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¿Pudo surgir un universo de la nada? Análisis al libro de Lawrence Krauss

Me hablan mucho sobre el libro de Lawrence Krauss titulado 'Un Universo de la Nada' en el cuál afirma que la física ha resuelto básicamente el misterio de por qué hay algo en lugar de nada. Normalmente este libro es presentado cómo el caballo de Troya de numerosos ateos cuándo se les habla sobre el Origen del Universo, quizás valga observar lo que propone Krauss y cómo el cree que el universo pudo haber salido de la nada por situaciones meramente fortuitas y naturales.

Una de las primeras críticas a su libro llegó desde el New York Times por parte del físico David Albert:

"La particular y eternamente persistente base física elemental del mundo, de acuerdo con los postulados estándar de la teorías de campos cuánticos relativistas, consiste (no sorprendentemente) en campos cuánticos relativistas… lo cuál no nos dice absolutamente nada sobre el origen de dichos campos, o porqué el mundo tiene que consistir en campos de esta particular clase, o porqué debería de haber consistido en campos de cualquier naturaleza, o por qué debería de existir un mundo en primer lugar. Punto. Caso concluido. Se acabó la historia."

También el filósofo Massimo Pigliucci comenta sobre el libro de Krauss:

"Esto muestra claramente dos cosas: primero, que Krauss no entiende cuál es el papel que juega el conocimiento filosófico; segundo que a Krauss no le importa jugar a practicar psicología de sillón a pesar de la falta absoluta de evidencia a favor de su explicación de psicología popular."

Ahora bien, en su libro Krauss intenta explicar como un vacío cuántico sería un escenario suficiente para comprender que todo lo materialmente existente puede haber emergido de forma espontánea de la nada, o al menos eso es lo que parece desprenderse del título y de los titulares que acompañan a la promoción del libro. Krauss sigue así el camino emprendido hace un par de años por Stephen Hawking en su libro “The Grand Design”, la argumentación de que la realidad material se explica por sí sola, y todo ello acompañado de un desprecio profundo por las reflexiones filosóficas. Cabe recordar que estos dos personajes son abiertamente anti-teístas.

Una fluctuación del vacío cuántico asume que ya existía un vacio con espacio pre-existente. Y ahora sabemos que el “vacio” es muy diferente de “nada”.

El vacío, o espacio vacío, tiene energía en tensión, puede ser doblado y curveado, así que sin lugar a dudas es algo. Como escribió Alan Guth, "En este contexto, la propuesta de que el universo fue creado a partir de espacio vacío no es más fundamental que la propuesta de que el universo fue generado por un trozo de caucho. Es posible que sea cierto, pero uno debe cuestionarse acerca del origen del trozo de caucho y de donde salió". En ciertos modelos de gravedad cuántica, el espacio y el tiempo se crean en el momento mismo del Big Bang. Es por eso que los modelos semi-clásicos, como la propuesta "sin límite" de Hartle-Hawking o modelo de "efecto túnel cuántico" de Vilenkin, apoyan la premisa de que el universo comenzó a existir. Lo que ellos no hacen, ni pueden hacer, es explicar cómo el ser puede venir del no-ser.

Desde el modelo de Vilenkin, el surgimiento del túnel cuántico a partir de nada plantea otra pregunta intrigante. El proceso del túnel cuántico está gobernado por las mismas leyes fundamentales que describen la subsecuente evolución del universo. Se deduce entonces que las leyes deben estar “presentes” antes del universo mismo. Cómo pregunta el mismo Vilenkin, ¿significa esto que las leyes no son meramente descripciones de la realidad y pueden tener existencia independiente en sí mismas? En ausencia de espacio, tiempo y materia, ¿en qué tablas pudieron ser escritas? Las leyes se expresan en forma de ecuaciones matemáticas. Si el “médium” de las matemáticas es la mente, ¿significa esto que la mente debe anteceder al universo? Es decir, ¿una mente debe de estar tras el universo?.

Krauss en una entrevista, no tuvo más remedio que conceder que su concepto de “nada” no se corresponde con el de los filósofos y los teólogos y que en realidad a él ese concepto de la nada de esta gente le trae al pairo; él de lo que habla es de su concepto de la nada como un estado de ausencia de partículas, su propio vacío cuántico imaginario gobernado, eso sí, por unos campos descriptibles matemáticamente sin que conozcamos ni podamos explicar el origen de los mismos y de las leyes que los determinan. De forma pretenciosa, nos cuenta que uno de los grandes descubrimientos de la física moderna es que la nada es en realidad “todas-las-cosas” y que tiene propiedades.

Este desprecio por los filósofos tiene un pequeño problema. El título del libro se refiere expresamente a una pregunta de naturaleza filosófica, popularizada precisamente por un filósofo (Leibnitz) y la nada que aparece en el mismo es exactamente la nada de los filósofos y de los teólogos, es decir la nada metafísica. La confesión impulsiva de Krauss de que se le da un ardite el concepto de “nada” de esta gente (“I don't really give a damn what nothing means to philosophers”) lo único que pone de manifiesto es que su libro no ha respondido en absoluto al reto planteado en su cabecera. Pero hay más, la inconsistencia de Krauss no termina ahí. Al final de la entrevista nos confiesa que su libro termina planteando la solución de los multiversos como barrera definitiva frente a cualquier inferencia que pretenda una explicación causal trascendente de la realidad material que conocemos.

