La entropía está vinculada a los límites computacionales de la experiencia consciente, en lugar de ser una propiedad de los sistemas objetivos, sostiene el Dr. Proulx en este intrigante ensayo. El aumento de la entropía no es más que un artefacto de la incapacidad del observador para realizar un seguimiento de la información, como resultado de una reducción en serie de una realidad infinitamente compleja. Este ensayo sintetiza ideas aparentemente dispares para ofrecer una perspectiva coherente y prometedora sobre uno de los mayores misterios de la ciencia: la segunda ley de la termodinámica, que la vincula con la conciencia fundamental.
Introducción
La Segunda Ley de la Termodinámica, aquí denominada Segunda Ley, establece que la entropía o desorden de los sistemas cerrados aumenta inevitablemente con el tiempo. En cambio, este artículo sostiene que este fenómeno es en realidad una percepción de agentes conscientes debido a su reducción en serie de una realidad infinitamente compleja. Además, sostiene que la entropía está vinculada a las limitaciones del ancho de banda o los límites computacionales de la experiencia consciente, en lugar de ser una propiedad de los sistemas objetivos. Reducir estas limitaciones se correlaciona con experimentar una disminución de la entropía. Una comprensión adecuada de la Segunda Ley requiere una discusión sobre la conciencia y los límites computacionales de los agentes conscientes.
La entropía describe macroestados y microestados. Un macroestado proporciona una descripción general o detallada de un sistema, mientras que un microestado describe una configuración específica de partículas dentro del sistema. Como un macroestado dado puede ser consistente con numerosos microestados, los sistemas pasan de macroestados con menos microestados posibles a macroestados con más microestados posibles.
Consideremos un recipiente dividido en dos, con un macroestado inicial de 100 moléculas de gas en un lado y un vacío en el otro. Una vez retirado el separador, el recipiente se asienta en un macroestado con aproximadamente 50 moléculas de gas en cada sección. Si bien es teóricamente posible que el sistema haya permanecido en el macroestado inicial, su número de microestados asociados es ampliamente superado en número por los microestados que satisfacen el macroestado con una distribución uniforme. El sistema pasó de un macroestado de baja entropía a un macroestado de alta entropía, del orden al desorden.
En el experimento mental de 1867 «El demonio de Maxwell», una criatura teórica controla una puerta sin masa que separa dos lados de una cámara. Al clasificar selectivamente las moléculas de gas en función de la velocidad, se podría crear un gradiente de temperatura. Si bien esto parecería violar la Segunda Ley, la recopilación de información sobre velocidades gastaría energía y aumentaría la entropía. Sin embargo, este experimento mental resalta el papel de la información en la termodinámica. Todos los desafíos recientes a la Segunda Ley han girado en torno a la información y la conciencia.
Sabine Hossenfelder
En un vídeo de junio de 2023 , Hossenfelder equipara la entropía con la información conocida sobre un sistema. La entropía se define como la constante de Boltzman multiplicada por el logaritmo natural del número de microestados. Como el logaritmo natural de uno es cero, la entropía de un sistema con un solo microestado sería cero. En otras palabras, si un observador conociera toda la información relativa a un sistema, sólo habría un microestado y el sistema estaría desprovisto de entropía. Esto ilustra que la entropía describe la información que un agente consciente conoce sobre un sistema, en lugar de ser una propiedad inherente de los sistemas.
Hossenfelder luego postula que todos los sistemas están técnicamente en un solo microestado. Cuando cambian, todavía se encuentran en un solo microestado, lo que elimina un aumento de entropía. Ella repasa el ejemplo anterior de moléculas de gas que se extienden desde un estado inicial en un lado y afirma: «la entropía aumenta porque perdemos acceso a la información». Sin embargo, explica, «siempre hay macroestados que convertirán un sistema de alta entropía en un sistema de baja entropía», y demuestra que si uno conociera la ubicación de las moléculas, podría dibujar un divisor personalizado alrededor de las moléculas, creando un gradiente de una a otra. de lado a otro, definiendo así un macroestado de baja entropía. Concluye afirmando que la entropía “no es una propiedad fundamental de la naturaleza” y que cree que “a medida que el universo envejece y la entropía aumenta según nosotros,
Si bien es un argumento convincente, Hossenfelder deja muchas cosas sin abordar, al no reconocer el papel de la conciencia, no explicar la naturaleza intersubjetiva de la entropía por agentes conscientes separados, discutir las implicaciones para la flecha del tiempo o formular hipótesis por qué perdemos el acceso a la información. Estos requieren el sólido marco filosófico del idealismo.
