Antonio Damigo

¿Hacia dónde evoluciona la Informática (Ciencias de la Computación)?

por 02 de abril de 2013, 390 visitas
¿Hacia dónde evoluciona la ciencia de la computación? ??Es una ciencia moderna que ha progresado de forma vertiginosa en la sociedad. ?Cuando en nuestro país vimos aparecer los primeros ordenadores personales (Pc) en los años ochenta, pocos, ni los más sagaces, podían imaginar que en sólo tres décadas llegase a ser un elemento asiduo en todas las empresas y menos aun en la mayoría de los hogares. Tanto el trabajo como el ocio se encauzan hoy a través de estas tecnologías. ?Así que viendo la evolución que les ha llevado a este punto, podemos hacernos algunas preguntas sobre su futuro: ? ¿Qué máquinas tendremos en el mañana? ? ¿Qué grado de desarrollo alcanzarán? ? ¿Serán verdaderamente inteligentes o siempre se limitarán a realizar operaciones previstas de antemano por los humanos?? Para responder a estas preguntas desde el presente, la realidad del futuro puede ser totalmente distinta, hemos de echar un vistazo a alguna teoría de las que pululan sobre la ciencia de la computación.
Computación hacia la conciencia
 
La informática es una ciencia relativamente moderna que ha avanzado y evolucionado mucho en su corto tiempo de vida, aunque los términos “avanzado y evolucionado” siempre son relativos, sobre todo cuando se parte de cero, ya que cualquier avance es un progreso.
No obstante podemos considerar que con respecto a otras ciencias ha tenido una progresión espectacular. No cabe la menor duda que los ordenadores han pasado en poco tiempo de enormes máquinas con una utilidad reducida, a convertirse en nuestros más firmes aliados para el avance técnico.
Es esta una ciencia que ha demostrado ser un soporte y una herramienta imprescindible en todos los campos del saber. Ha llegado a ser de tal utilidad que muchos de los avances tecnológicos no serían posible sin ella. No sólo en el mundo de las comunicaciones, con Internet y toda su secuela, sino el de la medicina, la arquitectura, la física, la náutica, la aeronáutica, la carrera especial y un largo etc.
Hemos pasado de calculadoras a computadoras que toman decisiones por nosotros, y todo ello con una velocidad de proceso con la que no podemos competir. La robótica se ha aliado con la informática proporcionándonos ingenios que realizan multitud de trabajos de una precisión y riesgos imposibles de asumir.
La puesta en la superficie de Marte de un robot requiere un programa informático que tome decisiones sobre la marcha, ya que como el tiempo de llegada de la señal eléctrica desde la Tierra es de 7 minutos,  sólo la ida,  supondría demasiado tiempo para ser guiado desde la aquí.
Pero hasta ahora, a pesar de todo este sorprendente avance tecnológico y científico, de todas estás computadoras cada vez más sofisticadas, la verdadera máquina que mueve los hilos es la inteligencia humana.

A) ¿Hacia dónde caminamos?
 
Es normal que nos preguntemos hacia dónde nos lleva este proceso que hemos iniciado en aras de una mejor calidad de vida.
La siguiente reflexión es probable que nos la hayamos planteado alguna vez:
¿En un futuro más o menos próximo qué grado de autonomía tendrán los ordenadores?
Pero si vamos más allá, podemos preguntarnos:
¿Los ordenadores pensarán por nosotros?
Y si llegamos más lejos aun:
¿Las máquinas serán conscientes, es decir, tendrán conciencia de si mismas y del mundo que les rodea?

Mientras que a las dos primeras cuestiones es posible,  a partir de lo que ya sabemos,  dar algún tipo de respuesta más o menos especulativa, en cambio, está última reflexión nos lleva a equiparar a las máquinas con el ser humano.

Este es nuestro punto de partida.

Para ello es necesario saber cómo funcionan los ordenadores, cuál puede ser su proceso de evolución y también conocer cómo funciona la conciencia humana.
 
Los ordenadores se basan en un software o programas introducidos de antemano en su memoria. Estos programas están hechos en un lenguaje que utiliza una sucesión de instrucciones y algoritmos matemáticos que unidos a la posibilidad de bifurcaciones intenta resolver las cuestiones para las que fueron diseñados.

El desarrollo de nuevas tecnologías ha condicionado nuestra visión del mundo psíquico. Los avances en robótica y computación han suscitado deseos de reproducir artificialmente la facultad inteligente del hombre; es decir, de construir una inteligencia artificial. El impulso de estos computacionalistas, que asemejan la inteligencia a los procesos ejecutados por un ordenador, ha resonado fuertemente en la sociedad. Si se encontrara el conjunto de algoritmos de la mente, resultaría un ser cuasi-consciente.

