La gravitación cuántica

¿Cómo es, según Penrose, nuestro universo? Desde luego, si pudiera decírnoslo deberíamos, como minino, darle el premio Nóbel y hacer camisetas con su cara sacando la lengua. Pero, obviamente, Penrose no sabe como es el Universo. Lo que puede decirnos es alguna característica que, a su juicio, debería tener una teoría completa que pudiera explicar el mundo físico (y desde luego la conciencia).
La principal característica es la de no-computabilidad. Expliquemos esto (utilizando esta vez, y sin que sirva de precedente, un ejemplo matemático propuesto por Penrose en "Lo grande, lo pequeño y la mente humana"):
Imaginemos un sistema formado por conjuntos polinomios de cuadrados que forman diferentes figuras, es decir, por conjuntos de una o más figuras formadas por 0 o más cuadrados (ver figura).

Ahora tratemos de imaginar que, con pares de polinomios, intentamos teselar el plano, es decir, juntamos las figuras a modo de puzzle de tal manera que, repetidas indefinidamente, cubran un plano infinito sin dejar huecos. Para hacer esto, cogeríamos primero el par (So, So), y de no obtener la teselación deseada, escogeríamos otro par siguiendo unas reglas determinadas. Por tanto, este fenómeno es totalmente determinista, dado que sigue unas reglas muy específicas. Sin embargo, muchas veces las figuras teselan el plano de una manera no periódica, y por tanto es difícil saber si realmente van a "cubrirlo" totalmente. Un ejemplo es el de la siguiente figura:

Al no tener ningún tipo de periodicidad, es completamente incomputable, a pesar de basarse en reglas perfectamente definidas. Según Penrose, el universo se comportaría de una manera similar.
En definitiva (y muy burdamente explicado), una teoría de la gravitación cuántica debería:
- ser no-computable
- aclarar las diferencias entre mundo clásico y mundo cuántico (misterios x)
- clarificar el inicio del universo, y reconciliar las leyes simétricas clásicas de la relatividad con el segundo principio de la termodinámica y la curvatura de Weyl.

Además, esta teoría explicaría la conciencia en términos de fenómenos cuasi-cuánticos dentro del cerebro. Para finalizar, expongamos de qué manera piensa Penrose que podrían ocurrir estos fenómenos dentro de nuestras cabezas.

FUNCIONAMIENTO DE LA MENTE

Fundamentos del sistema nervioso

Sabemos que nuestros sistemas nerviosos son los encargados de las percepciones sensoriales y de los movimientos de nuestros cuerpos animales. En el sistema nervioso humano distinguimos diversas partes bien diferenciadas: una médula espinal y un encéfalo, dividido a su vez en muchas otras estructuras (mesencéfalo y rombencéfalo, a su vez subdivididas). A grandes rasgos, el encéfalo sería una especie de centro de control del cuerpo, y la médula espinal serviría para comunicar el encéfalo con el resto del cuerpo (esta descripción está llena de imprecisiones, al igual que el resto del trabajo; sin embargo, estas últimas no son fruto del desconocimiento del sistema nervioso, sino de la búsqueda de síntesis). En general, el sistema nervioso está formado por neuronas, que son las encargadas de manipular la información del exterior y de dar órdenes a las diversas partes del cuerpo, y que se unen entre ellas mediante axones y dendritas, y por células gliales, que tienen funciones tales como fagocitar (comerse) restos de células muertas, proteger a las neuronas, o formar parte de la materia que compone a los axones. Las neuronas se comunican gracias a transmisión electroquímica: una neurona transmite a través del axón el impulso hasta llegar al botón terminal (ver figura). El botón terminal expulsa al espacio sináptico una sustancia llamada neurotransmisor, que afecta a la dendrita más cercana, provocando en ella una respuesta eléctrica (conocida como potencial de acción). Así, se traspasa el impulso de una neurona a otra.

Esta es la manera en la que las neuronas se comunican, hecho que ha dado pie a comparar el cerebro con un ordenador en el que las neuronas actúan como puertas lógicas. Sin embargo, aparte de lo generalmente aceptado (lo descrito sobre el cerebro hasta el momento), Penrose introduce un nuevo elemento sobre el funcionamiento del cerebro que, por ahora se queda en la especulación: los microtúbulos.

