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La mente nueva del emperador - PDF
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Ramón Soler Ríos
1 ROGER PENROSE La mente nueva del emperador En torno a la cibernética, la mente y las leyes de la física CONSEJO NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA FONDO DE CULTURA ECONÓMICA MÉXICO 12 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR Traducción: JOSÉ JAVIER GARCÍA SANZ 23 Primera edición en inglés, 1989 Primera edición en español, 1996 Primera reimpresión, 1996 Título original: The Emperor's New Mind Concerning Computers, Minds, and The Laws of Physics, 1989, Oxford University Press ISBN D.R., 1996, FONDO DE CULTURA ECONÓMICA Carretera Picacho-Ajusco 227, México, D.F. ISBN Impreso en México 34 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR Dedico este libro a la memoria de mi querida madre, quien no vivió para verlo. 45 NOTA PARA EL LECTOR: sobre la lectura de las ecuaciones matemáticas En diferentes partes de este libro he recurrido al uso de ecuaciones matemáticas, desoyendo impertérrito las frecuentes advertencias de que cada una de estas fórmulas reduciría a la mitad el número de lectores. Si usted es una persona que se siente intimidada ante una fórmula (como la mayoría de la gente), entonces le recomiendo un método que yo mismo uso cuando se presenta una de estas fórmulas fastidiosas. El método consiste, más o menos, en pasarla por alto y saltar a la siguiente línea de texto. Bien, no exactamente; es conveniente echar una rápida ojeada a la pobre fórmula, sin tratar de comprenderla del todo, y luego seguir adelante. Algún tiempo después, y armados con nueva confianza, podemos volver a la fórmula olvidada y tratar de captar alguna de sus características más sobresalientes. El propio texto puede servir de ayuda para saber qué es lo importante y qué puede ser pasado por alto sin problemas. Si no lo consigue, entonces prescinda de la fórmula, por completo y sin remordimientos. 56 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR AGRADECIMIENTOS Muchas personas me han ayudado, de una u otra forma, a escribir este libro, y debo darles las gracias. En particular, a los defensores de la IA fuerte (especialmente a los que intervinieron en un programa de la BBC TV que tuve ocasión de presenciar), quienes al expresar opiniones tan radicales me incitaron, hace ya varios años, a embarcarme en este proyecto. (Pese a todo, me temo que si entonces hubiera sabido el esfuerzo que su escritura me iba a exigir, no lo hubiera empezado.) También quiero agradecer a Toby Bailey, David Deutsch (quien también fue de gran ayuda en la comprobación de las especificaciones de mi máquina de Turing), Stuart Hampshire, Jim Hartle, Lane Hughston, Angus McIntyre, Mary Jane Mowat, Tristan Needham, Ted Newman, Eric Penrose, Toby Penrose, Wolfgang Rindler, Engelbert Schücking y Dennis Sciama, quienes revisaron versiones de pequeñas partes del manuscrito y me hicieron muchas sugerencias valiosas para mejorarlo. Merece un reconocimiento especial la ayuda de Christopher Penrose, con la información detallada respecto al conjunto de Mandelbrot, así como la de Jonathan Penrose, por su valiosa información sobre la computadora que juega ajedrez. Muchas gracias también a Colin Blakemore, Erich Harth y David Hubel por leer y revisar el capítulo IX, que concierne a un tema en el que sinceramente no soy un experto aunque, como sucede con toda la gente que acabo de mencionar, ellos no son en absoluto responsables de los errores que puedan haber quedado. Agradezco a la NSF su ayuda mediante los contratos DMS , DMS y PHY Asimismo he contraído una gran deuda con Martin Gardner por su extrema generosidad al escribir el prefacio de este trabajo, y también por sus comentarios. De forma especial, quiero agradecer a mi querida Vanessa por sus atentas y detalladas críticas en varios capítulos, por su invaluable asistencia en las referencias y, lo más importante, por soportarme cuando era insoportable, por su cariño y apoyo donde y cuando era vital. 67 PROCEDENCIA DE LAS ILUSTRACIONES Los editores agradecen el permiso para reproducir las ilustraciones que se citan: Las figs. IV.6 y IV.9 proceden de D. A. Klarner (ed.) The mathematical Gardner (Wadsworth International, 1981). La fig. IV.7 procede de B. Grünbaum y G. C. Shephard, Tilings and patterns (W. H. Freeman, 1987). Copyright 1987 por W. H. Freeman and Company. Utilizada con su permiso. La fig. IV.10 procede de K. Chandrasekharan, Hermann Weyl (Springer, 1986). Las figs, IV.11 y X.3 proceden de Pentaplexity: a class of non-periodic tilings of the plane. The Mathematical Intelligencer, 2, 32-7 (Springer, 1979). La fig. IV.12 procede de H. S. M. Coxeter, M. Emmer, R. Penrose y M. L. Teuber (eds.) y M. C. Escher: Art and science (North Holland, 1986). La fig. V M. C. Escher Heirs/Cordon Art Baarn Holland. La fig. X.4 procede de Journal of Materials Research, 2, 1-4 (Materials Research Society, 1987). Todas las demás ilustraciones son del autor. 78 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR PREFACIO por MARTIN GARDNER PARA muchos matemáticos y físicos célebres resulta difícil, si no imposible, escribir un libro que pueda ser entendido por los profanos. Hasta hoy se podría haber pensado que Roger Penrose, uno de los físico-matemáticos más eruditos y creativos del mundo, pertenecía a esta clase. Aunque quienes habíamos leído sus artículos y conferencias de divulgación teníamos otra opinión. Aun así, fue una deliciosa sorpresa descubrir que Penrose había robado tiempo a sus ocupaciones para producir un libro maravilloso destinado al profano. Creo que este libro pronto será clásico. Aunque los capítulos del libro de Penrose recorren la teoría de la relatividad, la mecánica cuántica y la cosmología, su interés principal radica en lo que los filósofos llaman el "problema mente-cuerpo". Durante décadas los defensores de la "IA (Inteligencia Artificial) fuerte" han intentado convencernos de que sólo es cuestión de uno o dos siglos (algunos hablan incluso de cincuenta años), para que las computadoras electrónicas hagan todo lo que la mente humana puede hacer. Estimulados por lecturas juveniles de ciencia-ficción y convencidos de que nuestras mentes son simplemente "computadoras hechas de carne" (como Marvin Minsky dijo en cierta ocasión), dan por supuesto que el placer y el dolor, el gusto por la belleza, el sentido del humor, la conciencia y el libre albedrío son cualidades que emergerán de modo natural cuando el comportamiento algorítmico de los robots electrónicos llegue a ser suficientemente complejo. Algunos filósofos de la ciencia (en particular John Searle, cuyo famoso experimento mental de la habitación china discute Penrose en detalle) están en abierto desacuerdo. Para ellos una computadora no es esencialmente diferente de las calculadoras mecánicas que funcionan con ruedas, palancas o cualquier otro mecanismo que transmita señales. (Se puede construir una computadora a base de ruedas que giran o agua que se mueva por tuberías.) Puesto que la electricidad viaja por los cables conductores mucho más rápido que otras formas de energía (excepto la luz), también puede jugar con los símbolos más rápidamente que las calculadoras mecánicas, y realizar así tareas de enorme complejidad. Pero "comprende" una computadora electrónica lo que está haciendo en una medida superior a la "comprensión" de la que es capaz un ábaco? Las computadoras juegan ahora al ajedrez como un gran maestro. "Comprenden" su juego mejor de lo que lo hace la máquina de jugar a tres en raya que en cierta ocasión construyeron unos desguazadores de computadoras con piezas de chatarra? Este libro es el ataque más poderoso que se haya escrito contra la IA fuerte. Durante los últimos siglos se han levantado objeciones contra el alegato reduccionista de que la mente es una máquina que funciona según las conocidas leyes de la física, pero la ofensiva de Penrose es más convincente, puesto que hace uso de información de la que no disponían los escritores anteriores. En el libro, Penrose se revela como algo más que un físico-matemático: es también un filósofo de primera línea, que no teme abordar problemas que sus contemporáneos despachan considerándolos sin sentido. Penrose tiene también el valor de sostener, frente al creciente rechazo de un pequeño grupo de físicos, un vigoroso realismo. No sólo el Universo "está ahí", sino que la verdad matemática tiene también sus propias y misteriosas independencia e intemporalidad. Como Newton y 89 Einstein, Penrose tiene un profundo sentido de humildad y respeto tanto hacia el mundo físico como hacia el ámbito platónico de la matemática pura. Al famoso especialista en teoría de números Paul Erdós le gusta hablar del "libro de Dios" en el que están registradas las demostraciones más notables. A los matemáticos se les permite de cuando en cuando echar una ojeada a alguna página. Penrose cree que cuando un físico o un matemático experimenta una repentina eureka!, no se trata simplemente de algo "producido por un cálculo complicado": es que la mente, por un momento, entra en contacto con la verdad objetiva. No sería posible, se pregunta, que el mundo de Platón y el mundo físico (que los físicos han diluido ahora en las matemáticas) fueran realmente uno y el mismo? Muchas páginas del libro están dedicadas a la famosa estructura de tipo fractal conocida como conjunto de Mandelbrot, por ser Benoit Mandelbrot quien la descubrió. Aunque es autosimilar en sentido estadístico, a medida que sus partes son ampliadas, su estructura con infinitas circunvoluciones cambia de manera impredecible. Penrose encuentra incomprensible (igual que yo) que nadie pueda suponer que esta exótica estructura no "esté ahí" igual que lo está el monte Everest, y pueda ser explorada de la misma forma que se explora una selva. Penrose forma parte del cada vez mayor grupo de físicos que piensan que Einstein no era ni tan obstinado ni tan confuso cuando afirmaba que una "voz interior" le decía que la mecánica cuántica estaba incompleta. Para apoyar esta afirmación, Penrose lleva al lector por un fascinante recorrido a través de temas como los números complejos, las máquinas de Turing, la teoría de la complejidad, las desconcertantes paradojas de la mecánica cuántica, los sistemas formales, la indecidibilidad de Gödel, los espacios fase, los espacios de Hilbert, los agujeros negros, los agujeros blancos, la radiación de Hawking, la entropía o la estructura del cerebro, y tantea otros temas que están en el centro de las especulaciones actuales. Tienen los perros y los gatos "conciencia" de sí mismos? Es posible, en teoría, para una máquina que transmite materia, transferir a una persona de un lugar a otro de la misma manera en que eran transmitidos o recibidos los astronautas de una serie de televisión? Cómo ayudó a la supervivencia el que la evolución haya producido la conciencia? Existe un nivel más allá de la mecánica cuántica en el que la dirección del tiempo y la distinción entre izquierda y derecha estén indisolublemente asociados? Son las leyes de la mecánica cuántica o quizás otras leyes aún más profundas esenciales para la actuación de la mente? La respuesta de Penrose a las dos últimas preguntas es afirmativa. Su famosa teoría de los twistors objetos geométricos abstractos que operan en un espacio complejo multidimensional que subyace bajo el espacio-tiempo es demasiado técnica para ser incluida en este libro. Ellos representan los esfuerzos de Penrose durante dos décadas para sondear una región más profunda que la de los campos y las partículas en la mecánica cuántica. Al clasificar las teorías en cuatro categorías: extraordinarias, útiles, provisionales y erróneas, Penrose coloca modestamente su teoría de los twistors en la clase de las provisionales, junto con la de las supercuerdas u otros grandes esquemas unificadores que hoy son fuertemente debatidos. Penrose es, desde 1973, el catedrático Rouse Ball de Matemáticas en la Universidad de Oxford. El título es apropiado ya que W. W. Rouse Ball no sólo fue un notable matemático sino también un mago aficionado, con un interés tan apasionado por las matemáticas recreativas que escribió una obra clásica en este campo: Mathematical Recreations and Essays. Penrose comparte el entusiasmo de Ball por el juego. En su juventud descubrió un "objeto imposible" llamado "tribar". (Un objeto imposible es el dibujo de una figura sólida que no puede existir ya que 910 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR incorpora elementos contradictorios.) Él y su padre Lionel, genetista, convirtieron el tribar en la Escalera de Penrose, una estructura que Maurits Escher utilizó en dos famosas litografías: "Ascenso y Descenso" y "Cascada". Un día en que Penrose estaba tumbado en la cama imaginó, en lo que él llamó un "arrebato de locura", un objeto imposible en un espacio tetradimensional. Es algo, decía, que si se le mostrase a una criatura del espacio de cuatro dimensiones le haría exclamar: " qué es esto? Dios mío!" Durante los años sesenta, mientras trabajaba en cosmología con su amigo Stephen Hawking, Penrose hizo el que tal vez sea su descubrimiento más conocido. Si la teoría de la relatividad es válida "hasta el final", en todo agujero negro debe haber una singularidad en la que ya no sean aplicables las leyes de la física. Incluso este resultado ha sido eclipsado últimamente por la construcción que él mismo hizo de dos formas que embaldosan el plano, a la manera de la teselación de Escher, pero que sólo pueden hacerlo en forma no periódica. (Encontrará una discusión de estas sorprendentes formas en mi libro Penrose Tiles to Trapdoor Ciphers.) Penrose las inventó, o más bien las descubrió, sin esperar que fueran de utilidad. Para asombro de todos resultó que las formas tridimensionales de sus baldosas pueden subyacer bajo un extraño y nuevo tipo de materia. El estudio de estos "cuasicristales" es hoy en día una de las áreas de investigación más activas dentro de la cristalografía. Es también el ejemplo más espectacular en los tiempos modernos de cómo las matemáticas lúdicas pueden tener aplicaciones no previstas. Los resultados de Penrose en matemáticas y física y sólo he mencionado una pequeña parte surgen de una permanente admiración por el misterio y por la belleza del ser. Su voz interior le dice que la mente humana es algo más que una simple colección de minúsculos cables e interruptores. El Adam de sus prólogo y epílogo es en parte el símbolo del despertar de la conciencia en la lenta evolución de la vida sensible. Para mí, Penrose es también el niño sentado en la tercera fila, detrás de las vacas sagradas de la IA, y que se atreve a sugerir que el emperador de la IA fuerte va desnudo. Aunque sus opiniones estén salpicadas de humor, ésta no es materia de risa. 1011 PRÓLOGO Hay una numerosa concurrencia en el Gran Auditorio para asistir a la presentación de la nueva computadora "Ultronic". El presidente Polho acaba de concluir su discurso de apertura y se alegra de ello: no se siente a gusto en tales ocasiones y no sabe nada de computadoras, salvo que ésta le va a ahorrar mucho tiempo. Los fabricantes le han asegurado que, entre sus muchos cometidos, será capaz de asumir todas las delicadas decisiones de Estado tan fastidiosas para él. Mejor que así sea, considerando la cuantiosa suma que se ha invertido en ello. Se ve ya disfrutando de muchas horas libres para jugar al golf en su magnífico campo privado, una de las pocas áreas verdes extensas que quedan en su pequeño país. Adam se sentía privilegiado de contarse entre los asistentes a la ceremonia de inauguración. Se sentó en la tercera fila. Dos filas más adelante de él estaba su madre, tecnócrata que había intervenido en el diseño de Ultronic. Casualmente su padre también estaba allí en el fondo de la sala, completamente rodeado de guardias de seguridad. En el último minuto el padre de Adam había tratado de hacer estallar la computadora. Él mismo se había encomendado esta misión, autonombrándose "espíritu conductor" de un pequeño grupo de activistas: el Gran Consejo para la Conciencia Psíquica. Por supuesto, él con todos sus explosivos habían sido inmediatamente detectados por los numerosos sensores electrónicos y químicos. Una pequeña parte de su castigo consistiría en ser testigo de la ceremonia de inauguración. Adam no sentía especial aprecio por sus padres. Quizá no necesitaba tales sentimientos. Durante sus trece años había sido criado casi exclusivamente por computadoras rodeado de todas las comodidades. Podía tener todo lo que quisiera sin más que apretar un botón: comida, bebida, compañía y entretenimiento; también información sobre cualquier cosa que le interesara, siempre ilustrada con coloridas y atractivas ilustraciones. La alta posición de su madre había hecho posible todo esto. El diseñador en jefe estaba llegando al final de su discurso: "...tiene más de unidades lógicas. Más que el número total de neuronas que reúnen todos los cerebros de todas las personas en todo el país! Su inteligencia será inimaginable. Afortunadamente, sin embargo, no necesitarnos imaginarla. Dentro de un instante todos nosotros tendremos el Privilegio de ser testigos de primera mano de su inteligencia: pido a la respetable primera dama de nuestro gran país, la señora Isabella Polho, que conecte el interruptor que activa nuestra fantástica computadora Ultronic!" La esposa del presidente avanzó. Un poco nerviosa, y con cierta torpeza, cerró el interruptor. Se produjo un gran silencio y un casi imperceptible parpadeo de las luces cuando las unidades lógicas se activaron. Todos esperaban, sin saber muy bien el qué. "Bien, hay alguien en la audiencia que quiera dirigirse a nuestro nuevo Sistema de Cómputo Ultronic para plantearle la primera pregunta?", interrogó el diseñador en jefe. Nadie se atrevía, temerosos de parecer estúpidos ante la multitud, y ante la nueva omnipresencia. Se hizo el silencio. "Sin duda hay alguien", suplicó. Pero todos tenían miedo, aprensivos frente a la nueva y todopoderosa conciencia. Pero Adam no sentía el mismo respeto, por el hecho de haber crecido entre computadoras. Casi sabía lo que se sentiría ser una computadora, o por lo menos así lo creía. De todas formas tenía curiosidad. Levantó su mano. "Ah, sí", dijo el diseñador en jefe, "el muchacho de la tercera fila. Tienes alguna pregunta para nuestro ejem nuevo amigo?" 1112 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR I. CABE LA MENTE EN UNA COMPUTADORA? INTRODUCCIÓN DURANTE LAS ÚLTIMAS DÉCADAS, la tecnología de las computadoras electrónicas ha hecho enormes progresos. Y estoy seguro de que en las próximas décadas tendrán lugar nuevos progresos en velocidad, capacidad y diseño lógico. Nuestras computadoras actuales nos parecerán tan lentas y primitivas como hoy nos lo parecen las calculadoras mecánicas de antaño. Hay algo casi estremecedor en el ritmo del progreso. Las computadoras ya pueden realizar con mucha más velocidad y precisión tareas que hasta ahora habían estado reservadas exclusivamente al pensamiento humano. Desde hace tiempo estamos acostumbrados a que las máquinas nos superen ampliamente en las tareas físicas. Esto no nos causa el menor desasosiego. Antes bien, nos gusta tener aparatos que nos lleven por tierra a grandes velocidades más de cinco veces la velocidad del más veloz atleta humano o que puedan cavar hoyos o demoler estructuras que nos estorban con una rapidez que dejaría en ridículo a equipos compuestos por docenas de hombres. Estamos aún más encantados de tener máquinas que nos permitan hacer físicamente cosas que nunca antes habíamos podido hacer, como llevarnos por los cielos y depositarnos al otro lado del océano en cuestión de horas. El que las máquinas obtengan tales logros no hiere nuestro orgullo. Pero el poder pensar, eso sí ha sido siempre una prerrogativa humana. Después de todo, ha sido esa capacidad la que, al traducirse en términos físicos, nos ha permitido superar nuestras limitaciones físicas y la que parecería ponernos por encima de otras criaturas. Si las máquinas pudieran llegar a superarnos algún día en esa cualidad en la que nos habíamos creído superiores, no tendríamos entonces que ceder esa superioridad a nuestras propias creaciones? La pregunta de si se puede afirmar o no que un artefacto mecánico piensa quizás incluso que experimenta sentimientos, o que posee una mente, es antigua. 1 Sin embargo, ha recibido un nuevo ímpetu con la llegada de la moderna tecnología de las.computadoras. Es una pregunta que implica profundos temas de filosofía. Qué significa pensar o sentir? Qué es la mente? Existe realmente la mente? Suponiendo que sí existe, en qué medida depende de las estructuras físicas a las que está asociada? Podría existir la mente al margen de tales estructuras? O es simplemente el modo de funcionar de ciertos tipos de estructuras físicas? En cualquier caso, es imprescindible que las estructuras importantes sean de naturaleza biológica (cerebros) o podrían también estar asociadas a componentes electrónicos? Está la mente sujeta a las leyes de la física? Qué son, de hecho, las leyes de la física? Éstas son algunas de las cuestiones que intentaré tratar en este libro. Pedir respuestas definitivas a preguntas tan fundamentales estaría fuera de lugar. Yo no puedo proporcionar tales respuestas; nadie puede, aunque hay quien trata de impresionarnos con sus conjeturas. Mis propias conjeturas jugarán un papel importante en lo que sigue, pero trataré de distinguir claramente tales especulaciones de los hechos científicos brutos, y trataré también de dejar claras las razones en las que se fundamentan mis especulaciones. No obstante, mi principal propósito aquí no es hacer conjeturas, sino plantear algunos temas aparentemente nuevos, concernientes a la relación entre la estructura de las leyes físicas, la naturaleza de las matemáticas y el pensamiento consciente, y presentar un punto de vista que no he visto expresado hasta ahora. Es un punto de vista que no puedo describir adecuadamente en pocas palabras, y ésta es una de las razones por las que he tenido que realizar un libro de este tamaño. Pero en resumen, y quizá de manera algo equívoca, 1 Véase, por ejemplo, Gardner (1958), Gregory (1981) y las referencias que allí figuran 1213 puedo al menos afirmar que mi punto de vista sugiere que es nuestra actual incomprensión de las leyes fundamentales de la física la que nos impide aprehender el concepto de "mente" en términos físicos o lógicos. No quiero decir con esto que las leyes no sean nunca conocidas del todo. Por el contrario, parte del objetivo de esta obra es intentar estimular la investigación en este campo en direcciones que parecen prometedoras y hacer algunas sugerencias bastante concretas, aparentemente nuevas, sobre el lugar que realmente podría ocupar la mente en el desarrollo de la física que conocemos. Debería dejar claro que mi punto de vista es poco convencional, al menos entre los físicos y, por consiguiente, resulta poco probable que sea adoptado, actualmente, por los científicos de computadoras o por los fisiólogos. La mayoría de los físicos alegará que las leyes fundamentales que operan a escala del cerebro humano son ya perfectamente conocidas. No se negará, por supuesto, que existen aún muchas lagunas en nuestro conocimiento de la física en general. Por ejemplo, no conocemos las leyes básicas que determinan los valores de la masa de las partículas subatómicas ni la intensidad de sus interacciones. No sabemos cómo hacer del todo compatible la teoría cuántica con la teoría de la relatividad especial de Einstein, ni mucho menos cómo construir la teoría de la "gravitación cuántica" que haga compatible la teoría cuántica con su teoría de la relatividad general. Como consecuencia de esto último, no comprendemos la naturaleza del espacio a la escala absurdamente minúscula de 1/ del tamaño de las partículas elementales conocidas, aunque para dimensiones mayores nuestro conocimiento se presuma adecuado. No sabemos si el Universo como un todo tiene extensión finita o infinita tanto en el espacio como en el tiempo aunque pueda parecer que tales incertidumbres no tengan ninguna importancia en la escala humana. No comprendemos la física que actúa en el corazón de los agujeros negros ni en el big bang, origen del propio Universo. Pero todas estas cosas parecen no tener nada que ver con lo que imaginamos en la escala "cotidiana" (o incluso una más pequeña) del funcionamiento del cerebro humano. Y ciertamente así es, aunque argumentaré precisamente que en este nivel existe frente (o, mejor dicho, detrás) de nuestras propias narices otra gran incógnita en nuestra comprensión de la física y que podría ser fundamental para el funcionamiento del pensamiento humano y de la conciencia. Es una incógnita que no ha sido siquiera reconocida por la mayoría de los físicos, como trataré de demostrar. Argumentaré, además, que curiosamente, los agujeros negros y el big bang realmente tienen una gran relación con estos asuntos. En seguida intentaré persuadir al lector de la fuerza de la evidencia que sustenta el punto de vista que trato de exponer. Para comprenderlo, tenemos un buen trabajo por delante. Necesitaremos viajar por territorios muy extraños algunos de importancia aparentemente dudosa y por campos de esfuerzo muy distintos. Necesitaremos examinar la estructura, fundamentos y enigmas de la teoría cuántica; los rasgos básicos de las teorías de la relatividad especial y general, de los agujeros negros, del big bang, y de la segunda ley de la termodinámica, de la teoría de Maxwell de los fenómenos electromagnéticos y de las bases de la mecánica newtoniana. Además tendremos que vérnoslas con algunas cuestiones de filosofía y psicología cuando intentemos comprender la naturaleza y la función de la conciencia. Por supuesto, tendremos que tener una visión general de la neurofisiología del cerebro, además de los modelos de computadora propuestos. Necesitaremos tener alguna noción del status de la inteligencia artificial, así como saber qué es una máquina de Turing, y comprender el significado de la computabilidad, del teorema de Gödel y de la teoría de la complejidad. Nos adentraremos también en los fundamentos de la matemática, e incluso deberemos plantearnos la cuestión de la 1314 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR propia naturaleza de la realidad física. Si, al final de todo ello, los argumentos menos convencionales que trato de exponer no han persuadido al lector, confío al menos que habrá sacado algo de este tortuoso y, espero, fascinante viaje. LA PRUEBA DE TURING Imaginemos que un nuevo modelo de computadora ha salido al mercado, posiblemente con una memoria de almacenamiento y un número de unidades lógicas mayor que las que hay en un cerebro humano. Supongamos también que las máquinas han sido cuidadosamente programadas y que se les ha introducido una gran cantidad de datos. Los fabricantes dirían que el artefacto realmente piensa. Quizá también digan que es auténticamente inteligente. O pueden ir más lejos y sugerir que este aparato realmente siente dolor, felicidad, compasión, orgullo, etc., y que es consciente y realmente comprende lo que está haciendo. De hecho, se está afirmando que tiene conciencia. Cómo decidir si son ciertas o no las afirmaciones de los fabricantes? Normalmente, cuando compramos una determinada máquina juzgamos su valor de acuerdo con el servicio que nos presta. Si realiza satisfactoriamente las tareas que le encomendamos, entonces quedamos complacidos. Si no, la devolvemos para su reparación o sustitución. De acuerdo con este criterio, para probar la afirmación de los fabricantes de que un aparato semejante tiene realmente las cualidades humanas que se le atribuyen, pediríamos simplemente que se comporte, en estos aspectos, como lo haría