Trinoceronte

Porque 140 caracteres a veces no son suficientes

El Otro Big-Bang

El Big-Bang fue el evento individual más importante del Universo.  Todo el espacio, el tiempo y la materia que nos rodea fueron creados en una fracción minúscula de tiempo hace aproximadamente 13,800 millones de años.  Pero hubo un segundo Big-Bang, uno que todavía no se ha reconocido como tal, mucho más difícil de precisar en el tiempo e incluso en el espacio, pero igualmente fantástico y creativo: el surgimiento de la vida inteligente.

“El surgimiento de la vida inteligente en la Tierra tuvo que haber sido un verdadero Big-Bang informático en el Universo Local”
Enero 13 de 2014
http://bit.ly/trino-otro-bigbang

Definir la vida ha resultado un reto más difícil de lo que creíamos.  Ni siquiera los impresionantes avances de la ciencia del presente han permitido precisar lo que hace a lo vivo radicalmente distinto de lo no vivo a pesar de estar hechos esencialmente del mismo sustrato de átomos y moléculas.

Hay algunas cosas que sabemos hacen a lo vivo muy diferente de lo “muerto”.  Así por ejemplo, lo vivo tiende a desafiar las leyes de la termodinámica.  Mientras la mayoría de las cosas en el mundo tienden a degradarse y alcanzar el equilibrio con su entorno, la vida se resiste manteniéndose diferente de lo que la rodea (desequilibrio) y en el grado más alto que puede (máxima producción de entropía).

Otra característica reconocida de la vida (relacionada también con la anterior) es que desde una perspectiva física es altamente improbable.  Las sustancias químicas que constituyen a los organismos vivos (ADN, proteínas, grasas) y las estructuras físicas que ellos crean para protegerse del entorno y otras funciones sofisticadas (caparazones,  cuernos, esqueletos) no se producirían “espontáneamente” en el mundo físico o químico del que emergen o lo harían con una probabilidad que desafía la imaginación.

Esta última característica esta relacionada con un concepto vaporoso y que a veces utilizamos un poco irresponsablemente.  Se trata del concepto de información.  Normalmente asociamos la palabra información con conocimiento, palabras y modernamente con los 1s y 0s con los que ellos se almacenan en los modernos dispositivos de cómputo.  Para la mayoría la información biológica esta asociada con el código genético y la denominada información hereditaria.  Pero la información es eso y mucho más.

En 1948 el matemático e ingeniero Estadounidense Claude Shanon propuso una definición universal y simple de información, aplicable a estos y muchos otros dominios.  Para Shanon la cantidad de información en un sistema esta relacionada con el grado de improbabilidad de que el sistema haya sido producido por el mero azar.  Definida en estos términos el “Quijote de la Mancha” contiene una cantidad de información de proporciones astronómicas; esto porque si sentáramos a un millardo de monos delante de un teclado para escribir combinaciones al azar de las letras del alfabeto, les tomaría una eternidad reproducir siquiera la primera línea.

La definición aplica también a la información hereditaria.  Si pusiéramos al azar cada “letra” del alfabeto genético en la escalera hereditaria de un supuesto organismo hipotético, el resultado (las instrucciones para fabricar otras moléculas vitales para la vida, las proteínas) sería inútil.  No habría manera, por ejemplo, de que un espermatozoide moviera su flajelo de forma tan precisa sino fuera por la forma en la que están dispuestas las letras del alfabeto genético que codifican la estructura de las proteínas que le dan a esta célula su aguerrido comportamiento.

Se calcula que en información biológica, la Tierra podría contener fácilmente un cuatrillón de veces más información que la contenida aún en fenómenos físicos inertes muy complejos (la turbulencia en la atmósfera, los océanos y los ríos del planeta).  Si lo pusiéramos en términos de materia y le diéramos a la vida tanta más masa respecto a la que hay en la forma de materia inerte, como información contenida en la biósfera respecto a la que hay en el resto del planeta, la vida habría acumulado el equivalente de 1 millón de veces la masa de la Galaxia en contraposición con las humildes 0.00000000000000003 masas galácticas contenidas en las inertes rocas, agua y aire de la Tierra.

