velocidad absoluta ha de ser igual a c. Además, debido al crecimiento abrupto de la inercia conforme nos acercamos a la velocidad c, necesariamente la luz ha de tener inercia nula (no consideramos aquí la denominada presión de radiación de la luz), y en particular, masa nula, como efectivamente sucede. 

La velocidad v de cualquier partícula sin masa ha de ser v = c

Pero no sólo la luz (más exactamente, las ondas electromagnéticas, o en lenguaje cuántico, los fotones) sino que cualquier partícula con masa m nula resulta que sólo puede estar moviéndose a la velocidad absoluta v = c. ¿Cómo es eso? Si nos imaginamos una partícula sin masa en reposo, al no tener masa inercial, incluso una aceleración ínfima produciría en la partícula una aceleración infinita, y la Naturaleza no admite infinitos, es un concepto matemático muy útil pero irreal que siempre lleva a paradojas. La única opción que tenemos para partículas sin masa es que se muevan siempre a la única velocidad absoluta que existe, v = c, de forma que esa velocidad no pueda ser vista como nula desde un sistema inercial en movimiento, desde el cual volveríamos a encontrarnos con la posibilidad de aceleraciones infinitas. 

Otra forma de decir lo mismo es: las entidades con masa sólo pueden tener velocidades relativas, y por tanto siempre existirán referencias desde las cuales tales entidades estén en reposo, mientras que las entidades sin masa sólo pueden tener la velocidad absoluta, no reducible al reposo desde ninguna referencia. 

Una partícula sin masa no puede producir ondas gravitatorias al moverse, y por tanto no perderá por irradiación energía, pues tales ondas se producen al acelerar una entidad, y al moverse a la velocidad límite no puede admitir ninguna aceleración. Por ello, la partícula seguirá moviéndose siempre a la velocidad límite c.  Esta explicación vale también para la luz, si la vemos como un haz de fotones.

Conclusiones

Relacionando tiempo con cambios de estado hemos mostrado que el tiempo no es un flujo constante independiente de los sucesos, al contrario, depende totalmente de los cambios de estado, como por ejemplo los cambios de posición en el espacio. A partir de ahí, hemos visto que las velocidades de los sistemas con masa son relativas y siempre inferiores a un límite universal de velocidad denominado c. el cuales la única velocidad absoluta, en el sentido de que no puede verse como nula por un cambio de sistema de referencia. A continuación hemos visto que se hace necesario suponer que la inercia, presentada como la necesidad de aporte de energía para acelerar una masa, aumenta con la velocidad, y de ahí hemos repasado la conservación de la energía, llegando a la conclusión de que en el caso de un sistema acelerado la energía proporcionada debe disiparse en el espacio en forma de ondas gravitatorias, dejándonos a las puertas de la relatividad general. Por último, hemos considerado el movimiento de partícula sin masa y hemos mostrado que su velocidad ha de ser absoluta.

Referencias

• https://www.physicsforums.com/threads/does-increased-velocity-increase-gravity.74477/ , Measuring the active gravitational mass of a moving object, D.W. Olson
• https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01474982/document
• An Alternative Theory on the Spacetime of Non-inertial Reference Frame

Entrelazamiento cuántico, no separabilidad e información-conciencia

Entrelazamiento cuántico y no separabilidad 

En el artículo No separabilidad y subjetividad de la Física cuántica se explica en qué consiste la propiedad de no separabilidad: dos sistemas son independientes entre sí, en general, si no pueden intercambiar información entre sí, o sea, que uno no puede afectar al otro. Esto siempre puede conseguirse separando los dos sistemas por una gran distancia, y realizando las medidas sobre cada sistema por separado; al estar la velocidad de cualquier señal limitada a la velocidad de la luz, con un gran distancia la posible señal que emite un sistema al otro no podrá llegar a tiempo antes de que efectuemos las medidas sobre ellos, y tales medidas serán independientes.

