¡NO! Así no podemos avanzar, que nos dejen libres para pensar, para poder “ver”. La creatividad del pensamiento tiene que estar sólo supeditada al libre albedrío de cada cual. Así ha estado avanzando el mundo desde que…tenemos noticias de todas aquellas civilizaciones que fueron y que, expresaron sus para que nosotros, muchos años más tarde, las pudiéramos desarrollar. Sin aquellos conocimientos no serían posibles éstos.

Qué verdad es, nunca te acostarás sin algo nuevo. Aquí, en este mismo lugar, ocurre eso con frecuencia y, de vuestros comentarios he obtenido a veces conclusiones en las que, por mí mismo, no habría pensado. Como se suele decir, cuatro ojos ven más que dos.

Por ejemplo, en el trabajo que denominé  ¿Qué haríamos sin la Física?, aparte de otras muchas intervenciones, me llamó la atención la de Fandila (14.2.1) en la que se refiere a la fotónica y la cuántica y llega a preguntarse si no debería llamarse “cuantónica”. Kike (14.2.1.1) que entabla el diálogo con él, lleva la conversación al del avance de la Ciencia a la que compara con la evolución de las especies. Ambos llevan su parte de razón.

Muchos de los problemas que surgen en de la Física moderna han sido abordados mediante su modelado e implementación en ordenadores, donde hay aplicaciones que requieren una enorme capacidad de cálculo. Prácticamente en todas las disciplinas de la Física se requiere obtener soluciones a problemas que consisten en la optimización de funciones en un determinado espacio de búsqueda. En otras palabras, muchas aplicaciones en Física consisten en solucionar problemas de optimización, que en numerosas ocasiones no se pueden abordar con herramientas matemáticas clásicas, debido a la complejidad del espacio de búsqueda, o de la función objetivo, o ambas cosas a la vez.

Algoritmos genéticos

para la optimización de funciones no tan sencillas.

de ejemplo

Nos dice el Autor del programa: “En este programa incluí algunas mejoras para “optimización de funciones sencillas”,  la función que viene implementada está dada por:  f(x,y)=x^2+2*y^2-0.3*cos(3*PI*x)-0.4*cos(4*PI*y)+0.7

Este hecho fue constatado prácticamente desde el advenimiento de los ordenadores como herramienta fundamental en la ciencia moderna. Así, ya en los años 60 surgieron diversas herramientas para solucionar problemas de optimización no abordables con técnicas clásicas, entre ellas algoritmos que imitiban comportamientos de la naturaleza. Específicamente,  se comprobó que el paradigma de la selección natural y supervivencia del más fuerte (pieza clave de las teorías Darwinianas sobre la evolución de las especies) podía ser fácilmente reproducible en un ordenador, y aplicable a la resolución de estos problemas de optimización difíciles.

           Siempre hemos sabido soluciones

Está claro que, ante la adversidad, la mente humana siempre se ha crecido y, en este caso de la computación no podía ser de otra manera, así que, cuando se llegó a un nivel de imposible resolución por los métodos clásicos, surgió la necesidad de un nuevo paradigma de computación, que proddujo la generación de algoritmos capaces de obtener soluciones de buena calidad en estos casos de optimización difíciles. Diversos investigadores se concentraron en la imitación de sistemas naturales para resolver estos problemas, generando los diversos algoritmos que forman parte de la computación evolutiva.

Pongamos un ejemplo:

Hallá por el mes de febrero de 2009, pude asistir a un Seminario que tuvo lugar en la Universidad III donde mi hijo Isat Estudiaba Derecho ADE, y con el Título de Computación Evolutiva y Algoritmos basados en las hormigas para la inteligencia artificial, pude disfrutar de un tiempo mágico que me transportó al futuro. La reseña que salió fue la siguiente:

“La Inteligencia Artificial (IA) vive una segunda juventud, según lo visto en el Seminario Internacional sobre el tema celebrado en la Universisdad Carlos III de Madris, donde han presentado nuevas técnicas de computación evolutiva, algoritmos basados en hormigas para, el manejo de robots, o, posibles de la IA a la economía, los juegos, y la fusión de datos.

El campo de la Inteligencia Artificial ha cambiado mucho desde los años setenta, cuando se aspiraba a encontrar el “solucionador general de problemas”, un algoritmo, programa o sistema que permitiera resolver de formar autónoma cualquier problema. “A día de hoy se piensa que no existe y que lo que tenemos es un conjunto de algoritmos y sistemas que en su conjunto denominamos técnicas de Inteligencia Artificial”, explica el José Manuel Molina, organizador del Segundo Seminario Internacional sobre Nuevas Cuestiones en Inteligencia Artificial promovido por los cuatro grupos de Inteligencia Artificial del departamento de Informática, celebrado del 2 al 6 de febrero en la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M).

Entre Darwin y hormigas inteligentes

Son mucho más inteligentes de lo que creemos, juzgar por el tamaño… no sería aconsejable.

Allí han presentado sus trabajos algunos expertos internacionales en la materia, que cada vez encuentra relaciones y aplicaciones más sorprendentes. La Teoría de la Evolución de Charles Darwin, por ejemplo, podría aplicarse a la resolución de problemas con ordenadores. En eso trabaja el investigador del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (Méjico), Carlos Coello, un especialista en técnicas de optimización multiobjetivo de procesos complejos en ingeniería mediante técnicas genéticas. Otro invitado al seminario, Silvano Cincotti, de la Universidad de Genova (Italia) explicó cómo se pueden estas técnicas a la economía actual y fundamentalmente cómo modelar la realidad utilizando agentes inteligentes.

¿Computación Evolutiva? Hasta dónde llegaremos?