Microtúbulos y gravitación cuántica

Los microtúbulos son estructuras que se hayan en todas las células, y que tienen diversas funciones, como la de separar la dotación genética dos en el momento de la mitosis celular, o la de darle forma y estabilidad a la célula. En las neuronas, los microtúbulos se encuentran comunicando los cuerpos celulares con los extremos de los axones, transportando neurotransmisores. Además, pueden fomentar el crecimiento o la degeneración de las conexiones neuronales. Sin embargo, existen seres vivientes, como los paramecios, que, a pesar de su carencia de sistema nervioso, tienen conductas bastante inteligentes e incluso son capaces de aprender. ¿Cómo es posible esto? Y, ¿qué relación tiene todo esto con la gravitación cuántica? Aquí entran las suposiciones de Penrose: éste piensa que, en el caso de los paramecios, el citoesqueleto (formado de microtúbulos y que forma, como la misma palabra dice, el esqueleto de la célula) podría "ser inteligente", o ser capaz de controlar a la célula con algún tipo de proceso cuántico. Si extrapolásemos esto al ser humano, los microtúbulos deberían ser capaces también de tener algún tipo de control sobre el cerebro humano, un control basado en fenómenos cuánticos. Esta hipótesis proviene de dos fuentes diferentes: la primera, un médico anestesiólogo (Stuart Hameroff) que ha comprobado experimentalmente que la anestesia inhibe el movimiento de los electrones en los microtúbulos. Por otro lado, la misma estructura de los microtúbulos parece ser bastante adecuada para la ocurrencia de fenómenos cuánticos en su interior a escala global (puesto que la conciencia sería algo general, y no un fenómeno aislado dentro del cerebro). Los microtúbulos están formados por proteínas que pueden tener dos constituciones diferentes, y forman tubos bastante aislados del exterior. Es posible, dice Penrose, que dentro de estos microtúbulos tengan lugar procesos cúanticos no-locales (es decir, no independientes unos de otros) que den coherencia a nuestra conciencia, además de procesos de superposición, etc. No queremos profundizar más en esta idea; solamente volver a insistir en la pretensión de Penrose: la conciencia será explicada en la medida en que seamos capaces de encontrar una teoría que unifique la mecánica cuántica y la física clásica; seremos capaces de conocer a la vez el origen del universo y el de nuestra conciencia.

Concepción esqemática de un microtubo

OTRAS CONCEPCIONES: DEBATE ABIERTO

Aunque Penrose ha llevado su teoría de la conciencia mucho más allá del horizonte de la ciencia actual, al menos ha conservado la esperanza de que esta teoría pueda alcanzarse un día. Pero algunos filósofos han cuestionado el que haya algún modelo puramente materialista (que implique procesos neurales convencionales o esos mecanismos exóticos y no deterministas columbrados por Penrose) que pueda explicar realmente la conciencia. El filósofo Owen Flanagan bautizó a estos dudadotes con el nombre de los "nuevos mysterians", según el grupo de rock de los sesenta "Question Mark and the Mysterians" que interpretaron la famosísima canción "96 Tears".

El filósofo Thomas Ángel ofreció una de las más claras formulaciones del punto de vista "misteriano" en su famoso ensayo escrito en 1974 "¿Cómo es ser un murciélago?". Nagel asumió que esta experiencia subjetiva es un atributo fundamental de los humanos y de muchos animales de nivel elevado, como, por ejemplo, los murciélagos. "No cabe duda de que se da en innumerables formas completamente inimaginables para nosotros, en otros planetas de otros sistemas solares del universo" escribe Nagel. Pero, varíe como varía la forma, el hecho de que un organismo tenga experiencia de alguna manera consciente significa, básicamente, que hay algo consistente en ser ese organismo. Nagel sostenía que, por mucho que aprendamos sobre la fisicología de los murciélagos, no podremos nunca saber realmente a qué se parece ser uno de ellos porque la ciencia no puede penetrar en el reino de la experiencia subjetiva.