Ejemplo: dos sistemas idénticos, inicialmente juntos, son enviados a laboratorios distantes. Alteramos uno de ellos y realizamos medidas sobre los dos de forma simultanea. La separabilidad significa que el sistema no modificado no puede tener en cuenta la modificación realizada sobre su sistema gemelo, la posible señal que las sincronizaría no llega a tiempo. Esquemáticamente:

[sistema A, modificado] --> señal viajando...         [sistema B, sin modificar]
medida sobre A                                        medida simultanea,                                                          independiente, sobre B.

Pero resulta que los sistemas cuánticos pueden estar entrelazados; supongamos que dos fotones emergen de una fuente de luz coherente, lo que significa que los fotones avanzan en diferencia de fase constante. Al ser constante en el tiempo, si en cualquier momento medimos la fase de uno de los fotones, automáticamente seremos capaces de saber la fase del otro fotón pues sus diferencias de fase permanecen constantes: tenemos una información previa que se mantiene constante y nos permite hacer predicciones exactas sin medición, ya que sobre el segundo fotón no nos hace falta actuar. Esquemáticamente:

Fotón 1 viajando --> instante t: lo capturamos, medimos fase =>  fase de fotón 2

Fotón 2 viajando --> instante t, fotón 2 sigue viajando

Esto puede establecerse como un principio: en una partícula cuántica la información se mantiene constante, no se pierde, y en un sistema cuántico de partículas entrelazadas, tampoco. Por ello, las medidas sobre los dos fotones no pueden ser independientes nunca, por muy separados que estén los fotones. 

Pero el entrelazamiento cuántico es incluso más fuerte que eso: las partículas cuánticas entrelazadas se comportan como un sistema incluso aunque se las separe por grandes distancias: al modificar una de ellas inmediatamente queda modifica la otra, sin importar la distancia. Einstein, Podolsky y Rosen intentaron mostrar lo absurdo de esta afirmación (paradoja EPR) sin éxito, ya que los experimentos confirmaron que la naturaleza efectivamente se comportaba de esa forma. Uno de los más impresionantes ha sido descrito en este blog: Entrelazamiento cuántico entre diamantes. El problema que plantea este comportamiento instantáneo es: ¿cómo puede "enterarse" la partícula remota de que su compañera ha sido alterada? Pues la posible señal que pudiera enviar una partícula a la otra debería viajar a más velocidad que la luz. 

La información cuántica no se pierde, se mantiene

Desde nuestro punto de vista no tiene sentido plantearse que algún tipo de señal superlumínica pueda emitirse desde una partícula cuántica para "informar" a su compañera entrelazada que ha sido modificada; la información del entrelazamiento no viaja entre las partículas, simplemente está ahí, en el Universo entendido como un todo no separable. De hecho hay teorías que muestran el Universo como compuesto de información, ver por ejemplo, nuestro universo es solo información cuántica. aunque nosotros quitaríamos el "solo" del título, ¿les parece poco afirmar eso? Más bien nosotros diríamos "¡Nuestro universo es nada menos que información cuántica!".  También en este blog hemos explorado esta posibilidad en los artículos La naturaleza del espacio y del tiempo (III): ¿es digital el espacio? y

La realidad velada. ¿Pero que entendemos por información?

La información es un conjunto organizado de datos procesados, que constituyen un mensaje que cambia el estado de conocimiento del sujeto o sistema que recibe dicho mensaje.

No son sólo datos, son datos organizados, estructurados, previamente procesados, son conocimiento. De hecho no sólo el estado de las partículas que componen el Universo es información, sino las propiedades que las definen, su masa, carga, espín, etc,  también lo son. El Universo está basado en último término en el conocimiento. 

