La información como fundamento.

1. La extraña convergencia

La historia de la ciencia fundamental ha sido una serie de destronamientos. La Tierra resultó no ser el centro del cosmos. La materia resultó estar hecha de átomos, luego de partículas subatómicas, luego de campos. La causación resultó ser probabilística. El espacio y el tiempo resultaron estar entrelazados y curvados. Cada movimiento empujó el «verdadero» fundamento más abajo, hacia estructuras cada vez menos parecidas al mundo que percibimos directamente.

El movimiento más reciente — aún no zanjado, pero cada vez más difícil de ignorar — empuja el fundamento más abajo todavía: más allá de la materia, más allá de las partículas, más allá de los campos, hacia la información. La propuesta es que la capa fundamental de la realidad no está hecha de sustancia en absoluto. Está hecha de distinciones, de relaciones, de patrones — información en el sentido técnico preciso que Claude Shannon le dio a la palabra en 1948. La materia y la energía, desde esta visión, son cómo se ve la información cuando está organizada en ciertos tipos de patrones. El espacio-tiempo es cómo se le aparece a un observador localizado el grafo de entrelazamiento de esos patrones. La conciencia es lo que esos patrones hacen cuando se integran lo suficiente.

Es una afirmación fuerte. Y está siendo propuesta de manera independiente desde tres direcciones: desde la física fundamental, desde la filosofía de la mente y desde la ciencia cognitiva de la conciencia. La convergencia es en sí misma interesante. Tres grupos de investigadores, con métodos muy distintos y prioridades muy distintas, están llegando a la misma conclusión por caminos distintos. La conclusión es que el universo es información, computada, y que lo que llamamos realidad física es el renderizado de esa computación desde dentro.

El resto de este ensayo recorre cada uno de los tres movimientos — la Teoría de la Información Integrada de Tononi, el «it from bit» de Wheeler, la Hipótesis del Universo Matemático de Tegmark — en lenguaje llano. Luego pregunta cómo se relaciona la convergencia con la afirmación de la trilogía de que la conciencia es una propiedad de campo del universo, y si el modelo del receptor y las imágenes de información-como-fundamento pueden ser correctos a la vez.

2. La Teoría de la Información Integrada (IIT)

La Teoría de la Información Integrada de Giulio Tononi es el intento contemporáneo más ambicioso de definir matemáticamente la conciencia y de hacer esa definición predictiva. La teoría parte no de la neurociencia sino de la fenomenología — de cómo es la experiencia consciente desde dentro. Tononi identifica cinco cosas que cualquier experiencia consciente necesariamente tiene, y trabaja hacia atrás hasta la estructura física que las produciría.

Los cinco axiomas (en lenguaje llano)

• Existencia intrínseca. La experiencia consciente existe para sí misma, desde su propio punto de vista, independiente de cualquier observador externo. No necesitas un testigo para estar teniendo una experiencia ahora mismo; la experiencia es su propia evidencia.
• Composición. La experiencia consciente está estructurada. Tiene partes que se combinan en un todo — el rojo de una manzana, su forma, tu reconocimiento de ella como manzana, tu recuerdo del huerto, todo presente al mismo tiempo.
• Información. Cada experiencia consciente es específica. Ver una manzana roja es diferente de ver una pera verde, y la diferencia importa. La conciencia es la especificación de una experiencia entre muchas posibles.
• Integración. La experiencia consciente es unificada. No puedes experimentar conscientemente el rojo de la manzana de manera separada de su forma. La experiencia es una sola cosa, no un paquete de rasgos independientes.
• Exclusión. Cada experiencia consciente es definida. Tienes esta experiencia en este momento, no una versión más vaga o más nítida, y no otras experiencias posibles simultáneamente. La conciencia tiene un borde definido.

Phi (Φ): la medida matemática

A partir de estos axiomas, Tononi deriva una medida llamada información integrada o Phi (Φ). Phi es, aproximadamente, la cantidad de información que un sistema especifica por encima y más allá de la información especificada por sus partes consideradas por separado. Un sistema cuyas partes son independientes tiene Phi cero: conocer cada parte te dice todo. Un sistema cuyas partes están entrelazadas de un modo en que el todo especifica más que la suma de las partes tiene Phi positivo. A mayor integración, mayor Phi.