Nagel es lo que podríamos llamar un misteriano débil: defiende la posibilidad de que la filosofía y/o la ciencia puedan un día revelar una manera natural de colmar el abismo que existe entre nuestras teorías materialistas y la experiencia subjetiva. Colin McGinn, por su parte, es un misteriano fuerte. McGinn es ese filósofo que cree que la mayor parte de las cuestiones filosóficas con insolubles por estar situadas más allá de nuestras capacidades cognoscitivas. Así como las ratas tienen limitaciones cognoscitivas, lo mismo les ocurre a los humanos; y una de nuestras limitaciones es que no podemos resolver el problema mente-cuerpo. McGinn considera su postura sobre el problema mente-cuerpo la conclusión lógica del análisis que realiza Nagel en "¿Cómo es ser un murciélago?". McGinn define su punto de vista como superior a la que él llama la postura eliminacionista, según la cual el problema mente-cuerpo no es en absoluto ningún problema.

Es perfectamente posible, para McGinn, que los científicos consigan formular una teoría de la mente capaz de vaticinar el resultado de los experimentos son gran precisión y de aportar una gran riqueza de beneficios médicos. Pero una teoría eficaz no es necesariamente una teoría comprensible. "No hay ninguna razón de peso por la que parte de nuestra mente no pueda desarrollar un formalismo con estas notables propiedades vaticinadoras, pero no podemos dar sentido a este formalismo en términos de la parte de nuestra mente que entiende las cosas". Así, en el caso de la conciencia puede ser que lleguemos a una teoría que sea análoga a la teoría cuántica en este aspecto, una teoría que sea realmente una buena teoría de la conciencia; pero entonces no seríamos capaces de interpretarla ni de comprenderla.

Este tipo de discurso no va mucho con Daniel Dennett, filósofo de la universidad de Tufts; ejemplifica perfectamente lo que McGinn llama la postura eliminacionista. En su libro "La conciencia explicada" (1992), Dennett sostenía que la conciencia, y nuestra sensación de poseer un yo unificado, era una ilusión fruto de la interacción de muchos "subprogramas" distintos que funcionan ininterrumpidamente en el hardware del cerebro. Al preguntarle sobre la postura misteriana de McGinn, Dennett la tildó de pura ridiculez. Ridiculizo asimismo la comparación que establecía McGinn entre los humanos y las ratas. A diferencia de los humanos, sostenía Dennett, las ratas no pueden concebir cuestiones científicas ni, por supuesto, resolverlas. Dennett sospechaba que McGinn y otros misterianos, no quieren que la conciencia se entregue a la ciencia. Les gusta la idea de que permanezca al margen de ésta. Ninguna otra cosa podrái explicar por qué aceptan unos argumentos tan chapuceros.

Dennett reconoció que la neurociencia podría no alumbrar nunca una teoría de la conciencia que satisficiera a todo el mundo. No se puede explicar todo a gusto de todos. Al fin y al cabo, muchas personas están descontentas con las explicaciones que ofrece la ciencia de, por ejemplo, la fotosíntesis o la reproducción biológica. Pero la sensación de misterio ha desaparecido de la fotosíntesis o de la reproducción, y de esta manera Dennett, al igual, cree que al final tendrán una explicación parecida de la conciencia.

En la ciencia moderna late una paradoja curiosa, piensa Dennett. Una de las cosas que hacen que la ciencia progrese tan rápidamente en estos tiempos es cierta tendencia que la aleja a la ciencia de la comprensión humana. Cuando se pase de tratar de modelar las cosas con ecuaciones elegantes a hacer grandes simulaciones informáticas, se podrá terminar entonces con un modelo que modele exquisitamente la naturaleza, los fenómenos en los que estamos interesados, pero que no comprendemos. Es decir, que no lo comprendamos de la manera como comprendíamos los modelos antiguamente.