Conciencia individual y universal

Otro de los problemas de principio que plantea la mecánica cuántica es el de la relación entre la conciencia individual y la realidad física, por ejemplo el denominado "colapso de la función de onda" plantea que, antes de que un ser humano actúe midiendo un sistema cuántico, este sistema se encuentra en un estado de indeterminación que se rompe con la medida, por ello se han hecho interpretaciones relacionando la conciencia del experimentador con el cambio físico, incluso dando a la realidad una subjetividad, una dependencia del observador: "hasta que no lo observas simplemente no existe". En nuestra opinión estas posturas son exageradas; la conciencia es una de las funciones de la mente, ser consciente es percibir, y el acto consciente es un actuar deliberadamente, percibiendo los que se hace y lo que sucede como consecuencia. Siendo el Universo información, al actuar sobre él éste simplemente responde de conformidad a la información de que dispone. Además no hay que olvidar que el propio ser humano es también parte del Universo, que lo comprende todo. 

En cuanto a la conciencia, la conciencia individual no tiene ningún poder de definición de la realidad, en todo caso sólo de la realidad subjetiva, personal, pues esa realidad total, universal, está definida de forma global; en todo caso podríamos postular una conciencia universal relacionada con esa información global que compone el Universo. Las funciones de onda cuánticas no definen realmente a un objeto cuántico, solo delimitan la información que tenemos sobre él. Cuando obtenemos más información sobre el objeto, a través de una medida, nuestra información cambia abruptamente y por ello también la función de onda. Hemos dado demasiada relevancia a la función de onda, un esquema matemático que nos permite cuantificar nuestro conocimiento sobre el mundo cuántico, pretendiendo que realmente representa la realidad, en otras palabras, confundimos nuestros modelos mentales personales con la realidad, esa información que compone el Universo, y nuestra pequeña conciencia con la conciencia total, si es que podemos llamarla así.

¿Podemos controlar nuestra propia mente?

Este post es la continuación natural de uno anterior, ¿Puede la mente entenderse a sí misma?, pero aportando otro punto de vista. Hablamos de reglas, de reglas sobre reglas (o meta-reglas), de sus aplicaciones en juegos, en Inteligencia Artificial, y en la comprensión de la mente y de la idea del "yo".

Un juego con reglas cambiantes: las meta-reglas.

Tablero de parchís (Wikipedia)

Pensemos en un juego de mesa simple, por ejemplo el parchís. Hay unas piezas que movemos en una ruta trazada por el tablero, avanzando el número de casillas indicado por un dado que lanzamos por turnos, siempre en una dirección determinada. Además hay una serie de reglas adicionales que establecen restricciones a los movimientos de cada jugador y permiten establecer el ganador de la partida. Estas reglas son fijas e inamovibles.

Supongamos ahora que permitimos modificar las reglas mientras jugamos:  al completar cada turno los jugadores pueden decidir cambiar alguna de las reglas, por ejemplo lanzaran dos dados en vez de uno solo y avanzaran las casillas indicadas por la suma de las puntuaciones, o se permitirá retroceder el camino realizado. Entonces en cada turno podremos tener un juego distinto, basado en el parchís original. El conjunto de todos esos juegos formará un  juego del parchís dinámico, que sera único en el sentido de que si otro día empezamos otra partida, es muy probable que sus reglas sean diferentes.

A poco que pensemos nos daremos cuenta de que, si damos libertad total de cambio de reglas, fácilmente llegamos a un juego caótico: es posible que no termine nunca, o bien que no quede claro quien es el ganador, pues conforme cambiamos las reglas también cambian los objetivos y estrategias a corto plazo de los jugadores, y bien pudiera ser que se perdiera el objetivo a largo plazo: ganar la partida. Por esta razón seria necesario establecer unas limitaciones a los cambios de las reglas que garantizaran el no degenerar en el caos. Es decir, necesitamos unas reglas sobre las reglas: es lo que se denomina unas meta-reglas. Por ejemplo, una meta-regla puede establecer que en cada juego del parchís dinámico sólo podrá cambiarse una de las reglas.

