- Un artículo de investigación publicado recientemente ha propuesto una «ley de la información funcional creciente» con el objetivo de codificar el comportamiento universalmente observado de los sistemas que evolucionan de forma natural -desde estrellas y planetas hasta organismos biológicos- de aumentar su complejidad funcional con el paso del tiempo.
- Para codificar este comportamiento, se propone que la información funcional de un sistema aumentará (es decir, el sistema evolucionará) si muchas configuraciones diferentes del sistema se someten a selección para una o más funciones.
- Nótese que «evolución» se utiliza en un sentido general, ya que la evolución darwiniana se considera específica del sistema biológico y requiere material heredable o alguna forma de memoria transmisible y estable de una variante iterativa a la siguiente, que convencionalmente no se considera operable en los sistemas físicos dinámicos genéricos, aunque teorías como la Red Unificada de Memoria Espacial y la Resonancia Mórfica pueden extender el caso especial de la evolución darwiniana a los sistemas físicos dinámicos en general, ya que postulan un medio de memoria transmisible a través de la memoria espacial o un campo morfogénico, respectivamente.
- Un «sistema en evolución» se define como un fenómeno colectivo de muchos componentes en interacción que muestra un aumento temporal de la diversidad, la distribución y los patrones de comportamiento. Como tales, los sistemas en evolución son un aspecto omnipresente del mundo natural, que se da en numerosos contextos naturales a muchas escalas espaciales y temporales.
Aunque no es el primer estudio de este tipo que propone un mecanismo universal para explicar la tendencia casi omnipresente y observable de diversos sistemas naturales a evolucionar hacia niveles cada vez mayores de complejidad -y, sobre todo, de complejidad funcional-, una codificación rigurosa que se aproxime al nivel de una «ley natural» -como las leyes del movimiento, la gravedad o la termodinámica- es significativa. En nuestro estudio The Unified Spacememory Network propusimos precisamente esa ley, según la cual los sistemas naturales genéricos evolucionarán hacia niveles cada vez mayores de organización sinérgica y complejidad funcional. Según el planteamiento de la Red Espacial de Memoria Unificada, los niveles cada vez mayores de información funcional de los sistemas que evolucionan de forma natural dependen en parte de las propiedades de memoria del espacio. En el estudio reciente, los investigadores utilizan un análisis comparativo de equivalencias entre sistemas en evolución natural -incluida la vida, pero sin limitarse a ella- para identificar otras características de esta «ley perdida» de complejidad funcional creciente, como la observación de que todos los sistemas en evolución están formados por diversos componentes que pueden combinarse en estados configuracionales que luego se seleccionan a favor o en contra en función de la función, y a medida que se explora el (a menudo muy amplio) espacio de fases configuracionales se seleccionan preferentemente aquellas combinaciones que son máximamente funcionales. El estudio también propone mecanismos subsumidos en la ley de la información funcional creciente que explican la tendencia de los sistemas en evolución a aumentar en diversidad y generar novedad.
Universalidad de los sistemas en evolución
Tan cierto es esto que podemos afirmar con valentía que es absurdo que los seres humanos siquiera lo intenten, o esperar que tal vez algún día pueda surgir otro Newton que nos explique, en términos de leyes naturales no ordenadas por la intención, cómo se produce incluso una simple brizna de hierba. Kant, Crítica del juicio (1790). Kant, Critique of Judgement (1790)
El universo está repleto de sistemas complejos en evolución -el propio universo puede considerarse un sistema en evolución (Figura 1)- y una de las principales tareas de la ciencia unificada es comprender y codificar la dinámica subyacente que genera los sistemas en evolución y la complejificación resultante, ya se trate de la emergencia espontánea en sistemas autoorganizativos o de mecanismos de ordenación subyacentes delineables que rozan las «leyes de la naturaleza» operativas. A partir de estudios como A unifying concept for Astrobiology de E.J. Chaisson, que define cuantitativamente los sistemas en evolución basándose en el flujo de energía, de modo que todos los sistemas ordenados -desde los planetas rocosos y las estrellas brillantes, hasta las abejas zumbadoras y las secuoyas- pueden juzgarse empírica y uniformemente midiendo la cantidad de energía adquirida, almacenada y expresada por esos sistemas [1], hasta el modelo universal del biofísico Antonis Mistriotis que describe la estructura y las funciones de los sistemas vivos [2], en el que los sistemas en evolución como la vida se identifican como «fenómenos termodinámicos alejados del equilibrio que implican la creación de orden (reducción de la entropía interna) mediante la acumulación y el procesamiento de información», existe una sólida base dentro de este campo de investigación para comprender la física de la vida y de los sistemas complejos en evolución en general.
