El origen de la información cósmica. Parte 1

Cristian Aguirre

Recientemente en un documental científico observé realizar a un físico un experimento casero muy interesante. El investigador escribió una nota y luego la introdujo en una licuadora junto a agua y trozos de fruta. Finalmente accionó la licuadora y la nota junto a la fruta quedo licuada en un sabroso zumo con su pisca de información significativa. Luego afirmó, para asombro de la audiencia, que pese al licuado la información sigue allí.

¿Habría dicho lo mismo este físico si en lugar de una nota hubiese depositado en la licuadora un billete de 500 euros de su billetera? ¿Y lo habría dicho con el mismo desparpajo y alegría?

Seguro que no. Si entendemos adecuadamente el concepto de “perder” significa que no es posible recuperar, y un billete de 500 euros bien licuado no se puede recuperar desde luego. Pero entonces ¿De qué tipo de información está hablando este físico? ¿Se puede perder la información o no se puede?

Para responder a esta pregunta hay que precisar que en el experimento de la licuadora el físico no discrimina que la información de la nota, la información significativa, es de un tipo muy diferente de la información física. En este sentido es preciso aclarar primero que es la información y que tipos de información existen antes de entrar a discutir sobre si la información puede o no perderse, o en tal caso si hay tipos de información que se pueden perder y otros que no se pierden.

Claude E Shannon en su Teoría Matemática de la Información de 1948 propuso que la información puede concebirse como una medida de la incertidumbre de un mensaje. Esto significa que si una parte del mensaje no tiene incertidumbre por ser previsible entonces no aporta información. En caso contrario si dicho componente del mensaje es imprevisible, su grado de sorpresa involucrará mayor información.

En la figura previa tenemos 3 paneles con una matriz de de 12 x 18 casilleros de ancho y alto respectivamente. Al analizar estos 3 tableros veremos que todos tienen la misma capacidad de información, es decir, cada uno tiene 216 casilleros que pueden tener 2 valores: blanco o negro, en cuyo caso podemos decir que tienen una capacidad digital para almacenar 216 bits de información física. Sin embargo, si lo que buscamos es información significativa podemos decir que el primer panel no nos informa nada, el segundo tampoco en cuanto a que desconocemos si dicha configuración de puntos puede tener algún significado, y el tercero finalmente si nos dice algo, en concreto el símbolo que significa el número 5.

Con este ejemplo podemos diferenciar entre información física e información significativa al admitir que los tres paneles tienen la misma información física, pero no la misma información significativa con respecto al conocimiento del convenio de comunicación de un intérprete particular. Perfectamente otro intérprete puede no reconocer el símbolo del número 5 y en cambio reconocer significado en el panel 2. Del mismo modo un occidental que desconoce los ideogramas chinos no encontrará ningún significado en un libro lleno de ellos. Para él dicho libro no le informa nada. Sin embargo para un ciudadano chino el mismo si le proporcionará abundante información. Como podemos concluir en el presente caso no hay pues discrepancia sobre la información física, más si lo hay de la información significativa dado que los convenios de comunicación (los símbolos implicados en la comunicación) no son conocidos del mismo modo por los distintos interpretes.

¿Cuál de estos dos tipos de información tenían en mente Shannon?

Definitivamente, como su propia definición lo induce, se trata de información significativa.

Para entender mejor esto recordemos los programas de televisión donde una frase cuyos caracteres permaneces ocultos a los concursantes debe ser hallada luego de un proceso progresivo de revelación de las letras que contiene. Primero un concursante indica una letra al azar que puede ser vocal o consonante y si la frase lo contiene se revelan las letras de la frase que corresponden a dicha letra o vocal. Luego el siguiente concursante hace lo mismo revelando otro carácter de la frase en un proceso que va revelando cada vez mas letras. Llegado un punto uno de los concursantes, aunque aún faltan letras para completar la frase, halla las necesarias, o dicho de otra manera, halla la necesaria información de Shannon para que el resto de letras aún ocultas ya no le proporcione incertidumbre y con ello nueva información. Y así, considerando las letras ya reveladas, poder decir que es lo que dice la frase y ganar el concurso.