La presencia de la naturaleza en la Inteligencia Artificial no acaba en la denominada computación evolutiva. Otro científico de la Universidad Libre de Bruselas (Bélgica) que impartió un seminario en esta reunión, Dorigo, presentó el algoritmo de optimización basado en colonias de hormigas que inventó, que consiste en una técnica probabilística para resolver determinados problemas de computación. Este algoritmo, que puede utilizarse para manejar pequeños grupos de robots, forma parte de la ” Swarm Intelligence ” (inteligencia basada en enjambres), famosa a raíz del Presa del recientemente fallecido Michael Crichton. Esta especialidad busca el desarrollo de comportamientos complejos a partir de la interacción de un conjunto de agentes que tienen unas reglas de actuación muy sencillas. La unión hace la fuerza.

La conclusión más importante que se ha podido extraer del seminario celebrado en la UC3M es que la Inteligencia Artificial es un área que no tiene un único objetivo, si no que ha incorporado muchas técnicas diferentes para conseguir dotar de cierta inteligencia algunas soluciones. “La técnica es una función del problema y así hay técnicas para que las máquinas puedan de la experiencia, que identifiquen a las personas, que interpreten el entorno, que razonen las acciones más prometed oras, etc”, explica Molina, que dirige el grupo de investigación de Inteligencia Artificial Aplicada de la UC3M. El mayor reto, explica, es que las máquinas sean capaces de realizar tareas que no estén preprogramadas, para que puedan elaborar una estrategia que va más allá de lo pensado en un principio.

La , aunque no refleje la realidad exacta…, se acerca bastante

Está claro que, pretendemos imitar la naturaleza y , la Inteligencia Artificial evolucione como lo hicimos nosotros mismos, y, si eso se consigue…¿Qué podrá pasar en el futuro?

El mayor problema al que se enfrentan los científicos en este área es la necesidad de sistematizar toda la investigación que se está llevando a cabo en Inteligencia Artificial en todo el mundo para poder unificar las diferentes técnicas que se desarrollan. “La idea es una integración y sinergias que permitan ver ese conjunto de técnicas como un todo”, explica el profesor Molina, aunque aclara que la percepción que se tiene sobre este tema a nivel social es bastante diferente porque se espera mucho de la IA, tal vez por lo que se ve en las películas de ciencia ficción. “La gente ya espera ver a R2D2 por la calle y todavía queda mucho para eso”, concluye.”

       Tendremos que esperar un poco

A partir de todo esto quise profundizar un poco en el y, me leí múltiples trabajos de autores especializados que me posibilitaron tener una idea más clara y profunda de hasta donde podemos llegar en el futuro que, de seguir por el camino emprendido, pocos límites tendrá eso que llaman la Inteligencia artificial Evolutiva.

Por otra parte, desde hace algunos años, existe la convicción de que buena parte del desarrollo tecnológico del futuro dependerá de nuestra capacidad para fabricar dispositivos con un tamaño comprendido entre el de los átomos (< 1 nm) y el de los dispositivos actuales (≈ 100 nm). Con estas dimensiones la materia presenta comportamientos peculiares, en muchos casos de origen cuántico, que no resultan de una extrapolación de sus propiedades macroscópicas (mecánicas, electrónicas, magnéticas, químicas y ópticas) y que, por ello, son a menudo sorprendentes.

             Modelo de la estructura molecular de un ribosoma

 Estas dimensiones corresponden al territorio límite entre la química molecular y supremolecular y la física del estado sólido para unas pocas celdas unidad. El estudio de la materia a escala nanométrica y su utilización para la fabricación de componentes y dispositivos con prestaciones avanzadas y novedosas reciben el nombre respectivamente de nanociencia y nanotecnología.

Nano alude a la nanómetro, una unidad de longitud que equivale a la millonésima parte de un milímetro. Por ende, entonces, este prefijo indica el estudio de las diversas disciplinas a nivel atómico y molecular.  Pero… ¿cuántos átomos equivalen a un nanómetro? Tan solo entre tres y cinco.

En este sentido, estamos en de comenzar a distinguir algunos de  los conceptos que enumeramos anteriormente. Por un lado, la nanociencia se encarga del estudio de las propiedades y los fenómenos a escala nanométrica. La nanotecnología, por su parte, sería la encargada de la manipulación y producción de materiales, estructuras y sistemas a tal escala. Sin embargo, el límite entre nanociencia y nanotecnología resulta cada vez menos tangible. En simples palabras, se puede decir que la nanotecnología utiliza el conocimiento científico proporcionado por la nanociencia para la manipulación y producción de diversos materiales (por medio de complejas tecnologías). Por esta razón, es posible la utilización de tales conceptos de forma equivalente (aunque no por eso sea correcta).

Es por esto que muchos de los avances que hoy se encuadran bajo el nombre de “nanotecnología” no son más que nanociencia, porque sientan las bases para el futuro desarrollo de una tecnología que permita la manipulación de átomos y moléculas. Sin embargo, sería incorrecto decir que en la actualidad no hay ningún desarrollo nanotecnológico (aunque sí se puede afirmar que sus aplicaciones son reducidas, teniendo en cuenta lo mucho que se espera de las mismas), porque entre ellos se pueden mencionar el térmico (desarrollado en 2004 por Aspen Aeogels), los colchones que repelen sudor y polvo, los cosméticos personales ajustados a edad, raza, sexo, tipo de piel y actividad física, y los vestidos que impiden las infecciones en heridos y quemados, entre algunos otros.

Curiosamente,  existe una creencia arraigada en amplios sectores de la comunidad cinetífica de que la Fotónica (conjuntos de tecnologías relacionadas con la Luz) es un campo que cae fuera del universo de la nanotecnología. La creencia se apoya en el clásico criterio de Rayleigh de que la resolución espacial de un óptico está limitada por la olongitud de onda de luz (≈ 500 nm) y por ello es próxima al micrómetro, muy lejos de los requisitos  de la nanotecnología. Esta visión es sin duda errónea y hoy en día la fotónica está íntimamente implicada con la nanotecnología e incluso se puede hablar propiamente de nanofotónica, de un modo similar a como se habla de nonoelectrónica o nanomagnetismo.