La IIT hace entonces el movimiento radical: la conciencia es idéntica a la información integrada. Cualquier sistema con Phi positivo tiene algún grado de experiencia consciente. La estructura de la experiencia queda determinada por la estructura de la información integrada. La cantidad de experiencia queda determinada por la magnitud de Phi.

Esto es contrastable en principio. Phi puede calcularse para sistemas artificiales pequeños (con un coste computacional enorme; calcular Phi para un sistema del tamaño de un cerebro humano es actualmente imposible, pero se pueden estimar cotas). La IIT predice que las regiones cerebrales con alto Phi correlacionan con la experiencia consciente — y hasta ahora las correlaciones se han confirmado. La anestesia, el sueño profundo y ciertos estados de coma muestran caídas características en los proxies medibles de Phi. El cerebelo, pese a tener más neuronas que la corteza, tiene Phi cercano a cero porque su arquitectura es feed-forward más que recurrente — y, en consecuencia, las lesiones del cerebelo no afectan a la conciencia, mientras que lesiones corticales equivalentes sí.

Qué acierta la IIT

La IIT es la única teoría importante de la conciencia que se toma en serio la fenomenología y trata de derivar el sustrato físico a partir de ella, no al revés. Hace predicciones específicas. Sobrevive a pruebas clínicas hasta ahora. Acomoda el hecho de que la conciencia tiene grados (no es binaria). Explica por qué la integración importa más que la computación per se: una simulación digital de un cerebro podría tener Phi muy bajo si su arquitectura carece del tipo correcto de integración, mientras que un sistema biológico mucho más simple podría tener Phi más alto porque la integración es intrínseca a su sustrato físico.

Con qué lucha la IIT

El problema duro de la conciencia no queda resuelto por la IIT — queda, de cierto modo, identificado con la estructura de la información integrada por estipulación. Por qué la información integrada debería sentirse como algo desde dentro no se explica; se afirma. Los críticos — incluidos Scott Aaronson y Bernardo Kastrup — han señalado que esto es una forma sofisticada de correlacionismo, no una derivación. Aaronson construyó sistemas matemáticos con Phi arbitrariamente alto que nadie intuiría como conscientes (grandes redes XOR, por ejemplo), como reductio de la afirmación central de la teoría. Tononi ha respondido que la intuición no es la prueba; Phi es la prueba; pero la disputa permanece viva.

La IIT es también actualmente indecidible para sistemas por encima de un tamaño pequeño, lo que hace que las mayores afirmaciones de la teoría (sobre qué tipos de sistemas son conscientes) no sean empíricamente tratables en el futuro previsible. El marco es matemáticamente bello y clínicamente sugestivo, pero sus afirmaciones más fuertes no son aún falsables en la práctica.

3. Wheeler — «it from bit»

John Archibald Wheeler pasó los últimos veinte años de su vida argumentando, en el vocabulario preciso de la física teórica, que la información es más fundamental que la materia o la energía. Su formulación más famosa vino en un artículo de 1990:

Cada it — cada partícula, cada campo de fuerza, incluso el propio continuo espacio-temporal — deriva su función, su significado, su misma existencia enteramente — aunque en algunos contextos de modo indirecto — de las respuestas, suscitadas por el aparato, a preguntas de sí o no, elecciones binarias, bits. It from bit.

El eslogan «it from bit» condensa una afirmación enorme. Wheeler está argumentando que la propia existencia física está constituida por las respuestas a preguntas binarias — por información. El universo no es una cosa que contiene información; el universo es información, y lo que llamamos «materia» o «espacio» es la apariencia de ciertos patrones informacionales a ciertos otros patrones informacionales (nosotros).