Un programa informático que modele con exactitud el cerebro humano, puede llegar a ser tan inescrutable para nosotros como el cerebro propiamente tal. Dennett dice que los propios sistemas de software se encuentran ya al borde de la comprensibilidad humana; hasta un sistema como Internet es absolutamente trivial comparado con un cerebro, y, sin embargo, ha recibido tantos parches y tantos aportes que nadie sabe realmente cómo funciona y ni siquiera si seguirá funcionando. Y, así, cuando empezamos a utilizar programas de escritura de software y programas de depuración de software, así como un código autocurador, estamos creando nuevos artefactos que poseen vida propia. Y éstos se convierten en objetos que ya no caen dentro de la hegemonía epistemológica de sus fabricantes. Así, esto va a ser algo parecido a la velocidad de la luz. Va a ser una barrera contra la cual la ciencia va a seguir topándose eternamente.

De esta manera Dennett creía que una teoría de la mente, aunque pudiera ser altamente eficaz y tener grandes poderes vaticinadores, tenía pocas probabilidades de ser inteligible para los simples humanos. "La única esperanza que tenemos los humanos de comprender nuestra propia complejidad puede ser dejando de ser humanos" dice Dennett. Todo aquel que tenga especiales motivaciones o dotes, será capaz de combinar eficazmente estos dos grandes sistemas de software. Dennet se refiere a la posibilidad, avanzada por algunos partidarios de la inteligencia artificial, de que un día los humanos pudiéramos abandonar nuestras personalidades mortales y carnales y convertirnos en máquinas. Para Dennett esto es posible desde el punto de vista lógico, pero no está seguro de que sea pausible. Dennett no está seguro de que la máquinas superinteligentes pudieran llegar alguna vez a comprenderse a sí mismas. Al tratar de comprenderse a sí mismas, éstas tendrían que volverse aún más complicadas, viéndose así atrapadas en la espiral de una complejidad cada vez mayor y mordiéndose la cola por los siglos de los siglos.

Dejando de un lado a Dennett, pasamos ahora a tratar el problema de cómo saber si otra persona es consciente o no. En la primavera de 1994 tuvo lugar en la universidad de Arizona, un encuentro titulado "Hacia una base científica de la conciencia". David Chalmers, filósofo australiano expuso el punto de vista misteriano en términos vigorosos. El estudio de las neuronas, no puede revelar por qué la incidencia de ondas de sonido en nuestros oídos da origen a nuestra experiencia subjetiva de la Quinta Sinfonía de Beethoven. Todas las teorías físicas, describen sólo funciones, como por ejemplo la memoria, la atención, la intención o la introspección, relacionadas con específicos procesos físicos del cerebro. Pero ninguna de estas teorías puede explicar por qué el ejercicio de estas funciones va acompañado de la experiencia subjetiva. Después de todo, podemos imaginar perfectamente un mundo de androides que se parezcan a los humanos en todos los aspectos, salvo en que no tendrían experiencia consciente del mundo. Por muchas cosas que se aprendan sobre el cerebro, los neurocientíficos no podrán nunca colmar ese abismo explicativo que existe entre los ámbitos físico y subjetivo con una teoría estrictamente física.

Hasta aquí, Chalmers no hacía sino expresar el mismo punto de vista misteriano básico que Thomas Nagel y Colin McGinn. Pero luego pasó a decir que, aunque la ciencia no pudiera resolver los problemas mente-cuerpo, la filosofía aún podría hacerlo. Chalmers creía haber encontrado una posible solución: los científicos asumirían que la "información" es una propiedad de la realidad tan esencial como la materia y la energía.

El concepto de información no tiene sentido mientras no haya un procesador de información (lo mismo si es una ameba que un físico de partículas) que recoja información y actúe sobre ella. La materia y la energía estuvieron presentes en el alba de la creación; pero no así la vida, que nosotros sepamos. ¿Cómo puede, entonces, la información ser tan fundamental como la materia y la energía? Sin embargo, las ideas de Chalmers parece que calaron hondo entre el auditorio.

