Computación, Azar y Determinismo
A estas alturas nos encontramos con la temática de la informática y en ella el de la computación, las cuales voy a interrelacionarlas con el concepto de azar y el determinismo.
Para ello se requiere entender que la informática se refiere a una ordenación tecnológica a través de la computación aparecida en la década de los años 40 y surgió gracias a la matemática, a la ingeniería y a las ciencias naturales, y obviamente a la tecnología.
Esta ciencia de la computación (ordenadores) cambió la perspectiva del mundo de la sociedad, puesto que trasformó las comunicaciones, y, a la vez, proporcionó nuevos elementos para el análisis del concepto explicitado en esta obra sobre el azar y el determinismo.
Reflexionando específicamente en este tema es cómo vamos acercándonos cada vez más al “azar determinista”, a través del análisis de los computadores, en el que se plantean los “números aleatorios”, las “series determinísticas” que parecen aleatorias, los “sistemas dinámicos complejos no lineales”, altamente sensibles a cambios en las condiciones iniciales, a las trayectorias caóticas que recurren en las variables que configuran el llamado “caos determinístico”, todos los cuales son temas básicos para reflexionar a través del estudio científico y filosófico del “azar y el determinismo”.
Conocemos muy bien, y se cita en otra parte de esta obra, cómo la ciencia quedó asociada a través de la “mecánica cuántica y el principio de incertidumbre” (60) (61), con el determinismo y el azar, para llegar, después del Siglo XIX y XX, a contemplar una confluencia multifactorial de distintos determinismos e indeterminismos con sus leyes y entre ellas las estadísticas mas no totales.
Roger Penrose físico Profesor de la Universidad de Oxford:
Considera que la mecánica cuántica es determinística, porque la ecuación que describe se refiere a la evolución en el tiempo de la función de onda, de la cual se obtiene una distribución de probabilidades y es sin duda determinista. (62). Como se anotó en textos anteriores, Penrose y Hawking confluyen en sus conceptos, en especial al trabajo de Einstein, de la teoría de la relatividad general. Los dos primeros físicos trabajan los conceptos de la teoría de los operadores de torsión (twistor) que en su proyección geométrica dan un diseño de objeto que opera en el espacio complejo multidimensional, obviamente dentro de la témporo-espacialidad.
Para Penrose la teoría de la relatividad modificaría la estructura de la mecánica cuántica y muy posiblemente haría aportes a la ecuación de Schrödinger o la función de onda, puesto que los procesos de medida de la función de onda implican la introducción de la regla de “diferentes probabilidades a partir de los módulos de coeficientes complejos para cada estado posible” (63). Para el mismo autor citado “la división arbitraria de la regla de probabilidades es inadmisible para una teoría que pretenda ser una explicación convincente del mundo físico”.
Cuando colapsa la función de onda la causa principal se debe buscar en el cambio de energía gravitatoria, lo cual produciría un tiempo de decoherencia cuántica del orden de h-E (en donde h es constante de Planck y E la energía gravitatoria implicada en el cambio de configuración del entorno).
Para el mismo autor en la naturaleza debe haber algo no computable en las leyes físicas:
Esto se relaciona con el teorema de Gödel que implica que “la indemostrabilidad formal de una cierta proposición matemática es señal de que de hecho es verdadera”. De ahí el concepto de que el pensamiento matemático tiene componentes no computables.
Esto ha sido ampliamente criticado; y Penrose, en 1994 escribió su obra “La sombra de la mente” para replicar aquellas críticas y postular la física relativista y mecánico-cuántica, la cual postula cómo existen procesos físicos no computables y cómo el cerebro puede hacer uso de estos, así como existen una relación directa entre la no computabilidad y la relación entre nivel cuántico y nivel clásico, que a la vez se relacionan con el proceso de medida cuántica.
Todo esto tendría para el autor un lugar en el cerebro en que se pueda ver los efectos de la “coherencia cuántica” para acoplarlos en la actualidad.