Como antecedente de esta sinergia recordemos que la espectroscópica óptica constituyó una herramienta fundamental en el descubriomiento de la estructura atómica de la materia y de la física cuántica. Desde una perspectiva más aplicada y espectacular cabe mencionar la utilización de nanopartículas metálicas para colorear el vidrio en tiempos de los romanos (como la famosa vasija de Ligurco del siglo IV) Esta técnica se volvió a recuperar a finales de la Edad Media y se , por ejemplo, para colorear las vidrieras de las Catedrales.

La invisibilidad ya es un hecho del pasado que no pertence unicamente a la ficción con la realización de materiales en tres dimensiones que permiten hacer desaparecer objetos y no precisamente es magia, sino que son capaces de desviar la luz visible.  Se han realizado experimentos con nano objetos es decir con 1 millonesima de milímetro, y segun los resultados, nada impide el mismo principio para hacer invisible a una persona, un tanque o un incluso un petrolero. Estos metamateriales (Que desvian la luz) deben inclinar la luz alrededor del objeto, de manera que lo envuelva y después recupere su forma original. El observador ya no ve la perturbación en la luz y de esta manera el objeto desaparece a a su vista. Aunque una de las más inmediatas de estos metamateriales podría ser la construcción de lentillas especiales que permitan ver hasta un virus o las moléculas del ADN, lo que excita más la imaginación tiene que ver con la invisibilidad descrita por autores como H.G. Wells “El hombre invisible”.

Se ha construído el microscopio electrónico más potente del mundo mediante la captación de las ondas evanescentes de luz con bolas de vidrio que es la base de esa tecnología. El uso de la luz visible, para observar los objetos de ese diminuto tamaño, rompe en cierto modo las reglas lumínicas, donde existe una propiedad física llamada límite de difracción que establece lo más pequeño que el ojo puede captar. Las ondas de luz se expanden hacia fuera de forma natural e inevitable por lo que limitan el en que pueden ser enfocadas, y por ende, el tamaño del objeto que pueden reflejar.

Los métodos de campo cercano permiten examinar y resolver patrones de iluminación de dimensiones nanométricas con técnicas ópticas. Esto es posible con la utilización de las ondas evanescentes en la vecindad del patrón. A larga distancia (región de Franhoufer) estas ondas desaparecen y peredemos información clave del objeto, la asociada a las componentes periodicas de alta frecuencia espacial o pequeño período. Naturalmente que para introducirse en la zona de ondas evanescentes y detectarlas se hace preciso a las técnicas de micro y nano-mecánica de forma que podamos físicamente a ellas.

¿Qúe no podremos hacer cuando conozcamos la naturaleza real del átomo y de la luz? El fotón, ese cuánto de luz que parece tan insignificante, nos tiene que dar muchas satisfacciones y, en él, están escondidos secretos que, cuando sean revelados, cambiará el mundo.

Concretamente, la microscópica óptica de barrido de cuerpo cercano, se ha desarrollado utulizando diferentes configuraciones para obetener con una resolución espacial de unas decenas de nanómetros. La tecnología necesaria para el posicionamiento a escala nanométrica estaba ya disponible desde la invención del microscopio electrónico de barrido por efecto túnel.

Lo primero que hay que mencionar es que hablamos de poder manipular los átomos y las moléculas de forma individual, colocándolos en posiciones concretas y fabricando elementos o engranajes. Por ejemplo, la empresa Nanorex  vende sistemas de diseño para esta tecnología, pudiendo apreciarse en las distintos engranajes diseñados con moléculas

Esta manipulación se ha podido realizar gracias al descubrimiento y uso del microscopio electrónico de efecto túnel. Lo que nos lleva a la realidad de que, la Física es la que hace avanzar la técnica y la tecnología, así como también es la “” del descubrimiento de nuesvos materiales y técnicas que nos llevan de manera directa hacia el futuro.

La luz ejerce una cierta fuerza sobre la materia, que es insignificante para objetos macroscópicos, pero es si hablamos de nanopartículas. Por ello, con las técnicas ópticas, no solamente somos capaces de observar objetos de tamaño nanométrico o inferiores, sino que además podemos desplazarlos, manipularlos y atraparlos.

                          Micrografía (50X) con microscopía electrónica de barrido (SEM) de las capas de la piel con una grándula en el centro…

Las fuerzas electromagnéticas son mismo capaces de frenar o enfriar átomos así como de atraparlos. En el caso del enfriamiento se utiliza la fuerza de scattering causada por un haz láser que se propaga en dirección opuesta al movimiento del átomo. El momento lineal del fotón es transferido íntegramente al átomo. Para que la fuerza sea significativa el láser se sincroniza a una frecuencia próxima (y ligeramente inferior para compesnar el corrimiento debido al efecto ) a la resonancia de una transición atómica con el fin de incrementar significativamente la sección eficaz de absorción. Como la posterior reemisión del fotón es isótropa no se pierde el momento lineal atómico ganado en el proceso de absorción.

Microfotografías del microscopio electrónico de barrido de la membrana nuclear. Oservénse los complejos proteicos que forman los poros nucleares. Esta maravilla que nos lleva a saber y comprender más sobre la naturaleza de las cosas, hubiera sido imposible sin la utilización de la luz.

El tema en el que hemos desembocado nos podría llevar horas y días hablando de la Manipulación óptica de átomos, moléculas y nanopartículas, de las propiedades ópticas de losnanomateriales, de los efectos del confinamiento cuántico, de los diodos luminiscentes y láseres, de la realidad de la fotónica que hace posible la espectroscopía de moléculas individuales e interviene en mil maravillas que, la gente corriente ni puede imaginar y que será, sin duda alguna (junto a otras técnicas nuevas) lo que nos llevará al futura de la informática y de la Inteligencia Artificial, a la que por cierto, habrá que vigialar de cerca.

¡¡ Cuidado!!