Ahora bien, supongamos que el concurso se realiza en el idioma español y se invita al concurso a alguien que desconoce por completo dicho idioma. Sin duda perderá el concurso porque para él cada letra nueva revelada recibirá alta información de Shannon siendo la frase completamente revelada la información de Shannon para él. Sin embargo, para el concursante que habla español la información de Shannon será menor dado que él conoce las palabras y sintaxis del idioma español y por lo tanto podrá saber lo que dice la frase antes de que se revelen todas las letras.

¿Donde está entonces la diferencia sustancial entre la información física y la información de Shannon?

En el conocimiento.

Podemos decir entonces que la información física es conforme la expresión siguiente:

INFORMACIÓN FÍSICA = INFORMACIÓN DE SHANNON + CONOCIMIENTO

Lo que nos revela esta expresión y que está en consonancia con la misma definición de información de Shannon es que dicha información tendrá relación inversa con el conocimiento de la información relativa a los convenios de comunicación establecidos entre el emisor y el receptor, esto es, de la información que especifica el significado de los símbolos convenidos para la comunicación.

Si la información implicada en el conocimiento es bastante grande la información de Shannon será menor. Si el conocimiento es mínimo la información de Shannon será lo más cercano a la cantidad de información física. Si no hay conocimiento en absoluto y, por lo tanto, hay incertidumbre total, entonces la información de Shannon será igual a la información física.

Para entender mejor como actúa el conocimiento como tipo de información consideremos lo siguiente:

Para poder colocar un carácter alfanumérico en la pantalla en un computador tan solo nos basta con pulsar la tecla que lo especifica y ésta aparecerá en la pantalla. A nadie se le ocurriría, en cambio, indicarle a la computadora todos los pasos de cómputo a seguir para colocar el carácter “S” en la pantalla como será aproximadamente del siguiente modo:

  1. Activar la interrupción 21 del sistema operativo.
  2. Recoger el código de identificación de la tecla y copiarlo al acumulador.
  3. Verificar status de activación de mayúsculas.
  4. Con la información del código y el status de la tecla de mayúsculas extraer código de la matriz de caracteres de la ROM BIOS.
  5. Direccionar la subrutina que contiene la matriz de pixels necesarios para dibujar la letra en la pantalla en la zona del cursor.

Este engorroso procedimiento, que ya está anticuado al ser de una época en la cual solo se usaba el modo texto y que sin duda le faltan muchísimos pasos además de tener inexactitudes que expertos en la materia podrán criticar, es lo que realizaba un computador de entonces. Actualmente ya no se usa la ROM BIOS para los modos gráficos (aunque aún para el modo texto DOS), sino ciertos programas de fuentes gráficas. Pero aún así este ejemplo, a efectos de ilustrar este caso, nos revela con claridad que lo que para nosotros constituye tan solo una sencilla pulsación de la tecla con el símbolo “S”, para la máquina involucra una enorme cantidad de información de procesos y datos. Y esta información es precisamente información de conocimiento insertado por los programadores del sistema operativo y en los demás programas de mayor nivel con objeto de realizar este proceso con el mínimo esfuerzo por parte del usuario. Esta es pues la “magia” de la tecnología; hacer lo que sería engorroso o sumamente complicado de una manera sencilla y con el mínimo conocimiento necesario para un usuario, transfiriendo casi todo el conocimiento al dispositivo que lo realiza.

En los primeros tiempos de la informática los programas eran sumamente complejos dado que los programadores tenían que programar con lenguajes de bajo nivel. Bajo nivel significa que el conocimiento necesario para programar era muy alto y prácticamente todos los procesos debían ser algorítmicamente diseñados. Con el tiempo, para facilitar este trabajo a los programadores, otros programadores crearon lenguajes de programación con grados de abstracción más altos de modo que lo que antes demandaba un algoritmo ahora se “abstraía” en un comando de un lenguaje de nivel superior. Así, por ejemplo, un lenguaje de alto nivel como el C recogía abstracciones, es decir, comandos, de un lenguaje de menor nivel como el ensamblador, y a su vez, el ensamblador recogía comandos que eran sendos algoritmos de un lenguaje de nivel inferior aún que era el lenguaje máquina del microprocesador (y aún queda el nivel de la circuitería lógica del microprocesador). De este modo conforme se crearon mas niveles de abstracción, y con ello lenguajes de más alto nivel, el conocimiento requerido para el proceso migró del programador al lenguaje de programación de mayor nivel.