En este punto específico me atrevo a sugerir que no existe “un lugar específico en el cerebro” para determinar las acciones funcionales, mas sí espacios como los microtúbulos del citoesqueleto celular, como se describe en textos anteriores aparecidos en el año 2009; mas esto ocurre cuando el comportamiento de la relación energía con la constante de Planck y la masa son complejas y son las que operan en el sistema nervioso neuronal y más específicamente en los microtúbulos; por ejemplo, la función del agua dentro del cerebro no puede negarse en su gran proporcionalidad puesto que ayuda a mantener el estado de coherencia cuántica que buscamos; por el contrario los anestésicos interfieren la actividad microtubular y actúan para la interrupción de estas oscilaciones masa-energía. (64)
Toda esta cuestión tiene al final una necesidad explicativa en un escenario para comprender las funciones de la consciencia y el pensamiento o las funciones mentales y dentro de ellas el lenguaje, el reconocimiento, la memoria.
Lo que tenemos que comprender es que el ser humano, el científico específicamente, trata de buscar interpretaciones y explicaciones y encontrar leyes físicas para darle más coherencia y sentido no sin caer en especulaciones con puntos débiles y poco explicativos.
Lo que no podemos negar es la participación de la física y la química cuántica en el funcionamiento cerebral y es obvio en las funciones neuropsíquicas. De una u otra manera, todavía todo estos conceptos son teorías que hay que probarlas de acuerdo con los postulados científicos.
Así como la mecánica cuántica no es completamente determinista, el azar es parte fundamental de la primera, a la vez que este determinismo es más de lo físico-químico y aun se lleva al campo psíquico, puesto que la mecánica cuántica introduce el azar en las leyes de la naturaleza en forma fundamental. Sería más fácil pensar que en la mecánica clásica es donde aparece el azar, como es el del movimiento browniano65.
Sin embargo, esto es un producto de la ignorancia y del desconocimiento de la posición y velocidad exacta de todas las moléculas de una sustancia, y de ahí que le demos la connotación inherente a la propia naturaleza de las moléculas y obviamente de las células.
(Lea También: Capacidad Predictiva del Cerebro)
“Si dispusiéramos de aparatos de medidas más precisos y de ordenadores (computadores) más potentes, seríamos capaces de conocer esas posiciones y velocidades y podríamos calcular y predecir el movimiento de la partícula browniana” (Jacovkis PM., 2005); dentro de esta concepción el azar desaparecería completamente cuando el movimiento fuera menor, porque se determina la posición y velocidad con lo cual se llega a una certidumbre y aparece la causa y lo determinado (determinación), o la diferenciación de estados y con ello la difracción de electrones de la fuerza (U), luego se resuelve el problema de la medición y la determinación de fuerza-espacio-tiempo-movimiento y obviamente de dirección.
De tal forma ya no operaría el “principio de incertidumbre de Heisenberg” (posición y velocidad no se pueden determinar al mismo tiempo).
Aquí es importante tener en cuenta cómo la mecánica cuántica rompe de forma radical con esta posibilidad, puesto que aunque aumente la precisión tecnológica para determinar valores no podremos eliminar nunca el comportamiento del azar en la naturaleza.
Tengamos en cuenta que “el experimento de la difracción de los electrones o de las moléculas de carbono” lo podemos comprender solamente con el concepto de aleatorio, y con el de la mecánica cuántica no es posible obtener realmente una medida exacta, predictiva, a dónde llegará el electrón en cuestión; lo posible es medir su derivado, la función de onda.
Los que sí están de acuerdo son los científicos, en especial los físicos, en lo que se refiere a las predicciones y/o a la teoría de las probabilidades que pueden contrastarse en un experimento.
El problema de la mecánica cuántica radica en que no la conocemos bien pues está íntimamente determinada y relacionada con las continuas investigaciones y descubrimiento de las partículas, algunas conocidas con sus propiedades y otras desconocidas; de ahí que la presencia del “azar irreductible” se refiere al problema de la medición ya planteado (66); por ejemplo, en el caso de los electrones medidos y la posición de estos.
