Complejidad puede ser especificado
La industria paga más a los programadores de computadoras que a las secretarias, aunque en cierto sentido ambos hacen lo mismo. Un programador puede escribir ecuaciones en un programa que un físico puede usar para diseñar una lente. Una secretaria puede escribir un informe en un procesador de textos. Ambos están realmente programando una computadora. La secretaria programa la computadora para producir el informe escribiendo una letra a la vez. El programador escribe unas pocas líneas de ecuaciones que pueden producir tanto resultado como el informe, o más. ¿Cuál está haciendo la tarea más compleja? El producto de la secretaria es más complejo porque requiere instrucciones más detalladas para especificar exactamente qué debe hacer la computadora. La longitud del programa del programador puede ser de unos pocos kilobytes, pero el informe de la secretaria es de unos 6 kilobytes por página.
Los funcionarios de personal de la industria pueden justificar pagar más a los programadores de computadoras que a las secretarias porque la cantidad de capacitación que requieren los programadores toma más tiempo que la capacitación de las secretarias, y también porque más personas están listas para ser secretarias que programadores. Aparte de las lamentables desigualdades en las prácticas de remuneración, el objetivo del ejemplo anterior es mostrar que podemos medir la complejidad en términos de la cantidad de pequeñas instrucciones que se necesitan para producir el producto.
Los grandes paquetes de software pueden ejecutarse en muchos megabytes, pero la mayoría de estos paquetes en estos días son partes de la interfaz gráfica de usuario, las imágenes que la gente necesita para usar los programas. Un cristal no es muy complejo porque, después de describir una celda, solo necesitamos dar el número de celdas en cada una de las tres direcciones. Una fotografía es mucho más compleja que un programa matemático o una página de texto. No podemos enviar una imagen de nosotros mismos en una línea de ecuaciones.
Lo anterior nos permite apreciar la complejidad del ADN, la molécula que especifica la información genética en todos los organismos vivos. Deberíamos pensar en el ADN como una escalera torcida en espiral, algo así como una escalera de caracol. Cada peldaño de la escalera consta de dos moléculas que encajan perfectamente entre sí. Hay dos pares de moléculas que forman peldaños que son casi iguales, y los dos tipos de peldaños son simétricos, es decir, pueden caber en la escalera con cualquier extremo hacia un lado. Si elegimos un lado de la escalera para estudiar, hay cuatro moléculas posibles en cada lugar donde se conecta un peldaño. El otro lado de la escalera es complementario. Cualquier secuencia de moléculas que aparezca en un lado tiene la misma secuencia de extremos de peldaños opuestos en el otro lado.
Las enzimas trabajan con grupos de tres peldaños. En un grupo de tres extremos de peldaño, cada extremo puede ser cualquiera de las cuatro moléculas, por lo que hay 4x4x4=64 combinaciones posibles en cualquier grupo de tres. Las enzimas usan estas combinaciones para especificar 21 ácidos nucleicos diferentes. Es decir, puede haber dos o tres combinaciones diferentes de “extremos de peldaño” o moléculas que especifican el mismo ácido nucleico. Otras combinaciones tienen otros usos. Hay un código de inicio que le dice a una enzima dónde comenzar a reproducir el lado, y un código de parada que le dice a la enzima cuándo ha leído todas las especificaciones para una proteína determinada.
Las personas tienen 46 cadenas largas de código de ADN enrolladas como cromosomas en los núcleos de sus células. De estos, heredan 23 de su madre y 23 de su padre. Cada juego de 23 cromosomas es la especificación completa para un ser humano. La información es del tamaño de una enciclopedia de 23 volúmenes. De alguna manera (todavía desconocida) las enzimas eligen cuál de las dos enciclopedias leer al expresar las diferentes características en las células de nuestro cuerpo.
Las formas ricamente variadas de todas las especies vivas se especifican en el código de ADN. Una medida de su complejidad es la cantidad de información en el código. El código especifica la complejidad de la especie.
Ahora podemos apreciar por qué la acción aleatoria no puede construir lo simple hasta llegar a lo complejo. La complejidad del genoma del organismo vivo más diminuto es mucho mayor que la complejidad de los compuestos orgánicos, y estos a su vez son mucho más complejos que los 92 elementos.
Información y leyes físicas
La acción aleatoria no puede juntar nucleones o elementos químicos o nucleótidos de ninguna manera arbitraria. Las leyes de la física y la química prohíben ciertas combinaciones. ¿Surgió entonces la información de las leyes de la física y la química? No, las leyes sólo prohíben. Las leyes no mandan.