Después de lo visto hasta aquí podemos establecer el papel del conocimiento como una información complementaria a la información de Shannon con respecto a la mera información física.

Entonces ¿Qué sucede cuando el conocimiento es cero y sólo tenemos que la información física es igual a la información de Shannon? ¿Esto significa que en este caso la información física carece de significado?

Definitivamente No. Lo que sucede es que desaparece todo significado para toda entidad o interprete con conciencia capaz de crear o reconocer convenios de comunicación arbitrarios. No obstante, aún queda un significado latente y veremos en seguida que la información siempre tiene significado, sino para alguien si para algo.

En el próximos post trataremos una definición conceptual de información que engloba a todos sus tipos, se profundizará en lo que es la información física, se tratará su relación con la termodinámica y finalmente el origen del conocimiento y la información física.

11 Respuestas para El origen de la información cósmica. Parte 1

  1. Quiero felicitar grandemente a todos los encargados de este blog, el cuál llevo tiempo siguiendo y de esa manera refrescando mis conocimientos sobre el tema, y algunas veces compartiendo opiniones sobre la información publicada. En esta ocasión y tomando en cuenta que el artículo es de Cristian Aguirre, me gustaría dar mi opinión personal con respecto a los artículos que publica Cristian.

    Mi comentario es que: considero tus artículos, como unos de los más difíciles de rebatir, por parte de los neo-darwinistas. Utilizas una manera sumamente clara pero a la vez técnica, de exposición argumental, que siento que hace a los adversarios, pensarlo dos veces antes de levantar una objeción contra tan cuidadoso análisis. Eso se nota grandemente cuando observamos que casi ningún neo-darwinista llega a comentar tus artículos, no porque les parezcan de poco interés, sino por el temor que surge al no saber como empezar a intentar refutar tus ideas expuestas (estoy seguro de ésto).

    Un abrazo desde Costa Rica, que tengan un feliz año 2012, y un saludo cordialísimo.

  2. Yo creo que los artículos de Cristian, como en general los de felipe Aizpún, ni siquiera los leen los darwinistas de “valía” porque ellos no están para perder su valioso tiempo en rebatir a creacionistas (IDiots como se nos dice). Si acaso los leen darwinistas de paises periféricos y algún Dawkinista deslenguado que tiene su blog machaca-creatas. Suelta su “hate speech” porque se lo dicta su alta conciencia científica, y se va a importunar a otro lugar de creacionistas.

    Quitando esto, doy la razón al Tico Ilán de que los artículos de Cristian serían difíciles de rebatir a los darwinistas de prestigio. Pero en vez de molestarse a ello podrían siempre citar las palabras del galardonado ex-creacionista F.J.Ayala cuando dice que casi que todo en el cuerpo humano está mal diseñado y se quedarían tan anchos.

  3. Bueno, la verdad es que Creatoplas tiene razón en eso. La mayoría ni se molesta en leer o rebatir. Pero creo que es más que nada que estos blogs no son el sitio más adequado para hacerlo y porque, para que negarlo, estos blogs tienen muy poca audiencia y participación (los que escribimos aquí apenas llegamos a la decena).