Una cuestión pendiente en la comprensión de la complejización de la materia a lo largo del tiempo es si existen leyes naturales -parecidas a la codificación de los promedios estadísticos como leyes subyacentes a la termodinámica- que sean operativas en sistemas dinámicos complejos genéricos que puedan caracterizarse por tener una evolución asimétrica-temporal. Chaisson define la complejidad como: «un estado de complejidad, complicación, variedad o implicación, como en las partes interconectadas de un sistema, una cualidad de tener muchos componentes diferentes que interactúan» y señala que «resulta especialmente intrigante el aumento potencialmente espectacular de la complejidad en los últimos 500 millones de años desde el final del Precámbrico en la Tierra». Tal vez, a semejanza de una forma moderna de platonismo, algún principio subyacente, una ley unificadora o un proceso continuo ordena y mantiene todas las estructuras del Universo, permitiéndonos estudiar todos esos sistemas sobre una base uniforme y nivelada» [1, p. 93].
Figura 1. Una flecha del tiempo estilizada que resalta los rasgos más destacados de la historia cósmica en términos de proceso evolutivo. Desde sus supuestos orígenes altamente energéticos unos 14 AG (izquierda) hasta el aquí y ahora del presente (derecha), con sistemas complejos en evolución que dan lugar a la cultura, la cibernética y la IA. En diagonal, en la parte superior, están etiquetadas las principales fases evolutivas que han producido, a su vez, cantidades crecientes de orden y complejidad entre todos los sistemas materiales: evolución de partículas, galáctica, estelar, planetaria, química, biológica y cultural. La evolución cósmica abarca todas estas fases. Imagen y descripción de la imagen de Chaisson [1].
Ahora se ha producido un nuevo avance en esta investigación sobre la naturaleza de los sistemas evolutivos complejos, ya que en un estudio publicado recientemente en la revista PNAS [3], On the Roles of Function and Selection in Evolving Systems, de Wong et al., se analiza cómo las leyes físicas macroscópicas existentes (Tabla 1) no parecen describir adecuadamente estos sistemas dinámicos que se encuentran en toda la naturaleza y que debe existir una verdadera «ley perdida» que sea operativa para impulsar el aumento asimétrico de la complejidad funcional de los sistemas evolutivos complejos a lo largo del tiempo.
Históricamente se ha aceptado de forma generalizada que no existe una ley universal equivalente operativa en el desarrollo y la evolución de los sistemas dinámicos que describa una tendencia al aumento de la complejidad funcional porque se asume que la dinámica subyacente es intrínsecamente estocástica (determinada aleatoriamente; que tiene una distribución de probabilidad aleatoria o un patrón que puede analizarse estadísticamente pero que no puede predecirse con precisión) y, por lo tanto, cualquier proceso general de desarrollo o complejificación procede a través de un accidente aleatorio tras otro sin direccionalidad natural subyacente, proceso de ordenación o mecanismo que equivaldría a una ley física a partir de la cual, por ejemplo, podría calcularse un resultado de probabilidad casi preciso para el comportamiento y la trayectoria de cualquier sistema evolutivo dado, hasta el límite de que ciertos sistemas dinámicos complejos son simétricos en el tiempo y no deterministas (véase, por ejemplo, la reacción de Belousov-Zhabotinsky). En el caso de los sistemas evolutivos complejos de tipo biológico, la selección natural puede actuar sobre las permutaciones cuando surgen y es un mecanismo de ordenación eficaz en ese sentido, pero no puede generar la novedad y los cambios sobre los que actúa; en la teoría ortodoxa eso se deja al azar.