cualquier persona. Mientras lo hiciera satisfactoriamente no tendríamos ningún motivo de queja y no necesitaríamos devolver la computadora para su reparación o sustitución. Esto nos proporciona un punto de vista operacional para abordar estas cuestiones. El conductista dirá que la computadora piensa siempre y cuando actúe del mismo modo que lo hace una persona cuando está pensando. Adoptaremos, de momento, este punto de vista operacional. Esto no quiere decir, por supuesto, que estemos pidiendo que la computadora se mueva como podría hacerlo una persona mientras está pensando. Menos aún esperaríamos que se asemejara o se hiciera sentir al tacto como un ser humano: estos atributos serían irrelevantes para el propósito de la computadora. Lo que esto quiere decir, no obstante, es que le estamos pidiendo que dé respuestas de tipo humano a cualquier pregunta que le podamos plantear, y que estamos afirmando que realmente piensa (o siente, comprende, etc.) siempre que responda a nuestras preguntas de una manera indistinguible a la de un ser humano. Este punto de vista fue vigorosamente expuesto en un famoso artículo titulado "Compunting Machinery and Intelligence", por Alan Turing, aparecido en 1950 en la revista filosófica Mind (Turing, 1950). (Hablaremos de Turing más adelante.) En este artículo se describió por primera vez la idea ahora conocida como prueba de Turing. Ésta pretendía ser una forma de decidir, dentro de lo razonable, si una máquina efectivamente piensa. Supongamos que se afirma realmente que una computadora (como la que nos venden los fabricantes en la descripción anterior) piensa. De acuerdo con la prueba de Turing, la computadora y algún voluntario humano se ocultan de la vista de un interrogador perspicaz. El interrogador tiene que tratar de decidir cuál es cuál entre la computadora y el ser humano, mediante el simple procedimiento de plantear preguntas de prueba a cada uno de ellos. Estas preguntas y, lo que es más importante, las 1415 respuestas que ella * recibe, se transmiten de modo impersonal; por ejemplo, pulsadas en un teclado o mostradas en una pantalla. A la interrogadora no se le permite más información sobre cualquiera de las partes que la que obtiene en esta sesión de preguntas y respuestas. El sujeto humano responde a las preguntas sinceramente y trata de persuadirle de que él es realmente el ser humano pero la computadora está programada para "mentir" y, por consiguiente, tratar de convencer a la interrogadora de que es ella, y no el otro, el ser humano. Si en el curso de una serie de pruebas semejantes la interrogadora es incapaz de identificar de una forma definitiva al sujeto humano real, se considera que la computadora (su programa, el programador, o el diseñador, etc.) ha superado la prueba. Ahora bien, si alguien cree que esta prueba es bastante injusta con la computadora, piense por un momento que se invirtieran los papeles de forma que se le pidiese al ser humano que se hiciera pasar por una computadora y a ésta que respondiese sinceramente. Sería demasiado fácil para la interrogadora descubrir cuál es cuál. Todo lo que necesitaría hacer es pedir al sujeto que realizara alguna operación aritmética complicada. Una buena computadora sería capaz de responder al instante con precisión, mientras que el ser humano se quedaría mudo. (Habría que tener cierto cuidado con esto, no obstante. Hay humanos "calculadores prodigio" que pueden realizar notables proezas de aritmética mental con precisión infalible y sin esfuerzo aparente. Por ejemplo, Johann Martin Zacharias Dase, 2 hijo de un granjero analfabeto, que vivió en Alemania entre 1824 y 1861, era capaz de multiplicar mentalmente dos números de ocho cifras en menos de un minuto, o dos números de veinte cifras en unos seis minutos. Sería fácil confundir tales proezas con los cálculos de una computadora. En tiempos más recientes fueron igualmente impresionantes los logros de Alexander Aitken, que fue catedrático de matemáticas en la Universidad de Edimburgo en los años cincuenta, y de algunos otros. La tarea aritmética que escogiera la interrogadora para hacer la prueba tendría que ser mucho más compleja que ésta; por ejemplo, multiplicar dos números de treinta cifras en dos segundos, lo que está claramente dentro de las capacidades de una buena computadora moderna.) Por consiguiente, parte del trabajo de los programadores de la computadora consiste en hacer que parezca en algunas cosas "más estúpida" de lo que realmente es. Así, si la interrogadora planteara a la computadora una tarea aritmética complicada, como las que hemos considerado más arriba, ésta debería simular que no es capaz de responderla o de lo contrario sería descubierta inmediatamente. No creo, sin embargo, que hacer a una computadora "más estúpida" fuera un problema particularmente serio para los programadores. Su dificultad principal estaría en hacer que respondiera a algunos de los tipos de preguntas más simples, de "sentido común", preguntas con las que el sujeto humano no tendría ninguna dificultad. No obstante, hay una dificultad al dar ejemplos concretos de tales preguntas. Dada cualquier pregunta, sería cosa fácil, a continuación, pensar una manera de hacer que la computadora respondiera a esa pregunta concreta como lo haría una persona. Pero cualquier falta de comprensión real por parte de la computadora quedaría probablemente en evidencia en un interrogatorio continuo, y especialmente con preguntas originales y que requieran una * Al escribir un trabajo como éste se presenta un problema inevitable cuando hay que decidir si usar los pronombres "él" o "ella" donde no se tenga intención de referirse al género. Por lo mismo, cuando haga referencia a alguna persona abstracta usaré en lo sucesivo él para indicar simplemente la frase "ella o él", lo que considero una práctica común. Sin embargo, espero que se me perdone un evidente rasgo de sexismo al expresar aquí una preferencia por un interrogador femenino. Mi idea es que ella podría ser más sensible que su contraparte masculina en cuanto a reconocer cualidades humanas reales. 2 Véase, por ejemplo, Resnikoff y Wells (1984), pp Para un informe clásico sobre los calculadores prodigio en general, véase Rouse Ball (1892); también Smith (1983). 1516 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR comprensión real. La habilidad de la interrogadora radicaría, en parte, en imaginar estas preguntas originales, y en parte, en hacerlas seguir de otras, de naturaleza exploratoria, diseñadas para descubrir si ha habido o no una "comprensión" real. Podría también plantear de vez en cuando alguna pregunta completamente sin sentido para ver si la computadora puede detectar la diferencia, o bien podría añadir una o dos que superficialmente pareciesen absurdas, pero que en realidad tuviesen cierto sentido. Por ejemplo, podría decir: "Esta mañana oí que un rinoceronte iba volando por el Mississippi en un globo rosa. Qué piensas de eso?" (Casi podemos imaginar las gotas de sudor frío corriendo por la frente de la computadora, por usar una metáfora no muy apropiada). Podría responder cautelosamente: "Me suena bastante ridículo". Hasta aquí todo va bien. Continúa la interrogadora: " De veras? Mi tío lo hizo una vez de ida y vuelta, sólo que era beige con rayas. Qué hay de ridículo en eso?" Es fácil imaginar que, si no tuviera una correcta "comprensión", una computadora caería pronto en la trampa y se descubriría. Podría incluso equivocarse y decir: "Los rinocerontes no pueden volar" (si sus bancos de memoria vinieran en su ayuda con el hecho de que no tienen alas), en respuesta a la primera pregunta, o "los rinocerontes no tienen rayas", en respuesta a la segunda. La vez siguiente la interrogadora podría hacer la pregunta más absurda, y cambiarla por "bajo el Mississippi", o "en el interior del globo rosa", o "con un camisón rosa", para ver si la computadora tenía juicio para darse cuenta de la diferencia esencial. Dejemos a un lado, de momento, la cuestión de si puede o cuándo podría hacerse construir una computadora que supere realmente la prueba de Turing. En lugar de ello supongamos, sólo para nuestra argumentación, que ya se han construido máquinas semejantes. Entonces podemos preguntar si una computadora, que ha superado la prueba, necesariamente piensa, siente, comprende, etc. Volveré a este asunto más adelante. De momento, consideremos algunas de sus implicaciones. Por ejemplo, si los fabricantes tienen razón en sus afirmaciones más radicales, es decir, que su aparato es un ser pensante, sentimental, sensible, comprensivo, consciente, entonces la compra del aparato implicará responsabilidades morales. Esto realmente debería ser así si hemos de creer a los fabricantes. El simple hecho de poner en marcha la computadora para satisfacer nuestras necesidades sin tener en cuenta su propia sensibilidad, ya sería censurable. Sería lo mismo que maltratar a un esclavo. En general, tendríamos que evitar causar a la computadora el dolor que los fabricantes alegan que es capaz de sentir. Desconectar la computadora, o quizás incluso venderla cuando había llegado a sentirse muy unida a nosotros, nos plantearía dificultades morales, y habría otros incontables problemas del mismo tipo que se nos presentan en nuestra relación con otros seres humanos o con los animales. Todas estas cuestiones se volverían primordiales. Por todo eso sería para nosotros de gran importancia (y también para las autoridades) saber si las pretensiones de los fabricantes que, suponemos, se basan en su afirmación de que "cada uno de nuestros aparatos pensantes ha sido sometido a la prueba de Turing por un equipo de expertos" son realmente ciertas. Creo que, pese al absurdo aparente de algunas de las implicaciones de este hecho, en particular las morales, el considerar la superación de la prueba de Turing como un indicio válido de la presencia de pensamiento, inteligencia, comprensión o conciencia es más que razonable, pues de qué otro modo, si no es por la conversación juzgamos el que otras personas poseen tales cualidades? En realidad sí existen otros criterios, como las expresiones faciales, los movimientos corporales u otras acciones, que nos pueden influir de forma significativa al hacer tales juicios. Pero podemos imaginar que se pudiera construir (quizás en un futuro más lejano) un robot que imitase con éxito todas estas expresiones y movimientos. En ese caso ya no sería necesario 1617 ocultar el robot y el sujeto humano de la vista de la interrogadora, aunque los criterios que ésta tendría a su disposición son, en principio, los mismos que antes. En lo que a mí concierne, estoy dispuesto a relajar considerablemente los requisitos de la prueba de Turing. Creo que pedir a la computadora que imite a un ser humano de tal forma que resulte indistinguible de éste en los aspectos más importantes es, en verdad, pedirle más de la cuenta. Todo lo que yo pediría es que nuestra interrogadora perspicaz se sintiera realmente convencida a través de la naturaleza de las réplicas de la computadora de que hay una presencia consciente, aunque posiblemente extraña, que subyace en esas réplicas. Esto es algo manifiestamente ausente de todos los sistemas de computadoras que se han construido hasta la fecha. Me doy cuenta, sin embargo, de que existiría el peligro de que si la interrogadora fuera capaz de darse cuenta efectivamente de cuál de los sujetos era la computadora, entonces, quizás inconscientemente, podría ser reacia a atribuirle una conciencia, aun cuando pudiera percibirla. O, por el contrario, ella podría tener la impresión de que "siente" esa "presencia extraña" y estar dispuesta a conceder a la computadora el beneficio de la duda aun cuando no la hay. Por estas razones, la versión original de la prueba de Turing tiene una ventaja considerable al ser más objetiva y en general me atendré a ella en lo que sigue. La consiguiente "injusticia" que se comete con la computadora de la que he hablado antes (es decir, que para superar la prueba debe ser capaz de hacer todo lo que puede hacer un ser humano, mientras que el humano no necesita ser capaz de hacer todo lo que puede hacer una computadora) no es algo que parezca preocupar a los defensores de la prueba de Turing como una verdadera prueba de pensamiento. En cualquier caso, su reiterada opinión es que no pasará mucho tiempo antes de que una computadora pueda realmente superar la prueba, digamos hacia el año (Turing sugirió originalmente que para el año 2000 la computadora podría llegar al 30% de éxitos frente a un interrogador ' medio" y sólo cinco minutos de interrogatorio.) Sus partidarios parecen convencidos, en consecuencia, de que la falta de imparcialidad no está retrasando mucho ese día. Todo esto resulta importante para una cuestión esencial: realmente el punto de vista operacional proporciona un conjunto de criterios razonable para juzgar la presencia o la ausencia de cualidades mentales en un objeto? Algunos afirmarán contundentemente que no. La imitación, por muy hábil que sea, no es lo mismo que el objeto imitado. Mi posición a este respecto es en cierto modo intermedia. Como principio general me inclino a creer que la imitación, por muy hábil que sea, debería ser siempre detectable mediante un sondeo suficientemente hábil aunque esto es más una cuestión de fe (o de optimismo científico) que un hecho probado. Por ello estoy dispuesto a aceptar la prueba como aproximadamente válida en su contexto. Es decir, si la computadora fuera capaz de responder a todas las preguntas que se le plantean de manera indistinguible a como lo haría un ser humano, y así, engañar completa* y consistentemente a nuestra interrogadora perspicaz, entonces, en ausencia de cualquier evidencia en contra, mi conjetura sería que la computadora realmente piensa y siente. Al utilizar palabras como "evidencia", "realmente", "conjetura", quiero decir que cuando me refiero a pensamiento, sentimiento o comprensión o, especialmente, a conciencia, considero que los conceptos significan "cosas" reales objetivas cuya presencia o ausencia en los cuerpos físicos es algo que tratamos de descubrir, y que no son simplemente conveniencias de lenguaje. Considero esto un punto crucial. Al tratar de discernir la presencia de tales cualidades hacemos conjeturas basadas en toda la evidencia disponible. (Esto no es diferente del caso, por ejemplo, de un astrónomo que trata de averiguar la masa de una estrella lejana.) 