Sin embargo, hasta ahora no es posible medir con precisión la aleatoriedad, o digamos obtener el azar medible en el comportamiento del electrón; más bien es factible obtener la función de onda pues ella puede ser perfectamente determinada; es decir, al chocar los electrones contra una pantalla es cuando podemos determinar ese azar, porque toda la función de onda desaparece y el electrón se manifiesta ya como partícula y no como onda; en otras palabras, es como si la función de onda del electrón se concentrara repentinamente en un punto escogido al azar.
A esta súbita concentración se le denomina “colapso de la función de onda”, (67).
El mundo microscópico regido por las leyes de la mecánica cuántica es determinístico, mas cuando le obligamos a manifestarse macroscópicamente (mediante un aparato de medida), lo hace de forma irreductiblemente aleatoria. He aquí el problema de la medición y de la conciliación de esta con la evolución determinística y el colapso; es por esto por lo que pretendemos describir el comportamiento de los sistemas físicos, relacionados con los químicos y estos dos con los psicológicos.
El problema no está resuelto y admite distintas interpretaciones y aun discusiones, refutaciones hasta poder llegar a un punto que llamamos la ignorancia.
El concepto de ignorancia lo asociamos al del azar y éste al de la probabilidad y los dos mencionados al de la subjetividad, a la vez que estos dos con la presencia o ausencia de información pudiendo ser este hecho probabilístico, por su alternatividad y presencia (del hecho).
El cálculo de probabilidades podemos aplicarlo a todas las dificultades técnicas en los diferentes hechos, aplicando teorías matemáticas de la probabilidad; mas sin embargo, aparecen el valor operativo realístico del consciente y el inconsciente, no como teorías, sino como realidades de la vida diaria.
Dentro de estos dos sistemas consciente e inconsciente aparece el sistema complejo, y dentro de él nuestros conceptos del sistema matemático aplicable o no a la cantidad de variables que incluyen las ecuaciones posibles que definen el comportamiento por determinar y de los cuales no pueden preverse las consecuencias de los cambios que se produzcan en dichas variables, simplemente por la imposibilidad técnica de calcularlas; más aun, las ecuaciones matemáticas complejas nos llevan a incertidumbres, a posiciones indemostrables o inciertas.
El lector podrá darse cuenta cómo de una u otra manera se repiten conceptos con distintas perspectivas y argumentaciones o razonamientos e indefectiblemente llegamos a lo mismo.
De todo esto se concluye y aun se puede deducir el porqué no hemos llegado a cuantificar la multiplicidad de variables que aparecen en los fenómenos o hechos psicodinámicos del aparato mental. Es por esto también por lo que se habla de que el psicoanálisis no pertenece a la ciencia, y, más específicamente, a las ciencias duras con cuantificaciones demostrables. (Ibídem)
En textos de esta obra aparece el concepto de complejidad y la relación de éste con el azar. Este último se conecta con la serie aleatoria; por ejemplo, la serie de los números la valoración, a la derecha o a la izquierda, ubicando una posición inicial (uno antes y otro después), con algoritmos capaces de especificar las series.
Por ejemplo la computadora tiene el mismo número de “bits” de información que la propia serie. Es así como se reduce el azar a la complejidad y ésta es sólo una posible acepción del azar; lo contrario, es decir el azar es una acepción de la complejidad (más allá de la ignorancia).
De todo esto podemos deducir que es posible salir de la ignorancia, llegar a categorías y entrar a las probabilidades siempre y cuando aceptemos que la complejidad opera dentro de la dinámica de los fenómenos y dentro de este concepto la “inestabilidad”.