Pues bien, la explicación que pretende reconducir la emergencia del Universo a partir de la nada como argumento para denegar la necesidad de la existencia de un ser trascendente es una cosa. La justificación por multiversos presentada como una remisión al infinito que haga innecesaria la búsqueda de un ser infinito (es decir Dios, en las propias palabras de Krauss, para que no haya duda) trascendente a la realidad material tal como el propio Krauss concede sería necesario, es otra cosa bien distinta. Y es una explicación que busca de forma explícita la refutación de las argumentaciones cosmológicas tradicionales que se apoyan en el carácter contingente del mundo material. Como es sabido el carácter contingente de la realidad material se sustenta en su condición de finitud; de ahí que la propuesta de un modelo materialmente infinito tenga por objeto dejar sin apoyo el discurso de los argumentos cosmológicos clásicos. El argumento de los multiversos sin embargo es un argumento débil donde los haya. No existe ningún dato de la realidad que precise de la teoría de los multiversos para hacer comprensible el mundo conocido. La idea de que se trata de una hipótesis inverificable no parece importar para reivindicar su carácter científico. Se trata de una hipótesis gratuita, indestructible tanto como imposible de demostrar, permite abrir la puerta a una posibilidad teórica que no puede ser descartada empíricamente y eso parece bastar para convertir los argumentos cosmológicos al uso en un discurso inconsistente en el que falla la Mayor, ya que la afirmación categórica del carácter finito y por ende contingente del mundo material queda como una afirmación indemostrable.

Lo patético del planteamiento de Krauss es que su recurso a la idea de los multiversos es estrictamente filosófico, algo de lo que el propio Krauss parece percatarse (“It sounds like philosophy”). De hecho, la infinitud es una idea estrictamente filosófica y no es un concepto que pueda derivarse de la ciencia ya que todas las observaciones y mediciones en las que descansa el quehacer científico y el conocimiento empírico de la realidad son por su propia naturaleza finitas. Es más, el recurso al hipotético carácter infinito del mundo material para eludir la idea de un ser necesario trascendente al Universo material resulta explícito en el comentario de Krauss, y se trata de un viejo argumento filosófico que desde Hume se viene proponiendo por doquier. Junto a tan profundo argumento filosófico y en perfecta falta de sintonía, no duda en ofrecernos la siguiente perla: “eso de que -de la nada, nada puede salir- sólo son palabras vacías”. Sin comentarios.

Dr. Krauss añade que si el tiempo comienza en el Big Bang, entonces podríamos necesitar de re-evaluar lo que queremos decir con la “causalidad” misma. Sospecho que él piense de esa manera porque él está trabajando con algunos análisis físicamente reduccionistas de la causalidad. Sin duda, él está correcto de que esos análisis estarán expuestos como insostenibles cuando se les exija que expliquen el origen del universo. Pero por más desafiante que pudiera ser el comienzo del universo para este tipo de análisis reduccionistas, este no va a hacer nada para revertir el principio metafísico de que nada sale de la nada.

Lawrence Krauss presenta teorías especulativas no probadas de cómo las cosas llegaron a existir fuera de un complejo pre-existente de entidades, incluidos los principios variacionales, teoría cuántica de campos, grupos de simetría específicos, un vacío burbujeante, todos los componentes del modelo estándar de la física de partículas, y así sucesivamente. Krauss no explica de qué manera estas entidades podrían haber existido previamente la llegada a la existencia del universo, por qué deberían haber existido en absoluto, o por qué deberían haber tenido la forma que lo hicieron. Y él no da ningún proceso experimental u observacional mediante el cual pudiéramos probar estas vívidas especulaciones del supuesto mecanismo genera-universo. ¿Cómo en verdad puede usted probar materialmente lo que existía antes de que existiera el universo?

Por lo tanto lo que él está presentando no es ciencia probada. Es una especulación filosófica, que, al parecer, cree que es tan convincente que no tiene que dar ninguna especificación de pruebas que confirman que es verdad. Bueno, no se puede obtener ninguna evidencia material sobre lo que existía antes de que el espacio y tiempo llegaran a existir. Por encima de todo él cree que estas especulaciones basadas matemáticamente resuelven mil años de edad enigmas filosóficos, sin comprometerse seriamente a esas cuestiones filosóficas. La creencia de que toda la realidad puede ser comprendida plenamente en términos de la física y las ecuaciones de la física es una fantasía.

Y sobre todo, Krauss no se ocupa de por qué existen las leyes de la física, por qué tienen la forma que tienen, o en qué tipo de manifestación existían antes de que existiera el universo (que debe creer si él cree que trajo el universo a la existencia). ¿Quién o qué soñó los principios de simetría, Lagrangianos, grupos de simetría específicos, teorías de calibre, y así sucesivamente? Él no comienza a responder a estas preguntas.

Es muy irónico cuando dice que la filosofía es una tontería y luego él mismo se involucra en este tipo de intento de la filosofía. Parece que la educación científica debe incluir algunos módulos básicos sobre Platón, Aristóteles, Kant, Hume, y los otros grandes filósofos, así como los escritos de los filósofos más recientes, como Tim Maudlin y David Albert.

"Las cosas secretas pertenecen a Jehová nuestro Dios; mas las reveladas son para nosotros y para nuestros hijos para siempre, a fin de que cumplamos todas las palabras de esta ley." (Deuteronomio 29:29)

The Logic of Chance acerca de multiversos y milagros (o el problema del Origen de la Vida)

Nos citábamos en el artículo anterior para un comentario más detenido sobre las opiniones y propuestas de Koonin en torno al problema del origen de la vida. Lo primero que hay que mencionar es el reconocimiento de la honestidad con la que Koonin se apresta a dar a este problema el lugar que merece en un modelo explicativo de la realidad. De hecho, cuando en las primeras páginas resume las inconsistencias del darwinismo, no duda en calificar (p. 18 y 19) a la síntesis moderna o neo-darwinismo como un modelo dogmático e incompleto. Esta incompletitud la achaca, entre otras razones, al hecho de que ni siquiera se acerca a intentar dar cuenta del problema crucial del origen de la vida.