Pero lo más increíble no es eso.  Cada que un caracol en la Tierra nace y se desarrolla, produce una hermosa e improbable estructura física, su caparazón.  En términos informáticos este proceso no es otra cosa que la transformación de energía en nueva información.  Es decir, además de su improbable genoma, el Caracol crea información nueva en el entorno.  Pero todo viene con un costo.  Para crear bellas e improbables estructuras la vida debe producir y descargar en su entorno una enorme cantidad de “desinformación” (entropía)  Como resultado el “presupuesto informativo” de la Tierra parecería mantenerse constante: la información que produce el Caracol se compensa con la desinformación que libera y la Tierra no contiene 1 bit más de información que aquella con la que nació.  ¡Pero esto no es cierto!  La Tierra es un sistema abierto.  Parte de la entropía creada para escribir nueva información biológica y que esta en la mayoría de los casos en la forma de calor de bajo valor informativo, es radiada libremente al espacio.  Como resultado la información efectivamente se acumula en la biosfera.  Si no fuera ese el caso ¿dónde podría estar toda la “desinformación” producida para crear la biblioteca genética fantástica que llamamos Amazonas?

Aunque la historia anterior puede sonar increible, lo mejor esta todavía por llegar.

Hace unos meses, mientras paseaba por los stands de la Feria del Libro en Medellín, me abordó una idea sobrecogedora.  Una idea tan abrumadora como mis pesadillas de infancia en las que como castigo me obligaban a contar el número de personas en un estadio.  Mientras hojeaba un libro de Verne me pregunté: ¿cuánta información, tan solo en la forma de historias fantásticas, han creado la totalidad de los cientos de miles de escritores y poetas que ha dado la humanidad?  ¡Puf! La cifra escapa mis limitados conocimientos del mercado bibliográfico mundial (e histórico), pero adivinaría que es sobrecogedora, aún para un Astrónomo.  Ahora bien, sumen a esa información la otra información literaria que se ha creado (no sin un costo desinformativo para el ambiente en términos de entropía y calor inútil) para narrar los hechos de la historia en periódicos y noticiarios de todos los rincones del planeta.  Agreguen adicionalmente la totalidad de las combinaciones altamente improbables de unos centenares de sonidos que conforman todo el inventario músical de nuestra especie, de toda la historia de la música.

La suma total de toda esta información es casi imposible de estimar.

Si el cálculo sobre la diferencia entre la cantidad de información no biológica y la información biológica (no humana) contenida en la biosfera (que no se debe naturalmente a mí sino a dos renombrados físicos rusos Victor, G. Gorshkov y Anastasia Makarieva) les pareció increíble, traducir la información producida por nuestra especie inteligente, bit por bit en átomos o en materia, podría fácilmente producir una cifra más allá de los límites del Universo observable e incluso del Universo todavía por imaginar.

Así pues podríamos entonces decir que el día que un homínimo creo por primera vez un amuleto o dibujo la representación simbólica de un caballo en una caverna, comenzó un “Big-Bang informático” de proporciones inesperadas aún para el casi infinito universo de la materia y la energía.  Pero a diferencia de la “creativa inflación” (el mecanismo físico que creo el espacio, el tiempo y la materia muerta en el Universo) que duro una fracción infinitesimal de segundo, el Big-Bang informático acaecido en nuestro planeta ha continuado sin descanso por miles de años y su ritmo parece estar lejos de disminuir.

Pero la información no pesa (bueno, o por lo menos no cambia el peso del sustrato en el que reside); la luz que produce difícilmente compite con la creada por la materia muerta y “desinformada” que la rodea; su volumen es infinitesimal cuando se lo compara con el ocupado por las bolas de roca y plasma inerte que abundan en el Universo.  O por lo menos, eso es lo que creemos.  Los productos del Big-Bang informático de la Tierra han empezado ya a salir de los confines inmediatos en los que fueron creados.  Así por ejemplo, en los excitantes años de la década del 60, el contenido informático de la Luna creció como nunca lo había hecho al recibir trozos de tecnología humana.  Ondas de radio (señales de televisión y radio) imposibles de generar espontáneamente (es decir, cargadas de información), han empezado a invadir  el espacio vacío vecino al Sistema Solar en la Galaxia.  Lentamente el Big-Bang informativo de la Tierra ha empezado a ganar terreno en el inerte Universo que rodea nuestro Planeta.