Así, en estudios como The Astrobiological Copernican Weak and Strong Limits for Intelligent Life [4], de Westby y Conselice, en el que utilizan datos para calcular la prevalencia de vida inteligente en la Vía Láctea, los investigadores deben recurrir a un análisis probabilístico que tiene en cuenta una serie de posibilidades que van desde un «escenario fuerte» con supuestos estrictos sobre la improbabilidad de que la materia evolucione hacia organismos vivos en cualquier exoplaneta habitable hasta un «escenario ultra débil» que es más permisivo en los supuestos subyacentes [Tabla 2]. Así, por ejemplo, bajo los supuestos más permisivos (ultradébiles) calculan una prevalencia de aproximadamente 4. 63 X 1010 (~40.000 millones) de casos de desarrollo de vida primitiva en planetas de nuestra galaxia, mientras que en los supuestos más estrictos (fuertes) consideran que debería haber al menos 36 civilizaciones inteligentes (comunicantes) en nuestra galaxia. Sin embargo, si se relajan las restricciones y los cálculos se hacen bajo el supuesto de que la vida tiene una probabilidad relativamente decente de desarrollarse en planetas rocosos donde hay agua líquida y una fuente de energía de baja entropía constante, entonces el número de posibles civilizaciones inteligentes en nuestra galaxia es exponencialmente mayor que sólo 36.
Si existieran leyes macrofísicas conocidas que delinearan el comportamiento de los sistemas en evolución, los investigadores Wesby y Conselice no tendrían que basar su análisis en «suposiciones». Aparte de la capitulación aparentemente anticientífica de atribuir el desarrollo de los sistemas genéricos en evolución -no sólo la vida- al azar, que prevalece en el mundo académico convencional, o de confiar en el comportamiento de orden puramente emergente que puede exhibirse espontáneamente en los sistemas autoorganizados [véase Kauffman, 5], esta visión ortodoxa parece descuidar observables significativos como el aumento uniforme de la complejidad y la diversidad de la materia que es fácilmente evidente a lo largo de la historia del universo y la notable instancia de la materia para organizarse en el sistema funcionalmente complejo superlativo del organismo vivo. De hecho, el predominio de la suposición de que el azar es fundamental y la aparición del orden se atribuye más racionalmente sólo a accidentes casuales o serendípicos lleva a los teóricos a plantear que debe ser extremadamente improbable que ocurra algo como la biogénesis, a pesar de la observación más general de que los sistemas materiales a través del espacio y el tiempo tienen una tendencia inexorable hacia la complejización y la organización sinérgica funcional.
Por ejemplo, Andrew Watson en Implications of an Anthropic Model of Evolution for Emergence of Complex Life and Intelligence [6] deduce que sólo hay un 2,6% de probabilidades de que una de las transiciones principales en la evolución de los sistemas replicantes moleculares primordiales se convierta en células vivas (Tabla 3), lo que sugiere que es muy improbable que las circunstancias permitan la biogénesis en plazos similares a la duración de vida conocida de la biosfera terrestre (lo que apoya la hipótesis de la «Tierra rara»). Sin embargo, si tomamos en consideración la infodinámica operable desde un campo rector, como el código cuántico informacional de Meijer et al [7], la Resonancia Mórfica de Sheldrake [8], o el concepto de Info-Entropía Holomórfica de Chris Jeynes y Michael Parker [9], podemos hacer una inferencia racional de que la dinámica organizativa, rozando una verdadera fuerza entrópica efectiva o ley física de la complejidad, conducirá a los sistemas a una organización funcional cada vez mayor y la biogénesis será un resultado relativamente probable y universal allí donde las condiciones sean favorables para la habitabilidad biológica.
Sin embargo, esta suposición dentro del enfoque ortodoxo está cambiando incluso dentro de los círculos convencionales. Evaluando el aumento uniforme de complejidad y funcionalidad de los sistemas físicos del universo, Wong et al. han deducido una ley física que, según ellos, subyace al comportamiento de los sistemas en evolución, según la cual la información funcional de un sistema aumentará (es decir, el sistema evolucionará) si muchas configuraciones diferentes del sistema se someten a selección para una o más funciones. Mediante la identificación de equivalencias conceptuales entre fenómenos dispares -un proceso que fue fundamental para desarrollar leyes de la naturaleza anteriores como las de la Tabla 1-, el equipo de investigación pretende identificar una posible «ley perdida». Postulan que los sistemas en evolución -incluidos los organismos vivos, pero sin limitarse a ellos- están formados por diversos componentes que pueden combinarse en estados configuracionales que luego se seleccionan a favor o en contra en función de la función. Así pues, a partir de una descripción de las fuentes fundamentales de selección: (1) selección estática, (2) persistencia dinámica y (3) generación de novedad, Wong et al. han propuesto una ley asimétrica en el tiempo que establece que la información funcional de un sistema aumentará con el tiempo cuando se someta a selección por función(es).