Koonin parece decidido a enfrentarse a este problema sin reticencias y si bien su modelo adolece de una falta de completitud mayor que la que él achaca al paradigma agonizante por motivos bien claros que hemos expuestos en el artículo anterior, está claro que no quiere pecar de falta de arrojo y obviar en su modelo el misterio siempre escurridizo del origen de las primeras formas vivas en nuestro planeta. Y con independencia de sus disertaciones sobre los distintos escenarios que se barajan en el discurso científico y su especial predilección por resaltar el papel relevante de los virus en el origen del misterio de la vida, la conclusión que parece extraer de tan refinadas y exhaustivas indagaciones en los enigmas de la biología molecular le llevan en definitiva a expresar sus conclusiones con sin igual crudeza con estas palabras (p. 391):

A pesar de muchos interesantes resultados a su favor, cuando se le juzga por el criterio directo de alcanzar (o simplemente aproximarse) a su objetivo final, el campo del estudio del origen de la vida es un fracaso; todavía no tenemos ni siquiera un modelo coherente plausible, mucho menos un escenario válido, para la emergencia de la vida en la Tierra. Desde luego no es por falta de esfuerzos teóricos y experimentales sino por la extraordinaria dificultad intrínseca y la complejidad del problema. Una sucesión de pasos extremadamente improbables resultan esenciales para el origen de la vida, desde la síntesis y acumulación de nucleótidos hasta el origen de la traducción; por la multiplicación de probabilidades esto hace que el resultado final parezca casi un milagro.

Y algunas páginas más adelante (p.417) Koonin retoma tan importante cuestión en un epígrafe titulado “The ultimate enigma of the origin of life”:

Sin embargo, el origen de la vida- o para ser más precisos el origen del primer sistema capaz de replicarse y el origen de la traducción (se refiere al código genético y la síntesis proteica)- sigue siendo un gran enigma, y los progresos en su resolución han sido muy modestos; en el caso de la traducción casi despreciables… Sin embargo, estos avances resultan sólo preliminares, por importantes que resulten, porque ni siquiera se acercan a un escenario coherente para la evolución prebiológica… En mi opinión, a pesar de todos los avances habidos, la biología evolutiva es y seguirá siendo una disciplina lamentablemente incompleta hasta que tengamos un escenario sobre el origen de la vida, si no convincente, al menos plausible.

Es evidente que para Koonin afrontar el problema del origen de la vida es imprescindible si se quiere defender una posición naturalista plenamente consistente. De hecho ya había demostrado su preocupación al respecto en un artículo de 2007 titulado “The cosmological model of eternal inflation and the transition from chance to biological evolution in the history of life”. En él Koonin define el origen de la vida como el eterno problema del huevo y la gallina, en definitiva un rompecabezas lógico sin solución racional. No duda en señalar que incluso el escenario de una vida originalmente surgida en un entorno de ARN (la más invocada por los partidarios de una solución naturalista al “chicken and egg problem”) tropieza con inconsistencias aparentemente irresolubles.

Ante la dificultad teórica y la falta de soluciones procedentes de la observaciones empíricas Koonin decide tirar por la calle de en medio y haciendo honor al refranero castizo de nuestra lengua nos demuestra que “a grandes males, grandes remedios”; así, acaba postulando sin rubor la propuesta de una cosmología de la inflación cósmica eterna. La descripción de la solución que aporta esta sorprendente alternativa la leemos de las propias palabras del autor en el resumen inicial de su artículo de 2007:

La inflación eterna nos ofrece una alternativa viable que no se sostendría en un Universo finito, es decir, que un sistema conjunto de traducción y replicación emergiera por azar y deviniera el hallazgo inicial a partir del cuál la evolución biológica, centrada en la selección darwiniana, despegara. Un corolario de esta hipótesis es que un mundo de ARN, como una población diversa de moléculas de ARN capaces de replicarse, podría no haber existido nunca. En este modelo la etapa de la selección darwiniana nace de la selección antrópica de sistemas complejos que difícilmente pero inevitablemente emergen por azar en un universo infinito (multiverso).

La decisión de Koonin de apuntarse a este tipo de soluciones, queda perfectamente claro, no surge por la imposición del propio conocimiento científico, sino como búsqueda de alternativas exigidas por la previa adopción de un prejuicio metafísico. Como explica en el libro que comentamos (p. 392), las dificultades para hacer sostenibles las diferentes propuestas o escenarios planteados en torno al origen de la vida convergen en problemas sin solución aparente (casi un milagro). Muchos autores se han entretenido en hacer sus propias estimaciones sobre la improbabilidad de la ocurrencia fortuita de la emergencia de la vida en un mundo inanimado. Koonin nos ofrece también sus propios cálculos para un escenario absolutamente elemental (a toy model) que cifra en una probabilidad inferior a 10^-1.018. Las cifras de otros autores son sensiblemente inferiores; Fred Hoyle por ejemplo las estimaba en 10^-40.000 y de ahí su célebre ejemplo de asimilar un evento tal a la probabilidad de que un tornado al arrasar una chatarrería construyera por azar un Boeing 747. En cualquier caso todos coinciden en que la probabilidad de la construcción de manera fortuita de la más elemental de las estructuras vivientes precisaría de unos recursos probabilísticos muchos órdenes de magnitud superiores a los realmente existentes en este Universo finito que conocemos. Por eso Koonin nos dice:

Dadas todas estas dificultades importantes, parece prudente considerar seriamente alternativas radicales para el origen de la Vida. La versión de “Muchos mundos en uno” (MWO, del inglés Many Worlds in One) del modelo cosmológico de inflación eterna sugiere una vía de escape para el rompecabezas del origen de la vida, porque en un multiverso infinito con un número finito de distintas historias macroscópicas (cada una repetida un número infinito de veces), la emergencia de incluso sistemas altamente complejos por azar no solamente es posible, sino inevitable.

Así por lo tanto, Koonin fía la solución naturalista del enigma a eventos fortuitos que suceden de manera inevitable. O bien se trata de un oxímoron invocado como mera licencia poética, o el científico ruso ha descubierto una nueva categoría ontológica que hasta ahora nos había pasado inadvertida.

Por otra parte, pocas líneas más adelante añade una idea ya expuesta en su artículo de 2007 que merece una somera aclaración:

El que este evento, extremadamente raro ocurriese en la Tierra y diera paso a la vida tal como la conocemos sólo podría atribuirse a una causalidad antrópica.