Parece ser que uno de los asistentes se mostró descontento: Christof Koch, colaborador de Francis Crick. Koch le comento a Chalmers que precisamente porque los enfoques filosóficos de la conciencia han fallado en su totalidad los científicos deben centrarse en el cerebro. La teoría de la conciencia basada en la información de Chalmers, para Koch, al igual que todas las ideas filosóficas, era inverificable y, por tanto, inútil. De esta manera Koch le pregunto que por qué no dice simplemente que cuando tiene un cerebro el Espíritu Santo desciende y le infunde la conciencia, a lo que Chalmers respondió que esa teoría era innecesariamente complicada, y no casaba con su propia experiencia subjetiva. Pero ¿cómo sabemos nosotros que la experiencia subjetiva de otro es la misma que la nuestra? ¿cómo podemos saber que los demás son conscientes?

Ninguna persona sabe realmente que cualquier otro ser, humano o no, posee una experiencia subjetiva del mundo. Lo único que puede hacer la ciencia, afirmó, es suministrar un mapa detallado de los procesos físicos que están relacionados con distintos estados subjetivos. Pero la ciencia no puede resolver de verdad el problema mente-cuerpo. Ninguna teoría empírica de índole neurológica puede explicar por qué las funciones mentales se acompañan de estados subjetivos específicos.

El propio Francis Crick, que es más optimista que Koch, reconoce que la solución a la conciencia podría no ser comprensible intuitivamente. No cree que sea una respuesta de sentido común la que se consiga cuando comprendamos el cerebro. Después de todo, la selección natural no improvisa los organismos según un plan lógico cualquiera, sino con varias artimañas y trucos, con lo que primero que se le pone a tiro. Crick sugiere que los misterios de la mente podrían no revelársenos tan fácilmente como los de la herencia. La mente es un sistema mucho más complicado que el genoma, y las teorías de la mente probablemente tengan un poder explicativo más limitado.

Cuando cogemos un bolígrafo, los científicos deberían ser capaces de averiguar qué actividad neural estaba relacionada con la percepción del bolígrafo; pero si nos preguntaran ¿ves el rojo y el azul de la misma manera que yo los veo?, es algo que no podríamos afirmar. Por esto mismo, Crick no cree que seamos capaces de explicar todas las cosas de las que somos conscientes.

Pero el que la mente sea fruto de procesos deterministas, no quiere decir que los científicos sean capaces de predecir todas sus sinuosidades y divagaciones; éstas pueden ser caóticas, y por tanto, impredecibles. Además Crick, duda sobre si los fenómenos cuánticos juegan un papel fundamental en la conciencia, como sugiere Roger Penrose. Por otra parte, añadió, algún equivalente neural del principio de incertidumbre de Heisenberg podría restringir nuestra capacidad para trazar la actividad del cerebro con absoluto detalle, y los procesos subyacentes a la conciencia podrían resultarnos tan paradójicos y difíciles de captar como la mecánica cuántica; no obstante hay que recordar que nuestros cerebros evolucionaron para enfrentarse a asuntos de carácter cotidiano cuando éramos cazadores-recolectores y, antes aun, cuando éramos monos.

El misteriano más inverosímil de todos es Marvin Minsky, uno de los fundadores de la inteligencia artificial (IA), según la cual el cerebro no es nada más que una máquina muy complicada cuyas propiedades se pueden duplicar mediante ordenadores. A pesar de su fama de rabioso reduccionista, Minsky es en un antireduccionista. Incluso es más romántico, a su manera particular, que Roger Penrose. Éste conserva la esperanza de que la mente se pueda reducir a una artimaña cuasicuántica. Por su parte, Minsky insiste en que no es posible dicha reducción porque la multiplicidad es la esencia de la mente, de todas las mentes, tanto de las humanas como de las maquinales. La aversión que siente Minsky hacia la idea fija y la simplicidad refleja no sólo un juicio científico, sino una cosa bastante más profunda. Al igual que Paul Feyerabend y David Bohm, y otros grandes románticos, MInsky parece tener miedo a La Respuesta, es decir, a la revelación que acabe con todas las revelaciones. Afortunadamente para él, es poco probable que dicha revelación vaya a brotar de la neurociencia, pues cualquier teoría útil de la mente será con toda probabilidad espantosamente compleja, como él mismo reconoce. Pero, desgraciadamente para él, también parece poco probable, dada esta complejidad, que él en persona, o sus nietos, asistan al nacimiento de máquinas con atributos humanos. Si algún día construimos máquinas inteligentes y autónomas, éstas serán alienígenas con toda seguridad, tan distintas a nosotros como un 747 respecto a un gorrión. Además, nadie podría asegurar nunca que éstas fueran conscientes, como tampoco nadie sabe a ciencia cierta que otra persona es consciente.