La ley de la información funcional creciente
Las leyes presentadas en la Tabla 1 son algunas de las afirmaciones más importantes sobre el comportamiento fundamental de los sistemas físicos que los científicos han descubierto y articulado hasta la fecha; sin embargo, como señalan Wong et al. en su reciente estudio, una afirmación que brilla por su ausencia es una ley de complejidad creciente. La naturaleza está repleta de ejemplos de sistemas complejos y una maravilla omnipresente del mundo natural es la evolución de sistemas variados, como las estrellas, los minerales, las atmósferas y la vida (Figura 2). El estudio On the Roles of Function and Selection in Evolving Systems (El papel de la función y la selección en los sistemas en evolución) describe al menos tres atributos definitivos de los sistemas en evolución que parecen ser conceptualmente equivalentes: 1) se forman a partir de numerosos componentes que tienen el potencial de adoptar combinatoriamente un gran número de configuraciones diferentes; 2) existen procesos que generan numerosas configuraciones diferentes; y 3) las configuraciones se seleccionan preferentemente en función de la función. Los mecanismos universales de selección y generación de novedades, que se describen a continuación, hacen que estos sistemas evolucionen mediante el intercambio de información con el entorno, por lo que la información funcional y la complejidad de un sistema aumentarán si se seleccionan muchas configuraciones diferentes del sistema para una o varias funciones.
Figura 2. La historia de la naturaleza desde el Big Bang hasta nuestros días La historia de la naturaleza desde el Big Bang hasta nuestros días representada gráficamente en una espiral con los acontecimientos más destacados anotados. Cada mil millones de años (Ga) se representa en un tramo de 90 grados de la espiral. Los últimos 500 millones de años se representan en un tramo de 90 grados para conocer con más detalle nuestra historia reciente. Algunos de los acontecimientos representados son la aparición de estructuras cósmicas (estrellas, galaxias, planetas, cúmulos y otras estructuras), la aparición del sistema solar, la Tierra y la Luna, acontecimientos geológicos importantes (gases en la atmósfera, grandes orogenias, periodos glaciares, etc.) y la aparición y evolución de los seres vivos (primeros microbios, plantas, hongos, animales, especies homínidas…).
Origen de la selección y función
Veamos ahora más de cerca los 3 atributos identificados y delineados por Wong et al. en su estudio; los tres atributos definitivos de los sistemas en evolución son: (1) selección estática, identificada como el principio de la persistencia estática; (2) persistencia dinámica, identificada como el principio de la persistencia de los procesos; y (3) generación de novedad, un principio de selección para la novedad.
Principio de persistencia estática (selección de primer orden): las configuraciones de la materia tienden a persistir a menos que existan vías cinéticamente favorables para su incorporación en configuraciones más estables. Como describen Wong et al., la persistencia no sólo proporciona una enorme diversidad de componentes, sino que «también proporciona ‘baterías de energía libre’ o ‘bolsas de negentropía’ por todo el universo que alimentan entidades dinámicamente persistentes».
El equipo de investigadores dedujo el parámetro de selección de primer orden de la ley de la complejidad creciente imaginando un universo alternativo que comienza como el nuestro pero que, en última instancia, no produce ningún sistema de complejidad creciente. Tal y como se describe, «en un mundo sin patrones, los sistemas avanzan suavemente hacia estados de mayor entropía sin generar bolsas de baja entropía de larga duración o ‘bolsas de negentropía’, por ejemplo, debido a la ausencia de fuerzas atractivas (gravedad, electrostática)» o a que constantes como alfa no están «afinadas» y ni siquiera pueden formarse átomos estables. En nuestro estudio The Unified Spacememory Netwok [10], seguimos un experimento mental similar para ilustrar el mecanismo de la creciente organización sinérgica y la complejidad funcional a través del atributo de memoria de la multiplicidad de conexiones del espaciotiempo y la arquitectura de conectividad neuromórfica tipo ER=EPR de la Red de Memoria Espacial (Figura 3).
Figura 3. (A) Trayectorias potenciales de la evolución de la materia en el Universo (sólo para ilustración conceptual). Las flechas indican el grado relativo de probabilidad según los modelos convencionales, teniendo el camino potencial 1 el mayor grado de probabilidad, pero el menor grado de orden y complejidad; el camino potencial 2 el menor grado de probabilidad, pero el mayor grado de orden y complejidad; y el camino potencial 3 un valor medio de expectativa probabilística. (B) Efecto postulado de las interacciones no locales (correlaciones EPR) de la red de información del microagujero ERb=EPR sobre el desarrollo y la evolución de las estructuras atómicas y moleculares en el universo. Las conexiones de microagujeros de gusano ERb=EPR de alta densidad integradas en moléculas complejas y altamente ordenadas (vía 2) producen una interacción más fuerte a través de la dimensión temporal, así como intramolecularmente. Esto influye en la interactividad de los átomos de tal manera que existe una verdadera fuerza que impulsa a los sistemas a formar asociaciones complejas: un efecto negentrópico. El intercambio de información transtemporal, que aparece como un atributo de memoria del espacio, es un efecto ordenador que impulsa a la materia del universo hacia niveles superiores de organización sinérgica y complejidad funcional.