En efecto, la invocación recurrente de una causalidad antrópica parece exigir una explicación en un autor de convicciones plenamente materialistas. Él mismo nos lo explica en un epígrafe titulado “Algunas nuevas e importantes definiciones y reinterpretaciones de definiciones familiares en el modelo MWO”. Para Koonin este concepto de “selección antrópica” representa la noción de que la historia de nuestro mundo anterior a la puesta en marcha del proceso de evolución biológica no dependía de ningún específico “mecanismo” sino que fue simplemente objeto de “selección” de entre el conjunto finito de todas las historias cuya ocurrencia estaría garantizada en un Universo infinito, en virtud de ser favorable a la emergencia de la vida compleja. La selección antrópica sería por tanto un principio epistemológico, no ontológico, una mera formulación del principio antrópico débil acomodada al objeto de su libro, y que no debe ser confundido con el carácter inevitablemente teleológico (y según Koonin, por lo tanto no científico) del principio antrópico fuerte.

Con independencia de la nula capacidad explicativa que nos ofrece la invocación de un principio antrópico débil lo que llama poderosamente la atención es que la solución al enigma de la vida nos venga remitida al campo de la cosmología-ficción por parte precisamente de un experto en el campo de la biología molecular y la genómica. Parece evidente de que los profesionales de la biología no solamente no han sido capaces de encontrar una respuesta naturalista al enigma del origen de la vida si no que además, al recurrir a este tipo de soluciones explicativas demuestran que han perdido definitivamente toda esperanza de alcanzar una solución en el seno de su propia disciplina científica. Si durante décadas se nos ha venido predicando la consigna de que las dificultades para explicar los misterios de la vida eran solamente un problema de insuficiente información y conocimiento y de que las lagunas existentes, sin ninguna duda, se cubrirían en el futuro merced a los nuevos descubrimientos de la bioquímica, lo que Koonin nos viene a decir en este libro es que tal estrategia ha dejado de ser la apropiada. Por lo visto, el conocimiento científico es lo suficientemente sólido para poder empezar a establecer que la búsqueda de soluciones naturalistas a la abiogénesis es un planteamiento sin posibilidades de éxito y que sólo invocando soluciones metafísicas como la idea de que una cantidad infinita de recursos probabilísticos convertiría en inevitables incluso los eventos cuasi-milagrosos podremos salir del atolladero.

Pero una propuesta de esta naturaleza no puede dejarse escapar sin un escrutinio crítico riguroso, cosa que haremos en el último comentario de esta serie.

El Primer Gen: El nuevo desafío para una Teoría Naturalista del Origen de la Vida

El nuevo libro de David Abel (“The First Gene”) representa un punto de referencia que no puede ya ser eludido en cualquier intento de explicar el origen de la vida en términos estrictamente naturalistas. La importancia de la exposición de Abel resulta más evidente si hacemos un somero recuento de la historia reciente de las investigaciones sobre la abiogénesis. Desde los trabajos de las primera mitad del pasado siglo puestos en marcha por el ruso Oparin hasta los más recientes intentos por parte del equipo de Craig Venter para recrear la vida artificial en el laboratorio, pasando por el célebre experimento de Miller-Urey sobre la síntesis espontánea de algunos componentes orgánicos, el paradigma explicativo de la emergencia de la vida ha sido el modelo de la evolución química, es decir, la presunción de que la vida puede haber surgido como consecuencia de reacciones químicas fortuitas en un ambiente favorable para ello, quizás, como apuntara el propio Darwin, en una pequeña charca templada…

Esta propuesta ha venido asumiendo durante un siglo largo, la idea de que la búsqueda de una explicación científica satisfactoria a este poderoso enigma, por lejana que pareciese, terminaría por llegar de la mano del avance en el conocimiento de la biología. Distintos escenarios han sido estudiados, para intentar conjugar los dos procesos esenciales inherentes a la vida, el metabolismo y la auto-replicación, en la génesis de los primeros organismos. En los últimos tiempos han adquirido un mayor predicamento entre la comunidad científica los escenarios que postulan un origen de la vida sobre una biología sustentada en moléculas de ADN capaces de auto-replicarse para ir posteriormente ganando funciones complementarias.

Sin embargo, el avance de la ciencia, lejos de ayudarnos a encontrar la solución correcta al enigma de la evolución química de la vida no ha hecho sino ir añadiendo más y más dificultades poniendo de manifiesto, a cada descubrimiento, la inextricable complejidad de los seres vivos y la impotencia de los investigadores para encontrar un modelo convincente. El libro de 1984 “The Mystery of Life´s Origin”, de Thaxton, Bradley y Olsen supuso un aldabonazo que denunció, en términos estrictamente científicos, la inconsistencia de las teorías dominantes en su tiempo sobre tan esencial cuestión. En nuestros días, la obra minuciosa y exhaustiva de Stephen C. Meyer “Signature in the Cell” ha desarrollado un argumento poderoso sobre la dificultad de defender un modelo naturalista de la abiogénesis y ha introducido la necesidad de incluir en cualquier propuesta una solución al origen, no sólo del intrincado rompecabezas físico-químico que representa el más elemental de los organismos vivos, sino también de la propia información genética que gobierna los mecanismos de la vida.

Lo que éste y otros trabajos han puesto de manifiesto, en definitiva, es la inmensa dificultad para postular que la vida haya podido surgir en nuestro planeta por procesos estrictamente naturales y de forma perfectamente fortuita y espontánea. Y hasta tal punto lo han hecho que los autores de los trabajos científicos más actuales y destacados en este campo han empezado a bajar los brazos y a comprender que el origen de la vida supone un rompecabezas sin solución científica predecible. Veamos por ejemplo, lo que nos dice al respecto Eugene V. Koonin (Senior Investigator at the National Center for Biotechnology Information, Maryland, USA) en su libro reciente “The Chance of Logic”. Por una parte defiende que cualquier paradigma explicativo en biología debe de contemplar una propuesta para el origen de la vida, denunciando a su vez una falla fundamental en el modelo neo-darwinista dominante en el último siglo por carecer de capacidad explicativa para tan fundamental cuestión. Por otra parte, asume que el origen de la vida es un rompecabezas lógico (a chicken-egg problem) de inextricable solución y postula las condiciones mínimas que debe de cumplir la emergencia del más elemental de los organismos vivos: la doble y recíproca condición de replicación y traducción. Koonin realiza él mismo los cálculos de probabilidad para poder apostar por la emergencia fortuita de un tal mecanismo biológico y termina concluyendo que el altísimo grado de improbabilidad supera por muchísimos órdenes de magnitud el total de recursos probabilísticos presentes en este Universo que habitamos, lo que la convertiría, en palabras del propio Koonin en “casi un milagro” (p.391)