1718 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR Qué tipo de evidencia en contra tendríamos que considerar? Es difícil establecer reglas por adelantado. No obstante, quiero dejar claro que el simple hecho de que la computadora pudiera estar construida a base de transistores y cables en lugar de neuronas y venas, no es, propiamente dicho, el tipo de cosas que consideraría como evidencias en contra. Estoy pensando en que en algún momento en el futuro pueda desarrollarse una teoría acertada de la conciencia acertada en el sentido de que sea una teoría física coherente y apropiada, elegante y consistente con el resto de los conocimientos físicos, y tal que sus predicciones correspondan exactamente con las afirmaciones de los seres humanos acerca de cuándo o hasta qué punto parecen ellos mismos ser conscientes y que esta teoría pueda tener implicaciones sobre la supuesta conciencia de nuestra computadora. Se podría incluso imaginar un "detector de conciencias", construido según los principios de esta teoría, que fuera completamente fiable frente a sujetos humanos pero que diera resultados diferentes a los de una prueba de Turing en el caso de una computadora. En tales circunstancias, tendríamos que ser muy cuidadosos a la * hora de interpretar los resultados de una prueba de Turing. Creo que ' la forma de ver la cuestión de cómo adaptar la prueba de Turing depende en parte de la forma en que esperamos que se desarrollen la ciencia y la tecnología. Tendremos que volver sobre estas consideraciones más adelante. INTELIGENCIA ARTIFICIAL Un área que ha despertado gran interés en los últimos años es la que se conoce como inteligencia artificial, a menudo abreviada simplemente como "IA". Los objetivos de la IA son imitar por medio de máquinas, normalmente electrónicas, tantas actividades mentales como sea posible, y quizá, llegar a mejorar las que llevan a cabo los seres humanos. El interés por los resultados de la IA procede al menos de cuatro direcciones. En concreto, tenemos el estudio de la robótica, que está interesada, sobre todo, en la aplicación industrial de los dispositivos mecánicos que pueden realizar tareas "inteligentes" tareas de una variedad y complejidad que habían exigido anteriormente la intervención humana y realizarlas con una velocidad y fíabilidad por encima de la de cualquier humano, o bien, en condiciones tales en las que la vida correría peligro. También es de interés comercial, así como general, el desarrollo de los llamados sistemas expertos, con los que se intenta codificar el conocimiento esencial de toda una profesión: medicina, abogacía, etc., en un paquete de ordenador. Es posible que la experiencia y competencia de los profesionales pueda ser realmente reemplazada por estos paquetes? O se trata sencillamente de que todo lo que podemos esperar son unas listas interminables de información objetiva y un sistema completo de referencias cruzadas? La cuestión de si las computadoras pueden mostrar (o imitar) inteligencia auténtica tiene evidentemente importantes implicaciones sociales. Otra área en la que la IA podría tener importancia directa es la psicología: se confía en que tratando de imitar el comportamiento de un cerebro humano (o el de algún otro animal) mediante un dispositivo electrónico o fracasando en el intento podamos aprender cosas importantes sobre el funcionamiento cerebral. Finalmente, existe entre los optimistas la esperanza de que la * Deliberadamente he permanecido cauto y sin revelar lo que considero sería una genuina aprobación de la prueba de Turing. Supongo, por ejemplo, que tras una larga serie de intentos fallidos de pasar la prueba, la computadora puede reunir todas las respuestas que el sujeto humano previamente le habría proporcionado y entonces simplemente devolverlas con ciertos adecuados ingredientes al azar. Después de un rato nuestro fatigado interrogador habrá agotado las preguntas originales que debía plantear y será timado de una manera que considero tramposa por parte de la computadora. 1819 IA tuviera algo que decir sobre cuestiones profundas de la filosofía y que nos proporcionara algunos elementos nuevos del concepto mente. Hasta dónde ha llegado la IA por el momento? Me resultaría difícil tratar de resumirlo. En diferentes partes del mundo existen muchos grupos activos y sólo estoy familiarizado con una pequeña parte de su trabajo. De todas formas, estaría bien decir que, aunque se han hecho muchas cosas ingeniosas, la simulación de algo que pudiera pasar por inteligencia auténtica tiene todavía un largo camino por delante. Para dar una, idea del tema mencionaré primero algunos de los logros anteriores (aún hoy en día impresionantes), y luego algunos progresos notables alcanzados recientemente con computadoras que juegan ajedrez. Uno de los primeros dispositivos IA fue la "tortuga" de W. Grey Walter, construida a comienzos de los años cincuenta, 3 que se movía por el suelo hasta que sus baterías estaban bajas, entonces iba al enchufe más próximo, se conectaba y recargaba sus baterías. Una vez reabastecida se desconectaba por sí misma y volvía a sus aventuras por el suelo. Desde entonces se han construido muchos objetos similares (véase, por ejemplo, Waltz, 1982). Un ejemplo de desarrollo algo diferente es el programa de computadora de Terry Winograd, diseñado en 1972, que puede conversar (hablando y escuchando) sobre lo que hace con una colección de bloques de varias formas y colores que, por medio de simulación, coloca unos sobre otros en diferentes órdenes y disposiciones. Pese a estos primeros éxitos es notable cuan difícil ha resultado diseñar el control de un sencillo "brazo robot" articulado que hace maniobras evitando obstáculos amontonados, donde los movimientos necesarios parecerían "obvios" para una persona. La interpretación de imágenes visuales es también un área en la que los procedimientos de la IA no han conseguido acercarse a lo que el cerebro humano (y, de hecho, el de la mayoría de los animales) logra sin esfuerzo. En línea más directa con la prueba de Turing está el programa del ordenador de K. M. Colby, desarrollado a mediados de los sesenta, que simula a un psicoterapeuta, con tanto éxito que algunos pacientes descubren que prefieren a la computadora antes que a un terapeuta humano, pues son más sinceros de lo que serían con su homólogo humano. Como ejemplo 4 de tal intercambio entre la computadora "terapeuta" y un paciente, sigamos la siguiente conversación (mantenida a través de un teletipo): TERAPEUTA: En qué puedo ayudarle? PACIENTE: No lo sé. TERAPEUTA: Cuénteme algo. PACIENTE: No. TERAPEUTA: Puede explicarse? PACIENTE: Me siento enfermo y cansado. TERAPEUTA: Tiene alguna idea de por qué? PACIENTE: Me siento viejo. 3 Véase Gregory (1981), pp , Grey Walter (1953). 4 Este ejemplo se obtuvo de Delbrük (1986). 1920 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR TERAPEUTA: Continúe, por favor. PACIENTE: Creo que he perdido el interés en todo. TERAPEUTA: Dígame algo más sobre eso. PACIENTE: Tengo una idea vaga de por qué me siento así. TERAPEUTA: La tiene? PACIENTE: Creo que quisiera tener una familia.' TERAPEUTA: Qué le hace desear una familia? PACIENTE: Sería estimulante... TERAPEUTA: Por qué es tan importante para usted? Aunque esto pueda dar una extraña impresión de que la computadora está entendiendo, en realidad no entiende nada; simplemente está siguiendo algunas reglas mecánicas sencillas. (Existe también un caso inverso a éste, en el que la computadora simula a un esquizofrénico, que presenta todos los síntomas y respuestas de un libro de texto y es capaz de engañar a algunos estudiantes de medicina que llegan a creer que realmente es un paciente humano el que está dando las respuestas.) Las computadoras que juegan ajedrez proporcionan los mejores ejemplos de máquinas que poseen lo que podría ser considerado como "conducta inteligente". De hecho, algunas han alcanzado hoy día (1989) un nivel de juego más que respetable en relación con los jugadores humanos, acercándose al de "Maestro Internacional" (las puntuaciones de estas computadoras estarían por debajo de 2 300; en comparación con la del campeón mundial Kasparov, que está por encima de 2 700). En concreto, un programa de computadora (para el microprocesador comercial Fidelity Excel) de Dan y Kathe Spracklen ha alcanzado una puntuación (Elo) de 2110 y se le ha concedido el título de "Maestro" de la USCF. Aún más impresionante es "Deep Thought" (Pensamiento Profundo), programado fundamentalmente por Hsiung Hsu, de la Universidad de Carnegie Mellon, y que tiene una puntuación cercana a 2500 Elo, y recientemente logró la notable proeza de compartir el primer puesto (con el Gran Maestro Tony Miles) en un torneo de ajedrez (en Longbeach, California, en noviembre de 1988), derrotando por primera vez a un Gran 5 Maestro (Bent Larsen). Estas computadoras sobresalen también en la resolución de problemas de ajedrez y superan fácilmente a los humanos en este empeño. 6 Las máquinas de jugar ajedrez dependen tanto del "conocimiento libresco" como de su poder de cálculo. Es digno de mención que, curiosamente estas máquinas en general son mejores en comparación con los jugadores humanos en el llamado "ajedrez-ping pong", cuando se impone que los movimientos se ejecuten muy rápidamente; en cambio, los jugadores humanos actúan 5 Véase los artículos de O'Connell (1988) y Keene (1988). Para más información sobre las computadoras que juegan ajedrez, véase Levy (1984). 6 Por supuesto la mayoría de los problemas de ajedrez están pensados para que sean difíciles para una persona. No sería demasiado complicado, creo, elaborar un problema que no fuera demasiado difícil para una persona pero que una computadora actual no pudiera resolver ni en mil años. (Habría que seguir un plan bastante obvio: plantear un problema cuya solución requiriera muchísimas jugadas. Son conocidos algunos que precisan más de 200, lo que es más que suficiente.) Esto propone un desafío interesante. 2021 mucho mejor cuando se permite una buena cantidad de tiempo para cada movimiento. Esto ha de ser debido a que las decisiones de la computadora se basan en extensos cálculos rápidos y exactos, mientras que el jugador humano saca ventaja de consideraciones conscientes relativamente lentas. Los juicios humanos reducen drásticamente el número de posibilidades que deben considerarse seriamente en cada etapa del cálculo, y cuando se dispone de tiempo se puede hacer un análisis mucho más profundo que el del mero cálculo y la eliminación directa de posibilidades, como lo hace la máquina. (Esta diferencia es aún más notable en el "go", difícil juego oriental, en el que el número de posibilidades en cada movimiento es mucho mayor que en el ajedrez.) La relación entre conciencia y formación de juicios será capital para mis argumentos posteriores, especialmente en el capítulo X. LA APROXIMACIÓN DE LA IA AL PLACER Y AL DOLOR Una de las pretensiones de la IA es proporcionar una vía hacia el entendimiento de las cualidades mentales, tales como la felicidad, el dolor o el hambre. Tomemos por ejemplo la tortuga de Grey Walter. Cuando sus baterías estén bajas su pauta de comportamiento cambiará y actuará de la forma planeada para reabastecer su reserva de energía. Existen claras analogías entre ésta y la manera en que actuaría un ser humano o cualquier otro animal cuando sienta hambre. No sería un grave abuso de lenguaje decir que la tortuga de Grey Walter está "hambrienta" cuando actúa de esta forma. Algún mecanismo interno es sensible al estado de carga de su batería, y cuando éste caía por debajo de cierto nivel, orientaba a la tortuga hacia una pauta de comportamiento diferente. Sin duda existe una operación similar en los animales cuando empiezan a tener hambre, sólo que los cambios de comportamiento son más complicados y sutiles. Más que pasar de una pauta de comportamiento a otra, hay un cambio en las tendencias a actuar de cierta forma, estos cambios son tanto más fuertes (hasta cierto punto) en la medida en que aumenta la necesidad de reabastecerse de energía. De modo análogo, los defensores de la IA imaginan que conceptos tales como el dolor o la felicidad pueden modelarse adecuadamente de esta forma. Simplifiquemos las cosas y consideremos sólo una escala de sentimientos" que va desde el "dolor" extremo (puntuación - 100) al "placer" extremo (puntuación +100). Imaginemos que tenemos un dispositivo una máquina de algún tipo, presumiblemente electrónica que tiene algún medio de registrar su propia (supuesta) puntuación "placer-dolor", que llamaré "puntuación-pd". El dispositivo tiene ciertas formas de comportamiento y ciertos datos de entrada, ya sean internos (como el estado de sus baterías) o externos. La idea es que sus acciones estén ajustadas para conseguir la máxima puntuación-pd. Habría muchos factores que influirían en la puntuación-pd. Podríamos ciertamente disponer que la carga de sus baterías fuera uno de ellos, de modo que una carga baja contara negativamente y una carga alta positivamente, pero habría otros factores. Quizá nuestro dispositivo tuviera algunos paneles solares que le proporcionaran medios alternativos de obtener energía, de modo que no fuera necesario hacer uso de sus baterías cuando los paneles estuvieran en operación. Podríamos disponer que al moverse hacia la luz incrementara algo su puntuaciónpd, de modo que, en ausencia de otros factores, eso sería lo que tendería a hacer. (En