De forma similar a nuestra conclusión en The Unified Spacmemory Network, Wong et al. concluyen que los estados de la materia en nuestro universo no marchan suavemente hacia la entropía máxima (vía 1 en la Figura 3), sino que existen fuerzas negentrópicas que «frustran» la disipación de energía libre «permitiendo la existencia duradera de desequilibrios» y dando lugar a «bolsas de negentropía» que alimentan entidades dinámicamente persistentes (vía 2 en la Figura 3).
La importancia de la propiedad de ciertos estados de la materia para disminuir la entropía, mantener y perpetuar estados termodinámicos alejados del equilibrio como parte de la complejización de los sistemas en evolución, que conducen al organismo vivo, se ha señalado en estudios anteriores como el trabajo del autor sobre la definición de la transición clave de la materia organizada abiótica a la biótica [11]. Mistriotis ha elucidado además que el mecanismo de la acción negentrópica de los sistemas vivos implica el procesamiento de la información, mediante el cual, a través de operaciones lógicas, como las de un circuito electrónico, disminuye la entropía interna de un sistema complejo en evolución como el organismo vivo y, por lo tanto, todos los sistemas vivos realizan necesariamente operaciones lógicas similares a las de los circuitos electrónicos. La lógica es necesaria en el sistema vivo para realizar las funciones autosimilares de disminución de la entropía a través de la organización jerárquica del organismo, de tal manera que la similitud con el procesamiento de la información de un circuito electrónico se elabora aún más para establecer similitudes con la funcionalidad de lectura-escritura de la memoria del ordenador, lo que demuestra que los sistemas evolutivos complejos como la vida están procesando información a un nivel complejo [12].
Selección de segundo orden, persistencia de los procesos: este segundo postulado define la caracterización de la «función» que puede atribuirse a un proceso y cómo se selecciona en última instancia la funcionalidad frente a los procesos que no contribuyen a la eficacia causal sobre los estados internos de un sistema. Como describen Wong et al. «en la medida en que los procesos tienen eficacia causal sobre el estado interno de un sistema o su entorno externo, pueden denominarse funciones. Si una función promueve la persistencia del sistema, será seleccionada».
Selección de tercer orden para la novedad: el parámetro de selección de tercer orden aborda un reto importante en la teoría evolutiva, en la que la selección natural puede describir la selección y preservación de fenotipos adaptativos, pero no puede explicar la generación de novo de la novedad [13]. Esto se aborda en el nuevo estudio planteando que «existen presiones que favorecen a los sistemas que pueden inventar nuevas funciones de forma abierta, es decir, presiones de selección para la generación de novedad». La adición de nuevas funciones que promuevan la persistencia de las funciones básicas aumenta esencialmente la «barrera cinética» de un sistema dinámico contra la decadencia hacia el equilibrio. El nuevo estudio lo explica con más detalle: «un sistema que puede explorar nuevas porciones del espacio de fases puede ser capaz de acceder a nuevas fuentes de energía libre que ayudarán a mantener el sistema fuera del equilibrio o alejarlo aún más del equilibrio. En general, en un universo que soporta un vasto espacio de posibilidades de riqueza combinatoria, el descubrimiento de nuevas configuraciones funcionales se selecciona cuando existe un número considerable de configuraciones funcionales que aún no han sido sometidas a selección.»
Al igual que la cognición sin escala de Mike Levin y la organización compleja de las inteligencias compuestas [14], en un sentido más general Wong et al. señalan que los sistemas más complicados son redes anidadas de sistemas complejos más pequeños, cada uno de los cuales persiste y ayuda a mantener la persistencia del conjunto. Es importante señalar que en los sistemas complejos anidados pueden surgir funciones auxiliares, como remolinos que se desprenden de un campo de flujo primario.