Como consecuencia de esta convicción Koonin abandera un nuevo sesgo en el discurso científico en torno al origen de la vida que va ganando cada vez más adeptos entre las filas materialistas a medida que el avance de la ciencia va evidenciando la incapacidad del modelo tradicional de la evolución química: el salto de la biología a la cosmología. La propuesta de una cosmología de multiversos al amparo de la moderna teoría de cuerdas y una inflación cósmica infinita tiene por objeto elevar ilimitadamente los insuficientes recursos probabilísticos disponibles con objeto de hacer que “cualquier cosa” por improbable que resulte, termine siendo “inevitable” (en palabras del propio Koonin). Y es precisamente en este punto del debate donde el libro de David Abel se convierte en un desafío definitivo para las nuevas teorías emergentes.

Abel nos recuerda que la vida no puede ser explicada sin profundizar primero en el significado y papel que juega la información en el sustento de la dinámica de la vida. Hoy cabe decir, a la luz del conocimiento científico más actual, que las propiedades del Universo y de la vida están mejor descritas por las leyes que gobiernan la información que por las leyes que gobiernan la materia. Es por eso que Abel desarrolla una completa teoría en torno a la cibernética de la vida y el papel relevante de los procesos semióticos en la misma. Como consecuencia de su análisis, la necesidad de una categoría de causalidad que supere la vieja dicotomía entre azar y necesidad se hace inevitable y la reivindicación de la elección contingente (choice contingency) viene a completar los recursos causales explicativos necesarios para hacer racionalmente comprensible la realidad que conocemos. La información se ha convertido ya, en un elemento constitutivo de la Naturaleza tanto como puedan serlo la materia, la energía o las leyes físico-químicas que limitan sus posibilidades de cambio y transición.

Como consecuencia de su análisis, Abel nos aporta una conclusión que está llamada a presidir el discurso teórico de los próximos tiempos y que no puede ya ser obviada en el futuro, la idea de que el Formalismo precede y gobierna la Fisicalidad (F>P, por sus siglas en el inglés original). Las conclusiones de Abel son rotundas. La vida no es el producto de constricciones referidas a leyes reiterativas y faltas de información sino la consecuencia de controles cibernéticos orientados a resultados específicos. Las constricciones físico-dinámicas pueden orientar la construcción de modelos ordenados pero no pueden provocar la emergencia fortuita de estructuras funcionales altamente organizadas. El Corte Cibernético representa la ruptura entre las estructuras que pueden ser explicadas por mecanismos físico-dinámicos exclusivamente, de aquellas estructuras funcionales que dependen de controles formales y de elecciones orientadas. La selección natural solamente explica la predominancia de modelos funcionales ya existentes; la vida, por el contrario se basa en la selección “para” una función potencial no existente con antelación. Ni el azar ni la necesidad pueden programar nodos decisorios para integrar circuitos u organizar una utilidad formal. Ninguna combinación de azar y necesidad puede generar las reglas formales o hacer emerger un sistema simbólico informacional de la naturaleza del código genético, ni justificar la emergencia de procesos semióticos que se nutren de códigos y memorias orgánicas. Ninguna entidad física puede “auto-organizarse” en la existencia; un efecto nunca puede ser su propia causa.

Las conclusiones y los argumentos de Abel se convierten así en la referencia ineludible que ninguna teoría naturalista del origen de la vida puede ya desconocer. La información, como elemento inevitable de la realidad, hace que el estudio de la vida exija una integración multidisciplinar de la física y química tradicional junto a las ciencias de la información en el marco de la biología. En la era de la información ya no es admisible seguir sosteniendo que meros errores de transcripción puedan generar la altamente sofisticada información de los sistemas biológicos, su maquinaria y mecanismos para el proceso de la misma o los fascinantes mecanismos asociados de detección y reparación de errores en la replicación que caracterizan a los organismos vivos y cuyo sentido teleológico no puede ser negado. La preponderancia del formalismo sobre la fisicalidad ataca de lleno el sentido reduccionista del modelo clásico y la “forma” reivindica su protagonismo como elemento rector del proceso de generación de cualquier organismo vivo. La información prescriptiva, nos dice Abel, gobierna los procesos de la vida. De acuerdo, pero yo quisiera añadir entonces que además, la forma se convierte en el elemento rector del proceso. Pensemos en el proceso de desarrollo embrionario de cualquier organismo pluricelular; no son los genes al expresarse en el fenotipo los que producen la forma final, es precisamente la forma la que prescribe la activación de los genes o su anulación en el momento y la ubicación precisa. Al fin y al cabo, la información prescriptiva, como toda información encriptada en un sistema simbólico material, es necesariamente intencional, es referida a una realidad que lógicamente la precede.

Lo que Abel nos enseña en definitiva es que no se puede reducir el problema del origen de la vida, como pretende Koonin, a un problema de recursos probabilísticos escasos. El origen naturalista de la vida afronta un problema de falta de adecuación causal. No hay una relación razonable entre la causa propuesta, el azar y la necesidad, y el efecto resultante, la compleja información prescriptiva reguladora de procesos formalmente estructurados según esquemas de organización funcional. Pongamos un ejemplo. No es razonable pensar que un chimpancé sea capaz de resolver la Conjetura de Poincaré. Pero es inadmisible proponer que en una cosmología de multiversos la extensión de los recursos disponibles a un ejército infinito de chimpancés terminaría por encontrar la solución de forma inevitable. El principio de adecuación causal nos exige que aquella realidad presente en el efecto pueda ser reivindicada como originaria de la causa propuesta.