La Inteligencia Artificial ha despertado un gran interés por sus diversas en nuestro mundo cotidiano, facilitándonos y automatizando las tareas intelectuales, siendo potencialmente útil en cualquier ámbito de la actividad intelectual humana. También, dentro de esta área de trabajo que es la Inteligencia Artificial, encontramos las redes neuronales, que tienen la capacidad de “” mediante complejos ajustes en las relaciones que existen entre los nodos o , permitiendo reconocer y clasificar formas o patrones. Por otro lado, están los algoritmos genéticos, que se basan en la tan reconocida teoría de la Evolución Genética, y en la idea de la supervivencia del más apto, reduciendo aun más la posibilidad del error, como decíamos al principio.

Aunque sumergido en todas estas complejidades que, pareciendo del futuro son de hoy, me pasó el tiempo volando y, con la intención de llevar a todos ustedes algunas de las cosas quen están actualmente en frenética efervescencia en laboratorios de todo el mundo, para así, poder comentar sobre lo que nos parece y, hasta donde nos llevará todo esto que, siendo bueno en un principio, podría desembocar en un escenario no deseado si, por nuestra ambición de sin tasa, damos más prerrogativas de las que serían racionales, a seres artificiales que podrían, con el tiempo, convertirse en nuestros dueños.

emilio silvera

[?]

Podríamos hablar del viaje de la luz, desde que surgió a partir del Big Bang (si fue ese el comienzo de todo), y suponiendo que ya tengamos los aparatos tecnológicos precisos para poder leer, los mensajes que la misma luz lleva escritos de lo que allí, en aquellos comienzos, pudo pasar. La Luz que es emitida por los cuerpos celestes y que nos trae su memoria que están recogidas en el interior de las partículas elementales que son las que dan forma a todos los objetos grandes constituídas en moléculas. Es realmente un canto a la Luz, a su compleja estructura que no hemos llegado a comprender. La luz nos trae mensajes y recuerdos de los orígines en remanentes de estrellas supermasivas que dieron lugar a la creación de otras estrellas y sistemas planetarios y, ¿quién sabe? si también formas de vida.

Lo cierto es que, el Universo, como un todo, nos presenta y manifiesta correlacions bien afinadas que desafían cualquier explicación de sentido común y, desde luego, no es que nuestro sentido común no sea el más común de los sentidos, se trata simplemente de que, no llega a captar la esencia verdadera de lo que el Universo nos quiere transmitir.

Decir Universo es decdirlo todo,

Inmensas galaxias cuajada de soles,

Donde orbitan los mundos,

Donde, de la vida, surgen los crisoles.

Todo es fuerza y energía,

Inmersas en un espacio-tiempo,

Transiciones de fase que guían,

Grandes acontecimientos.

La Memoria del Universo,

La Huella que deja el Tiempo,

Quedan gravados los sucesos,

Que descubre el conocimiento.

Sí, el Universo es mucho más que simples estrellas o las galaxias que las acogen, el Universo es también el Tiempo y el Espacio, son Universo las interacciones fundamentales que hace que nuestros mundos sean tal como los conocemos y, gracias a la variedad, la diversidad, las fuerzas y las constantes que en él están presentes, podemos decir que, los muchos mundos que son, algún día lejano en el futuro, nos darán la oportunidad de conocernos, nosotros los huamanos de la Tierra y otros seres de más allá de nuestras fronteras que ahora, por imposibilidades físicas y tecnológicas, no podemos hacer una realidad.

El primer signo de vida en nuestro planeta data de 3,850 millones de años. Son simples formas fósiles encontradas en Groenlandia Sí, también eso de arriba es Universo. Cuando se creó la vida, surgieron unos seres que, evolucionados, llegaron a ser conscientes de su ser y pudieron desarrollar ideas y pensamientos y…también sentimientos que nos llevan de manera directa, mediante fuerzas irresistibles de la Naturaleza, a crear Entropía Negativa para compensar la que acompaña al Tiempo y que tanto daño hace en las cosas vivas o inertes.

Hemos realizado muchos estudios y llegado a muchas conclusiones que, finalmente, resultaron prematuras. Las mediciones actuales, por ejemplo, del fondo cósmico nos indican que, aun cuando toda la materia del Universo se hubiera originado en el (supuesto) big bang, sin embargo, el espacio-tiempo es plano: el universo se equilibraría con precisión entre la expansión y la contracción. Y, sin embargo, ¡las galaxias se están expandiéndo! Quizá después de todo, existe una constante cosmológica o fuerza similar no descubierta que es el que mantiene el cosmos en estado de expansión.

Los cosmólogos dudan del vacío cuántico y no creen que sea el origen de las energías extrañas representadas representadas por estas constantes. El espacio está lleno de partículas virtuales, en constante variación. La energía de las partículas virtuales concuerdan con los efectos que le atribuyen, incluso cuando tienen una existencia tan breve que no se puede medir. Se cree que esta energía, la “constante cosmológica positiva” es la responsable de la expansión acelerada de las galaxias. Esta suposición que no es nueva, es una más de las muchas que circulan por el mundo científico de la cosmología en el que, los “expertos” cosmólogos, andan locos por averiguar de qué se trata todo esto que no llegan a comprender.

 El problema del horizonte. La coherencia que presentan las realciones núméricas se ve reforzada por la evidencia de la observación. Ésta última da lugar al llamado “problema del horizonte” : el problema de la uniformidad en la gran escala del Cosmos en todos los puntos del horizonte visto desde la Tierra. Este problema empezó a destacarse tanto en relación a la radiación del fondo del Universo, como en relación a la evolución de sus galaxias.

“Nuestro universo parece ser completamente uniforme. Si miramos a través del espacio desde un extremo del universo visible hacia el otro, se verá que la radiación de fondo de microondas que llena el cosmos presenta la misma temperatura en todas partes.”