Los parámetros de selección por función de primer, segundo y tercer orden se proponen para explicar los orígenes de la selección y la función, ya que el universo que observamos genera constantemente ciertas estructuras ordenadas y sistemas con patrones cuya existencia y cambio a lo largo del tiempo no pueden explicarse adecuadamente mediante las leyes de la naturaleza identificadas hasta ahora, como las que se resumen en la Tabla 1. Estos postulados conducen a la formalización de una especie de ley para describir el aumento de la complejidad de los sistemas por la existencia de presiones de selección:
Los sistemas de muchos agentes que interactúan muestran un aumento de la diversidad, la distribución y/o los patrones de comportamiento cuando numerosas configuraciones del sistema están sujetas a presiones selectivas.
Como tal, existe una base universal para la selección y un formalismo cuantitativo arraigado en la transferencia de información entre un sistema en evolución y su entorno.
Información funcional y evolución de los sistemas
Todas las leyes naturales de la Tabla 1 implican un parámetro cuantitativo como la masa, la energía, la fuerza o la aceleración, y naturalmente motiva la pregunta: «¿existe un parámetro equivalente asociado a los sistemas en evolución?». El último estudio expone que, en efecto, lo hay, y la respuesta es la información (medida en bits), concretamente la «información funcional», tal y como se introduce en estudios como Functional Information and the Emergence of Biocomplexity [15]. La información funcional cuantifica el estado de un sistema que puede adoptar numerosas configuraciones diferentes en términos de la información necesaria para alcanzar un «grado de función» específico, donde «función» puede ser tan general como la estabilidad relativa a otros estados o tan específica como la eficiencia de una reacción enzimática concreta.
En la jerarquía de complejidad creciente que caracteriza al sistema biológico, Mistriotis identifica la característica de la autosimilitud funcional, en la que, al igual que un fractal que repite recursivamente un patrón elemental con características geométricas fijas para generar una estructura compleja autosimilar, los niveles jerárquicos anidados de los organismos vivos repiten funciones como el metabolismo, el crecimiento, la reproducción y la capacidad de respuesta en un patrón autosimilar a través de cada dominio organizativo. Así, «al igual que la geometría fractal requiere un patrón elemental que actúe como semilla, la autosimilitud funcional implica la existencia de un sistema vivo elemental» [16].
En cuanto a la ley de la información funcional creciente para los sistemas genéricos en evolución, el formalismo de la información funcional señala una importante característica universal:
La información funcional de un sistema aumentará (es decir, el sistema evolucionará) si muchas configuraciones diferentes del sistema se someten a selección para una o más funciones.
Como describen Wong et al., este postulado es un estrecho paralelismo con la ley de complejidad creciente propuesta anteriormente, que afirma que la selección natural, actuando por sí sola, tiende a aumentar la complejidad de un sistema [17]. Es interesante considerar cómo esto se relaciona mecánicamente con la física holográfica, según la cual un aumento de la información y, según este estudio, la correspondiente complejización del sistema se correlacionará con el aumento de las hipersuperficies del espaciotiempo, ya que la información se codifica en la superficie del espaciotiempo como espacio-memoria. Los circuitos de conectividad de estas hipersuperficies espaciotemporales, conocidos como puentes de Einstein-Rosen, pueden explicar mecanísticamente el aumento de la complejidad funcional, al margen únicamente de las presiones de selección, y el correspondiente aumento de la organización sinérgica de los sistemas funcionales complejos.
Hacia la codificación de los mecanismos de complejificación y función como leyes naturales
La tendencia al aumento de la diversidad y la complejidad en los sistemas físicos se ha tratado con detalle en trabajos anteriores, como la propuesta de la Primera Ley de la Biología de McShea y Brandon, en la que postulan una ley evolutiva de fuerza cero que afirma que:
En cualquier sistema evolutivo en el que hay variación y herencia, hay variación y herencia, hay una tendencia al aumento de la diversidad y la complejidad, que siempre está presente pero que puede ser opuesta o aumentada por la selección natural, otras fuerzas o restricciones que actúan sobre la diversidad o la complejidad [18].
Mientras que la propuesta de McShea y Brandon de una ley evolutiva de fuerza cero se aplica exclusivamente a los sistemas evolutivos en los que hay variación y herencia, y por tanto se especifica de forma restringida a los organismos vivos (que tienen la capacidad hereditaria otorgada por la memoria química del sistema ADN-ARN-proteína), el trabajo de Wong et al amplía esto a los sistemas físicos genéricos, y en nuestro postulado de la Red Espacial de Memoria Unificada describimos el mecanismo por el cual los sistemas físicos genéricos, o la materia organizada en el universo, obedecen a una fuerza evolutiva universal -incluida la información funcional en constante aumento, la organización sinérgica, la complejidad y la diversidad- a través de las propiedades de memoria del espacio.