realidad, la tortuga de Grey Walter acostumbraba a evitar la luz.) Sería necesario tener algún medio de realizar cálculos para que pudiese evaluar los probables efectos que sus diferentes acciones tendrían en su puntuación-pd. Podrían introducirse pesos relativos, de modo que un cálculo 2122 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR tuviera un efecto mayor o menor en la puntuación dependiendo de la confiabilidad de los datos en los que se basaba. También sería necesario proporcionar a nuestro dispositivo objetivos diferentes a los del simple mantenimiento del suministro de energía, ya que de lo contrario no tendríamos modo de distinguir el "dolor" del "hambre". Sin duda es demasiado pedir que nuestro dispositivo tenga medios de procreación así que, de momento, nada de sexo! Pero quizá podamos implantar en él el "deseo" de compañía de otro dispositivo semejante, si damos a sus encuentros una puntuaciónpd positiva. O podríamos hacer que estuviera "ansioso" de aprender simplemente por gusto, de modo que el almacenamiento de datos sobre el mundo externo tuviera también puntuación positiva en su escala-pd. (Más egoístamente, podríamos disponer que al realizar para nosotros diferentes servicios tuviera una puntuación positiva, como tendríamos que hacer si construyéramos un criado robot.) Podría alegarse que hay algo artificioso en imponer a nuestro capricho tales objetivos al dispositivo; no obstante, esto no es muy diferente al modo en que la selección natural nos ha impuesto, como individuos, ciertos "objetivos" que están gobernados en gran medida por la necesidad de propagar nuestros genes. Supongamos ahora que nuestro dispositivo ha sido construido con éxito de acuerdo con todo lo anterior. Qué tan objetivos seríamos al asegurar que realmente siente placer cuando su puntuación-pd es positiva y dolor cuando la puntuación es negativa? El punto de vista conductista de la IA diría que juzguemos esto simplemente a partir del modo en que se comporta. Puesto que actúa de una forma que incrementa su puntuación tanto como sea posible (y durante tanto tiempo como sea posible), y como también actúa para evitar puntuaciones negativas, entonces podemos definir razonablemente su sentimiento de placer como el "grado de positividad" de su puntuación, y definir su sentimiento de dolor como el "grado de negatividad" de esa puntuación. La coherencia de tal definición, se alegaría, deriva del hecho de que ésta es precisamente la forma en que reacciona un ser humano en relación con los sentimientos de placer o dolor. Por supuesto que con los seres humanos las cosas en realidad no son tan sencillas, como ya sabemos, a veces parecemos buscar el dolor deliberadamente o apartarnos de nuestro camino para evitar ciertos placeres. Es evidente que nuestras acciones están realmente guiadas por criterios mucho más complejos que éstos (cfr. Dennett, 1979, pp ). Pero, en primera instancia, nuestra forma de actuar consiste en evitar el dolor y buscar el placer. Para un conductista esto sería suficiente para considerar la identificación de la puntuación-pd de nuestro dispositivo con su valoración placer-dolor. Tales identificaciones parecen estar también entre los propósitos de la teoría de la IA. Debemos preguntar: es realmente cierto que nuestro dispositivo siente dolor cuando su puntuación-pd es negativa y placer cuando es positiva? De hecho, podría nuestro dispositivo sentir, a secas? Sin duda, los operacionalistas dirán que obviamente sí, o tacharán tales preguntas de absurdas. A mí, en cambio, me parece evidente que existe una cuestión seria y difícil que debe ser considerada. Las influencias que nos impulsan a nosotros mismos son de varios tipos. Algunas son conscientes, como el dolor y el placer, pero hay otras de las que no tenemos conciencia directa. Esto queda claramente ilustrado en el ejemplo de una persona que toca una estufa caliente. Tiene lugar una acción involuntaria y retira la mano aun antes de que experimente cualquier sensación de dolor. Parecería que tales acciones involuntarias están mucho más cerca de las respuestas de nuestro dispositivo a su puntuación-pd que de los efectos reales del dolor y el placer. 2223 Con frecuencia utilizamos términos antropomorfos, en forma descriptiva, a menudo jocosa, para referirnos al comportamiento de las máquinas: "Mi coche no quería arrancar esta mañana", o "mi reloj aún piensa que va con la hora de California", o "mi computadora afirma que no entiende la última instrucción y que no sabe cómo continuar". Por supuesto, no queremos decir que el coche realmente quiere algo, que el reloj piensa, que la computadora * afirma algo o comprende o incluso que sabe lo que está haciendo. De todas formas, tales proposiciones pueden ser meramente descriptivas y útiles para nuestra comprensión del tema, con tal de que las tomemos simplemente en el sentido con el que fueron pronunciadas y no las consideremos como aserciones literales. Adoptaré una actitud similar respecto a las diversas afirmaciones de la IA acerca de las cualidades mentales que podrían estar presentes en los dispositivos que hemos estado construyendo, independientemente del ánimo con que se planearon. Si acepto que se diga que la tortuga de Grey Walter está hambrienta, es precisamente en este sentido medio gracioso. Si estoy dispuesto a utilizar términos como "dolor" o "placer" para la puntuación-pd de un dispositivo como se concibió más arriba, es porque encuentro estos términos útiles para la comprensión de su comportamiento, debido a ciertas analogías con mi propia conducta y estados mentales. No quiero decir que estas analogías sean particularmente estrechas o que no haya otras cosas inconscientes que influyan en mi comportamiento de forma mucho más parecida. Confío en que para el lector quede claro que, en mi opinión, hay mucho más que entender de las cualidades mentales de lo que puede obtenerse directamente de la IA. De todas formas, creo que la IA plantea un abordaje serio que debe ser respetado y sometido a consideración. Con esto no quiero decir que se haya conseguido mucho si es que se ha conseguido algo en la simulación de la inteligencia real. Pero hay que tener en cuenta que la disciplina es muy joven. Próximamente las computadoras serán más rápidas, tendrán mayores memorias de acceso rápido, más unidades lógicas y podrán realizar un mayor número de operaciones en paralelo. Habrá progresos en el diseño lógico y en la técnica de programación. Estas máquinas, portadoras de la filosofía de la IA, serán enormemente perfeccionadas en sus atributos técnicos. Además, la filosofía misma no es intrínsecamente absurda. Quizá la inteligencia humana pueda ser aproximadamente simulada por las computadoras electrónicas, esencialmente las actuales, basadas en principios que ya son comprendidos, pero que en los próximos años tendrán capacidad, velocidad, etc., mucho mayores. Quizá, incluso, estos dispositivos serán realmente inteligentes; quizá pensarán, sentirán y tendrán una mente. O quizá no, y se necesite algún principio nuevo del que por el momento no hay indicios. Esto es lo que está en discusión, y es algo que no puede despacharse a la ligera. Así que trataré de presentar evidencias, de la mejor manera posible, de mis propias ideas. LA IA FUERTE LA HABITACIÓN CHINA DE SEARLE Hay un punto de vista conocido como el de la IA fuerte que adopta una posición más bien extrema sobre estas cuestiones. 7 Según la IA fuerte, los dispositivos que acabamos de mencionar no sólo son inteligentes y tienen una mente, sino que al funcionamiento lógico de cualquier dispositivo computacional se le puede atribuir un cierto tipo de cualidades mentales, incluso los * Al menos como las de A lo largo de este libro he adoptado la terminología de Searle "IA fuerte" para designar este punto de vista extremo, sólo por ser concreto. El término "funcionalismo" se utiliza frecuentemente para representar la misma idea, pero quizá no siempre de una forma tan concreta. Sostienen este punto de vista Minsky (1968), Fodor (1983), Hofstadter (1979) y Moravec(1989). 2324 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR dispositivos mecánicos más simples, como un termostato. 8 La idea es que la actividad mental consiste simplemente en una secuencia bien definida de operaciones, frecuentemente llamada algoritmo. Más adelante precisaré lo que realmente es un algoritmo. Por el momento, será suficiente definir un algoritmo como cierto tipo de procedimiento de cálculo. En el caso del termostato el algoritmo es extremadamente simple: el dispositivo registra si la temperatura es mayor o menor que la establecida, y a continuación dispone que el circuito se desconecte o se conecte, según el caso. Para cualquier tipo importante de actividad mental en el cerebro humano el algoritmo tendría que ser muchísimo más complicado pero, según el punto de vista de la IA fuerte, un algoritmo complejo diferirá enormemente sólo en el grado del sencillo algoritmo del termostato, pero no habrá diferencia de principio. Así, según la IA fuerte, la diferencia entre el funcionamiento esencial del cerebro humano (incluyendo todas sus manifestaciones conscientes) y el de un termostato radica sólo en que el primero posee una mucho mayor complicación (o quizá "mayor orden de estructura" o "propiedades auto-referentes", u otro atributo que pudiéramos asignar a un algoritmo). Y lo que es más importante, todas las cualidades mentales pensamiento, sentimiento, inteligencia, comprensión, conciencia deben ser consideradas, según este punto de vista, simplemente como aspectos de este funcionamiento complicado; es decir, son simplemente características del algoritmo que ejecuta el cerebro. La virtud de cualquier algoritmo específico reside en su desempeño, es decir, en la precisión de sus resultados, su amplitud, su economía y la velocidad con que puede ser ejecutado. Un algoritmo que pretenda igualar el que se presume está operando en el cerebro humano tendría que ser algo prodigioso. Pero si existiera un algoritmo de esta especie para el cerebro y los defensores de la IA fuerte afirmarán ciertamente que sí existe entonces podría en principio funcionar en una computadora. De hecho podría funcionar en cualquier computadora electrónica moderna de tipo general si no fuera por limitaciones de espacio de almacenamiento y velocidad de operación. (La justificación de este comentario vendrá más tarde, cuando consideremos la máquina universal de Turing.) Se prevé que cualquiera de estas limitaciones habrá quedado superada en las grandes y rápidas computadoras de un futuro no muy lejano. En esa eventualidad, un algoritmo así superaría presumiblemente la prueba de Turing. Los defensores de la IA fuerte alegarán que, donde quiera que funcione, el algoritmo experimentará autónomamente sentimientos y tendrá una conciencia. Será la mente. No todo el mundo estará de acuerdo, ni mucho menos, en que se puedan identificar así los estados mentales con los algoritmos. En particular, el filósofo americano John Searle (1980, 1987) se ha opuesto enérgicamente a esta idea. Cita ejemplos de versiones simplificadas de la prueba de Turing que han sido superadas efectivamente por una computadora adecuadamente programada, pero da argumentos de peso de que el atributo mental de la "comprensión" está totalmente ausente. Uno de estos ejemplos se basa en el programa de ordenador diseñado por Roger Schank (Schank y Abelson, 1977). El propósito del programa es simular la comprensión de historias sencillas como: "Un nombre entró en un restaurante y pidió una hamburguesa. Cuando se la trajeron estaba quemada y el hombre salió vociferando furiosamente del restaurante, sin pagar la cuenta ni dejar propina." Un segundo ejemplo: "Un hombre entró en un restaurante y pidió una hamburguesa; cuando se la trajeron, le gustó mucho, y al salir del restaurante dio una buena propina al camarero antes de pagar su cuenta." En la prueba de 8 Véase Searle (1987), p. 211, para un ejemplo de tal afirmación. 