“Esto podría no parecer muy sorprendente, hasta que se considera que los dos bordes están separados por casi 28 mil millones de años luz y que nuestro universo tiene apenas algo menos de 14 mil millones de años de edad.”

“Nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, de modo que no hay forma en que la radiación pueda haber viajado entre los dos horizontes para igualar los puntos calientes y los fríos creados en el Big Bang y dejar así el equilibrio termal que hoy vemos.”

Está claro que el problema del Horizonte se les ha ido de las manos a los Cosmólogos que no lo saben explicar y, para ello, tratan de hilvanar extrañas historias y exóticas teorías que, de ninguna manera nos satisfacen.

Como suele pasar siempre que mentes pequeñas quieren explicar cosas muy grandes, que no llegan a comprender, se limitan a inventar teorías y hacen conjeturas que, más o menos puedan estar acordes con la realidad que debería ser. El desarrollo de la cosmología física está lleno de enigmas que no podemos explicar y de anomalías que las teorías actuales tratan de desarrollar de la manera más coherente posible y, algunas se acercan y otras, quedan lejos de ser, ni siquiera admisibles por fantásticas e increíbles. Claro que, por otra parte… ¿Qué haríamos sin imaginación?

Lo dicho tántas veces…¡Nuestra ignorancia! Es infinita y, nuestros conocimientos muy limitados pero… ¡Tenemos que saber!

emilio silvera

[?]

¿Cómo es posible que, a partir de la materia “inerte”, hayan podido surgir seres vivos e incluso, algunos que, como nosotros puedan pensar? Que codsa mágica se pudo producir en el corazón de las estrellas para que, materiales sencillos como el Hidrógeno se convirtieran a miles de millones de grados de calor en otros que, como el Carbono, Oxigeno y Nitrógeno, muchos miles de Millones de años más tardes, en mundos perdidos en sistemas solares como el nuestro, dieran lugar a la formación de Protoplasma vivo del que surgieron aquellos infinitesimales seres que llamamos bacterias y que, posibilitaron la evolución hacia formas de vida superiores?

                                                 Los sentidos: las herramientas que utiliza el cerebro para estar comunicado con el exterior

La percepción, los sentidos y los pensamientos… Para poder entender la conciencia como proceso es preciso que entendamos cómo funciona nuestro cerebro, su arquitectura y desarrollo con sus funciones dinámicas. Lo que no está claro es que la conciencia se encuentre causalmente asociada a ciertos procesos cerebrales pero no a otros.

El cerebro humano ¿es especial?,  su conectividad, su dinámica, su forma de funcionamiento, su relación con el cuerpo y con el mundo exterior, no se parece a nada que la ciencia conozca. Tiene un carácter único y ofrecer una imagen fidedigna del cerebro no resulta nada fácil; es un reto tan extraordinario que no estamos preparados para cumplir en este momento. Estamos lejos de ofrecer esa imagen completa, y sólo podemos dar resultados parciales de esta enorme maravilla de la Naturaleza.

Nuestro cerebro adulto, con poco más de 1 Kg de peso, contiene unos cien mil millones de células nerviosas o neuronas. La parte o capa ondulada más exterior o corteza cerebral, que es la parte del cerebro de evolución más reciente, contiene alrededor de treinta millones de neuronas y un billón de conexiones o sinapsis. Si contáramos una sinapsis cada segundo, tardaríamos 32 millones de años en acabar el recuento. Si consideramos el número posible de circuitos neuronales, tendremos que habérnoslas con cifras hiperastronómicas. Un 10 seguido de, al menos, un millón de ceros (en comparación, el número de partículas del universo conocido asciende a “tan sólo” un 10 seguido de 79 ceros). ¡A que va a resultar que no somos tan insignificantes!

El suministro de datos que llega en forma de multitud de mensajes procede de los sentidos, que detectan el entorno interno y externo, y luego envía el resultado a los músculos para dirigir lo que hacemos y decimos. Así pues, el cerebro es como un enorme ordenador que realiza una serie de tareas basadas en la información que le llega de los sentidos. Pero, a diferencia de un ordenador, la cantidad de material que entra y sale parece poca cosa en comparación con la actividad interna. Seguimos pensando, sintiendo y procesando información incluso cuando cerramos los ojos y descansamos.

Con tan enorme cantidad de circuitos neuronales, ¿cómo no vamos a ser capaces de descifrar todos los secretos de nuestro universo? ¿De qué seremos capaces cuando podamos disponer de un rendimiento cerebral del 80 ó 90 por ciento? Algunas veces hemos oido comentar: “Sólo utilizamos un diez por ciento del cerebro…” En realidad, la frase no indica la realidad, se refiere al hecho de que, aunque utilizamos el cerebro en su totalidad, se estima que está al diez por ciento de su capacidad real que, será una realidad a medida que evolucione y, en el futuro, esa capacidad de hoy será un 90 por ciento mayor.

Aún no conocemos bien la direccionalidad de los circuitos neuronales

El límite de lo que podremos conseguir tiene un horizonte muy lejano. Y, llega un momento en el cual, se puede llegar a pensar que no existen limites en lo que podemos conseguir: Desde hablar sin palabras sonoras a la auto-transportación. Si -como pienso- somos pura energía pensante, no habrá límite alguno; el cuerpo que ahora nos lleva de un lugar a otro, ya no será necesario, y como los fotones que no tienen masa, podremos desplazarnos a velocidades lumínicas.

Creo que estoy corriendo demasiado en el tiempo, volvamos a la realidad. A veces mi mente se dispara. Lo mismo visito mundos extraordinarios con mares luminosos de neón líquido poblados por seres transparentes, que viajo a galaxias muy lejanas pobladas de estrellas de fusión fría circundadas por nubes doradas compuestas de antimateria en la que, los positrones medio congelados, se mueven lentamente formando un calidoscopio de figuras alucinantes de mil colores. ¡La mente, qué tesoro!