  4. Pues a mí no me parece que más de seiscientas mil entradas sea una cifra nada desdeñable como indicio del interés que despierta esta discusión entre darwinismo y Diseño Inteligente. Y la poca participación no excluye la influencia.
    Tiene por otra parte razón cretoblepas por otra parte en que un darwinista es un “kind of animal” poco propenso a la lectura de doctrinas peligrosas. En ese sentido este blog lo supongo en el Índice de lecturas prohibidas en su parroquia. A veces me siento como un erasmista escrutado o escrutinizado por un inquisidor. Es una sensación menos inquietante o perturbadora que ilusionante.
    Lo curioso es constatar el mismo “tic” autoritario, ahora en el ámbito de la reflexión dizque racional, científica, laica.
    Ý sorprende.
    Porque tiene más sentido la intransigencia en quien al menos va a salvar tu alma para toda la eternidad que en quien simplemente quiere explicarte cómo has llegado aquí antes de desaparecer para siempre.
    Digo yo.

  5. Compre el libro de Aguirre en Amazon, de USA. Lo hice porque había leido una sintesis, y creo importante, al menos colaborar con quien realiza una obra. Realmente fue muy aleccionante para mi, y me ha hecho repensar una serie de conceptos que tenia sobre el tema. Es un tema escabroso, para mucha gente y hay que tener en cuenta que se necesita, al menos una preparación media, para entender ciertos conceptos que de otro modo son un poco herméticos. Sin mas, felicito a Cristian por su aporte.

  6. Gracias Luis por tu compra y por tus apreciaciones. Ciertamente una exposición más sencilla de estos temas sería lo más adecuado para el público en general y creo ya que hay varios autores que trabajan a ese nivel menos exigente. No obstante, para responder los más serios desafíos que plantea el naturalismo materialista tanto desde los ámbitos cosmológico como biológico es necesario hablar al mismo nivel en que se desenvuelve su discurso. Y este, por lo general, implica conceptos de la ciencia que requieren para abordarse cierta formación o cultura científica. Es por esta razón que tanto los trabajos míos como los de mis compañeros se desenvuelven a este nivel. Con todo la mayoría de personas que se interesan en estos temas ya tienen, en mayor o menor medida, cierta cultura científica que le permitirá abordar estos temas sin demasiada dificultad.

  7. Buenas, Cristian. En primer lugar, que Dios te pague el trabajo que realizas con esos libros. Me gustaría saber por qué todos los PDF que se pueden adquirir de forma gratuita en la sección “Tienda” de esta página, están encuadrados de forma que el texto ocupa únicamente una pequeña porción de la página. También me gustaría plantearte algunas preguntas acerca de el contenido de los primeros capítulos de este libro (ahora que veo que está por capítulos aquí, las pondré en forma de comentarios en sus capítulos respectivo. Manejas muy bien los conceptos matemáticos, ¿qué carrera universitaria has estudiado? Un saludo!!

  8. Gracias nicov97 por tus apreciaciones. Me preocupa tu observación de los libros de la tienda. Te agradeceré me indique en qué libros has encontrado este problema. En cuanto a esta serie yo recomiendo descargar el libro ya que en él he podido corregir y mejorar los texto publicados en este blog. Con todo aún hay defectos que mejorar tales como el exceso de términos complicados del capítulo 6 (sexta parte de la serie) que pueden perder a un lector que previamente no haya leído mis artículos anteriores. En una segunda edición corregiré estos problemas además de incorpora un glosario para aclarar conceptos oscuros. En cuanto a tu última pregunta he estudiado ingeniería electrónica y también informática. Un cordial saludo!

  9. Sucede en los tres libros que he descargado: “Indicadores de Diseño”, ” El origen de la información cósmica” y “¿Está usted de broma, Mr Darwin?

    Por otra parte quería preguntarte si es cierto que:
    -El efecto alotrópico dificulta que una mutación sea beneficiosa, pues la parte beneficiosa seguramente vaya acompañada por la activación de un gen no tan beneficioso.
    -Hay un límite llamado en inglés “genetic pool” que pone un máximo a la variabilidad que puedan aportar las mutaciones. (Es decir, que impide que por ejemplo a través de miles de mutaciones acumuladas y seleccionadas a través de generaciones una vaca pueda alcanzar un tamaño de, por ejemplo 5 metros de altura).

    Son dos cosas que he leído en el libro “Darwinism Refuted” del turco Harun Yahya, pero no sé si son demasiado rigurosas.

    Gracias de antemano, que Dios te recompense con el bien.