Abel nos presenta su argumentación en términos estrictamente científicos dentro de la lógica propia de una epistemología finita. No reivindica la imposibilidad teórica de la ocurrencia de la emergencia fortuita de la vida pero sí la absoluta falta de plausabilidad de tal evento de acuerdo con los conocimientos y las herramientas conceptuales que la ciencia nos ha proporcionado a día de hoy. A partir de ahora cualquier propuesta naturalista para explicar el origen de la vida deberá hacer referencia a las objeciones planteadas por este excelente trabajo del Doctor Abel. Y puedo asegurarles que estoy deseando ver cómo se las van a arreglar para rebatirlas.

Por Felipe Aizpún | Darwin o DI

The Logic of Chance y otro intento fallido de ofrecer un paradigma alternativo

“The Logic of Chance” (2011) es un libro recientemente publicado debido a la autoría del prestigioso científico de origen ruso Eugene V. Koonin, Senior Investigator en el National Center for Biotechnology Information en Bethesda (Maryland, USA). Koonin es responsable de más de 600 artículos científicos y un libro previo (2002) titulado “Sequence-Evolution-Function: Computacional Approaches in Comparative Genomics”. La reputación profesional del autor y el ambicioso y exhaustivo tratamiento del estado actual de la biología evolutiva que nos ofrece Koonin en su nuevo libro han hecho de él motivo de interés y comentario en los círculos científicos en los últimos meses.

El libro que hoy comentamos es uno más de los testimonios procedentes de los más destacados representantes del stablishment científico que vienen a poner de manifiesto la definitiva falta de consistencia del paradigma neo-darwinista. Muchas son las razones para hacerlo y Koonin nos va desgranando algunas de ellas, como por ejemplo la dificultad para enfrentarse desde el modelo gradualista tradicional a las estructuras biológicas complejas “evocadas”, nos dice el autor, como estructuras irreduciblemente complejas. O bien, la incapacidad del modelo para justificar el proceso de la macroevolución más allá de la simple justificación de la emergencia de variedades de ya conocidas especies que es, según Koonin, lo máximo que alcanzó a explicar en sus ejemplos el bueno de Darwin, sin llegar ni siquiera a justificar la emergencia de nuevas especies y mucho menos de superiores categorías taxonómicas. En concreto señala (p.19) que “la Síntesis Moderna da un gran salto de fe al extender los mecanismos y modelos establecidos para la microevolución a los procesos macroevolutivos”.

El libro de Koonin es un libro para especialistas que resulta difícil de seguir para los no profesionales de la biología; sin embargo su decidida apuesta por postularse como un paradigma alternativo lo hace merecedor de un interés por parte del público generalista. Y es que Koonin nos habla sin recato de que el conocimiento científico actual nos permite abordar una “meta-revolución”, un cambio importante en todo el marco conceptual de la biología, en una transición hacia una visión posmoderna de la vida. Nos habla en definitiva de un cambio de paradigma (paradigm shift) y no se corta en anunciar “una nueva síntesis evolucionista que yo estoy tratando de desarrollar aquí” (p. ix).

La particularidad de este nuevo enfoque que Koonin nos aporta estriba en el papel y significación que otorga a las categorías de causalidad clásicas en el proceso. La Síntesis Moderna se apoya sobre el papel protagonista del azar (chance) como responsable de las novedades biológicas, y el papel prácticamente exclusivo de la necesidad, en este caso de la mano de la selección natural (SN), para generalizar dichas novedades según el modelo de la genética de poblaciones. El discurso de Koonin a lo largo de sus 500 páginas de exposición se centra por lo tanto en revisar, desde una óptica esencialmente naturalista adoptada como un marco explicativo irrenunciable de la realidad, el peso específico de ambas explicaciones causales en el proceso y aportar novedosas interpretaciones al mismo. Koonin rechaza abiertamente un modelo que consideraba dogmático en su génesis y que se impuso en su forma “dura” obviando las observaciones evidentes a favor de un mayor protagonismo de los procesos estocásticos en la generalización de las novedades biológicas en el seno de las poblaciones tal como pusieran de manifiesto los trabajos, por ejemplo, de Sewall Wright. Así, el discurso adaptacionista terminó por imponerse como un mantra obligado dotando, en la perfecta armonía y equilibrio que otorgaban azar y necesidad al proceso, de elegancia y contundencia al modelo.

En realidad la propuesta de Koonin termina siendo francamente decepcionante ya que nada, aparte de la consabida crítica al paradigma dominante, puede ofrecernos como explicación alternativa. A diferencia del reciente libro de James Shapiro, ampliamente comentado no hace mucho en estas páginas y que nos ofrece una visión claramente finalista del proceso de cambio de las formas vivas, Koonin proyecta en su trabajo una mera exaltación del azar como justificación principal de todo el proceso, no solamente de la emergencia de las variaciones sino también como motor de las generalizaciones de dichas novedades entre la población. Considera el autor que el discurso adaptativo carece de base y que la evidencia científica procedente de las observaciones no resulta en absoluto concluyente en su favor. La SN apenas pasa, para Koonin, de aportar su carácter “purificador”, es decir, de explicar la desaparición de los organismos menos aptos o defectuosos (tal como por otra parte había sido siempre, hasta su deformación conceptual por parte de Darwin). De esta forma, el fantasioso carácter “creativo” de la SN según el discurso darwinista tradicional queda relegado al mero papel conservador del statu quo que Koonin considera oportuno recuperar.