 
B) Fundamentos computacionales y pensamiento humano.
 
¿Sería esto posible?

Roger Penrose, opina claramente sobre la imposibilidad de construir una mente computacional. Defiende que la conciencia es el producto psíquico resultante de unos procesos físicos que no son computables. Por tanto, imposibles de ser simulados por un ordenador. La mente consciente que se abre a realidades inteligibles tiene un modus operandi esencialmente distinto a la ejecución algorítmica de un computador.

Penrose basa su argumento en el teorema de incompletitud de Gödel, que demuestra la imposibilidad de deducir formalmente el valor de verdad de un enunciado que, sin embargo, puede ser intuido. No toda verdad matemática puede ser demostrada a partir un conjunto finito de axiomas. Siempre quedan elementos matemáticos de realidad fuera más allá de la demostración formal. Entonces, ¿cómo puede el hombre ser consciente de ellos?

En consecuencia, si el hombre es capaz de pensar de manera no algorítmica, un computador no puede simular integralmente la mente humana. Un ordenador que simplemente ejecute procesos programados en un software no puede actuar como la mente, pues la conciencia humana es un complemento no algorítmico que se monta sobre el pensamiento rutinario y pautado. ¿Cómo explicar, pues, la conciencia? Penrose revisa los fundamentos de la física para encontrar elementos que no sean computables y, por tanto, sirvan como discriminante entre la mente computacional y la conciencia humana.

Naturalmente, no todo el mundo está de acuerdo con esto, Geoffrey LaForte,  Patrick J. Hayes  y Kenneth M. Ford, refutan la interpretación que hace Penrose del teorema de Gödel y piensan que es consistente con la hipótesis computacionalista.

 
C) Conciencia y física cuántica.
 
La física cuántica abre nuevos horizontes para hallar la base física de la conciencia. A través de una exposición acerca de los fundamentos cuánticos del mundo físico, Penrose se centra en el proceso de transición clásico-cuántico, es decir, en la medida de un sistema cuántico. No existe una teoría física canónica de la medida cuántica. Simplemente, se interpreta como una reducción cuasi-instantánea de la superposición de estados cuánticos de un sistema físico en un estado clásico concreto. Es el colapso de la función de onda en un estado clásico. ??La causa de este colapso es desconocida. Sabemos que al medir se produce la transición desde el indeterminismo cuántico a la concreción clásica. Pero, el criterio físico que la determina es desconocido. Ocurre, aunque no sabemos por qué causas. Es el problema de la medida en física cuántica.
 
Penrose establece un criterio científico objetivo en el proceso de medida, que involucra a la única interacción física desligada del Modelo Estándar: la gravedad cuántica. Propone que ante un estado de superposición cuántica, el mismo espacio-tiempo permanece en un estado de indefinición cuántica hasta que se establece una diferencia de energía superior al quantum de gravedad. Entonces, se produce el colapso de los espacio-tiempo cuánticos en un espacio-tiempo clásico donde se obtiene el valor determinado tras la medida. Finalmente, el observador toma conciencia de este estado. ??En definitiva la reducción cuántico-clásica es un proceso físico objetivo pautado por el criterio del gravitón, ajeno a cualquier subjetivismo que involucre la conciencia. El estado consciente es una consecuencia de este proceder físico de la materia. De algún modo, la mente debe reproducir estos mecanismos físicos para producir los estados de conciencia.


D) De la física cuántica al cerebro.
 
Basado en ciertas hipótesis biológicas de Hameroff, Penrose implementa su propuesta de la reducción objetiva a la biofísica del cerebro. La pieza clave de este complejo entramado de física, matemáticas y biología es una estructura tubular de 25 nanómetros de diámetro y una longitud que alcanza el milímetro. Son los microtúbulos formados por un tipo de proteínas denominadas tubulinas, que presenta un doble estado conformacional según la disposición de sus electrones. ??Cada conformación de la tubulina se corresponde con un estado cuántico. Así, por lo general, una tubulina permanece en una superposición cuántica de dos estados. Se forma, pues, un bit cuántico o qubit. En conjunto cada microtúbulo es una estructura conexa de múltiples qubits, capaces de procesar cuánticamente la información. ??Los microtúbulos se asocian en estructuras más complejas denominadas centriolos, formadas por un conjunto de nueve tripletes microtubulares con forma cilíndrica. A su vez, los centriolos se agrupan por pares en estructuras de cruz. Los centriolos desempeñan un papel fundamental en los procesos de división celular, así como en la coordinación de otros procesos celulares como el movimiento de la propia célula por medio de la acción de cilios y flagelos. Estos son especialmente importantes en seres unicelulares pues, simultáneamente, contactan sensitivamente con el medio y coordinan el citoesqueleto para sobrevivir en él.
 