Esteban Wolfram
Como físico e informático, Stephen Wolfram ha tratado de explicar las leyes de la física como fenómenos emergentes que surgen de reglas simples. Trabaja con autómatas celulares o modelos computacionales que involucran cuadrículas de células. Estos modelos tienen un estado inicial, o una fila de celdas con diferente sombreado, y dependen de reglas simples para determinar el sombreado en filas sucesivas. Algunas reglas inmediatamente parecen producir un comportamiento aleatorio, otras descienden gradualmente hacia una aparente aleatoriedad, algunas forman patrones anidados y otras tienen una mezcla de organización y comportamiento aparentemente aleatorio. Sin embargo, todos son deterministas en esencia, sin ningún comportamiento aleatorio, lo que muestra cómo un comportamiento complejo puede surgir a partir de reglas simples.
En abril de 2021, Wolfram escribió que “en cierto sentido, nuestro universo es fundamentalmente computacional en todos sus sentidos”. Luego continúa afirmando:
Incluso los programas simples pueden producir un comportamiento inmensamente complejo… [que] generalmente es computacionalmente irreducible… No puede predecirse mediante nada menos que simplemente ejecutar el cálculo explícito que lo produjo. Y a nivel del código máquina, nuestros modelos sugieren en gran medida que nuestro universo estará lleno de esa irreducibilidad computacional.
Luego presenta cómo los límites computacionales de los observadores determinan las leyes de la física:
Se trata de lo que un observador computacionalmente limitado (como nosotros) puede ver en toda esta irreducibilidad computacional… Dentro de la irreducibilidad computacional hay inevitablemente porciones de reducibilidad computacional… [que] nos hacen posible, como entidades computacionalmente limitadas, identificar leyes científicas significativas. y hacer ciencia.
Otro concepto clave en sus modelos es la ruliada , “ el límite entrelazado de todo lo que es computacionalmente posible: el resultado de seguir todas las reglas computacionales posibles de todas las formas posibles. «
En esencia, Wolfram compara el universo con la ruliada, el conjunto de todas las posibilidades computacionales de reglas simples. Estas reglas son irreductiblemente complejas, lo que significa que no existen atajos para llegar a los resultados completos sin calcularlos. Sin embargo, existen focos de reducibilidad o patrones que pueden observarse y aprovecharse para obtener cierta comprensión predictiva de la regla. Los observadores computacionalmente limitados, como los humanos, existen como subconjuntos de la ruliad o universo. Si bien son incapaces de comprender la totalidad de la ruliada, estos observadores pueden reconocer patrones y modelar heurísticamente la ruliada. El nivel al que pueden reducir el caos aparente a patrones predecibles depende de sus límites computacionales, esencialmente del poder computacional de su perspectiva de observación.
En un artículo de febrero de 2023 , Wolfram esboza una posición similar a la de Hossenfelder, postulando que lo que experimentamos como Segunda Ley se debe a la complejidad irreductible del universo. Debido a nuestros límites computacionales como observadores, sólo podemos modelar un cierto porcentaje del comportamiento de la ruliada. De momento en momento, el déficit entre nuestros límites computacionales y la complejidad irreductible del universo se acumula. A pesar de los focos de reducibilidad, los patrones que exceden nuestros límites computacionales se interpretan como aleatoriedad y se combinan con el tiempo. Esto lleva a lo que experimentamos como la Segunda Ley. A pesar de nuestra percepción de aleatoriedad dentro de la ruliad, al contener todas las posibilidades computacionales, es lo opuesto a la aleatoriedad. Es plenitud.
Los observadores están contenidos en el ruliad y lo experimentan desde dentro. Como tales, contienen un subconjunto de su poder computacional, lo que lleva a límites computacionales. Al revisar las filas de autómatas celulares, incluso si uno reconoce gran parte del patrón y predice el comportamiento con un noventa y nueve por ciento de precisión, cada fila agrava la restricción del ancho de banda. La precisión del noventa y nueve por ciento se aplica continuamente a los resultados de la predicción anterior, y la precisión general se aproxima a cero con el tiempo. En cierto sentido, esto se puede comparar con el fenómeno de fotocopiar una fotocopia sin cesar.