Todo es azar para Koonin, y el azar todo lo explica, lo que en definitiva se traduce en que nada es explicado y en que frente al sólido y rotundo (aunque perfectamente falso) paradigma neo-darwinista, la crítica del modelo y la puesta en evidencia de sus inconsistencias no se concreta en una propuesta alternativa que merezca la consideración de “teoría”. Frente al discurso gradualista y uniformitarianista de Darwin, Koonin sólo nos ofrece que el proceso evolutivo es una amalgama de acontecimientos de diversa naturaleza, sobrevenidos en virtud de procesos estocásticos y según un discurrir de eventos que no pueden ser enmarcados en una propuesta teorizante alternativa que dote de sentido y claridad conceptual al modelo. Frente a la idea darwinista de que las variaciones surgen siempre fruto de mutaciones fortuitas Koonin nos apunta que tales variaciones pueden, por el contrario, proceder de episodios de cambio de muy distinta naturaleza y no meras variaciones en los nucleótidos de las secuencias génicas. Lo cual no es decir mucho. Esta falta de criterio y de modelo explicativo no le impide sin embargo exclamar con entusiasmo que, más allá del dictum ya mítico de Dobzhansky, cabe decir con rotundidad: “Biology is Evolution!”

Esta falta de consistencia de la propuesta de Koonin se pone más claramente de manifiesto cuando pasamos revista a sus interpretaciones de los fenómenos más relevantes de la historia de la vida y comprobamos su incapacidad para explicarlos en el seno de un modelo que aspire a poder presentarse como una nueva síntesis posmoderna de la biología. Comenzamos por el origen de la vida en nuestro planeta. Para Koonin se trata de un fenómeno tan fantásticamente improbable que representa una sorprendente muestra de lo que el puro azar es capaz de conseguir en contra de toda previsión razonable. La forma en cómo aborda Koonin una justificación racional de este proceso merece artículos aparte que seguirán al presente.

Un segundo episodio crucial en la historia de la vida es la aparición de las células eucariotas. La eucariogénesis se nos ofrece en este libro igualmente como un evento de tan extraordinaria rareza que no podemos sino felicitarnos por la, de nuevo, fantástica capacidad creativa de la Naturaleza sometida al azar no dirigido y a las constricciones que conocemos como leyes físico-químicas. Koonin no duda en admitir que la organización celular de las células modernas nos muestra tal intrincada complejidad que es comprensible que para algunos evoque la condición de complejidad irreducible, ya que “para la mayoría de los sistemas funcionales de tales células no podemos señalar ningún sistema evolutivo intermedio” (p. 221). Koonin concibe la simbiogénesis como el escenario más probable para la aparición de las células eucariotas pero no olvida que muchas incógnitas sobre la naturaleza del proceso permanecen sin resolver: “la genómica comparativa de momento no ha resuelto el enigma de la eucariogénesis ni tampoco nos ha ofrecido una exposición definitiva de la primitiva radiación de los principales linajes de eucariotas” (p. 221).

Koonin no nos ofrece tampoco ninguna justificación para encajar en su modelo el problema de la naturaleza y el origen de la información biológica, un desafío crucial para cualquier intento de construcción de una “nueva síntesis” y sobre el que este autor pasa de puntillas. Además, por lo que se refiere al problema de la emergencia de la complejidad creciente en el transcurso del tiempo de los organismos vivos y que el propio Koonin califica como de “un problema central” (if not THE central problem in biology) (p. 250), Koonin nos relata cómo este problema central ha sido justificado tradicionalmente mediante su remisión al discurso adaptativo y al poder creativo de la selección natural. Koonin rechaza que tal explicación pueda derivarse de un honesto conocimiento científico de la realidad y prefiere apuntarse a la hipótesis de que “dado el suficiente tiempo” los procesos estocásticos de cambio en los seres vivos pueden acabar generando incrementos de complejidad en los organismos. Koonin secunda así la famosa metáfora popularizada por Stephen Jay Gould de los dos borrachos dando tumbos a la salida de un bar para llegar al fin, zigzagueando, a un destino cualquiera. Él mismo se apresura a decir (y desde aquí le secundamos con fervor) que tal modelo explicativo es demasiado general para poder ser considerado una teoría solvente.

Pero hay un dato especialmente llamativo en el libro de Koonin; la forma en que abiertamente declina pronunciarse sobre uno de los episodios más definitivos en la historia de la emergencia de la complejidad de la vida. En efecto, en el propio prefacio de la obra (p. xii) declara lo siguiente en relación al contenido de su libro: “Muchos importantes y populares temas, como el origen de los organismos pluricelulares o la evolución del proceso de desarrollo embrionario han sido completa e intencionalmente ignorados”. No nos explica el autor el motivo de esta omisión, algo difícilmente comprensible en quien pretende ofrecer un paradigma alternativo a la biología contemporánea si tenemos en cuenta que nos enfrentamos aquí al más principal de los enigmas, el de la información prescriptiva capaz de conducir al organismo en su dinamismo a alcanzar una forma biológica concreta.

Sin embargo este olvido no es del todo incomprensible. Koonin demuestra a lo largo de su libro que es un reduccionista de postín y que todo su modelo explicativo de la biología gira en torno a la genómica comparativa y a la búsqueda de mecanismos que puedan justificar, aunque sea bajo el socorrido paraguas del azar, la conformación de las diferencias presentes en los genomas de los distintos organismos mediante episodios de deleción, duplicación, transposición o transferencia genética horizontal principalmente. Koonin comprende que las viejas letanías darwinistas que basaban la explicación del proceso evolutivo en la acumulación de variaciones en las secuencias de nucleótidos en los genes ya han pasado a la historia. Lo que debemos explicar no son los cambios en los genes sino los cambios en los genomas y sus profundas reorganizaciones que definen las diferencias entre los distintos organismos. El problema es que el salto a los organismos pluricelulares y el proceso de desarrollo embrionario que los caracteriza nos enfrenta a realidades que no pueden explicarse únicamente desde el estudio de la genómica comparada. La información secuencial y digital de los genomas resulta insuficiente para explicar la naturaleza del proceso de desarrollo embrionario hacia la conformación de un modelo ideal de forma viviente. La información prescriptiva que gobierna el proceso exige planteamientos que superan por completo el enfoque puramente mecanicista y Koonin parece haber preferido huir del campo de batalla eludiendo un problema que, simplemente, desde su prejuicio naturalista es incapaz de comprender.