2425 "comprensión" de las historias se le pregunta a la computadora si el hombre comió la hamburguesa en cada caso (algo que no se había mencionado explícitamente en ninguna de las dos historias). Para este tipo de historia y preguntas sencillas la computadora puede dar respuestas que son esencialmente indistinguibles de las respuestas que daría un ser humano de habla española: "no", en el primer caso, "sí", en el segundo. En este caso, en este sentido muy limitado, la máquina ya ha superado una prueba de Turing. Ahora bien, la cuestión que debemos considerar es si un acierto de este tipo es indicio realmente de una auténtica comprensión por parte de la computadora o, quizá, por parte del propio programa. El argumento de Searle en contra se expresa en su "habitación china". En primer lugar, imagina que las historias son contadas en chino y no en inglés ciertamente un cambio que no es esencial y que todas las operaciones del algoritmo de la computadora para este ejercicio concreto se suministran (en inglés) como un conjunto de instrucciones para manipular fichas con símbolos chinos en ellas. Searle se imagina a sí mismo haciendo todas las manipulaciones en el interior de una habitación cerrada. Las secuencias de símbolos que representan primero las historias, y luego las preguntas, se introducen en la habitación a través de una pequeña ranura. No se permite ninguna otra información del exterior. Finalmente, cuando se han completado todas las manipulaciones, la secuencia resultante se entrega a través de la ranura. Puesto que todas estas manipulaciones simplemente ejecutan el algoritmo de Schank, el resultado final será simplemente el equivalente chino de "sí" o "no", según sea el caso, con las que se responderá a una pregunta formulada en chino acerca de la historia también en chino. Searle deja en claro que él no entiende una sola palabra de chino, de modo que no tiene la más remota idea de lo que cuentan las historias. De todas formas, llevando a cabo correctamente la serie de operaciones que constituyen el algoritmo de Schank (las instrucciones para este algoritmo le han sido dadas en inglés) sería capaz de contestar tan bien como lo haría una persona china que realmente entendiera las historias. El punto importante de Searle y pienso que es bastante convincente es que la mera ejecución de un algoritmo correcto no implica en sí mismo que haya tenido lugar comprensión alguna. El imaginario Searle, encerrado en su habitación china, no comprenderá ni jota de ninguna de las historias. Se han levantado diversas objeciones contra el argumento de Searle. Mencionaré sólo las que considero de mayor importancia. En primer lugar, hay algo más bien impreciso en la frase "no comprenderá ni jota" que se utilizó antes. Ya que la comprensión tiene tanto que ver con estructuras como con las letras y las palabras aisladas. Mientras se ejecutan algoritmos de este tipo, se podría perfectamente empezar a percibir algo de la estructura que forman los símbolos sin comprender realmente el significado de muchos de ellos individualmente. Por ejemplo, el carácter chino de "hamburguesa" (si es que existe tal cosa) podría ser reemplazado por el de cualquier otro plato, pongamos por caso "chou mein", y las historias no se verían seriamente afectadas. De todas formas, me parece razonable suponer que (incluso considerando que tales sustituciones sean importantes) muy pocos de los significados reales de las historias se concretarían si simplemente se continuasen ejecutando los detalles de tal algoritmo. En segundo lugar, debemos tener en cuenta el hecho de que incluso la ejecución de un programa bastante sencillo podría ser extraordinariamente larga y tediosa si fuera realizada por seres humanos manipulando símbolos. (Después de todo, por eso tenemos computadoras que hacen esas cosas para nosotros.) Si Searle tuviera que ejecutar realmente el algoritmo de Schank de la forma sugerida, necesitaría probablemente muchos días, meses o años de trabajo extremadamente pesado para responder sólo a una sencilla pregunta (una actividad no del todo 2526 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR indicada para un filósofo). Sin embargo, ésta no me parece una objeción seria puesto que aquí estamos interesados en cuestiones de principio y no en cuestiones prácticas. La dificultad es mayor si el supuesto programa tiene suficiente complicación como para igualar al cerebro humano y, por lo tanto, superar perfectamente la prueba de Turing. Un programa semejante sería terriblemente complicado. Podemos imaginar que la ejecución de este programa, para dar respuesta a alguna pregunta de la prueba de Turing, por simple que fuera, podría suponer tantos pasos que no habría posibilidad de que ningún ser humano llevara a cabo manualmente el algoritmo, aunque le dedicara toda su vida. En ausencia de tal programa es difícil decir si realmente será así. 9 Pero en cualquier caso, la cuestión de la extrema complejidad no puede, en mi opinión, ser simplemente pasada por alto. Es cierto que aquí estamos interesados en cuestiones de principio, pero aún suponiendo que pudiera haber algún grado "crítico" de complejidad para que un algoritmo muestre cualidades mentales, este valor crítico debería ser tan grande y hasta tal punto complejo que sería inconcebible que fuera ejecutado a mano por ningún ser humano de la manera imaginada por Searle. El propio Searle ha replicado a esta última objeción permitiendo que todo un equipo de seres humanos manipuladores de símbolos y que no hablen el chino reemplace al anterior habitante único (él mismo) de su habitación china. Para tener una cantidad considerable imagina su habitación reemplazada por toda la India, con toda su población (excluyendo los que entienden chino, claro está) ocupados ahora en la manipulación de símbolos. Aunque esto sería absurdo en la práctica, no lo es en principio, y el argumento es esencialmente el mismo que antes: los manipuladores de símbolos no comprenden la historia, pese a la afirmación de la IA fuerte de que la simple ejecución del algoritmo apropiado daría lugar a la cualidad mental de "comprensión". Sin embargo, otra cuestión comienza ahora a cobrar importancia. No es cada uno de los hindúes más semejante a las neuronas individuales del cerebro de una persona que al cerebro global? Nadie sugerirá que las neuronas, cuyas descargas constituyen aparentemente la actividad física del cerebro en el acto de pensar, comprendan individualmente lo que la persona está pensando, así que por qué esperar que los hindúes como individuos comprendan las historias chinas? Searle replica a esta sugerencia señalando el aparente absurdo de imaginar a la India, como país, comprendiendo una historia que ninguno de sus habitantes individuales comprende. Un país, aduce, igual que un termostato o un automóvil, no está dedicado al "negocio de la comprensión" mientras que una persona individual sí. Este argumento tiene mucho menos fuerza que el anterior. En mi opinión, el argumento de Searle adquiere su mayor fuerza cuando hay un solo individuo ejecutando el algoritmo que suponemos suficientemente sencillo para que una persona lo ejecute en un tiempo inferior a la duración de la vida humana. No considero que este argumento establezca rigurosamente que no habría ningún tipo de "comprensión" incorpórea asociada con las personas que ejecutan el algoritmo, y cuya presencia no chocaría con sus propias conciencias. Sin embargo, coincido con Searle en que esta posibilidad es, cuando menos, bastante remota. Sin embargo, el argumento de Searle tiene una fuerza considerable aunque no sea del todo concluyente. Es convincente sobre todo al demostrar que algoritmos con el tipo de complejidad del programa de Schank no pueden tener verdadera 9 En su crítica al artículo original de Searle, tal como está reimpresa en The Mind's I, Douglas Hofstadter considera inconcebible que algún ser humano podría "absorber" la descripción completa de la mente de otro ser humano, debido a la complicación que supone. Claro que no, pero, tal como yo lo veo, no es esa la idea exacta. Estamos interesados simplemente en ejecutar parte de un algoritmo que pretende representar lo que ocurre en un estado mental particular. Este podría ser cualquier "comprensión consciente" momentánea al contestar una pregunta en una prueba de Turing, o podría incluso ser algo más simple. Realmente requeriría tal suceso un algoritmo de enorme complicación? 2627 comprensión de ninguna de las tareas que ejecutan; también sugiere (aunque sólo eso) que ningún algoritmo, por muy complejo que sea, podrá, por sí mismo, desarrollar nunca auténtica comprensión, en contraste con las tesis de la IA fuerte. Existen, me parece, otras dificultades muy serias en el punto de vista de la IA fuerte. Según sus teóricos, lo que cuenta es simplemente el algoritmo. No hay ninguna diferencia si el algoritmo es ejecutado por un cerebro, una computadora electrónica, una nación entera de hindúes, un dispositivo mecánico de ruedas y engranajes o un sistema de tuberías. La idea reside en que es simplemente la estructura lógica del algoritmo lo significativo del "estado mental" que se supone representa, siendo completamente irrelevante la encarnación física de dicho algoritmo. Como apunta Searle, esto entraña de hecho una forma de "dualismo". El dualismo es un punto de vista filosófico adoptado por el muy influyente filósofo y matemático del siglo XVII René Descartes, y afirma que hay dos tipos de substancias distintas: "substancia mental" y materia ordinaria. El que uno de estos tipos de substancia pueda o no afectar al otro, o de qué modo pueda hacerlo, es una cuestión adicional. El punto importante es que se supone que la substancia mental no está compuesta de materia y puede existir independientemente de ella. La substancia mental de la IA fuerte es la estructura lógica de un algoritmo. Como acabo de señalar, la encarnación física concreta de un algoritmo es algo totalmente irrelevante. El algoritmo tiene un tipo de "existencia" incorpórea que es ajena a cualquier realización de dicho algoritmo en términos físicos. Hasta qué punto debemos considerar seriamente este tipo de existencia es una cuestión sobre la que volveré en el siguiente capítulo: es parte del problema general de la realidad platónica de los objetos matemáticos abstractos. Por el momento dejaré de lado este tema general e indicaré simplemente que los defensores de la IA fuerte parecen estar tomando seriamente la realidad de los algoritmos, ya que creen que los algoritmos forman la substancia de sus pensamientos, sus sentimientos, su entendimiento y sus percepciones conscientes. Resulta curiosamente irónico, como Searle ha señalado, el hecho de que el punto de vista de la IA fuerte parezca llevarnos a una forma extrema de dualismo: precisamente el punto de vista con el que menos desearían estar asociados sus defensores. El dilema se halla entre los bastidores de un argumento desarrollado por Douglas Hofstadter (1981) un defensor importante de la IA fuerte en un diálogo titulado "Conversación con el cerebro de Einstein". Hofstadter imagina un libro, de proporciones absurdamente monstruosas, que se supone contiene una completa descripción del cerebro de Albert Einstein. Cualquier pregunta que uno pudiera plantear a Einstein podría ser respondida, exactamente igual que lo hubiera hecho Einstein en vida, simplemente hojeando el libro y siguiendo cuidadosamente todas las instrucciones detalladas que proporciona. Por supuesto, "simplemente" es una palabra totalmente inadecuada, como Hofstadter se cuida en señalar. Pero su tesis es que en principio el libro es exactamente equivalente, en el sentido operacional de la prueba de Turing, a una versión ridículamente disminuida del Einstein real. Así, según las opiniones de la IA fuerte, el libro pensaría, sentiría, entendería, sería consciente, exactamente como si fuera el propio Einstein, pero viviendo en cámara lenta (de modo que para el Einstein libro el mundo externo parecería discurrir como una exhalación a un ritmo ridículamente acelerado). De hecho, ya que se supone que el libro es simplemente una particular encarnación del algoritmo que constituía el "yo" de Einstein, realmente sería Einstein. Pero ahora se presenta una nueva dificultad. El libro podría no ser abierto nunca o, por el contrario, podría ser examinado continuamente por innumerables estudiantes e investigadores en pos de la verdad. Cómo sabría el libro la diferencia? Tal vez el libro no necesitara ser abierto si 2728 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR su información fuera recuperada mediante rayos X, tomografía o cualquier otro prodigio técnico. Estaría activa la conciencia de Einstein sólo cuando el libro esté siendo examinado de esta forma? Sería dos veces consciente si dos personas decidiesen plantearle la misma pregunta en dos momentos diferentes? O ello implicaría dos casos separados y totalmente diferentes del mismo estado de conciencia de Einstein? Quizá esta conciencia se activa sólo si se altera el libro? Después de todo, cuando somos conscientes de algo recibimos información del mundo externo que afecta a nuestra memoria, y el estado de nuestra mente cambia ligeramente. Si es así, significa esto que son los cambios (apropiados) en los algoritmos (y aquí incluyo la memoria de almacenamiento como parte del algoritmo) los que deben ser asociados con sucesos mentales en lugar de (o quizás además de) la ejecución de los algoritmos? Permanecería el Einstein-libro completamente autoconsciente aún si nunca fuera examinado o perturbado por nadie o nada? Hofstadter toca alguna de estas cuestiones, pero no intenta responderlas ni llegar a conclusión alguna en la mayoría de ellas. Qué significa ejecutar un algoritmo, o encarnarlo en forma física? Habría alguna diferencia entre cambiar un algoritmo y simplemente descartarlo y reemplazarlo por otro? Qué demonios tiene todo esto que ver con nuestras sensaciones de conciencia? El lector (a menos que sea defensor de la IA fuerte) puede estar preguntándose por qué he dedicado tanto espacio a una idea tan evidentemente absurda. En realidad, yo no considero la idea absurda en sí, sino especialmente errónea. De hecho, hay que reconocer cierta fuerza al razonamiento que sustenta la IA fuerte, y esto es lo que trataré de explicar. En mi opinión, hay también un cierto atractivo en algunas de sus ideas si se modifican adecuadamente como también trataré de mostrar. Además, considero que el punto de vista contrario expresado por Searle también implica serias dificultades y absurdos aparentes, pero aun así estoy en buena parte de acuerdo con él. Searle, en su exposición, parece aceptar implícitamente que las computadoras electrónicas del tipo de las actuales, pero con una velocidad de acción y una memoria de acceso rápido considerablemente aumentadas (y posiblemente con acción paralela), podrían ser perfectamente capaces de pasar limpiamente la prueba de Turing en un futuro no muy lejano. Está dispuesto a aceptar la idea de la IA fuerte (y de muchos otros puntos de vista "científicos") de que "somos una materialización de ciertos programas de cómputo". Además, cede y afirma: "Por supuesto el cerebro es una computadora digital. Puesto que cualquier cosa es una computadora digital, los cerebros también lo son. 10 Searle sostiene que la diferencia entre la función del cerebro humano (que puede alojar a la mente) y la de las computadoras electrónicas (que, según él, no pueden hacerlo), pudiendo ambas ejecutar un mismo algoritmo, radica solamente en la construcción material de cada uno. Dice, aunque no es capaz de explicar las razones, que los objetos biológicos (cerebros) pueden poseer "intencionalidad" y "semántica", lo que él considera como las características definitorias de la actividad mental, mientras que los electrónicos no. En sí mismo esto no creo que señale ningún camino hacia una teoría de la mente científicamente útil. Qué hay tan especial en los sistemas biológicos aparte quizá de la forma "histórica" en que han evolucionado (y el hecho de que nosotros seamos uno de esos sistemas),que los discrimina como los únicos objetos a los que se permite alcanzar intencionalidad o semántica? La tesis me parece sospechosamente dogmática, quizá no menos dogmática, incluso, que las afirmaciones de la IA fuerte que sostienen que la simple ejecución de un algoritmo puede producir un estado de conciencia. 