La quincena científica
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martes, abril 30, 2002
¿ Simple o Complejo?
¿ Fácil o difícil?
¿ Cómo es que somos capaces de sumar y restar?
¿ Y de resolver ecuaciones?

Tradicionalmente al pensar en “máquinas inteligentes” y en robots, siempre habíamos creído que hacerlos hablar o andar era tarea fácil. Sin embargo –pensábamos- que jugar a ajedrez o descubrir teoremas era cosa humana. Ninguna máquina sería capaz de hacerlo bien nunca, pues eran cuestiones demasiado complejas.

Es en esa línea tradicional cuando allá por la década de los 50, Chomski, en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) plantea que en muy poco tiempo serán capaces de traducir de un idioma a otro con ayuda de sus rudimentarios computadores.

Todo el mundo ve fácil la traducción y hay voces que dicen que sí, que los computadores serán capaces de traducir pero que nunca vencerán a un buen jugador de ajedrez... pues esa es una labor humana.

PERO una cosa son las ideas y otra cosa es la realidad: tozuda y que tarde o temprano termina imponiéndose.

HOY los computadores han derrotado a los campeones mundiales de ajedrez, resuelven ecuaciones integro diferenciales y descubren teoremas matemáticos1, sin embargo siguen sin poder andar, siguen sin poder hablar y seguimos sin que sean capaces de traducir.

¿ Qué pasa?
¿ Es que la inteligencia de la máquina es diferente de la del ser humano y por eso resuelve cosas difíciles aunque falla en otras fáciles?
¿ O es que estábamos equivocados en lo que era simple o complejo?

La respuesta es la segunda: ¡ESTABAMOS EQUIVOCADOS EN LO QUE ERA SIMPLE O COMPLEJO!

Para andar, por ejemplo, hay miles de músculos, nervios y sistemas de equilibrio que deben trabajar de modo coordinado. En el equilibrio y coordinación trabaja casi todo el CEREBELO (1/8 de toda la masa cerebral). Para los movimientos voluntarios hay dos zonas a los lados del cerebro –como si fueran dos auriculares--.

Es decir, estamos ocupando una parte significativa de nuestro cerebro en esas tareas. Y debemos tener en cuenta que el cerebro es enormemente complejo. Tiene TRES MIL MILLONES DE NEURONAS unidas entre sí por unos CIEN MIL MILLONES DE CONEXIONES. Si tenemos en cuenta que cada neurona es más compleja que un procesador Pentium, nos daremos cuenta de la barbaridad que es.

Es decir: PARA UNA TAREA TAN “SENCILLA” COMO ANDAR, NECESITAMOS APROXIMADAMENTE VEINTE MIL MILLONES DE CONEXIONES (más o menos).

¿ Sencillo? Ahora es evidente que no. Ahora. Esto no era así hace cincuenta años.

SIN EMBARGO para hacer las “cuatro cuentas” aritméticas basta una sencilla calculadora que tiene unos pocos miles de conexiones.

¿ Difícil? Parece que no.

¿ Cual es, pues, la razón de nuestra errónea percepción sobre lo que es simple o complejo? La razón estriba en nuestro cerebro. Para lo que tenemos maquinaria cerebral nos parece fácil, para lo que no la tenemos nos parece difícil. Pero nuestra percepción nada tiene que ver con la complejidad real.

En el transcurso de la evolución, la naturaleza nos ha dotado de la maquinaria cerebral que nos favorecía para sobrevivir: andar, correr y mantener el equilibrio era MUY IMPORTANTE para huir de nuestros predadores; distinguir a nuestros predadores entre la maleza también lo era. Por eso nos basta ver cuatro trazos de un tigre --por ejemplo-- para reconocerlo. Ver en colores era importante para diferenciar la fruta madura –comestible-- de la verde –a veces venenosa.

Luego, mucho tiempo después, el lenguaje nos permitió cazar más coordinadamente y competir eficazmente en la búsqueda de alimentos.

Así que andamos, vemos, hablamos, entendemos lo que nos dicen, vemos en color, distinguimos distancias, distinguimos formas con sólo unos pocos trazos,... porque todo ello era beneficioso para nuestra supervivencia. Para todo eso tenemos maquinaria: nos parece fácil.

La naturaleza no desperdicia recursos. Lo que no se usa, desaparece. Entonces, lo verdaderamente sorprendente es que seamos capaces de hacer aritmética, jugar al ajedrez o resolver ecuaciones.

¿ Si la naturaleza no desperdicia recursos, por qué somo capaces de hacer esas cosas?

Para entenderlo pensemos en la siguiente situación:
Un habitante de las cavernas sale a beber agua a un río cercano. Desde allí ve que entran cuatro tigres en su cueva. Se ve obligado a esperar, hasta que la cueva se vacíe.

Sale un tigre, quedan 3.
Sale otro tigre, quedan 2.
Sale otro tigre, queda 1.
Sale otro tigre, ya no queda ninguno. Puede entrar.
Saber aritmética era importante para sobrevivir.
Si no hubiera sabido restar, podría haber entrado a la cueva cuando todavía había dos tigres dentro. Ese ser no habría dejado descendientes. No sería nuestro antepasado.
Si tras salir los cuatro tigres, él hubiera seguido pensando que quedaba alguno dentro, se habría quedado fuera esperando, con más posibilidades de coger alguna enfermedad debida al frío o de ser presa de algún animal cazador.
Tampoco sería nuestro antepasado.
Estos ejemplos demuestran que ha habido una selección natural, en la dirección de favorecer el conocimiento de la aritmética.
Para hablar hay que construir frases lógicas. Por ejemplo, hay que distinguir claramente una condición (si), una afirmación (sí), una negación (no), que la conjunción Y implica la unión de varios elementos (perros y gatos) [SUMA], que la conjunción O es una elección entre varias posibilidades (carne o pescado), ovejas que no tengan manchas, etc.
Aritmética, condición, afirmación, negación, O, Y,... son los ladrillos básicos del álgebra.
Es muy posible que nuestra capacidad de resolver ecuaciones proceda de la necesidad de entender el mundo de un modo lógico y de comunicarnos con nuestros semejantes.
Ya sabemos que el hablar o el correr no son sistemas sencillos y que, sin embargo, el resolver ecuaciones lo es. ¿ Podríamos tratar de definir lo que se entiende por sistemas complejos?
Un ensayo de definición
Los llamados sistemas complejos son demasiado modernos para que tengan una única definición, universalmente aceptada.
Vamos a llamar así a aquellos fenómenos cuyo estudio es demasiado complicado como para poder analizarse directamente con la simple aplicación de las leyes fundamentales de la física y de la química. Por ejemplo, la vida. No es posible estudiarla aplicando sin más las leyes de la física y de la química.
Teóricamente ello sería posible pero la enorme complejidad resultante nos lo impide.
Por ejemplo, es más fácil estudiar a los seres vivos hablando de su forma, de su modo de relacionarse, de su forma de alimentarse, ... que aplicando las reacciones químicas que tienen lugar para que todo lo anterior suceda.
Tratar de deducir la forma de una jirafa a partir de sus genes y las reacciones químicas a las que dan lugar es prácticamente imposible.
A ese tipo de fenómeno que no se pueden deducir directamente de las leyes elementales se les llama “emergentes”.
Debe quedar muy claro que los fenómenos complejos emergentes no violan las leyes fundamentales, pero tampoco pueden deducirse como meras consecuencias lógicas de dichas leyes.


Saludos

posted by Fabian 9:07 p. m.