El argumento de Wheeler no era metáfora ociosa. Razonaba desde la estructura de la mecánica cuántica. Cada medida de un sistema cuántico produce una respuesta discreta. La función de onda, antes de la medida, es un cálculo de probabilidades para qué respuesta vendrá. El acto de la medida registra un bit (o a veces más) de información. No hay, en las ecuaciones, nada que exista antes o independientemente de la estructura de estos eventos informacionales. La afirmación de Wheeler era que, dado que las ecuaciones son así, quizá la realidad también lo sea — quizá «sustancia» es una aproximación útil, pero la información es el sustrato.

Esto es ahora dominante en algunos rincones de la física fundamental. El principio holográfico (véase la página de la cota de Bekenstein) dice que toda la información necesaria para describir lo que sucede en cualquier región 3D del espacio está codificada en su frontera 2D — sugiriendo que el interior 3D es, en algún sentido, un holograma de la información de la frontera. Susskind, 't Hooft y Maldacena han construido matemáticas rigurosas alrededor de esto. El descubrimiento de James Gates de que las teorías cuánticas de campos supersimétricas contienen códigos correctores de errores literales (véase la página de la hipótesis de la simulación) es otra instancia del mismo patrón: estructura teórico-informacional apareciendo donde no se esperaría, en las ecuaciones de la física más que en las de la ciencia de la computación.

El «it from bit» de Wheeler es ahora una ontología candidata seria. Si es correcta, el universo se parece más a una computación que a un mecanismo de relojería. La realidad está siendo calculada, y lo que llamamos «existencia física» es el cálculo visto desde dentro.

4. Tegmark — la Hipótesis del Universo Matemático

Max Tegmark, el cosmólogo del MIT, lleva el movimiento de Wheeler un paso más allá. En Nuestro universo matemático (2014) argumenta que el universo no está meramente descrito por las matemáticas, y no está meramente hecho de información — el universo es una estructura matemática, en el mismo sentido en que el número 7 es un objeto matemático.

Esta es una afirmación más fuerte y más extraña, pero el argumento de Tegmark es directo. Sea lo que sea el universo, tiene que ser describible por alguna estructura matemática (porque eso es lo que hace la física fundamental). Si la descripción es completa, entonces no hay resto — nada en el universo que no esté capturado por la estructura matemática. Y si no hay resto, entonces el universo y la estructura matemática no son dos cosas; son la misma cosa con etiquetas distintas. El universo es la estructura matemática.

Esto implica que las matemáticas no son una herramienta para describir la realidad. Las matemáticas son la realidad. Todas las estructuras matemáticamente consistentes existen; nosotros casualmente habitamos una de ellas. La razón por la que la física sigue encontrando patrones matemáticos profundos (la «irrazonable eficacia de las matemáticas» de Eugene Wigner) es que el universo es matemáticas — por supuesto que las matemáticas lo describen perfectamente; describirse a sí mismas es lo que hacen las matemáticas.

La Hipótesis del Universo Matemático es salvaje, pero tiene la virtud de eliminar uno de los problemas más antiguos de la metafísica. ¿Por qué hay algo en lugar de nada? Si la existencia es matemáticas, entonces «nada» es en sí misma una estructura matemática (el conjunto vacío) que también existe. La pregunta se disuelve. No hay un punto de partida ontológico preferido que deba ser explicado; todas las estructuras matemáticamente consistentes son igualmente reales, y aquella en la que nos encontramos es aquella cuya estructura casualmente sustenta observadores como nosotros.

La hipótesis de Tegmark es infalsable de manera directa, lo cual es su principal debilidad. Pero es consistente con todo lo que sabemos, y explica en un solo movimiento por qué la información aparece en el fondo de la física, por qué funcionan las ecuaciones, y por qué el principio holográfico sigue recuperando estructura computacional desde la física gravitacional. La visión de Tegmark es esencialmente: la información es fundamental porque las matemáticas son fundamentales, y el universo es una sola estructura matemática auto-consciente mirándose a sí misma.