Aquí viene una pregunta: ¿Será que el modelo matemático ha evolucionado a través del tiempo en forma determinística, por medio de variables que describen funciones y valores, puede ser sustituido en forma distinta con otros distintos cálculos y valores mediante algoritmos computacionales? La respuesta es afirmativa; los modelos cambian, se construyen, llegan a resultados distintos de acuerdo a los límites de precisión, y los resultados pueden ser predecibles o impredecibles, como se manifestó en otra parte; lo impredecible entra en el campo de lo aleatorio o del azar; es predecible cuando a partir de la información de que se dispone se puede calcular mediante un algoritmo68 con razonable precisión.
Cuando planteamos cómo se puede calcular mediante un algoritmo, y concluimos con alguna razonable precisión, es porque ya existe en ese poder calcular un determinismo.
En los sistemas inestables ese algoritmo no existe, por lo menos hasta ahora, y aun para ciertos datos (en donde tiempo y espacio resultan tan complejos) por que se entra en la imprecisión o mejor en la indeterminación de las dimensiones o extra dimensiones témporo espaciales; entre ellas en los distintos espacios y en el concepto de tiempo unificado.
Estos temas del azar, del determinismo e indeterminismo, incertidumbre, probabilidad, predicción, estadística, computación, sistemas dinámicos, complejos y caóticos, campos gravitatorios, voluntad y decisión, sistemas estables e inestables cuánticos fisicoquímicos son los que se tratan de interconectar en esta obra con los sistemas biológicos y psicológicos.
60 Serway, RA., Física, Tomo II, Cuarta Edición, Editorial Mc. Graw Hill, págs. 1154-1452, México, 1992.
61 Resnick-Halliday, K. “Física”, Volumen II, Compañía Editorial Continental S.A., México, Sexta Edición, 2000.
62 Pablo Miguel Jacovkis, Computación, azar y determinismo. Instituto de Cálculo y Departamento de Computación FCEyN (UBA), “Ciencia Hoy”, 2005 Volumen 5 No. 28. www.ciencia-hoy.retina.ar/hoy28/ computacion01.htm
63 Hawking, S. y Penrose, R., (1993). “Cuestiones cuánticas y cosmológicas”. Alianza. Hawking, S. y Penrose, R., (1996). “La naturaleza del espacio y el tiempo”, Debate. Penrose, R., (1989). “La nueva mente del emperador”, Mondadori, Madrid-España. Penrose, R., (1994). “Las sombras de la mente”, Crítica.
64 Sánchez Medina, G., (2009). “Cerebro-Mente. El pensamiento cuántico”, Editorial Cargraphics, Bogotá, Colombia
65 El movimiento browniano es el movimiento aleatorio que se observa en algunas partículas nanoscópicas que se hallan en un medio fluido (por ejemplo polen en una gota de agua). Recibe su nombre en honor a Robert Brown, quien lo describió en 1827. En 1785, el mismo fenómeno había sido descrito por Jan Ingenhousz sobre partículas de carbón en alcohol.
El movimiento aleatorio de estas partículas se debe a que su superficie es bombardeada incesantemente por las moléculas del fluido sometidas a una agitación térmica. Este bombardeo a escala atómica no es siempre completamente uniforme y sufre variaciones estadísticas importantes. Así, la presión ejercida sobre los lados puede variar ligeramente con el tiempo provocando el movimiento observado.
Tanto la difusión como la ósmosis son fenómenos basados en el movimiento browniano. La descripción matemática del fenómeno fue elaborada por Albert Einstein y constituye el primero de sus artículos del “año mirabilis” de 1905. La teoría de Einstein demostraba la teoría atómica, todavía en disputa a principios del siglo XX, e iniciaba el campo de la física estadística.
El modelo matemático: Fue Norbert Wiener en 1923 quien dio la primera definición matemática rigurosa del movimiento. Él y Paul Lévy elaboraron el modelo que supone una partícula que en cada instante se desplaza de manera independiente de su pasado: es como si la partícula “olvidara” de dónde viene y decidiese continuamente, y mediante un procedimiento al azar, hacia dónde ir. O sea que este movimiento, a pesar de ser continuo, cambia en todo punto de dirección y de velocidad.
