¿EL UNIVERSO ES MATRIX?

Kentaro Mori

El tablero de ajedrez es el mundo; las piezas son los fenómenos del universo; las reglas del juego son lo que llamamos las leyes de la naturaleza. El jugador al otro lado esta oculto a nosotros.

Thomas H. Huxley, 1868

¿Y si todo lo que usted ve fuera solamente una simulación de computadora? La película Matrix provoca la idea, con la ayuda de sorprender efectos visuales «“creados justamente por computadoras, y que parecen increíblemente reales. En la producción de la secuela, Matrix Reloaded, el supervisor de efectos especiales John Gaeta comentó que las imágenes generadas por su equipo son tan impresionantes que «tal vez nuestra tecnología se torne en verdadera Matrix, y nosotros hayamos inadvertidamente liberado el frasco de cosa verde en el planeta».

Pero lo que debe intrigar lo mismo es que existen propuestas científicas serias de que todo el universo, incluyendo nosotros mismos, es esencialmente el resultado de una gran computadora. Ya a finales de los años 60, el alemán Konrad Zuse sugería que todo el universo estaría teniendo lugar en las entrañas lógicas de una computadora. Zuse no era un cualquiera: construyó las primeras computadoras electromecánicas programables del mundo, él desarrolló el primer lenguaje de computador de alto nivel, y, entre tantas otras cosas, creó el primer programa de ajedrez en una computadora. Lo que no deja de ser curioso, dada a la metáfora del naturalista del siglo XIX Thomas Huxley que introduce este artículo.

La sugerencia de Zuse hacía referencia al tipo de computador en particular que estaría «˜girando»™ nuestro universo, llamado autómata celular. El concepto de este tipo de computadora fue creado por otro gran pionero, el matemático húngaro John von Neumann, en los años 40 -a propósito, como una base de la idea de sistemas lógicos que fuesen auto-reproductores y que imitasen así la propia vida.

Konrad Zuse

Para entender básicamente lo que son los autómatas celulares, y ellos son un tanto diferentes del computador al que estamos acostumbrados, comenzamos con la metáfora del ajedrez de Huxley. Juegue sin las piezas, y hágalo solamente con el tablero. Cada casilla del tablero es una célula, y cada una de estas células puede ser blanca o negra. Ahora, el color de estas células no depende más del patrón monótono y fijo del ajedrez, sino que puede cambiar de acuerdo con reglas simples implementadas dentro de cada una de ellas. Estas reglas se ejecutan en todas las células simultáneamente, toda vez que un reloj suena. El tablero es ahora un autómata celular.

Cada célula de este autómata puede, por ejemplo, tener el siguiente conjunto de reglas: si hay tres células blancas inmediatamente vecinas, ella debe continuar o volverse blanca. Si hay dos células vecinas blancas, su color no debe cambiar. Si hay menos de dos o más de tres vecinos blancos, debe continuar o volverse negra. Y esto es todo. Si usted leyó estas reglas, lo que debe haber sido uno tanto plano, por lo menos debe haber percibido que son muy simples. Pero a partir de ellas, ejecutada en cada célula de nuestro autómata, puede surgir un orden increíble de complejidad.

Pantalla del programa Life32, basada en el Game of Life original de John Conway.

Esto fue demostrado de forma hermosa por un programa de computadora que se convirtió en una fiebre en los años 70: el Game of Life de John Conway. Usando exactamente las reglas descritas arriba, cada célula blanca estaba «˜viva»™, y las negras, «˜muertas»™. En una época que hoy ya parece remota, donde el tiempo de las computadoras era carísimo, horas y horas fueron gastadas por investigadores fascinados observando cómo surgía un orden inesperado: cuadrados centelleando, triángulos caminando y flechas zumbando, todo en patrones complejos cambiando, a cada latido del reloj.

Y resulta que el mismo autómata celular de reglas simples como el Game of Life de Conway puede funcionar exactamente como una computadora universal: es decir, representando información como células blancas o negras, y disponiendo diversas otras células de forma determinada, este simple juego de computadora puede simular cualquier computador imaginable, dando sus resultados como un determinado patrón de células.

La capacidad de cómputo universal de autómatas celulares simples nos lleva de vuelta a las especulaciones de que el universo sea una computadora. Esta especulación fantástica deriva esencialmente de una suposición: la de que el universo sea discreto, en otras palabras, que sea en esencia digital.

El mundo puede parecerse continuo, analógico en muchos aspectos: basta mirar el arco iris que parece variar sus colores continuamente. Pero parece solamente: la luz esta compuesta de partículas discretas llamadas fotones. En el mundo de lo infinitamente pequeño, regido por las leyes de la física cuántica, lo infinitamente pequeño puede simplemente no existir: las acciones se darían en paquetes, de forma discreta, en quanta. Hasta el mismo tiempo y el espacio no serían continuos: existiría una cantidad mínima de tiempo y espacio imposible de ser medidos, y posiblemente, de acontecer en nuestro universo. Y un universo donde el tiempo y el espacio ocurren a pulsos es justamente el universo de los autómatas celulares.

«Nuestra tesis es que algún modelo de autómata celular puede, en efecto, ser programado para funcionar como la Física (del Universo)», dice Edward Fredkin, de la Universidad de Boston. Fredkin ya fue director del laboratorio de ciencia de computación del M.I.T., y ha sido uno de los más notables promotores del universo como computadora. Su «˜Mecánica Digital»™ explicaría exactamente los aspectos más incompresibles de la mecánica cuántica.