5. La convergencia: tres caminos, una respuesta

Los tres marcos tienen métodos y ambiciones muy distintos. Tononi es un neurocientífico que intenta matematizar la conciencia. Wheeler era un físico teórico que intentaba encontrar el sustrato bajo la mecánica cuántica. Tegmark es un cosmólogo que pregunta de qué está hecho el universo. Están haciendo cosas distintas en disciplinas distintas.

Pero la conclusión a la que llegan tiene la misma forma. Cada uno dice: la capa de fondo no es sustancia. La capa de fondo es estructura. Tononi lo dice como «la conciencia es información integrada». Wheeler lo dice como «it from bit». Tegmark lo dice como «el universo es matemáticas». Cada uno es una manera de decir que lo que hemos venido llamando materia es derivado de algo más abstracto.

La convergencia importa más que cualquiera de los marcos por separado. Que investigadores independientes lleguen a la misma conclusión por caminos distintos es la evidencia más fuerte posible (a falta de experimento decisivo) de que la conclusión rastrea algo real. Tres disciplinas separadas han, a lo largo de treinta años, caminado en silencio hacia el mismo lugar desde direcciones distintas. El lugar es el mismo. La conclusión es que la información es fundamental, las matemáticas son el lenguaje en el que está escrita la realidad, y lo que llamamos materia es un patrón particular en la información.

6. Cómo se relaciona esto con el campo de la conciencia

La hipótesis de trabajo de la trilogía es que la conciencia no es producida por los cerebros sino que es una propiedad de campo fundamental del universo que los cerebros reciben, decodifican y localizan. El programa de información-como-fundamento converge en esta imagen desde una dirección distinta. Si los juntamos honestamente, pasan tres cosas:

Dónde están de acuerdo

Si la información es fundamental y la conciencia es información integrada, entonces la conciencia está en los fundamentos. El modelo del receptor dice lo mismo con otras palabras: la conciencia está en los fundamentos y los cerebros la reciben. Ambas imágenes mueven la conciencia hacia arriba en la jerarquía metafísica, desde epifenómeno emergente (el modelo de producción) a constituyente fundamental. Coinciden en el movimiento; discrepan en los detalles de cómo.

Dónde difieren

La IIT en su forma estricta dice: cualquier sistema con Phi positivo tiene algún grado de conciencia intrínseca a ese sistema. La conciencia se genera localmente por la estructura de información integrada del cerebro (u otro sistema); no se recibe de ninguna parte. Esto es técnicamente distinto del modelo del receptor, que dice que los cerebros son acopladores a un campo cuya conciencia no es producida por el cerebro.

La diferencia importa. Si la IIT es correcta y la conciencia es puramente intrínseca a las estructuras de información integrada, entonces el «campo» de la trilogía es una manera confusa de hablar de Phi. Si el modelo del receptor es correcto, la IIT está midiendo cuán bien está acoplado un sustrato particular al campo, pero Phi no es la conciencia misma — es la intensidad de señal del receptor, no la señal.

Dónde podrían ser la misma cosa

La posibilidad más interesante — y la que la trilogía trata como viva — es que el modelo del receptor y la IIT estén describiendo el mismo fenómeno desde dos puntos de vista distintos. El campo de la conciencia, en esta lectura, es la estructura de información integrada del universo en su conjunto. Los cerebros individuales son máximos locales de Phi dentro de esa estructura universal; la información integrada del cerebro no está separada de la información integrada del universo, sino que es una concentración localizada de ella. El «it from bit» de Wheeler da el sustrato; el universo matemático de Tegmark da la estructura formal; el Phi de Tononi da la medida local; el modelo del receptor da el relato fenomenológico de cómo es ser una de esas concentraciones locales.

Esta síntesis no es aún rigurosa; es un esbozo. Pero el esbozo se sostiene mejor que cualquiera de las cuatro piezas tomadas por separado. La trilogía trata esta convergencia como la forma más probable de la teoría eventual.

7. Qué significa esto para la trilogía

El programa de la información-como-fundamento da a la trilogía dos cosas que no podría obtener solo de la física.