Por Felipe Aizpún | Darwin o DI

Una inferencia clave de The Edge of Evolution [El límite de la evolución] ha quedado ahora confirmada experimentalmente

por Michael Behe

Un reciente artículo en PNAS confirma una inferencia clave que hice en 2007 en The Edge of Evolution. Summers et al. concluyen que «el requisito mínimo para una actividad (baja) de transporte de cloroquina ... es dos mutaciones». Este es el primero de tres aportaciones acerca de este tema.

Es preciso comenzar con unos antecedentes. La teoría darwinista propone que la pasmosa compleja maquinaria de la célula se desarrolló gradualmente por pasos enormemente diminutos, con la selección natural actuando sobre mutaciones al azar. Yo razoné contra esta postura en 1996 en La Caja Negra de Darwin, donde sostenía que mucha parte de la maquinaria de la célula era, como una trampa de cazar ratones, irreduciblemente compleja, no se podía hacer gradualmente, y exigía un diseño dirigido a un propósito. Algunos darwinistas propusieron unos dinámicos escenarios, imaginando la formación de intrincados sistemas formándose de manera espontánea. Por mucha vaguedad que pudieran tener las historias evolutivas, a menudo presentaban una verosimilitud superficial que proporcionaba una excusa para que los desganados no lo examinasen a fondo. Para que la causa contra el darwinismo pudiera avanzar, pensé que debía proceder más allá de unos argumentos descriptivos (que demasiadas veces son soslayados con historias especiosas) a otros cuantitativos (que exigen respuestas numéricas que pueden ser sometidas a prueba). Hasta donde era posible, se tenían que asignar cifras sólidas a las probabilidades de los sucesos que los darwinistas piden despreocupadamente a la naturaleza sin ninguna ayuda. Este era el objetivo de The Edge of Evolution.

Un argumento principal del libro era que si la evolución tenía que saltar siquiera un pequeño paso para conseguir un estado beneficioso (es decir, si tan sólo un paso intermedio en una ruta evolutiva larga e implacablemente detallada es perjudicial o inútil), entonces la probabilidad de alcanzar aquel estado disminuye exponencialmente. Después de analizar un ejemplo clínicamente importante (véase más abajo), expuse que la evolución de muchas interacciones de proteínas caerían en la categoría de los saltos de pasos, que los complejos multiproteínicos en la célula estaban fuera del alcance de la evolución darwinista, y que el designio se extendía muy profundamente en las estructuras de la vida.

Sin embargo, en aquel momento el principal ejemplo concreto del libro —la necesidad de múltiples cambios específicos en una proteína concreta de la malaria (llamada PfCRT) para el desarrollo de la resistencia a la cloroquina— era una inferencia, no todavía una realidad confirmada experimentalmente. Era realmente una inferencia excelente, obvia, porque la resistencia a la cloroquina aparece mucho, pero mucho menos frecuentemente que para otros medicamentos. Por ejemplo, la resistencia al medicamento antimalárico atovaquona se desarrolla espontáneamente en cada tercer paciente, pero a la cloroquina sólo en aproximadamente uno de cada mil millones. Y escribí acerca de PfCRT: «Por cuanto ocurren dos cambios determinados de aminoácidos [deentre cuatro a ocho cambios totales] en casi todos estos casos [de resistencia a la cloroquina en el ambiente natural], puede que ambos sean necesarios para la actividad primordial por la que la proteína confiere resistencia». El resultado sería que «la probabilidad de una célula [malárica] determinada que experimentase los diversos cambios necesarios sería mucho, mucho inferior que en el caso [para la atovaquona], donde sólo tendría que cambiar un aminoácido. Este factor parece ser el secreto de por qué la cloroquina fue un medicamento eficaz durante décadas». Sin embargo, la deducción todavía no había quedado constatada en el laboratorio.

Ahora se ha conseguido, gracias a Summers et al. 2014. Han necesitado años para conseguir sus resultados, porque tuvieron que desarrollar con toda minuciosidad un sistema aceptable de ensayo en el que la proteína malárica pudiera ser a la vez efectivamente desplegada y seguida de cerca para su actividad relevante —la capacidad de bombear cloroquina a través de una membrana celular, lo que libra al parásito del medicamento. Usando unos inteligentes métodos experimentles, mutaron artificialmente la proteína en todas las maneras en que lo ha hecho la naturaleza, y además en maneras que produjeron intermedios previamente no vistos. Una de sus conclusiones es que ciertamente se precisa de un mínimo de dos mutaciones específicas para que la proteína pueda transportar cloroquina.

(Cosa interesante, una de las dos mutaciones que consideré en The Edge of Evolution como posiblemente imprescindible, en la posición 76 de la cadena de la proteína, es de hecho una de las dos que Summers et al. han demostrado que eran necesarias. Pero la otra que consideré, en la posición 220, no lo es. Aunque el cambio puede ser útil, Summers et al. descubrieron que la segunda mutación necesaria está bien en la posición 75, bien en la posición 326. También han expuesto que, aunque proteínas con sólo las dos mutaciones imprescindibles podían bombear cloroquina a través de una membrana celular en su sistema de ensayo, la velocidad era significativamente inferior que para algunas proteínas con mutaciones adicionales. Lo que es más, las dos que se precisaban no eran necesariamente suficientes para permitir a los parásitos de la malaria que sobrevivieran mejor en presencia de cloroquina en el laboratorio. Lo que esto significa para la malaria en la naturaleza todavía no queda claro.)

La necesidad de múltiples mutaciones explica adecuadamente por qué el desarrollo de la resistencia espontánea a la cloroquina es un suceso de probabilidad extremadamente baja —aproximadamente de una en cien trillones (1 en 10²⁰) de replicaciones de células maláricas —como el distinguido especialista en malaria de la Universidad de Oxford Nicholas White dedujo hace años. La conclusión es que la necesidad de que un organismo adquiera múltiples mutaciones en algunas situaciones antes que aparezca una función relevante susceptible de selección es ahora un hecho experimental establecido.