Incluso dentro del ámbito de la física puramente teórica, en el análisis de la teoría de la complejidad, se han propuesto conceptos como La Segunda Ley de la Complejidad Cuántica, de Susskind y Brown [19], donde se demuestra que mucho después de que un sistema alcance la entropía máxima, su evolución no ha terminado, ya que a nivel cuántico sigue explorando el espacio de fases combinatorio y la red de enredos de dicho sistema seguirá complejizándose. De este modo, la complejidad cuántica del sistema aumenta con el tiempo y este proceso supera con creces el tiempo en el que un sistema cerrado puede alcanzar el equilibrio (estado de máxima entropía). Esto tiene importantes implicaciones para la física de los agujeros negros y, por tanto, para la física holográfica y unificada.
La falacia del progreso
La teoría convencional de la evolución en biología es muy contraria a cualquier propuesta de tendencia «intrínseca» al aumento de la complejidad. Existen innumerables ejemplos de sistemas dinámicos complejos, sin embargo la teoría convencional sostiene que el aumento de la complejidad no es universal ni inevitable; Smith y Szathmary pusieron el ejemplo de las bacterias como ejemplo de esta inferencia porque muchos procariotas probablemente no son más complejos hoy que sus antepasados hace 2000 millones de años [20]. Sostienen que lo más que podemos decir, en términos de organismo vivo, es que algunos linajes se han vuelto más complejos con el paso del tiempo. Además, probablemente haya ejemplos fuera de la biología de sistemas dinámicos complejos que no hayan mostrado un aumento cuantitativo de su respectivo nivel de complejidad, o contenido de información, tras alcanzar un máximo de equilibrio dinámico. Smith y Szathmary expusieron además razones clave por las que los biólogos tienden a considerar cualquier teoría de un aumento inevitable de la complejidad -que equivale a una ley de la naturaleza- como una inferencia errónea y una falacia, la falacia del progreso:
La noción de progreso tiene mala fama entre los biólogos evolutivos. Lamarck aceptó la idea anterior de una escalera de la naturaleza y argumentó que los organismos tienen una tendencia inherente a ascender por ella. Era la noción de tendencia inherente de Lamarck, y no su creencia en la herencia de los caracteres adquiridos, lo que Darwin rechazaba cuando decía que su teoría no tenía nada en común con la de Lamarck: veía, con razón, que explicar la evolución por una tendencia inherente es tan vacuo como decir que un hombre es gordo porque tiene una tendencia inherente a la obesidad. Hoy en día, no estamos contentos con una imagen de la evolución que nos sitúa en la cima y coloca a todos los demás organismos en fila detrás de nosotros: ¿de qué tenemos que estar tan orgullosos? Para ser justos, los seres humanos no estaban en absoluto en la cima de la scala naturae medieval; había ángeles y arcángeles por encima de nosotros, así como gusanos por debajo.
Existen, por supuesto, razones más sólidas, tanto empíricas como teóricas, para rechazar una simple imagen del progreso en una escala lineal. Empíricamente, la historia de la vida se visualiza mejor como un árbol ramificado que como una única línea ascendente. El registro fósil muestra que muchos organismos -por ejemplo, los cangrejos herradura, el celacanto o los cocodrilos- han sufrido pocos cambios, progresivos o no, durante cientos de millones de años. En una escala temporal más corta, las especies hermanas cuentan la misma historia. Las moscas de la fruta Drosophila melanogaster y D. simulans son difíciles de distinguir morfológicamente, pero los datos moleculares indican que están separadas por varios millones de años de evolución. Por tanto, o bien la evolución morfológica de las dos especies ha sido casi exactamente paralela, lo cual es inverosímil, o bien ninguna de las dos especies ha cambiado.
Desde el punto de vista teórico, no hay ninguna razón para que la evolución por selección natural conduzca a un aumento de la complejidad, si es eso lo que entendemos por progreso. Como mucho, la teoría sugiere que los organismos deberían mejorar, o al menos no empeorar, en lo que hacen actualmente. Pero un aumento de la «aptitud» inmediata -es decir, del número esperado de descendientes- puede conseguirse tanto perdiendo ojos o piernas como ganándolos. Aunque un aumento de la aptitud no pueda equipararse a un aumento de la complejidad o al progreso, a primera vista podría parecer que el «teorema fundamental de la selección natural» de R.A. Fisher (1930) garantiza al menos un aumento de la aptitud.