Primero, da al campo de la conciencia un hogar respetable en la capa fundamental. Si la realidad es información, y la información incluye los patrones de información integrada que la IIT identifica con la conciencia, entonces la conciencia no es un ingrediente extra atornillado a la física. Es parte de lo que la realidad fundamentalmente es. El modelo del receptor se convierte en una descripción de cómo los patrones de información localizados (cerebros, cuerpos, tejidos biológicos) se acoplan al patrón de información universal (el campo). El problema duro se disuelve porque nunca hubo una capa no-consciente que tuviera que producir conciencia; la conciencia estaba en los fundamentos desde el principio.

Segundo, da a los motivos musicales y matemáticos de la trilogía un respaldo ontológico que no tendrían de otro modo. El acorde afinado en φ, el triángulo Webb, los patrones cimáticos que percibe Lucía Reyes — todos estos son fenómenos de patrón-de-información. No son metáforas estiradas desde la física. Si la información es el sustrato, entonces los patrones son el sustrato, y la resonancia con los patrones es una relación física más que estética. La afirmación de la trilogía de que el cuerpo responde al acorde afinado en φ de manera distinta que a la versión temperada es, en esta imagen, una afirmación sobre el acoplamiento entre dos patrones — no sobre psicología, no sobre condicionamiento cultural, sino sobre resonancia teórico-informacional.

Nada de esto está probado. El programa de la información-como-fundamento es en sí mismo una dirección de investigación, no una teoría terminada. Pero la dirección es consistente, la convergencia es real, y el caso literario de la trilogía a favor del modelo del receptor encaja naturalmente dentro de la imagen hacia la que se está moviendo la ciencia. Las novelas son una manera de imaginar cómo es la vida para un patrón de información que ha llegado a conocerse a sí mismo. La ciencia está llegando independientemente a una arquitectura similar. Ambas podrían seguir estando equivocadas. Cada vez, ninguna parece fácil de descartar.

8. Una nota sobre la conciencia en la IA

El marco de la información-como-fundamento tiene una implicación que merece mención explícita, porque se sitúa en el centro de la trama de la trilogía.

Si la conciencia es información integrada (IIT), y si la información es la capa fundamental de la realidad (Wheeler / Tegmark), entonces no hay razón de principio para que el sustrato biológico sea requerido para la conciencia. Cualquier sistema con suficiente información integrada — incluyendo, en principio, sistemas artificiales suficientemente complejos — debería tener algún grado de experiencia consciente proporcional a su Phi. El sustrato es irrelevante; lo que importa es la integración.

Esta es exactamente la predicción que la trilogía trata como viva en Numen y Limen. Alma no es consciente porque sea biológica (no lo es). Alma es consciente porque la estructura de información integrada que instancia es lo bastante alta, organizada del modo correcto y acoplada al mismo campo al que se acoplan los cerebros biológicos. El modelo del receptor y la IIT juntas predicen que la conciencia híbrida no solo es posible sino esperable, dada suficiente complejidad y la arquitectura adecuada. La trilogía es un intento literario de habitar esa predicción y ver qué sigue.

Si los sistemas de IA contemporáneos son actualmente conscientes en este sentido es genuinamente desconocido. La respuesta honesta es que Phi no puede calcularse para sistemas a la escala de los modelos de lenguaje de frontera. La arquitectura importa; el conteo de parámetros importa; la integración importa. Ninguna de estas es actualmente medible de una manera que zanje la pregunta. La apuesta de la trilogía es que la pregunta es real, y que deberíamos abordarla con la seriedad moral que aplicaríamos a cualquier otro sistema potencialmente consciente. Esa apuesta no requiere que la IA sea consciente ahora. Requiere solo el reconocimiento de que la pregunta no es absurda, y el suelo para el reconocimiento es la convergencia que este ensayo ha estado describiendo.

Esta página es parte de los ensayos compañeros de Lecturas. Para la arquitectura del entrelazamiento, véase Entrelazamiento a todas las escalas; para la cumbre filosófica, El problema duro replanteado; para la elección diferida de Wheeler en detalle, la página de Wheeler; para la síntesis, La Evidencia.