Mientras que los autómatas celulares ilustran por qué la información se pierde con el tiempo, otros modelos ilustran cómo se experimenta. Los gráficos multidireccionales son gráficos de árbol invertidos que representan todos los caminos posibles de un sistema, similar al modelo de muchos mundos. Cada nodo en el gráfico representa un estado completo del sistema, con líneas entre ellos que indican transiciones de un estado a otro. Como observadores computacionalmente limitados, comenzamos en cualquier nodo con una alta fidelidad o una comprensión detallada de ese estado, aunque no perfecta. Esto es similar a saber que todas las moléculas de gas están en un lado del recipiente. El tiempo es el “ proceso computacional de actualizar repetidamente estas conexiones de todas las formas posibles.”A medida que transcurre, ahora tenemos que actualizar nuestro modelo desde el nodo inicial para que contenga muchos nodos posibles debajo de ese modelo inicial, todos representando posibles estados que podrían venir a continuación. Sin embargo, ahora estamos almacenando muchos nodos con la misma potencia computacional que antes tenía solo uno. Esto requiere reducir progresivamente la resolución de nuestro modelo a versiones cada vez más detalladas. En el escenario del gas, al final terminamos conociendo sólo la presión del gas en el recipiente, sin conocer la ubicación de las moléculas del gas. Esto es similar a una conexión a Internet que transmite una sola película con una resolución de 8K, pero luego baja a 4K, 1080p y finalmente 720p a medida que se abren más y más películas simultáneamente en el mismo ancho de banda.
Los modelos de Wolfram ilustran cómo el aumento de la entropía no es un rasgo de los sistemas, sino una experiencia de los observadores que reducen el muestreo de un flujo de realidad de alta fidelidad debido a límites computacionales. Aplicado repetidamente en cada momento, esto degrada el conocimiento detallado sobre el estado de un sistema a conocimiento detallado. Wolfram analiza la conciencia, pero no llega a conclusiones firmes. Discute cómo podría ser la conciencia en diferentes niveles, desde el microscópico de las neuronas hasta el macroscópico de la conciencia planetaria. No concluye qué define los límites computacionales o la viabilidad de expandir esos límites. Sin embargo, deja claro que nuestra experiencia de las leyes de la física es relativa a nuestros límites computacionales, y límites diferentes darían como resultado leyes de la física diferentes. No sólo desafía la Segunda Ley,
Donald Hoffman
Como psicólogo cognitivo que estudia la percepción visual, la evolución y la conciencia, Donald Hoffman ha propuesto la Teoría de la interfaz de la percepción. Como forma de idealismo, afirma que el universo es conciencia en todos sus sentidos. Hoffman ha utilizado modelos informáticos para demostrar que, según la teoría de juegos evolutivos, efectivamente habría un cero por ciento de posibilidades de que la aptitud reproductiva hubiera favorecido una percepción objetiva de la realidad. La selección natural habría favorecido representaciones simplificadas y abstractas de la realidad para ayudar a la supervivencia y la reproducción. Compara esto con usar, sin saberlo, un visor de realidad virtual. En lugar de que cada observador experimente directamente la realidad objetiva, o que cada uno experimente su propia realidad discreta, experimenta una realidad intersubjetiva, similar a los cascos de realidad virtual conectados a la misma computadora central. Cada uno experimenta diferentes perspectivas de la misma realidad fundamental más profunda. Así como un casco de realidad virtual convierte datos incomprensibles en experiencias y objetos, nuestra experiencia de conciencia es una representación de una capa más profunda de la realidad.
En la teoría de Hoffman, el espacio y el tiempo son generados por la conciencia, en lugar de ser fundamentales, y gran parte de la física está de acuerdo. Además, no existe un problema difícil de conciencia, ya que sólo existe dentro del materialismo. Los materialistas combinan las correlaciones entre la actividad física del cerebro y la experiencia consciente con la causalidad, sin explicar una sola experiencia consciente en términos de materia. Mientras que el materialismo requiere dos milagros inexplicables (la materia y la conciencia que surgen de la materia), el idealismo sólo requiere conciencia. La experiencia de la materia que surge de la conciencia ocurre todas las noches mientras soñamos. Tenemos la experiencia sentida de la materia, el espacio y el tiempo, todos los cuales surgen puramente de la conciencia. Si bien el idealismo todavía requiere un análisis a prioriEsta suposición, es decir, que la conciencia existe, es algo que todos podemos garantizar.