Si desea conducir a casa desde el trabajo a través de la ciudad, debe seguir las calles y carreteras. Las ordenanzas de la ciudad pueden prohibirle conducir en ciertas direcciones en ciertas calles, y los edificios o cercas pueden impedir que su automóvil cruce diagonalmente las cuadras de la ciudad. Incluso si está obedeciendo la ley y conduciendo solo donde es posible que su automóvil vaya, no necesariamente llegará a casa. Un mapa muestra dónde puede conducir, pero debe elegir su destino y su ruta para llegar desde su lugar de partida. Tu elección debe ser consistente con las leyes, pero no proviene de ellas automáticamente a menos que solo haya una forma de llegar a casa.
Los libros en inglés siguen reglas de ortografía y gramática. En estos días, esas reglas están programadas en procesadores de texto. Si las leyes de la física y la química crearon información antes de que existiera la inteligencia, entonces también deberíamos poder escribir libros presionando un botón y dejando que las reglas llenen el libro con información. Hay muchos libros que siguen las mismas reglas, pero algunos contradicen abiertamente a otros. Los libros contradictorios no pueden ser todos correctos. Por lo tanto, las leyes y las normas no crean información.
¿Nuestra vida comenzó en otro lugar?
James Dewey Watson (bioquímico estadounidense, 1928–) y Francis Harry Compton Crick (biofísico británico, 1916–2004) ganaron el Premio Nobel de fisiología o medicina en 1962 por su descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN, que almacena el código genético. Crick apreció la imposibilidad de que la acción aleatoria produjera el código genético de cualquier organismo vivo, incluso si la vida en la Tierra apareció hace 3.800 millones de años. Propuso que una civilización anterior muy avanzada surgió en otras partes del universo a través de un proceso darwinista mucho más largo. Luego, estos extraterrestres enviaron pequeños vehículos de reentrada que sembraron su vida sobre una amplia región del universo. Los vehículos formaron colonias dondequiera que encontraron condiciones adecuadas para la vida. La Tierra es uno de esos lugares. Crick llamó a esta idea “panspermia”.
La idea tiene varios méritos. Responde a la pregunta de por qué nuestra vida parece estar diseñada. Nuestros conocimientos y capacidades actuales, aunque muy avanzados, se están acercando ahora al nivel necesario para llevar a cabo nuestro propio proyecto de panspermia. ¿Quién sabe lo que seremos capaces de hacer dentro de unos siglos? ¿Y qué son unos pocos siglos comparados con la historia de la vida en la Tierra? Una civilización suficientemente avanzada probablemente podría diseñar una forma de vida como la nuestra. Quizás nuestra vida sea similar a la de ellos, quizás diferente.
Hay una gran búsqueda para descubrir algún mensaje codificado de una inteligencia superior extraterrestre. ¿Podríamos nosotros (y todos los organismos vivos de la Tierra) ser el mensaje? Tenemos información codificada en nuestro ADN. ¿Cómo llegó allí?
Varios autores nos han advertido que no tengamos prejuicios sobre las formas que podría tomar la vida. La vida extraterrestre inteligente no necesita ser muy similar a la nuestra. Quizás en otros planetas la vida inteligente tenga cuerpos similares a los de los reptiles o incluso a los insectos. Si estamos dispuestos a ir lo suficientemente lejos liberándonos de prejuicios, podemos concebir la vida ni siquiera a partir de átomos. ¿Podría haber vida no confinada a un cuerpo, no limitada por el espacio y el tiempo? Puede que no sea vida física en absoluto, pero entonces, ¿qué tipo de vida sería? ¿Podría ser similar al tipo de vida que algunos pueblos antiguos llamaban vida espiritual?
Un problema con la idea novedosa de Crick es que hace que el origen de la vida sea aún más remoto en el tiempo que si la vida se originara espontáneamente en la Tierra. El origen se sitúa en algún otro planeta, aún por descubrir, que no podemos investigar en detalle. Esto extiende nuestra búsqueda a miles de millones de años luz de distancia y un número igual de años de tiempo pasado.
Crick luchó con este problema en el último tercio del siglo XX, antes de que supiéramos con certeza que el universo es solo unas tres veces más antiguo que la Tierra. Si la vida que diseñó nuestra vida también se basó en arreglos complejos de átomos, apenas tuvo más tiempo que la nuestra para evolucionar. La complejidad total no fue posible hasta la tercera mañana para algún otro planeta, lo que puede no haber sido mucho antes de la tercera mañana para nuestro planeta.
Crick tenía razón cuando pensaba que la edad de la Tierra no es lo suficientemente larga como para que la acción aleatoria produzca vida basada en átomos. Ahora sabemos que la edad del universo tampoco es lo suficientemente larga. Pero si aceptamos la posibilidad de que algún tipo de vida no física (digamos, vida espiritual) diseñó la nuestra, alguna variación de la idea de Crick permanece como una opción abierta para explicar la existencia de nuestra vida.