10 Véanse pp. 368, 372 del artículo de Searle (1980) en Hofstadter y Dennett (1981). 2829 En mi opinión Searle, y muchas otras personas, han sido confundidas por los computólogos e informáticos. Y ellos, a su vez, han sido confundidos por los físicos. (No es culpa de los físicos. Ni siquiera ellos lo saben todo.) Parece ser una creencia muy extendida el que cualquier cosa es una computadora digital. Mi intención en este libro es tratar de demostrar por qué, y quizá cómo, esto no tiene que ser así necesariamente. HARDWARE Y SOFTWARE En la jerga de la computación se utiliza el término hardware para designar la maquinaria real de un ordenador (circuitos impresos, transistores, cables, memorias magnéticas, etc.), incluyendo la descripción detallada del modo en que todo está interconectado. Asimismo, el término software se refiere a los diversos programas que pueden ser ejecutados en la máquina. Uno de los descubrimientos notables de Turing fue el de que, en realidad, cualquier máquina para la que el hardware ha alcanzado un cierto grado de complejidad y flexibilidad, es equivalente a cualquier otra máquina semejante. Esta equivalencia debe tomarse en el sentido de que para dos de estas máquinas, A y B, existirá un software específico tal que si se le proporcionara a la máquina A, ésta actuaría exactamente como si fuera la máquina B; del mismo modo, existiría otro software que haría que la máquina B actuara exactamente como la máquina A. Utilizo aquí la palabra "exactamente" en referencia a la respuesta (output) real de las máquinas para cualquier estímulo (input) dado (realizado después de que se haya instalado el software convertidor) y no al tiempo que podría tardar cada máquina en producir esa respuesta. Por supuesto, si cualquiera de las máquinas agota en un momento dado el espacio de almacenamiento para sus cálculos, puede recurrir a algún suministro externo (en principio ilimitado) de "papel" en blanco, que podría tomar la forma de cinta magnética, discos, bobinas o cualquier otra cosa. Ciertamente, la diferencia en el tiempo que necesitan las máquinas A y B para ejecutar alguna tarea puede ser una consideración importante. Pudiera ser, por ejemplo, que A fuera mil veces más rápida que B en realizar una tarea particular. También podría darse el caso de que, para las mismas máquinas, hubiera otra tarea para la que B es mil veces más rápida que A. Además, estos tiempos podrían depender en buena medida del software convertidor que se haya elegido. Evidentemente esta es una discusión "de principios", en la cual no estamos interesados realmente en las cuestiones prácticas como el realizar los cálculos en un tiempo razonable. En la próxima sección precisaré más los conceptos que utilizo aquí; las máquinas A y B son ejemplos de las llamadas máquinas universales de Turing. En realidad, todas las computadoras modernas de uso general son máquinas universales de Turing. Por lo tanto, todas ellas son equivalentes en el sentido anterior. Las diferencias entre sí pueden ser reducidas al software, siempre que no estemos interesados en la velocidad de operación resultante ni en las posibles limitaciones de memoria. De hecho, la tecnología moderna ha posibilitado que las computadoras actúen con tanta velocidad y con tan grandes capacidades de almacenamiento que, para la mayoría de los usos cotidianos, ninguna de estas consideraciones prácticas representa una limitación seria para lo que se requiere normalmente. * Así pues, esta equivalencia teórica entre computadoras puede verse también en el nivel práctico. La tecnología ha transformado por lo menos así lo parece las discusiones estrictamente *. Sin embargo, véase la discusión acerca de la teoría de la complejidad y los problemas NP al final del capítulo IV. 2930 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR académicas acerca de los conceptos teóricos de cómputo en cuestiones que afectan directamente nuestra vida cotidiana. Me parece que uno de los factores mas interesantes que sustenta la filosofía de la IA fuerte es esta equivalencia entre dispositivos físicos de cómputo. El hardware se considera relativamente de poca importancia (quizá incluso totalmente irrelevante) y, en cambio, el software, esto es, el programa o los algoritmos, es un ingrediente vital. Sin embargo, creo que en el fondo hay otros factores importantes subyacentes que se originan en la física. Trataré de indicar cuáles son estos factores. Qué es lo que da su identidad al individuo? Son, de alguna manera, los propios átomos que componen su cuerpo? Depende su identidad de la elección particular de electrones, protones y otras partículas que componen estos átomos? Hay al menos dos razones por las que no puede ser así. En primer lugar, hay una continua renovación en el material del cuerpo de cualquier persona viva, esto se aplica también a las células del cerebro a pesar de que no se producen células cerebrales después del nacimiento. La inmensa mayoría de los átomos en cada célula viva (incluyendo cada célula del cerebro) y, de hecho, virtualmente todo el material de nuestros cuerpos, han sido reemplazados varias veces desde el nacimiento. La segunda razón procede de la mecánica cuántica y por una extraña ironía está, estrictamente hablando, en contradicción con la primera. Según ésta (y veremos más sobre esto en el capítulo VI) dos electrones cualesquiera deben ser por necesidad totalmente idénticos, y lo mismo sucede para dos protones y para dos partículas cualesquiera de cualquier tipo específico. Esto no quiere decir que no haya manera de distinguir las partículas: el enunciado es mucho más profundo que eso. Si se intercambiara un electrón del cerebro de una persona con un electrón de un ladrillo, el estado del sistema sería exactamente 11 el mismo que antes, y no simplemente indistinguible de él. Lo mismo sucede para protones o cualquier otro tipo de partícula, y para átomos enteros, moléculas, etc. Si todo el contenido material de una persona fuera intercambiado con las correspondientes partículas de los ladrillos de su casa entonces, en un sentido general, no habría sucedido nada en absoluto. Lo que diferencia a la persona de su casa es la pauta con que están dispuestos sus constituyentes, y no la individualidad de esos constituyentes. En el ámbito cotidiano hay algo análogo y que es independiente de la mecánica cuántica, pero que se me hizo plenamente manifiesto cuando escribía esto gracias a la tecnología electrónica que me permite teclear en un procesador de textos. Si quiero cambiar una palabra, transformar, pongamos por caso, "casa" en "cosa", puedo hacerlo simplemente reemplazando la "a" por una "o", o puedo decidir en su lugar teclear de nuevo toda la palabra. Si hago esto último, es la c la misma c que antes, o la he reemplazado por una idéntica? Qué sucede con la 5? Incluso si simplemente reemplazo la a por una o, en lugar de reescribir la palabra, hay un instante, justo entre la desaparición de a y la aparición de la o, cuando se cierra el hueco y hay (al menos a veces) una onda de realineamiento de la página a medida que la colocación de cada letra sucesiva (incluyendo la 5 que sigue) es recalculada, y luego re-recalculada cuando se inserta la o. (Qué barato resulta el cálculo irracional en la modernidad.) En cualquier caso, todas las letras que veo ante mí en la pantalla son simples huecos en el trazado de un haz electrónico que explora toda la pantalla sesenta veces por segundo. Si tomo una letra cualquiera y la reemplazo por una idéntica, 11 Algunos lectores, expertos en tales materias, podrían poner reparos frente a alguna diferencia de signo. Pero incluso esa (defendible) diferencia desaparece si al hacer el intercambio rotamos uno de los electrones 360 (Véase capítulo VI para la explicación). 3031 la situación es la misma después del reemplazamiento o es simplemente indistinguible de ella? Considerar el segundo punto de vista (es decir, "simplemente indistinguible") como diferente del primero (es decir, "la misma") parece una pérdida de tiempo. Por lo menos parece razonable decir que la situación es la misma cuando las letras son las mismas. Y así sucede con la mecánica cuántica de partículas idénticas. Reemplazar una partícula por otra idéntica es no haber cambiado para nada el estado. La situación debe ser considerada la misma que antes. (Sin embargo, como veremos en el capítulo VI, la diferencia no es nada trivial en un contexto mecánico-cuántico.) Los comentarios anteriores sobre la continua renovación de los átomos del cuerpo de una persona se hicieron en el contexto de la física clásica más que en el de la cuántica. Se expresaron como si mantener la individualidad de cada átomo tuviera algún significado. De hecho la física clásica es adecuada y no andamos totalmente errados, a este nivel de descripción, al considerar los átomos como objetos individuales. Siempre que al moverse estén razonablemente bien separados de sus homólogos idénticos, podremos referirnos coherentemente a ellos como si mantuvieran sus identidades individuales, puesto que cada átomo puede ser rastreado continuamente de modo que podríamos pensar que no perdemos de vista a ninguno de ellos. Desde el punto de vista de la mecánica cuántica sería sólo una conveniencia de lenguaje el referirnos a la individualidad de los átomos, pero en este nivel nuestra descripción es bastante consistente. Aceptemos que la individualidad de una persona no tiene nada que ver con la individualidad que pudiéramos atribuir a sus constituyentes biológicos. Más bien está relacionada con la configuración, en cierto sentido, de dichos constituyentes, digamos la configuración espacial o espacio-temporal. (Más tarde diremos más sobre esto.) Pero los defensores de la IA fuerte van mucho más lejos. Ellos dirán que si la información contenida en tal configuración puede ser transferida a otra forma desde la cual puede ser recuperada, entonces la individualidad de la persona debe permanecer intacta. Es como las series de letras que acabo de teclear y veo ahora mostradas en la pantalla de mi procesador de textos. Si las borro de la pantalla todavía permanecen codificadas en forma de ciertos minúsculos desplazamientos de carga eléctrica, en una configuración que no tiene una forma geométrica parecida a la de las letras que acabo de teclear. Pero puedo devolverlas en cualquier momento a la pantalla y allí están, como si no hubiese tenido lugar transformación alguna. Si decido guardar lo que acabo de escribir, puedo entonces transferir la información de las secuencias de letras a configuraciones magnéticas en un disco que puedo extraer. Al desconectar la máquina neutralizaré todos los minúsculos (pero significativos) desplazamientos de carga en ella. Mañana podré reinsertar el disco, restablecer los pequeños desplazamientos de carga y mostrar de nuevo la secuencia de letras en la pantalla, como si nada hubiera pasado. Para los defensores de la IA fuerte es "evidente" que la individualidad de una persona puede ser tratada del mismo modo. Dirán que, al igual que con la secuencia de letras en mi pantalla, no se pierde nada de la individualidad de una persona de hecho, no le habría sucedido nada en absoluto si su forma física es transferida a algo bastante diferente, por ejemplo, en campos magnéticos sobre un bloque de hierro. Incluso parecen querer decir que la conciencia de una persona persistiría aunque su "información" esté en esta otra forma. Desde este punto de vista, una "conciencia humana" debe considerarse, en realidad, como un elemento de software, y su manifestación particular como ser humano material debe considerarse como la ejecución de ese software por el hardware de su cerebro y su cuerpo. Parece ser que la razón para estas afirmaciones es que, cualquiera que sea la forma material que tome el hardware por ejemplo, algún dispositivo electrónico, se "plantearía" siempre 3132 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR cuestiones de software (a la manera de la prueba de Turing) y estas respuestas serían idénticas a las que hubiera dado la persona en su estado normal, si suponemos que el hardware funciona satisfactoriamente al computar las respuestas a estas cuestiones. (" Cómo te sientes esta mañana?" "Oh, muy bien, gracias, aunque tengo un ligero dolor de cabeza". "No sientes, entonces, que hay...ejem...algo extraño en tu identidad personal...o algo parecido?" "No; por qué dices eso? Me parece una pregunta bastante extraña para hacer?" " Entonces te sientes la misma persona que eras ayer?" " Por supuesto que sí!") Una idea frecuentemente discutida en este tipo de contexto es la máquina de teleportación de la ciencia ficción. 