  10. Gracias por la observación de los libros pues efectivamente aparecen con el formato reducido. Vamos a solucionar este problema.

    En cuanto a si son correctas las dos propuestas de Harun Yahya soy de la opinión que la primera es correcta aunque la segunda es discutible. Ciertamente una propiedad alotrópica, es decir, aquella que implica que una misma sustancia química pueda tener varias estructuras moleculares diferentes y con ello distintos comportamientos hace más difícil la factibilidad de que la mutación redunde en un efecto positivo. Ahora bien, cuando hablamos de mutaciones para un efecto evolutivo nos remitimos a las que se producen en el ADN germinal, es decir, el destinado a la procreación. Este tipo de mutaciones pueden alterar el nucleótido de un codón y con ello hacer que, para este gen, no se invoque en la transcripción el aminoácido correcto y, por lo tanto, se sintetice la proteína correcta. Como hay redundancia en el código genético muchas veces la mutación no cambia en absoluto la trascripción, pero en la mayoría de casos sí, creando una proteína diferente morfológicamente a la anterior. Supongo que en este punto es donde Yahya apela a la propiedad alotrópica.

    En la segunda proposición creo que hay evidencia fósil de muchos casos de animales cuya escala ha cambiado dramáticamente en el pasado e incluso en el presente como para decir que una vaca no podría tener 5 metros de altura o más. La pregunta sería si dicho cambio realmente obedece a una mutación o no. Pero aunque lo fuera ello no es algo que respalde el fenómeno evolutivo darwiniano entendido como desarrollo megaevolutivo, es decir, que hace a los seres vivientes más funcionalmente complejo pues un cambio de escala no implica necesariamente mayor complejidad siempre que esté, por supuesto, dentro de ciertos límites.

    Hay muchos argumentos para refutar el paradigma darwiniano, pero yo no me detendría en los mecanismos microevolutivos ni en los macroevolutivos, sino solo en los megaevolutivos. Los primeros están plenamente demostrados más no es el caso del segundo.

    Con esto quiero decir que si existe cierta evolución biológica y la historia reflejada en el registro fósil así lo indica. Lo que no explica el darwinismo, aunque juran y rejuran que si lo hace, es la emergencia de nueva complejidad funcional. Para hacer entender esto de la manera más sencilla a las personas sin recurrir a argumentos complicados y sofisticados siempre recurro al ejemplo del mercado.

    En un mercado la gente elige productos ya sea por sus virtudes funcionales o por su agradable aspecto o porque son muy publicitados y populares. Toda esta selección de productos constituye una selección mercantil que impulsa a su vez una “evolución mercantil” en la cual los productos “evolucionaran” con nuevas formas y funciones según las preferencias del público. Unos tendrán éxito y tenderán a perpetuarse y otros se irán del mercado. Hasta allí esto funciona como lo hace la microevolución y la macroevolución biológicas.

    Sin embargo, y esto es lo esencial, ningún cliente del mercado especifica jamás a un fabricante cómo debe fabricar sus productos. Jamás nadie va a la farmacia a decirle al farmacéutico cómo debe efectuar un complicado proceso bioquímico o va a una tienda de electrónica con los diagramas de los circuitos impresos para indicarle al despachador que le fabrique tal aparato.

    La selección mercantil por sí misma NO ESPECIFICA LA FABRICACIÓN DE NINGÚN PRODUCTO del mismo modo la selección natural por sí misma NO ESPECIFICA LA FABRICACIÓN DE NINGÚN ÓRGANO FUNCIONAL BIOLÓGICO. (Perdón por usar mayúsculas para hacer énfasis).

    Argumentos hay muchos y muy sofisticados pero esta “falacia del diseño de algoritmos por la selección del output” como yo la llamo y que también la refleja el físico Roger Penrose en su libro “La Mente nueva del emperador” es, a mi entender, la forma más clara y directa de visualizar el fracaso de la pretensión darwiniana al creer que su mecanismo de selección natural aplicado a cambios biológicos productos de la mutación, pueda explicar la megaevolución.

    Saludos.

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