Hoffman tiene un modelo escalable que define agentes conscientes u observadores, de modo que cualquier combinación de uno, interactuando con otro, cumple con la definición de agente consciente. Hablando de agentes conscientes, Hoffman dice :
En primer lugar, un agente consciente no es necesariamente una persona. Todas las personas son agentes conscientes, o heterarquías de agentes conscientes, pero no todos los agentes conscientes son personas. En segundo lugar, las experiencias de un agente consciente determinado pueden resultarnos completamente ajenas; pueden constituir una modalidad de experiencia que ningún ser humano ha imaginado, y mucho menos experimentado. En tercer lugar, la dinámica de los agentes conscientes, en general, no tiene lugar en el espacio-tiempo ordinario de cuatro dimensiones. Tiene lugar en espacios de estado de observadores conscientes…
El modelo de agentes conscientes de Hoffman y el reconocimiento de que el espacio-tiempo es relativo a la naturaleza de un agente consciente específico armoniza con el modelo de Wolfram de observadores computacionalmente limitados con leyes de la física relativas a esos límites. El agente consciente que contiene todos los agentes conscientes es equivalente a la ruliad.
A través del modelo de realidad de Hoffman, la percepción de una entropía creciente volvería a ser una propiedad del agente consciente, no inherente a los sistemas objetivos. La filtración de una realidad fundamental más profunda más allá del espacio-tiempo en nuestra experiencia consciente se produciría de acuerdo con la capacidad del agente consciente y la función de optimización de la conciencia, que según la evolución es aptitud. Sin embargo, incluso la evolución debe verse como una proyección de un fenómeno más profundo más allá del espacio-tiempo. Hoffman defiende la naturaleza infinita de la realidad utilizando el teorema de incompletitud de Gödel, que cualquier prueba se basa en al menos un axioma que no puede probar. Al igual que el modelo de Wolfram, esto apunta a que los agentes conscientes experimentan un subconjunto de la realidad, sujeto a degradación con el tiempo a medida que perdemos el rastro de la información debido a la naturaleza con pérdidas de la filtración de la realidad. Aquí estáHoffman analiza cómo la entropía es un artefacto de esta proyección de la realidad :
Esta dinámica de agentes conscientes que mencioné es dinámica Markoviana… Puedes demostrar que incluso si tienes esta dinámica Markoviana de conciencia, en la que la entropía nunca cambia, cualquier proyección por probabilidad condicional, cualquier proyección que observe esa dinámica, la verá como creciente en entropía. En otras palabras, la flecha de la entropía, la flecha del tiempo, es un artefacto de la proyección. Entonces, la conciencia en sí misma no tiene una flecha del tiempo, pero puedes probar a partir de estas matemáticas que obtienes una flecha del tiempo por proyección.
A través del idealismo, Donald Hoffman da respuestas a las preguntas que plantea la obra de Sabine Hossenfelder. En lugar de que la conciencia sea un fenómeno, invocado indirectamente pero en gran medida no explicado en su discusión sobre la Segunda Ley, Hoffman define la conciencia y explica cómo sus filtros son el mecanismo por el cual perdemos la pista de la información y experimentamos una entropía creciente. Tanto el tiempo como el espacio son construcciones de agentes conscientes, lo que expone la lógica circular de Hossenfelder de que el tiempo producirá formas de vida que experimentan una entropía más baja. En lugar de una progresión lineal hacia formas de vida avanzadas, la de Hoffman muestra la naturaleza anidada de los agentes conscientes. En otras palabras, existen agentes o perspectivas conscientes que abarcan nuestras perspectivas humanas, experimentando diferentes niveles de entropía simultáneamente con nuestra experiencia. Por ejemplo, los humanos,
Intersubjetividad
Ver la entropía como una propiedad de agentes conscientes en lugar de sistemas objetivos requiere una explicación para la percepción similar de entropía entre observadores. El idealismo ayuda a desentrañar esta intersubjetividad.
Si bien el marco materialista de Hossenfelder no proporciona una explicación, el modelo de Wolfram sugiere que los observadores pueden tener experiencias correlacionadas debido a que son subconjuntos de la misma ruliada, además de tener límites computacionales similares. De manera similar, la analogía de los cascos de realidad virtual de Hoffman ilustra cómo las fuentes de datos compartidas conducen a observaciones similares.
Bernardo Kastrup, doctor en ingeniería informática y filosofía, sostiene un marco monista e idealista que ofrece una explicación concreta del espacio entre experiencias objetivas y solipsistas. En este marco, el universo es una mente única y el fenómeno psicológico de la disociación explica la percepción de separación entre los agentes conscientes. Así como en los sueños, donde una sola mente genera un avatar onírico, aparentemente separado de los personajes y del trasfondo onírico que también genera, la vida despierta es una realidad intersubjetiva creada por una mente mayor.