   ¿Quién podría decir, si nmo se les explicara, que son “mundos” diferentes”

La unidad a partir de la cual se configuran todas las fabulosas actividades del cerebro es una célula del mismo, la neurona. Las neuronas son unas células fantásticamente ramificadas y extendidas, pero diminutas que, sin embargo y en sentido figurado,  podríamos decir que son tan grandes como el universo mismo.

Cuando seamos capaces de convertir en realidad todo aquello en lo que podamos pensar, entonces, habremos alcanzado la meta. Para que eso pueda llegar a ocurrir, aún falta mucho tiempo. Sin embargo, si el Universo no lo impide y nuestro transcurrir continúa, todo lo que podamos imaginar… podrá ser posible. Incluso imposibilidades físicas de hoy, dejarán de existir mañana y, ¡la Mente! posiblemente (al igual que hoy ordena a las distintas partes del cuerpo que realice esta o aquella función), se encargará de que todo funcione bien, erradicará cualquier enfermedad que nos pueda atacar y, tendrá el conjunto del “sistema” en perfectas condiciones de salud, lo cual me lleva a pensar que, para cuando eso llegue, los médicos serán un recuerdo del pasado.

Es curioso y sorprendente la evolución alcanzada por la Mente Humana. El mundo físico se representa gobernado de acuerdo a leyes matemáticas. Desde este punto de vista, todo lo que hay en el universo físico está realmente gobernado en todos sus detalles por principios matemáticos, quizá por ecuaciones tales que aún no hemos podido llegar a comprender y, ni que sabemos que puedan existir.

Lo más seguro es que la descripción real del mundo físico esté pendiente de matemáticas futuras, aún por descubrir, fundamentalmente distintas de las que ahora tenemos. Llegarán nuevos Gauss, Riemann, Euler, o, Ramanujans… que, con sus nuevas ideas transformarán el pensamiento matemático para hacer posible que podamos, al fin, comprender lo que realmente somos.

Son nuestras Mentes, productos de la evolución del Universo que, a partir de la materia inerte, ha podido alcanzar el estadio bio-químico de la consciencia y, al ser conscientes, hemos podido descubrir que existen “números misteriosos” dentro de los cuales subyacen mensajes que tenemos que desvelar.

Antes tendremos que haber descifrado las funciones modulares de los cuadernos perdidos de Ramanujan, o por ejemplo, el verdadero significado del número 137, ése número puro adimensional que encierra los misterios del electrón (e) – electromagnetismo -, de la constante de Planck (h) – el cuando te acción – y de la luz (c) – la relatividad -.

Los resultados son lentos, no se avanza con la rapidez que todos deseamos. Sin embargo, eso ocurre por algo, el ritmo del Universo considerado como Naturaleza, podríamos decir que es “sabio” y, si actúa de esa manera…Por algo será. Deja que de vez en cuando, sobresalgan algunas mentes y se eleven por encima del común, de ejemplos tenemnos la historia llena. Esos “saltos” de la conciencia son los tiempos que marca el Universo para que, poco a poco, se produzca nuestra evolución, es la única forma de que todo se haga de manera correcta y de que, los nuevos pensamientos se vayan asentando debidamente en las Mentes futuras. Pongamos un ejemplo: Poincaré expuso su conjetura y, más de un siglo después, Perelman la resolvió. Riemann expuso su geometría del espacio curvo, y hasta 60 años más tarde no fue descubierta por Einstein para hacer posible su formulación de la relatividad general, donde describe cómo las grandes masas distorsionan el espacio y el tiempo por medio de la fuerza de gravedad que generan. El conocimiento humano avanza al ritmo que le impone la Naturaleza.

¡Son tantos los secretos que nos quedan por desvelar! la Naturaleza es la portadora de todas las respuestas…Observémosla con atención y, aprendamos de ella y, de ser posible, procuremos no molestarla, “Ella” nos permite estar aquí para que evolucionemos y, algún día, cuando seamos mayores…quizás nos deje formar parte de algo más…¿mental?

No, no será nada fácil imitar a la Naturaleza…¡Esa perfección! Sin embargo, llegados a ese punto, debemos pensar que nosotros también formamos parte de ella, la parte que piensa y, si es así, ¿qué cometido tendremos asignado en este Universo? Esa es la pregunta que ninguno de los grandes pensadores de la Historia, han podido contestar.

Pensar, por ejemplo, en las complejas matemáticas topológicas requeridas por la teoría de supercuerdas puede producir incomodidad en muchas personas que, aún siendo físicos, no están tan capacitados como para entender tan profundas ideas (me incluyo).

Bernhard Riemann introdujo muchas nuevas ideas y fue uno de los más grandes matemáticos. En su corta vida (1.826 – 1.866) propuso innumerables propuestas matemáticas que cambiaron profundamente el curso del pensamiento de los números en el planeta Tierra, como el que subyace en la teoría relativista en su versión general de la gravedad, entre otras muchas (superficie de Riemann, etc.). Riemann les enseñó a todos a considerar las cosas de un modo diferente.

La superficie de Riemann asociada a la función holomorfa “tiene su propia opinión” y decide por sí misma cuál debería ser el, o mejor, su dominio, con independencia de la región del plano complejo que nosotros podamos haberle asignado inicialmente.

Podríamos encontrar otros muchos tipos de superficies de Riemann.

Superficie de Riemann que aparece al extender el dominio de la función

Este bello concepto desempeña un papel importante en algunos de los intentos modernos de encontrar una nueva base para la física matemática (muy especialmente en la teoría de cuerdas), y al final, seguramente se descubrirá el mensaje que encierra.

El caso de las superficies de Riemann es fascinante, aunque desgraciadamente sólo es para iniciados. Proporcionaron los primeros ejemplos de la noción general de variedad, que es un espacio que puede pensarse “curvado” de diversas maneras, pero que localmente (por ejemplo, en un entorno pequeño de cualquiera de sus puntos), parece un fragmento de espacio euclídeo ordinario.

	fig.1: Proyección estereográfica del plano complejo extendido sobre la “esfera de Riemann”.
	fig.2: La “esfera de Riemann” puede ser visualizada como el plano complejo envuelto alrededor de una esfera.