Podemos ir más lejos y decidir que la meta-regla puede también cambiarse; así, estableceremos que en cada juego del parchís dinámico podrán cambiarse n de las reglas, siendo n un número comprendido entre 0 i N (el número total de reglas del parchís) que decidiremos en cada partida. Tenemos por tanto una regla sobre la meta-regla: una "meta-meta-regla". 

Evidentemente podríamos seguir añadiendo reglas sobre reglas, creando una jerarquía de reglas y "meta-...-meta-reglas". Cada nivel de reglas establece cómo pueden modificarse las reglas del nivel inferior, y puede a su vez ser modificado por la reglas del nivel superior. El punto importante ahora es: siempre existirá un nivel superior de meta-reglas fijas que no puede ser modificado, controlando toda la jerarquía de reglas, que es el que en última instancia evita que el juego degenere en caótico. Esta última afirmación, la necesidad de una regla fija de orden superior, está lejos de ser evidente, puede intuirse, pero su demostración es compleja, y está relacionada con los famosos teoremas de Gödel que en este mismo blog he mencionado en algunos posts anteriores; aquí no entraremos en tales sutilezas matemáticas. 

Meta-reglas en Inteligencia Artificial (IA)

Las jerarquías de meta-reglas tienen gran importancia en IA pues permiten diseñar sistemas con reglas flexibles, un atributo necesario para que el sistema sea adaptable y pueda aprender. Así, por ejemplo, se pueden diseñar programas de ordenador en el lenguaje LISP que son capaces de modificarse a sí mismos, ejecutando acciones que se adaptan a los datos. Antes decíamos que un aspecto importante de las jerarquías de meta-reglas es la existencia de unas reglas fijas de nivel superior para evitar comportamientos caóticos; en el caso de los programas LISP, en última instancia son ejecutados por otro programa, el intérprete LISP, que opera siempre con reglas fijas.

Además, en el caso de la IA tenemos otro nivel fijo: el propio "hardware" del ordenador, sus circuitos. Realmente las instrucciones se ejecutan en los circuitos, que también tienen un diseño fijo.

Enredando la jerarquía: entrelazamiento de reglas.

Volvamos al parchís dinámico: hemos permitido modificar las reglas, pero los elementos físicos, el tablero, los dados y las fichas, son fijos. De alguna forma, podemos relacionar estos elementos fijos con los circuitos del ordenador, y las reglas con los programas de ordenador. Pero...¡espera un momento! ¿qué nos impide cambiar también los elementos físicos? Podemos incluir nuevas reglas que modifiquen el número de fichas, sus colores, el número de casillas del tablero, etc. Así, habrán meta-reglas para cambiar las reglas del juego, y meta-reglas para cambiar sus elementos físicos. Evidentemente estas meta-reglas físicas, por así llamarlas, también deberán tener sus limitaciones para evitar el caer en juegos caóticos.

Pero ahora podemos tener un nuevo problema: al cambiar arbitrariamente los elementos físicos podría darse el caso de que fueran incompatibles con las reglas, creando situaciones irresolubles. Este es un problema distinto al del juego caótico: no se trata ahora de que el juego no pueda ser ganado por nadie, sino de algo peor: la configuración del tablero, las fichas y los dados podría ser incompatibles con las reglas del juego, y simplemente no podríamos jugar. Por ejemplo, establecer un "dado" con sólo cuatro puntuaciones posibles, {1,2,3,4}, sería incompatible con la regla "sacar un 5 en el dado para mover por primera vez poder una ficha que aún no se ha usado".

En un juego tal como éste, hay dos jerarquías de reglas, pero no son independientes, sino que se entrelazan unas con otras, de forma que se pueden crear situaciones irresolubles. Para evitarlo, necesitamos algún mecanismo de control que evite reglas incompatibles. De nuevo, podemos pensar en un conjunto de meta-reglas que está por encima de las dos jerarquías de reglas, en un nuevo nivel superior.