La industria paga más a los programadores de computadoras que a las secretarias, aunque en cierto sentido ambos hacen lo mismo. Un programador puede escribir ecuaciones en un programa que un físico puede usar para diseñar una lente. Una secretaria puede escribir un informe en un procesador de textos. Ambos están realmente programando una computadora. La secretaria programa la computadora para producir el informe escribiendo una letra a la vez. El programador escribe unas pocas líneas de ecuaciones que pueden producir tanto resultado como el informe, o más. ¿Cuál está haciendo la tarea más compleja? El producto de la secretaria es más complejo porque requiere instrucciones más detalladas para especificar exactamente qué debe hacer la computadora. La longitud del programa del programador puede ser de unos pocos kilobytes, pero el informe de la secretaria es de unos 6 kilobytes por página.
Los funcionarios de personal de la industria pueden justificar pagar más a los programadores de computadoras que a las secretarias porque la cantidad de capacitación que requieren los programadores toma más tiempo que la capacitación de las secretarias, y también porque más personas están listas para ser secretarias que programadores. Aparte de las lamentables desigualdades en las prácticas de remuneración, el objetivo del ejemplo anterior es mostrar que podemos medir la complejidad en términos de la cantidad de pequeñas instrucciones que se necesitan para producir el producto.
Los grandes paquetes de software pueden ejecutarse en muchos megabytes, pero la mayoría de estos paquetes en estos días son partes de la interfaz gráfica de usuario, las imágenes que la gente necesita para usar los programas. Un cristal no es muy complejo porque, después de describir una celda, solo necesitamos dar el número de celdas en cada una de las tres direcciones. Una fotografía es mucho más compleja que un programa matemático o una página de texto. No podemos enviar una imagen de nosotros mismos en una línea de ecuaciones.
Lo anterior nos permite apreciar la complejidad del ADN, la molécula que especifica la información genética en todos los organismos vivos. Deberíamos pensar en el ADN como una escalera torcida en espiral, algo así como una escalera de caracol. Cada peldaño de la escalera consta de dos moléculas que encajan perfectamente entre sí. Hay dos pares de moléculas que forman peldaños que son casi iguales, y los dos tipos de peldaños son simétricos, es decir, pueden caber en la escalera con cualquier extremo hacia un lado. Si elegimos un lado de la escalera para estudiar, hay cuatro moléculas posibles en cada lugar donde se conecta un peldaño. El otro lado de la escalera es complementario. Cualquier secuencia de moléculas que aparezca en un lado tiene la misma secuencia de extremos de peldaños opuestos en el otro lado.
Las enzimas trabajan con grupos de tres peldaños. En un grupo de tres extremos de peldaño, cada extremo puede ser cualquiera de las cuatro moléculas, por lo que hay 4x4x4=64 combinaciones posibles en cualquier grupo de tres. Las enzimas usan estas combinaciones para especificar 21 ácidos nucleicos diferentes. Es decir, puede haber dos o tres combinaciones diferentes de “extremos de peldaño” o moléculas que especifican el mismo ácido nucleico. Otras combinaciones tienen otros usos. Hay un código de inicio que le dice a una enzima dónde comenzar a reproducir el lado, y un código de parada que le dice a la enzima cuándo ha leído todas las especificaciones para una proteína determinada.
Las personas tienen 46 cadenas largas de código de ADN enrolladas como cromosomas en los núcleos de sus células. De estos, heredan 23 de su madre y 23 de su padre. Cada juego de 23 cromosomas es la especificación completa para un ser humano. La información es del tamaño de una enciclopedia de 23 volúmenes. De alguna manera (todavía desconocida) las enzimas eligen cuál de las dos enciclopedias leer al expresar las diferentes características en las células de nuestro cuerpo.
Las formas ricamente variadas de todas las especies vivas se especifican en el código de ADN. Una medida de su complejidad es la cantidad de información en el código. El código especifica la complejidad de la especie.
Ahora podemos apreciar por qué la acción aleatoria no puede construir lo simple hasta llegar a lo complejo. La complejidad del genoma del organismo vivo más diminuto es mucho mayor que la complejidad de los compuestos orgánicos, y estos a su vez son mucho más complejos que los 92 elementos.
Información y leyes físicas
La acción aleatoria no puede juntar nucleones o elementos químicos o nucleótidos de ninguna manera arbitraria. Las leyes de la física y la química prohíben ciertas combinaciones. ¿Surgió entonces la información de las leyes de la física y la química? No, las leyes sólo prohíben. Las leyes no mandan.