El concepto de conciencia necesitará todavía bastante tiempo. El cerebro es maravillosamente complicado, Pero ¿es infinitamente complicado? Dado el ritmo al que los neurocientíficos están aprendiendo cosas sobre él, dentro de unas décadas podrían poseer un mapa altamente eficaz del mismo, un mapa que correlacione procesos neurales específicos con funciones mentales específicas. Este conocimiento podría reportar muchos beneficios prácticos, por ejemplo a, al hora de tratar ciertas enfermedades mentales o de trasladar a los ordenadores algunos trucos para el procesamiento de la información. En "El advenimiento de la edad de oro", Gunther Stent afirmaba que los avances experimentados en el campo de la neurociencia podrían permitirnos un día ejercer un mayor control sobre nuestros propios yoes, lo que a su vez nos permitiría dirigir inputs eléctricos específicos hacia el interior del cerebro. Estos inputs podrán realizarse para generar sintéticamente sensaciones, sentimientos y emociones. Los hombres mortales pronto vivirán como dioses sin las penas del corazón y sin conocer la aflicción, siempre y cuando sus centros de placer estén debidamente cableados.

Los científicos y los filósofos aún se seguirán esforzando por alcanzar lo imposible. Se encargarán de que la neurociencia prosiga de un modo postempírico e irónico, es decir, que sus practicantes debatirán acerca del significado de sus modelos físicos, así como los físicos debaten sobre el significado de la mecánica cuántica. De vez en cuando, una interpretación particularmente evocadora, avanzada por algún Freud de nuestros días versadísimo en cuestiones neurales y cibernéticas, podría atraer a mucha gente y amenazar con convertirse en la teoría definitiva de la mente. Los neomisterianos se alzarían entonces al unísono y denunciarían los defectos inevitables de dicha teoría. ¿Podrían ésta suministrar una explicación verdaderamente satisfactoria de los sueños o de la experiencia mística? ¿Podría decirnos si las amebas, o los ordenadores, son conscientes?
Podríamos responder a esto diciendo que la conciencia se "resolvió" ya cuando alguien decidió que era un mero epifenómeno del mundo material, como el caso del filósofo Gilbert Ryle, que afirmaba que el dualismo violaba la conservación de la energía y, por tanto, toda la física; sólo trazando detalladamente los intrincados meandros de la materia en el cerebro podremos "explicar" la conciencia.

Ryle no fue el primero en proponer este paradigma materialista, a la vez tan enardecedor y tan deprimente. Hace cuatro siglos, Francias Bacon instó a los filósofos de su época a que dejaran de empeñarse en mostrar cómo evolucionaba el universo a partir del pensamiento y empezaran a considerar cómo evolucionaba el pensamiento a partir del universo. Podemos sostener que Bacon aquí se anticipó a las explicaciones modernas de la conciencia dentro del contexto de la teoría de la evolución y, más en general, del paradigma materialista. La conquista científica de la conciencia será el anticlímax definitivo, pero también otra demostración del dicho de Niels Bohr de que el trabajo de la ciencia consiste en reducir todos los misterios a meras trivialidades. Pro la ciencia humana no resolverá (porque no puede hacerlo) el problema de "cómo sé yo que tú eres consciente". Sólo puede haber una manera de resolverlo: haciendo que todas las mentes sean una sola mente.

BIBLIOGRAFÍA:

" HORGAN, J., "El fin de la neurociencia". Capítulo 7 de "El fin de la Ciencia".
" PENROSE, Roger. "La nueva mente del emperador"
" PENROSE, Roger. (1999) "Lo grande, lo pequeño y la mente humana". Cambridge University Press, Madrid, 1999. Traducción española, Javier García Sanz, 1999.

capítulo 2