En matemática, la esfera de Riemann (o plano complejo extendido), llamado en honor al matemático del siglo XIX del mismo nombre, es una esfera obtenida del plano complejo mediante la adición de un punto del infinito. La esfera es la representación geométrica de los números complejos extendidos , (véase fig.1 y fig.2), la cual consiste en los números complejos ordinarios en conjunción con el símbolo para representar el infinito.

La esfera de Riemann, superficie de Riemann compacta, el teorema de la aplicación de Riemann, las superficies de Riemann y aplicaciones complejas… He tratado de exponer en unas líneas la enorme importancia de este personaje para las matemáticas en general y la geometría y para la física en particular. Es uno de esos casos a los que antes me refería. Después de él, la Humanidad ha tenido un parón en el desarrollo de las ideas hasta que asimilaron las suyas y, después, llegó Einstein y otros.

                     La Geometría de Riemann de los espàcios curvos

Tenemos que convenir que todo, sin excepción, es relativo y resulta ya evidente la gran crisis de la noción de realidad “veritas” que el mundo padece, la ciencia BASE, la matemática, sufrió el varapalo a partir de la matemática topológica de Poincaré, y el desarrollo sorpresivo de la matemática del caos; de pronto el idealismo de la ecuación diferencial queda derribado : el mundo que funciona como un reloj de Tolomeo queda finiquitado; ¿donde puñetas está la materia perdida?; de pronto nuestras consciencias “comprenden” que la “verdad” no existe, es decir, que no existe nuestra realidad del mundo.

Y, mientras tanto, nuestras mentes siguen su camino, siempre queriendo ir más allá y siempre profundizando en los secretos de la Naturaleza de lo que tenemos muchos ejemplos, tales como nuestras consideraciones sobre los dos aspectos de la relatividad general de Einstein, a saber, el principio de la relatividad, que nos dice que las leyes de la física son ciegas a la distinción entre reposo y movimiento uniforme; y el principio de equivalencia, que nos dice de qué forma sutil deben modificarse estas ideas para englobar el campo gravitatorio.

                                                                Todo es finito, es decir, que tiene un fin, y la velocidad de la luz no podía ser una excepción

Ahora hay que hablar del tercer ingrediente fundamental de la teoría de Einstein, que está relacionada con la finitud de la velocidad de la luz. Es un hecho notable que estos tres ingredientes básicos puedan remontarse a Galileo; en efecto, parece que fue también Galileo el primero que tuvo una expectativa clara de que la luz debería viajar con velocidad finita, hasta el punto de que intentó medir dicha velocidad. El método que propuso (1.638), que implica la sincronización de destellos de linternas entre colinas distantes, era, como sabemos hoy, demasiado tosco (otro ejemplo de la evolución que, con el tiempo, se produce en nuestras mentes). Él no tenía forma alguna de anticipar la extraordinaria velocidad de la luz.

Parece que tanto Galileo como Newton tenían poderosas sospechas respecto a un profundo papel que conecta la naturaleza de la luz con las fuerzas que mantienen la materia unida y, si consideramos que esa fuerza que hace posible la unión de la materia reside en el corazón de los átomos (en sus núcleos), podemos hacernos una clara idea de lo ilimitado que puede ser el pensamiento humano que, ya en aquellos tiempos -en realidad mucho anters- pudo llegar a intuir las fuerzas que están presentes en nuestro Universo.

En los núcleos atómicos reside la fuerza (nuclear fuerte) que hace posible la existencia de la materia que comienza por los átomos que, al juntarse y formar células, hace posible que éstas se junten y formen moléculas que a su vez, se reunen para formar sustancias y cuerpos.

Pero la comprensión adecuada de estas ideas tuvo que esperar hasta el siglo XX, cuando se reveló la verdadera naturaleza de las fuerzas químicas y de las fuerzas que mantienen unidos los átomos individuales. Ahora sabemos que tales fuerzas tienen un origen fundamentalmente electromagnético (que vincula y concierne a la implicación del campo electromagnético con partículas cargadas) y que la teoría del electromagnetismo es también la teoría de la luz.

Para entender los átomos y la química se necesitan otros ingredientes procedentes de la teoría cuántica, pero las ecuaciones básicas que describen el electromagnetismo y la luz fueron propuestas en 1.865 por el físico escocés James Clark Maxwell, que había sido inspirado por los magníficos descubrimientos experimentales de Michael Faraday unos treinta años antes y que él plasmó en una maravillosa teoría.

El electromagnetismo es una rama de la Física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría. El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo.

Esta teoría del electromagnetismo de Maxwell tenía la particularidad de que requería que la velocidad de la luz tuviera un valor fijo y definido, que normalmente se conoce como c, y que en unidades ordinarias es aproximadamente 3 × 10⁸ metros por segundo. Maxwell, guiado por los experimentos de Faraday, hizo posible un hecho que cambió la historia de la humanidad para siempre. Un hecho de la misma importancia que el descubrimiento del fuego, la rueda o los metales. El matemático y poeta escocés unificó los campos eléctrico y magnético a través de unas pocas ecuaciones que describen como estos campos se entretejen y actúan sobre la materia.

Claro que, estos importantísimos avances han sido simples escalones de la “infinita” escalera que tenemos que subir y, la misma relatividad de Einstein no ha sido (después de un siglo) aún comprendido en su plenitud y muchos de sus mensajes están escondidos en lo más profundo de nuestras mentes que, ha sabido parcialmente descubrir el mensaje de Einstein pero, seguimos buscando.