12 Se propone como un medio de "transporte" de, pongamos por caso, un planeta a otro, pero el objeto de la discusión es si realmente existirá tal máquina. En lugar de ser transportado físicamente por una nave espacial en la forma "normal", el hipotético viajero es explorado de arriba a abajo, registrando con todo detalle la localización exacta y la especificación completa de cada átomo y cada electrón de su cuerpo. Toda esta información es entonces emitida (a la velocidad de la luz), mediante una señal electromagnética, al lejano planeta de destino previsto. Allí, la información es recogida o utilizada como instrucciones para ensamblar un duplicado exacto del viajero junto con sus recuerdos, sus intenciones, sus esperanzas y sus sentimientos mas profundos. Al menos eso es lo que se espera, pues cada detalle del estado de su cerebro ha sido fielmente registrado, transmitido y reconstruido Suponiendo que el mecanismo ha funcionado, la copia original del viajero puede ser destruida "sin peligro". Por supuesto, la pregunta es- Es éste realmente un método de viajar de un lugar a otro o es simplemente la construcción de un duplicado y el asesinato del original? Estaría usted dispuesto a utilizar este método de "viaje", suponiendo que el método se ha mostrado completamente fiable, dentro de sus límites previstos? Si la teleportación no es viajar, entonces cuál es la diferencia de principio entre esto y caminar simplemente de una habitación a otra? En este último caso no están los átomos de uno en un momento dado proporcionando simplemente la información para las localizaciones de los átomos en el instante siguiente? Después de todo, hemos visto que no hay significado en preservar la identidad de cualquier átomo particular. Ni siquiera tiene significado la cuestión de la identidad de cualquier átomo particular. No constituye cualquier estructura de átomos en movimiento simplemente un tipo de onda de información que se propaga de un lugar a otro? Dónde está la diferencia esencial entre la propagación de la onda que describe a nuestro viajero caminando normalmente de una habitación a otra y la que tiene lugar en el dispositivo teleportador? Supongamos que es cierto que la teleportación "funciona" realmente, en el sentido de que la propia "conciencia" del viajero es reanimada en la copia de sí mismo en el planeta lejano (suponiendo que esta cuestión tenga un verdadero significado), qué sucedería si la copia original del viajero no fuera destruida, como requieren las reglas del juego? Estaría su "conciencia" en dos lugares a la vez? (Trate de imaginar su respuesta cuando le dicen lo siguiente: " Oh Dios mío!, de modo que el efecto de la droga que le suministramos antes de colocarle en el teleportador ha desaparecido prematuramente? Esto es un poco desafortunado, pero no importa. De todos modos le gustará saber que el otro usted ejem, quiero decir el usted real, esto es ha llegado a salvo a Venus, de modo que podemos, ejem, disponer de usted ejem, quiero decir de la copia redundante que hay aquí. Será, por supuesto, totalmente indoloro.") La situación tiene un aire de paradoja. 12 Véase la Introducción a Hofstadter y Dennett (1981). 3233 Hay algo en las leyes de la física que imposibilite en principio la teleportación? Quizá, en efecto, no haya nada en principio contra el hecho de transmitir una persona con todo y conciencia por tales medios; en tal caso, el proceso de copiado destruiría inevitablemente el original? Entonces, lo que es imposible en principio es conservar dos copias viables?. Creo que, a pesar de lo extravagante de estas consideraciones, hay algo significativo que se puede extraer respecto a la naturaleza física dela conciencia y de la individualidad humanas. Creo que proporcionan un indicador sobre la importancia de la mecánica cuántica en la comprensión de los fenómenos mentales. Pero me estoy adelantando. Será necesario volver a estas cuestiones después de que hayamos examinado la estructura de la teoría cuántica en el capítulo VI. Veamos ahora qué relación guarda el punto de vista de la IA fuerte con la cuestión de la teleportación. Supongamos que en algún lugar entre los dos planetas hay una estación repetidora en la que se almacena temporalmente la información antes de ser retransmitida a su destino final. Por conveniencia, esta información no es almacenada en forma humana sino en algún dispositivo magnético o electrónico. Estaría presente la "conciencia" del viajero en este dispositivo? Los defensores de la IA fuerte tendrán que hacernos creer que así debe ser. Después de todo, dicen ellos, cualquier pregunta que decidiésemos plantear al viajero podría ser respondida en principio por el dispositivo, estableciendo "simplemente" una simulación apropiada de la actividad de su cerebro. El dispositivo contendría toda la información necesaria; el resto sería sólo un asunto de computación. Puesto que el dispositivo respondería a todas las preguntas exactamente como si fuera el viajero, entonces (por la prueba de Turing) sería el viajero. Esto nos lleva de nuevo a la concepción de la IA fuerte según la cual el hardware real no es importante en los fenómenos mentales. Esta opinión me parece injustificada. Se basa en la presunción de que el cerebro (o la mente) es, en efecto, una computadora digital. Supone que cuando pensamos no está en juego ningún fenómeno físico concreto que requiriera estructuras físicas concretas (biológicas, químicas) como las que tienen realmente los cerebros. Se alegará sin duda (desde el punto de vista de la IA fuerte) de que la única suposición que se está haciendo es que los efectos de cualquier fenómeno físico concreto pueden siempre ser exactamente modelados mediante cálculos digitales. Estoy totalmente seguro de que la mayoría de los físicos aducirían que esta es una suposición natural en el marco de nuestra comprensión actual de la física. En los últimos capítulos presentaré mi propio punto de vista, contrario a éste (también necesitaré preparar el terreno para decir por qué creo que no vale la pena hacer ninguna suposición al respecto). Pero, por el momento, aceptemos el punto de vista (frecuente) de que toda la física importante puede ser siempre modelada mediante cálculos digitales. Entonces, la única suposición real (aparte de las cuestiones de tiempo y capacidad de cálculo) es la "operacional" de que si algo actúa plenamente como una entidad consciente, entonces se debe también sostener que ese algo "siente" ser esa entidad. El punto de vista de la IA fuerte sostiene que, al tratarse "sólo" de una cuestión de hardware, toda la física implicada en el funcionamiento del cerebro puede ser simulada mediante la introducción del software convertidor apropiado. Si aceptamos el punto de vista operacional, la cuestión descansa entonces en la equivalencia de las máquinas universales de Turing y en el hecho de que cualquier algoritmo puede ser ejecutado por tales máquinas, junto con la presunción de que el cerebro actúa de acuerdo con algún tipo de algoritmo. Ha llegado el momento de ser más explícito sobre estos intrigantes e importantes conceptos. 3334 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR II. ALGORITMOS Y MÁQUINAS DE TURING FUNDAMENTOS DEL CONCEPTO DE ALGORITMO QUÉ ES EXACTAMENTE UN ALGORITMO, una máquina de Turing o una máquina universal de Turing? Por qué estos conceptos son cruciales para el punto de vista moderno de lo que podría constituir un "dispositivo pensante"? Existe alguna limitación para lo que un algoritmo pueda hacer, en principio? Para tratar adecuadamente estas cuestiones necesitaremos examinar con cierto detalle la idea de algoritmo y la de máquina de Turing. En las discusiones que siguen tendré que utilizar en ocasiones expresiones matemáticas. Sé muy bien que algunos lectores pueden desanimarse y que otros tal vez se asusten. Si usted es uno de ellos le pido indulgencia y le recomiendo seguir el consejo que di en mi "Nota para el lector" en la página 8. Los argumentos que se dan aquí no requieren conocimientos matemáticos por encima del nivel de escuela elemental, pero para seguirlos en detalle será necesaria una reflexión seria. De hecho, la mayor parte de las descripciones son bastante explícitas y se puede llegar a una buena comprensión siguiendo los detalles. Pero también se puede prescindir de los pasos detallados para sacar simplemente la idea general. Si, por el contrario, usted es experto, le pido de nuevo indulgencia. Espero que se tome la molestia de hojear lo que tengo que decir, y quizá una o dos cosas despierten su interés. La palabra "algoritmo" procede del nombre del matemático persa del siglo IX Abu Ja'far Mohammed ibn Mûsa al-khowârizm, autor de un interesante texto matemático, escrito alrededor del año 825 d.c., titulado "Kitab al jabr wa'1-muqabala". El que en la actualidad se escriba "algoritmo", en lugar de la forma antigua, y más aproximada, "algorismo", se debe a una asociación con la palabra "aritmética". También es digno de mención que la palabra "álgebra" procede del árabe "al jabr" que aparece en el título de su libro. Sin embargo, mucho antes de la aparición del libro de Al- Khowârizm ya se conocían ejemplos de algoritmos. Uno de los más familiares, que data de la época griega antigua (c. 300 a.c.), es el procedimiento hoy conocido como algoritmo de Euclides para encontrar el máximo común divisor de dos números. Veamos cómo funciona. Nos ayudará considerar un par concreto de números, por ejemplo 1365 y El máximo común divisor es el mayor número entero que es divisor exacto de ambos. Para aplicar el algoritmo de Euclides dividimos uno de los dos números por el otro y tomamos el resto: 3654 entre 1365 cabe a 2 y restan 924 ( ). Ahora reemplazamos nuestros números originales por el resto, a saber 924, y el divisor de la operación anterior a saber Repetimos la operación utilizando ahora este nuevo par de números: 1365 dividido entre 924 cabe a 1 y restan 441. Esto nos da un nuevo par, 441 y 924, y entonces dividimos 924 entre 441 obteniendo el resto 42 ( ), y así sucesivamente hasta llegar a una división exacta. Escrito en orden todo esto tenemos 3654 : 1365 da resto : 924 da resto : 441 da resto : 42 da resto : 21 da resto 0 El último número por el que dividimos, es decir 21, es el máximo común divisor buscado. 3435 El algoritmo de Euclides es el procedimiento sistemático mediante el cual encontramos este divisor. Hemos aplicado este procedimiento a un par de números particular, pero el procedimiento se aplica a cualquier par de números de cualquier magnitud. Para números muy grandes el procedimiento puede tardar mucho tiempo, y cuanto mayores sean los números más tiempo necesitará. Pero en cualquier caso el procedimiento llegará al final y se obtendrá una respuesta definida en un número finito de pasos. En cada paso está perfectamente claro qué operación debe realizarse, y también es perfectamente clara la decisión de cuándo debe darse por terminado todo el proceso. Además, la descripción del proceso total puede presentarse en términos finitos, a pesar de que se aplique a números naturales de tamaño ilimitado. (Los "números naturales" son simplemente los números enteros no negativos 1 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11...). De hecho, es fácil construir un "organigrama" (finito) para describir la operación lógica completa del algoritmo de Euclides (véase la siguiente figura). Debe señalarse que este procedimiento no ha sido todavía descompuesto en sus partes más elementales, hemos supuesto implícitamente que ya "sabemos" cómo efectuar la operación básica necesaria para obtener el resto de una división entre dos números naturales A y B arbitrarios. Dicha operación es también algorítmica y es realizada mediante el familiar procedimiento de la división que aprendemos en la escuela. 1 Estoy siguiendo la terminología moderna usual que ahora incluye el cero entre los números naturales. 3536 ROGER PENROSE- LAMENTE NUEVA DEL EMPERADOR Este procedimiento es en realidad bastante más complicado que el algoritmo de Euclides pero de nuevo podemos construir un organigrama. La mayor complicación reside en que (probablemente) utilizaríamos la notación "decimal" estándar para los números naturales, de modo que necesitaríamos tener una tabla de multiplicar para llevar a cabo estas multiplicaciones. Si hubiéramos utilizado simplemente una serie de n marcas de algún tipo para representar el número n por ejemplo, para representar el cinco entonces encontrar el resto se convierte en una operación algorítmica elemental. Para obtener el resto de A dividido entre B simplemente vamos borrando la serie de marcas que representa B de la serie que representa A, hasta que ya no queden suficientes marcas para realizar de nuevo la operación. La serie de marcas que quede proporciona la respuesta buscada. Por ejemplo, para obtener el resto de la división de diecisiete entre cinco procedemos simplemente a borrar series de de la serie de la forma siguiente 3637 Y evidentemente la respuesta es dos, puesto que ya no podemos realizar la operación otra vez. El organigrama que encuentra el resto de una división, por medio de esta substracción repetida, puede ser el siguiente: Para completar el organigrama del algoritmo de Euclides, sustituimos el diagrama anterior para encontrar el resto en el cuadro central derecho de nuestro organigrama original. Este tipo de sustitución de un algoritmo dentro de otro es un procedimiento normal en la programación de computadoras. El algoritmo anterior para hallar el resto es un ejemplo de subrutina, es decir, un algoritmo (normalmente conocido con anterioridad) al que se acude y es utilizado por el algoritmo principal como parte de su operación. Por supuesto, la representación del número N como n puntos resulta muy poco eficaz cuando N es muy grande, razón por la cual normalmente utilizamos una notación más compacta como lo es la notación estándar (decimal). Sin embargo, aquí no estamos demasiado interesados en la eficiencia de las operaciones o de las notaciones. Más bien estamos interesados en la cuestión de qué operaciones, en principio, pueden realizarse algorítmicamente. Lo que es algorítmico lo es en una notación u otra. La única diferencia reside en el detalle y en la complejidad de los dos casos. El algoritmo de Euclides es sólo uno entre los numerosos, a menudo clásicos, procedimientos algorítmicos que florecen en las matemáticas. Pero es de llamar la atención que, a pesar de la antigüedad de muchos algoritmos, la formulación precisa del concepto general de algoritmo data sólo de este siglo. De hecho se han dado varias descripciones alternativas de este 37 Mostrar más
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