Stephen Wolfram

Sin embargo, el más nuevo y ardiente defensor de éste abordaje es Stephen Wolfram, creador de uno de los programas de computo más usados del mundo. Wolfram se hizo millonario, y dedicó los últimos años a una búsqueda obstinada -y en gran parte obscura- para demostrar que los autómatas celulares pueden responder por toda la complejidad que encontramos en el mundo.

En el 2002, Wolfram finalmente lanzó el libro A New Kind of Science (Un nuevo tipo de Ciencia), un tomo voluminoso repleto de grabados, complementado por programas de computo de demostración. Se convirtió brevemente en bestseller, un hecho notable considerando las más de 1000 páginas y el tema hermético, pero no agradó mucho a la comunidad científica. Wolfram es acusado de no reconocer plenamente el trabajo de otros científicos en las teorías e ideas que expone, de no presentar ideas realmente nuevas, además de intentar llevar todas ellas demasiado lejos sin la base necesaria. «No es nuevo, y no es ciencia», escribió el crítico David Drysdale.

El patrón de pigmentación en conchas puede ser reproducido por autómatas celulares con reglas definidas. Para Wolfram, esto evidencia procesos de computación que ocurren ya en la naturaleza.

El libro de Wolfram y, es claro, la película Matrix, divulga cada vez que más la idea de que el Universo es una computadora. Por detrás de esa divulgación amplia, sus creadores, de Zuse a Fredkin, ofrecieron una hipótesis seria e impactante. Tal vez, preguntar «˜¿qué es Matriz?»™ sea al final de cuentas la misma pregunta fundamental hecha por la ciencia: ¿qué es el universo?

Cuarenta y dos

Edward Fredkin está buscando el coche en el estacionamiento, cuando su hijo dice: «Yo sé exactamente donde está el coche». Sorprendido, él pregunta ¿dónde?». Y lo que oye es «El coche está en el universo». En caso de que el universo sea una computadora funcionando en algún lugar, nosotros podemos estar igualmente seguros de que donde quiera que sea, no es en este universo: como Fredkin llama, el lugar donde estaría nuestro universo es el Otro.

Podemos saber poco sobre el Otro. Una vez que contiene algo que es responsable de nuestro universo, y como nuestro universo puede crear computadoras universales, entonces el Otro es ciertamente capaz producir computadoras universales. Por otra parte, si las leyes físicas que conocemos son el resultado de reglas en un autómata celular, pueden existir muchas otras reglas, muchos otros universos. Y todos ellos pueden estar contenidos en el Otro, que a su vez puede tener leyes físicas imponderables a nosotros. Estudiar nuestro universo no dice mucho más de eso sobre el Otro universo.

Edward Fredkin

Sin embargo, no resistimos imaginarnos porqué estaría «˜girando»™ nuestro universo. En uno de sus mejores cuentos, el escritor de ficción científica Isaac Asimov escribió sobre «La última pregunta»: cómo evitar el destino de nuestro universo en expansión, la muerte térmica. El año es 2061, y como no podía dejar de ser, la pregunta es hecha a un computador. Después de un breve silencio, la computadora informa: «Datos insuficientes para una respuesta». Y a través de miles de millones de años, la humanidad se expande por el universo y se funde con sus computadoras -siempre para descubrir que la última pregunta todavía no puede ser contestada. Al final, cuando todo el universo es englobado por la computadora, cuando el caos ya reina, ella finalmente llega a una respuesta. Pero ya no hay nadie para conocerla excepto ella misma. La respuesta debe ser dada entonces por demostración, y la entropía del Universo será revertida. Y la computadora dice «!Que se haga la luz!» Y hubo luz.

Ficción aparte, si nuestro universo es solamente uno entre muchos que pueden ocurrir en el Otro, tal vez no exista un Creador, o mejor, un Programador. Como nota Jürgen Schmidhuber, del Instituto Dalle Molle de Estudios en Inteligencia Artificial en Suiza, en nuestro Universo-computadora una jícara de té no sólo sería el resultado de cálculos, sino que estaría efectuando cálculos para existir. ¿Qué computa? Probablemente nada muy interesante, pero si ella es una computadora efectuando un cálculo cualesquiera, nuestro propio universo podría estar teniendo lugar en el Otro como algo tan sin interés como una jícara de té es para nosotros.

A los que queden desanimados con la idea, podemos volver a la ficción científica. En «˜El Mochilero de las galaxias»™, Douglas Adams cuenta que fuimos creados para computar la respuesta de la Gran cuestión de la vida, del universo y de todo. ¿La respuesta? 42.

Lea más

– A Filosofia Digital de Edward Fredkin (en inglés)

– Fredkin, Wolfram & God
– A Hipótese de Zuse (en inglés)

– Life32 – versión freeware para Windows(r) del Game of Life

– Cellular Automata – Una excelente introducción a los autómatas celulares

– The World According to Wolfram – Reseña del libro de Wolfram

Nota

A pesar de lo que pueda parecer, éste no es un plagio del artículo «˜Matrix: A realidade é uma ilusão?»™ de Rafael Kenski, publicada en mayo de 2003 en la revista SuperInteressante. Todo este artículo fue escrito al comienzo de abril de 2003 para otro proyecto, pero tuvo que ser descartado exactamente debido a la semejanza (realmente pasmosa) con el artículo publicado en mayo en la revista SI. No sé si implantes alienígenas en mi cerebro transmitieron este artículo a la mente de Kenski, probablemente un alienígena reptiliano disfrazado entre nosotros. Sin embargo, para que este trabajo (aunque semejante, también diferente) no sea una perdida total, está aquí entonces para los visitantes de Marcianitos verdes, espero que lo aprecien a pesar de estar un poco lejos de la temática de ufología y paranormal.