Sin embargo, esto nos presenta un enigma si queremos conservar el principio de relatividad. El sentido común nos diría que si se mide que la velocidad de la luz toma el valor concreto c en el sistema de referencia del observador, entonces un segundo observador que se mueva a una velocidad muy alta con respecto al primero medirá que la luz viaja a una velocidad diferente, aumentada o disminuida, según sea el movimiento del segundo observador.

Estaría bueno que, al final se descubriera que alfa (α) tuviera un papel importante en la compleja teoría de cuerdas, ¿Por qué no? En realidad alfa, la constante de estructura fina, nos habla del magnetismo, de la constante de Planck y de la relatividad especial, es decir, la velocidad de la luz y, todo eso, según parece, emergen en las ecuaciones topológicas de la moderna teoría de cuerdas. ¡Ya veremos!

Pero el principio de relatividad exigiría que las leyes físicas del segundo observador (que definen en particular la velocidad de la luz que percibe el segundo observador) deberían ser idénticas a las del primer observador. Esta aparente contradicción entre la constancia de la velocidad de la luz y el principio de relatividad condujo a Einstein (como de hecho, había llevado previamente al físico holandés Hendrick Antón Lorentz y muy en especial al matemático francés Henri Poincaré) a un punto de vista notable por el que el principio de relatividad del movimiento puede hacerse compatible con la constancia de una velocidad finita de la luz.

¿Cómo funciona esto? Sería normal que cualquier persona creyera en la existencia de un conflicto irresoluble entre los requisitos de una teoría como la de Maxwell, en la que existe una velocidad absoluta de la luz, y un principio de relatividad según el cual las leyes físicas parecen las mismas con independencia de la velocidad del sistema de referencia utilizado para su descripción.

¿No podría hacerse que el sistema de referencia se moviera con una velocidad que se acercara o incluso superara a la de la luz? Y según este sistema, ¿no es cierto que la velocidad aparente de la luz no podría seguir siendo la misma que era antes? Esta indudable paradoja no aparece en una teoría, tal como la originalmente preferida por Newton (y parece que también por Galileo), en la que la luz se comporta como partículas cuya velocidad depende de la velocidad de la fuente. En consecuencia, Galileo y Newton podían seguir viviendo cómodamente con un principio de relatividad.

La velocidad de la luz en el vacío es una constante de la Naturaleza y, cuando cientos de miles de millones de millones salen disparados de esta galaxia hacia el vacío espacial, su velocidad de 299.792.450 metros por segundo, es constante independientemente de la fuente que pueda emitir los fotones y de si ésta está en reposo o en movimiento.

Así que, la antigua imagen de la naturaleza de la luz entró en conflicto a lo largo de los años, como era el caso de observaciones de estrellas dobles lejanas que mostraban que la velocidad de la luz era independiente de la de su fuente. Por el contrario, la teoría de Maxwell había ganado fuerza, no sólo por el poderoso apoyo que obtuvo de la observación (muy especialmente en los experimentos de Heinrich Hertz en 1.888), sino también por la naturaleza convincente y unificadora de la propia teoría, por la que las leyes que gobiernan los campos eléctricos, los campos magnéticos y la luz están todos subsumidos en un esquema matemático de notable elegancia y simplicidad.

Las ondas luminosas como las sonoras, actúan de una u otra manera dependiendo del medio en el que se propagan.

En la teoría de Maxwell, la luz toma forma de ondas, no de partículas, y debemos enfrentarnos al hecho de que en esta teoría hay realmente una velocidad fija a la que deben viajar las ondas luminosas.

El punto de vista geométrico-espaciotemporal nos proporciona una ruta particularmente clara hacia la solución de la paradoja que presenta el conflicto entre la teoría de Maxwell y el principio derelatividad.

Este punto de vista espaciotemporal no fue el que Einstein adoptó originalmente (ni fue el punto de vista de Lorentz, ni siquiera, al parecer, de Poincaré), pero, mirando en retrospectiva, podemos ver la potencia de este enfoque. Por el momento, ignoremos la gravedad y las sutilezas y complicaciones asociadas que proporciona el principio de equivalencia y otras complejas cuestiones, que estimo aburrirían al lector no especialista, hablando de que en el espacio-tiempo se pueden concebir grupos de todos los diferentes rayos de luz que pasan a ser familias de íneas de universo.

Baste saber que, como quedó demostrado por Einstein, la luz, independientemente de su fuente y de la velocidad con que ésta se pueda mover, tendrá siempre la misma velocidad en el vacío, c, o 299.792.458 metros por segundo. Cuando la luz atraviesa un medio material, su velocidad se reduce. Precisamente, es la velocidad c el límite alcanzable de la velocidad más alta del universo. Es una constante universal y, como hemos dicho, es independiente de la velocidad del observador y de la fuente emisora.

El Universo está dentro de nuestras Mentes

¡La Mente! Qué caminos puede recorrer y, sobre todo ¿quien la guía? Comencé este trabajo con la imagen del ojo humano y hablando de los sentidos y de la consciencia y mira donde he finalizado…Sí, nos falta mucho camino por recorrer para llegar a desvelar los misterios de la Mente que, en realidad, es la muestra más alta que el Universo nos puede mostrar de lo que puede surgir a partir de la sencillez de los átomos de hidrógeno que, evolucionados, primero en las entrañas de las estrellas y después en los circuitos de nuestras mentes, llega hasta los pensamientos y la imaginación que…son palabras mayores de cuyo alcance, aún no tenemos una idea que realmente refleje su realidad.

Pero, ¿existe alguna realidad?, o, por el contrario todo es siempre cambiante y lo que hoy es mañana no existirá, si “realmente” es así, ocurre igual que con el tiempo. La evolución es algo que camina siempre hacia adelante, es inexorable, nunca se para y, aunque como el tiempo pueda ralentizarse, finalmente sigue su camino hacia esos lugares que ahora, sólo podemos imaginar y que, seguramente, nuestros pensamientos no puedan (por falta de conocimientos) plasmar en lo que será esa realidad futura.

emilio silvera

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