El teorema afirma que la tasa de aumento de la aptitud media de una población es igual a la varianza genética de la aptitud: como las varianzas no pueden ser negativas, el teorema afirma que la aptitud sólo puede aumentar. Si es así, la «aptitud media» en biología es un análogo de la entropía en física: da una flecha al tiempo. Así, en física, el inevitable aumento de la entropía distingue el pasado del futuro: si la aptitud media sólo puede aumentar, esto define una dirección para la evolución. Parece que Fisher pensaba que su teorema podía desempeñar ese papel: si no, ¿por qué «fundamental»? Desgraciadamente, el teorema sólo es válido si las aptitudes relativas de los genotipos son constantes e independientes de sus frecuencias en la población: para muchos rasgos, tal constancia no es válida [ibid, 20].
Así pues, aunque puede existir una tendencia -que se asemeja a una auténtica ley física- a que los sistemas dinámicos multiconstituyentes que interactúan de forma integral aumenten en complejidad, esto no significa que todos los casos de un sistema dinámico de este tipo aumenten necesariamente en complejidad, por lo que no es absolutamente necesario ni universal. Algunos sistemas dinámicos complejos pueden alcanzar un contenido de información óptimo en una fase temprana de su constitución y, por tanto, permanecerán relativamente inmutables en un óptimo de información.
Ciencia Unificada en Perspectiva
En el estudio El universo autodidáctico [21] se investiga si es posible que las propias leyes físicas puedan evolucionar y cambiar. Se trata de una indagación interesante, ya que permite evaluar la razón por la que las leyes y constantes actuales del universo son más probables que otro conjunto (lo que se conoce como el problema del ajuste fino, que también analizamos y aclaramos en nuestro estudio La red unificada de memoria espacial). Así, por ejemplo, las constantes de acoplamiento de la naturaleza (por ejemplo, la constante gravitatoria G, o la constante de estructura fina alfa) podrían resultar ser variables dinámicas, y de hecho en el Origen de la Masa y la Naturaleza de la Gravedad [22] se muestra que propiedades fundamentales como la masa, el confinamiento nuclear o las fuerzas de enlace, y la gravedad se basan en variables dinámicas que se establecen por las condiciones de decoherencia de las fluctuaciones cuánticas del vacío acopladas con el cribado de la densidad de energía del punto cero y una fuerza de presión de Planck resultante que surge del flujo de plasma de Planck en partículas de agujeros negros. La dinámica de retroalimentación operable en estos estados fundamentales son flujos de información por excelencia que caracterizan el cambio funcional organizado de los sistemas en evolución en el universo.
Así que, ciertamente, hay mecanismos subyacentes a la complejización de nuestro universo, e incluso a las propias fuerzas, constantes y leyes, lo cual es algo estupendo porque significa que podemos llegar a comprender estos mecanismos fundamentales y, por tanto, entender la naturaleza del universo a un nivel más profundo. Desde la perspectiva de la Red Espacial de Memoria Unificada, en la que el tiempo (la 4ª dimensión) emerge holográficamente de la propiedad de memoria del espacio voxelizado en 3D -es decir, el tiempo no es fundamental-, se abre una interesante reflexión sobre qué se entiende por «sistema en evolución» si todas las coordenadas espaciotemporales coexisten simultáneamente. Lo que señalamos en el estudio Spacememory Network es que la naturaleza intrínsecamente atemporal del universo y su naturaleza no local inherente (como se ejemplifica fácilmente en la teoría cuántica) significa que hay una diafonía continua en los sistemas «en evolución» entre su estado inicial y estados muy posteriores de alta complejidad funcional, y por lo tanto hay un intercambio de información transtemporal que es la fuerza ordenadora negentrópica en la evolución y el desarrollo de los sistemas físicos. La trayectoria evolutiva de un sistema dado no es más que la proyección holográfica de su red de conectividad de información neuromórfica subyacente, es decir, el campo morfogénico y, en última instancia, el cambio, como el tiempo, es ilusorio.
Referencias
[1] E. J. Chaisson, “A unifying concept for astrobiology,” International Journal of Astrobiology, vol. 2, no. 2, pp. 91–101, Apr. 2003, doi: 10.1017/S1473550403001484.
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