El trastorno de identidad disociativo proporciona un ejemplo del mundo real de esta disociación, donde los alter egos de un individuo pueden recordar el mismo sueño desde la perspectiva de diferentes personajes. Desde este punto de vista, no existe un mundo de sueños objetivo; Todas las partes del sueño representan la mente del soñador, cada una con una perspectiva de observación única. La realidad de vigilia sigue reglas similares, y cada agente consciente contribuye a una realidad intersubjetiva.
El bayesianismo cuántico es una interpretación de la mecánica cuántica que ofrece información sobre las realidades intersubjetivas entre diferentes agentes conscientes. Se centra en comprender la relación entre los agentes conscientes y sus observaciones, en lugar de describir propiedades objetivas. Las creencias subjetivas individuales convergen debido a la información y experiencias compartidas, lo que lleva a una correlación intersubjetiva.
Superar la entropía
Dado que la entropía es una medida de la información conocida sobre un sistema, el acceso a más información disminuye la entropía. Los humanos experimentamos esto colectivamente a medida que nuestros sistemas sensoriales y nuestra tecnología evolucionan, e individualmente a medida que nos desarrollamos desde la infancia. El caos se convierte en orden.
La Segunda Ley describe sistemas cerrados. Mientras que la revolución científica divorció al observador del sistema, la física cuántica ha vuelto a colocar al observador en él. Además, el idealismo conecta al individuo con el universo. Este entrelazamiento del observador tanto con el sistema como con el universo infinito elimina la posibilidad de un sistema cerrado.
Los estados de conciencia expandida y experiencias no duales de unidad universal se experimentan a través de una variedad de medios, incluida la meditación, la espontánea y los psicodélicos. Durante estas experiencias, es común que las personas informen haber recibido información de una fuente externa a ellos mismos. Esto se corresponde con el concepto de que agentes conscientes tienen acceso a información previamente inaccesible que puede generar la percepción de una entropía disminuida o un orden creciente.
Conclusión
La Segunda Ley de la Termodinámica ha sido cuestionada desde diversas perspectivas. Estos desafíos no sólo se basan en modelos lógicos, sino que también se apoyan en el examen de la evolución, el desarrollo humano y la conciencia de los sueños. El idealismo proporciona el marco más sólido para explicar cómo el fenómeno de experimentar una entropía creciente es relativo al observador y no inherente a los sistemas. El aumento de la entropía es un artefacto resultante de la incapacidad de realizar un seguimiento de la información; de una reducción de resolución en serie de una realidad infinitamente compleja. Estos modelos también indican que la disminución de la entropía de un agente consciente se puede lograr mediante expansiones de la conciencia, reduciendo así los límites computacionales.
Citas
Hossenfelder, Sabine. “No creo en la segunda ley de la termodinámica. (el vídeo más edificante que jamás haya hecho)”. YouTube , YouTube, 17 de junio de 2023, www.youtube.com/watch?v=89Mq6gmPo0s&t=887s.
Wolfram, Stephen. «El proyecto Wolfram Physics: una actualización de un año: Stephen Wolfram Writings». Stephen Wolfram Writings RSS , 14 de abril de 2021,writings.stephenwolfram.com/2021/04/the-wolfram-physics-project-a-one-year-update/.
Wolfram, Stephen. «El concepto de los escritos de RULIAD-Stephen Wolfram». Stephen Wolfram Writings RSS , 10 de noviembre de 2021,writings.stephenwolfram.com/2021/11/the-concept-of-the-ruliad/.
Wolfram, Stephen. «Fundamentos computacionales de la segunda ley de la termodinámica». Stephen Wolfram Writings RSS , 3 de febrero de 2023,writings.stephenwolfram.com/2023/02/computational-foundations-for-the- second-law-of-thermodynamics/.
Wolfram, Stephen. “¿Qué es la conciencia? Algunas perspectivas nuevas de nuestro proyecto de física: escritos de Stephen Wolfram «. Stephen Wolfram Writings RSS , 22 de marzo de 2021,writings.stephenwolfram.com/2021/03/what-is-conciencia-algunas-nuevas-perspectivas-de-nuestro-proyecto-de-física/.
Hoffman, Donald. “Conscious Realism and the Mind-Body Problem” Universidad de California Irvine, 5 de septiembre de 2005, sites.socsci.uci.edu/~ddhoff/MindBody.
Ferris, Tim. «Transcripciones del programa de Tim Ferriss: Profesor Donald Hoffman: el caso contra la realidad, más allá del espacio-tiempo, repensar la muerte, el panpsiquismo, el QBismo y más (#585)». El blog del autor Tim Ferriss , 18 de abril de 2022, tim.blog/2022/04/18/donald-hoffman-transcript/