El modelo Penrose-Hameroff supone que la información física del medio queda registrada cuánticamente en las tubulinas. El entrelazamiento cuántico entre las tubulinas del microtúbulo permite la formación de estados macroscópicos de coherencia cuántica. Al procesar la información cada microtúbulo incrementa su nivel de coherencia, suficientemente protegido de las perturbaciones del entorno, hasta que media la transición cuántico-clásica descrita por el proceso de reducción objetiva.

 
E) Del cerebro a la conciencia.
 
A diferencia de otros sistemas cuánticos, la concreción del estado clásico está regulada por un agente proteico asociado a los microtúbulos llamado MAP. Las MAP permanecen inocuas durante el procesado de la información. Una vez se alcanza un elevado nivel de coherencia en el microtúbulo, el desplazamiento de las MAP provoca un incremento de energía superior quantum de gravedad, que causa la reducción objetiva. Al tratarse de una reducción mediada por agentes internos, Penrose y Hameroff lo denominan proceso de reducción objetivo y orquestado por las MAP.

Tras el proceso de reducción objetiva y orquestada los microtúbulos alcanzan un estado de concreción clásica. En esta fase clásica intermedia, entre la reducción cuántico-clásica y el nuevo incremento de coherencia cuántica, se forma un estado consciente. A intervalos de medio segundo se culmina un nuevo ciclo: formación del estado macroscópico de coherencia cuántica, reducción objetiva-orquestada y concreción de un estado clásico de conciencia.


F) Se puede construir una conciencia artificial?

Supuestos los mecanismos físico-cuánticos que operan en la mente, resulta natural preguntarse por la posibilidad de construir en el laboratorio un ente consciente. Ante esta pregunta Penrose responde que de ser posible, tal objeto artificial consciente no sería un ordenador.

Penrose no cierra definitivamente la posibilidad de la tentativa. Sin embargo, sensatamente, advierte que antes de poder simular o incluso crear una conciencia artificial, es necesario conocer cómo funciona la conciencia. Es imprescindible haber descubierto los procesos funcionales psicobiofísicos que producen la conciencia.

Por ello, consecuentemente, Penrose prioriza la investigación fundamental ante el hipotético desarrollo tecnológico que produjera conciencia. Antes de una ingeniería de la mente, se requiere una biofísica del psiquismo. Puesto que la física actual no parece capaz de explicar el fenómeno de la conciencia, se requiere investigar una nueva física.

Sería la teoría completa de la gravedad la que, explicando la fenomenología de los seres vivos conscientes, marcaría las pautas científicas a los ingenieros cuánticos para construir una conciencia artificial. De conseguirse, Penrose advierte de la responsabilidad ética para con este supuesto ser artificial consciente. No sería un mero robot computacional; hablamos de una conciencia artificial.

 
Conclusiones
 
Todo lo que dice Penrose no es más que pura teoría, de momento no puede ser demostrado, pero se apoya en un base científica y no es una mera elucubración, aunque nadie puede afirmar que esté en lo cierto.
Se acusa a Penrose de que interpreta el teorema de Gödel para su conveniencia, al contrario que otros que defienden que éste es consistente con la hipótesis computacionalista, también se le reprocha el usar una teoría científica para defender tesis teístas.
 
Por otra parte es posible que los ordenadores, tal y como se construyen ahora, evolucionen (el ordenador cuántico está llamando a la puerta) hacía otros modelos que usen unos métodos que admitan para su funcionamiento algo más que algoritmos de computación clásica, por lo que las tesis computacionalisas pueden verse reforzadas en este sentido.
 
Es probable que esta teoría dé lugar a otras nuevas para que un futuro se avance también en este campo de los procesos biofísicos de la mente. Digo otras, porque es de suponer que no es, ni será la única, ni siquiera sabemos si es acertada, aunque sí, arriesgada y valiente.

por Antonio Damigo


Referencias:
Manuel Béjar. Físico e Investigador de la CTR.
Roger Penrose
Geoffery LaForte, Patrick J. Hayes & Kenneth M. Ford
 

 

Añadir comentario