Ante esta reflexión, falta solo formular la “pregunta del millón”: ¿podrían otros “Big-Bangs” informáticos estar desarrollándose en lugares de la Galaxia desconocidos o en rincones recónditos del Universo en general? ¿desde cuando lo vienen haciendo y porque sus efectos, dotados de una propiedad natural para crecer exponencial, no se han hecho notar todavía?

Termino esta entrada proponiendo a ustedes una definición y una conjetura:

Definición Informática de Vida Inteligente: vida capaz de producir una cantidad de información externa mayor a la información biológica total contenida en su propio organismo.

Conjetura de la Distinguibilidad. La vida inteligente es la única forma de vida cuya existencia podremos confirmar remotamente, más allá de cualquier duda.

El poder de producir información de forma casi indefinida de la vida inteligente, le permite eventualmente distinguirse, para el observador lejano, de su entorno no vivo.  Con una limitada cantidad de información remota, formas de vida “no inteligentes” (de acuerdo a la definición anterior) son indistinguibles de otros fenómenos no vivos y conjeturo, difícilmente podrán ser detectados o individualizadas.  Si lo hacemos será muy difícil que los Astrónomos se pongan de acuerdo en si se trata de un producto de la vida o no.  En cambio, el día que detectemos luz producida en patrones organizados provenientes del hemisferio oscuro del planeta, no cabrá la menor duda de lo que habremos visto.

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6 pensamientos en “El Otro Big-Bang

  1. Daniel en dijo:

    Profe, que belleza de artículo.

    Cómo cree que entraría el tiempo en la definición? Quiero decir, organismos aparentemente más simples tambien estarían produciendo información (computando dirá Wolfram), solo que más lento, pero podrían hacerlo por millones de años más que nosotros y terminar incluso aportando más a esa tendencia anti-entropía de la vida.

    Un día me gustaría terminar de entender ese tema de la vida y tengo a Wolfram (su loco principio de equivalencia computacional) y a estos “filósofos digitales” en la cola de lectura. Toda recomendación es bienvenida.

    Un saludo.

    • Gracias Daniel por el apelativo.

      Definitivamente la acción de los microorganismos en la Tierras es considerable. Sin embargo yo pienso que la cantidad de información creada por ellos no es muy alta y por la misma razón son más difíciles de detectar que las huellas informáticas dejadas por otras formas de vida.

      Hay que precisar sin embargo que el efectos de por ejemplo las bacterias, podría ser indirecto: ni animales, ni plantas podríamos existir sin la existencia de complejos ecosistemas microscópicos.

  2. Eduin en dijo:

    El Despertar de la materia.

    Para dummies (minuto 19:49) http://www.youtube.com/watch?v=p_tYlNLINSo&t=1189

    Todo esto gracias a la “Medición y Control Cuántico”

    Saludos

  3. Gracias Eduin por llamarnos la atención sobre el video. Como siempre todo lo de redes es excelente.

  4. Pablo Restrepo Valencia en dijo:

    Profe excelente lectura como siempre.
    Una pregunta, los organismos unicelulares o aquellos ‘menos simples’ transforman menor cantidad de energía en información. Sin embargo, poniéndolo en términos de masa, la cantidad de estos es absurdamente mayor que los organismos multicelulares o ‘más complejo’. ¿Esto equilibra un poco la balanza? Y otra cosa es, ¿que tanto la información generada por esos primeros organismos simples ha permitido el posterior contenido de información mas compleja, ‘mejor distribuida’?
    Un saludo.

    • Gracias Pablo por tu comentario.

      La cantidad de información total en la biósfera de la Tierra es definitivamente dominada por la contenida en las especies unicelulares.

      Pero por cada organismo multicelular y mucho más por cada organismo inteligente la cantidad de información producida puede ser ingente. Así que estaría de acuerdo en una compensación en términos informáticos, es decir en que si bien la biomasa de organismos unicelulares es mayor que la de los multicelulares la “infomasa” de estos últimos (especialmente las especies inteligentes) es comparable o mayor.

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