Tiene trayectoria continua, pero no tiene tangente en ningún punto. Las dos propiedades básicas que Wiener supuso son: Todas las trayectorias deben ser continuas.⋅ Una vez que fue observada la posición de la partícula en el instante t=0 (posición por tanto conocida), ⋅ su posición (aleatoria) en un instante posterior t´ debe estar regida por la ley de Gauss, cuyos parámetros dependen del tiempo (t) transcurrido.
66 Ver “Cerebro-Mente” (El Pensamiento Cuántico) capítulo VII.
67 Op. cit., Sánchez Medina, G., 2009, pág. 433 y sig.
68 La palabra algoritmo proviene del nombre del matemático Muhammad ibn Musa al – Jwarizmi (Siglo VIII y IX).
La palabra algoritmo hacía referencia a las reglas del uso de la aritmética, utilizando dígitos árabes. La palabra latina es derivación de “algobarismus”, “al-Khwarizmi” que luego mutó a algoritmo en el Siglo XVIII y su definición incluye todos los procedimientos finitos matemáticos, definidos para resolver problemas.
Estos procedimientos sirvieron para el modelo abstracto de la computadora formulado por Alan Turing. En esencia se trata con el algoritmo de un proceso que puede implementarse en una “máquina de Turing” completamente especificada o en alguno de los formalismos equivalentes.
En el diseño de algoritmos se seleccionan los elementos más prometedores del conjunto hasta encontrar una solución, la cual no tiene que ser óptima; los algoritmos paralelos permiten la división de un problema en su problema y por lo tanto se pueden ejecutar varios procesadores a la vez.
Los algoritmos probabilísticos están en función de valores pseudo aleatorios; en los determinísticos están perfectamente definidos los pasos; aportan una solución exacta, los no determinísticos lo contrario. Los problemas pueden dividirse en su conjunto obteniendo una solución de cada uno de ellos para después unirlos y tener una solución completa; cuando se encuentran soluciones aproximadas (no óptimas) a problemas, basándose en un conocimiento anterior, a veces llamado experiencia, se le denomina algoritmo meta heurístico.
La programación dinámica que intenta resolver problemas disminuyendo su costo computacional y aumentando el costo espacial. Cuando el problema se basa en la construcción de soluciones mediante un árbol implícito para encontrar las mejores soluciones, este algoritmo tiene ramificaciones, acotaciones y es determinístico, y cuando se construyen en un árbol (espacio) que se examina completamente almacenando las soluciones menos costosas; a este algoritmo se le denomina tendencioso, determinístico.
Los algoritmos contemplan lo asintótico, lo computacional, lo simétrico y asimétrico y su disciplina relaciona con las ciencias de la computación, la complejidad, la informática, la inteligencia artificial, la investigación operativa, la matemática, la programación. De esto se puede concluir que existe no solamente el concepto de algoritmo, su historia, sus técnicas de diseño, las disciplinas y temas relacionados y los enlaces externos que pueden aparecer.
La técnica algorítmica pertenece en realidad a un sistema para llegar a soluciones, teniendo en cuenta que deben ser definidos los problemas, ser finitos y precisos. Lo finito implica un determinado número de pasos con su fin, y lo definido se refiere a que si se sigue el mismo proceso más de una vez, llegaremos al mismo resultado
. Desde mi punto de vista el algoritmo pertenece a una armonía de algo que pasa a una posición rítmica, aritmética (con las cuatro operaciones) o matemática que se alterna para alcanzar una solución o conclusión final que incluye una posible igualdad. (https://es.wikipedia.org/wiki/Algoritmo). Lo interesante aquí es que el cerebro construye los algoritmos porque tiene la capacidad de hacerlo o desarrolla su capacidad algorítmica. He aquí los conceptos de ritmo y armonía conjugados.
CLIC AQUÍ Y DÉJANOS TU COMENTARIO