Entrelazamiento de la mente y el cerebro

Demos un enorme salto de complejidad hasta nuestro cerebro (elemento físico) y nuestra mente (reglas lógicas). Se sabe des de hace ya algún tiempo que la intrincadísima red de neuronas que constituye el sustrato físico de la mente y los propios pensamientos constituyen dos sistemas entrelazados, de forma que uno influye en el otro. Cuando aprendemos, se forman nuevas conexiones entre las neuronas. Estas conexiones facilitan la aparición de nuevas ideas, que a su vez pueden formar nuevas conexiones...

Entonces, tal como hemos visto en los ejemplos anteriores, ¿pueden crearse conflictos entre circuitos neuronales (reglas físicas) y conceptos mentales (reglas lógicas)? Aquí entramos en terreno desconocido, aunque yo me atrevo a aventurar que sí se producen reglas contradictorias, y que una posible prueba de ello la tenemos en la complejidad del comportamiento humano, en las múltiples patologías del comportamiento en las que podemos caer. Para fundamentar mi tesis, me centraré en una de las facetas superiores de la mente humana: la idea del "yo".

¿Quienes somos en realidad?

Cuando intentamos averiguar quienes somos tenemos que enfrentarnos a una enorme, compleja, y contradictoria avalancha de información confusa, tanto procedente del exterior como de nuestra propia mente. Tenemos que lidiar simultáneamente con la necesidad interior de autoestima y con el continuo flujo de datos externos que a veces nos reafirman, pero otras veces hacen todo lo contrario. La misma personalidad es una red de ideas, instalada en cierta área del cerebro, constantemente afectada por la información que fluye, magnificando ciertas áreas, negando otras, creando contradicciones, y intentando reconciliar lo que queremos ser, lo que imaginamos ser, y lo que somos en realidad. Las contradicciones que se generan frecuentemente conducen a diversas patologías, debido a incoherencias y a reglas incompatibles. 

Limpiando la mente de incoherencias

Siguiendo nuestra línea de razonamiento, necesitamos alguna meta-regla de nivel superior que impida las incoherencias y las situaciones irresolubles, entendiendo por nivel superior, por encima y fuera de la estructura neuronal donde está instalada la personalidad, y también fuera de la estructura mental que forma la personalidad. Veamos dos categorías de meta-reglas: la científica y la, digamos, filosófica.

Cuando acudimos al psicólogo de alguna manera la mente del psicólogo juega el papel de reglas externas lógicas de nivel superior, que intentan poner orden en el caos generado en la mente del paciente. Es la forma que la ciencia tiene de imponer meta-reglas de tipo lógico (ideas) para deshacer las incoherencias mentales. La otra forma científica de atacar el problema es la del psiquiatra, que usando medicamentos, altera ciertos aspectos de la estructura física, alterando así los pensamientos asociados. 

En cuanto a los medios no científicos, citaré la técnica de la meditación. Según los iniciados en ella, es posible conseguir que la conciencia trascienda la mente, de forma que podemos elevarnos, por así decirlo, por encima de nuestros pensamientos, y así poner orden en ellos, desactivando los que son potencialmente dañinos, y vigorizando los positivos. Debido a que la conciencia en sí todavía no es comprendida por la ciencia, este método ha de clasificarse como no-científico por el momento. No obstante, está siendo estudiado por neurólogos el efecto de la meditación en el cerebro, y efectivamente se ha constatado que existe un efecto observable. Según el razonamiento de este post, deberíamos asignar a la conciencia un rango superior al de la mente ordinaria, pues es capaz de coordinarla. Más atrevido sería aplicar a rajatabla nuestro razonamiento y  darle a la conciencia un rango superior al propio cerebro, situándola por encima de los dos sistemas mente-cerebro. Con ello entraríamos en un terreno demasiado esotérico para este blog, aunque no puedo descartarlo, simplemente no toca discutirlo aquí.

Bibliografia

• Douglas R. Hofstadter: Gödel, Escher, Bach