Si desea conducir a casa desde el trabajo a través de la ciudad, debe seguir las calles y carreteras. Las ordenanzas de la ciudad pueden prohibirle conducir en ciertas direcciones en ciertas calles, y los edificios o cercas pueden impedir que su automóvil cruce diagonalmente las cuadras de la ciudad. Incluso si está obedeciendo la ley y conduciendo solo donde es posible que su automóvil vaya, no necesariamente llegará a casa. Un mapa muestra dónde puede conducir, pero debe elegir su destino y su ruta para llegar desde su lugar de partida. Tu elección debe ser consistente con las leyes, pero no proviene de ellas automáticamente a menos que solo haya una forma de llegar a casa.
Los libros en inglés siguen reglas de ortografía y gramática. En estos días, esas reglas están programadas en procesadores de texto. Si las leyes de la física y la química crearon información antes de que existiera la inteligencia, entonces también deberíamos poder escribir libros presionando un botón y dejando que las reglas llenen el libro con información. Hay muchos libros que siguen las mismas reglas, pero algunos contradicen abiertamente a otros. Los libros contradictorios no pueden ser todos correctos. Por lo tanto, las leyes y las normas no crean información.
¿Nuestra vida comenzó en otro lugar?
James Dewey Watson (bioquímico estadounidense, 1928–) y Francis Harry Compton Crick (biofísico británico, 1916–2004) ganaron el Premio Nobel de fisiología o medicina en 1962 por su descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN, que almacena el código genético. Crick apreció la imposibilidad de que la acción aleatoria produjera el código genético de cualquier organismo vivo, incluso si la vida en la Tierra apareció hace 3.800 millones de años. Propuso que una civilización anterior muy avanzada surgió en otras partes del universo a través de un proceso darwinista mucho más largo. Luego, estos extraterrestres enviaron pequeños vehículos de reentrada que sembraron su vida sobre una amplia región del universo. Los vehículos formaron colonias dondequiera que encontraron condiciones adecuadas para la vida. La Tierra es uno de esos lugares. Crick llamó a esta idea “panspermia”.
La idea tiene varios méritos. Responde a la pregunta de por qué nuestra vida parece estar diseñada. Nuestros conocimientos y capacidades actuales, aunque muy avanzados, se están acercando ahora al nivel necesario para llevar a cabo nuestro propio proyecto de panspermia. ¿Quién sabe lo que seremos capaces de hacer dentro de unos siglos? ¿Y qué son unos pocos siglos comparados con la historia de la vida en la Tierra? Una civilización suficientemente avanzada probablemente podría diseñar una forma de vida como la nuestra. Quizás nuestra vida sea similar a la de ellos, quizás diferente.
Hay una gran búsqueda para descubrir algún mensaje codificado de una inteligencia superior extraterrestre. ¿Podríamos nosotros (y todos los organismos vivos de la Tierra) ser el mensaje? Tenemos información codificada en nuestro ADN. ¿Cómo llegó allí?
Varios autores nos han advertido que no tengamos prejuicios sobre las formas que podría tomar la vida. La vida extraterrestre inteligente no necesita ser muy similar a la nuestra. Quizás en otros planetas la vida inteligente tenga cuerpos similares a los de los reptiles o incluso a los insectos. Si estamos dispuestos a ir lo suficientemente lejos liberándonos de prejuicios, podemos concebir la vida ni siquiera a partir de átomos. ¿Podría haber vida no confinada a un cuerpo, no limitada por el espacio y el tiempo? Puede que no sea vida física en absoluto, pero entonces, ¿qué tipo de vida sería? ¿Podría ser similar al tipo de vida que algunos pueblos antiguos llamaban vida espiritual?
Un problema con la idea novedosa de Crick es que hace que el origen de la vida sea aún más remoto en el tiempo que si la vida se originara espontáneamente en la Tierra. El origen se sitúa en algún otro planeta, aún por descubrir, que no podemos investigar en detalle. Esto extiende nuestra búsqueda a miles de millones de años luz de distancia y un número igual de años de tiempo pasado.
Crick luchó con este problema en el último tercio del siglo XX, antes de que supiéramos con certeza que el universo es solo unas tres veces más antiguo que la Tierra. Si la vida que diseñó nuestra vida también se basó en arreglos complejos de átomos, apenas tuvo más tiempo que la nuestra para evolucionar. La complejidad total no fue posible hasta la tercera mañana para algún otro planeta, lo que puede no haber sido mucho antes de la tercera mañana para nuestro planeta.
Crick tenía razón cuando pensaba que la edad de la Tierra no es lo suficientemente larga como para que la acción aleatoria produzca vida basada en átomos. Ahora sabemos que la edad del universo tampoco es lo suficientemente larga. Pero si aceptamos la posibilidad de que algún tipo de vida no física (digamos, vida espiritual) diseñó la nuestra, alguna variación de la idea de Crick permanece como una opción abierta para explicar la existencia de nuestra vida.