Forma y substancia (informacion y materia)

Juan Manuel Jones Volonte

    Comencemos con la siguiente reflexión: cada célula de mi cuerpo, las unidades básicas que forman mis huesos, órganos y tejidos, en unos años ya no estarán pero yo seguiré conservando mi identidad. Lo mismo digo de mi perro: si lo dejo de ver unos meses, en el reencuentro nos reconoceremos mutuamente aunque ya todas nuestras células, todos los átomos que forman su cuerpo y el mio hayan cambiado. En otro nivel, como especies tanto los humanos como los perros permanecen mientras los individuos nacen y mueren. Norbert Wiener, el padre de la cibernetica, lo expuso asi: La informacion no es ni materia ni energia, es informacion.

    Los griegos al enfrentar este problema crearon los conceptos de forma y substancia, lo que cambia y lo que permanece. Especie es la palabra latina para la griega Eidos, forma. En algunas escuelas lo esencial era la forma y en otras la substancia. Para los atomistas lo fundamental eran los inmutables átomos (substancia), siendo la forma simplemente la configuración de estos en el espacio, “solo átomos y el vacío” dijo Demócrito. Si bien la hipótesis atómica tuvo mucho éxito en la ciencia moderna, primero en la química del siglo XIX y después en física,  los átomos modernos están más cercanos a “formas” que a unidades indivisibles de materia extendida . Sería un error asociar sin mayor consideración a la materia de la ciencia moderna con la substancia de la filosofía clásica.

    Para Platón lo fundamental era la forma, el Eidos, su famoso mundo de las ideas. Este no cambia, no nace y no muere, es atemporal; en la ciencia moderna está representado por las estructuras matemáticas. Aristóteles creó un sistema en el que los objetos reales son llamados Ousia, la concrescencia de forma y substancia, pero esta última no es lo mismo que materia. Aristóteles incorporó el concepto de Hyle (materia en latín), lo que es transformado por la forma, lo que es informado. La materia por sí sola, sin forma, es pura potencialidad; por otro lado la forma abstracta no tiene actualidad. Ambas, forma y materia, son abstracciones de la cosa en sí, el Ousia. En la ciencia moderna materia y energía se igualan, algo que no resulta sorprendente si pensamos en el concepto de la pura potencialidad del Hyle aristotélico. 

Suele decirse que la diferencia entre las posiciones de Platón y Aristóteles es que el último no reconoce la existencia independiente del Eidos, este se manifiesta a través de la materia. La ilusión de la que habló Platón en su metáfora de la caverna es la  de tomar el mundo empírico como lo único existente, el flujo de información que percibimos tiene su sustento en una potencialidad física real, el Hyle de Aristoteles. El misterio que los viejos sabios no llegaron a resolver es el descenso a la caverna, la relación entre las formas atemporales y el devenir de la actualidad.

    La hipótesis física tuvo gran resultado en los milenios que siguieron a los primeros científicos griegos, llegando su gran manifestación en las leyes físicas matemáticas de la era de Copérnico, Galileo, Kepler y finalmente Newton. Pero este éxito debía explicare, la razón de esto la expuso Hume, por qué funciona el empirismo? porque leyes construidas a partir del pasado funcionan en el futuro? Esto lo solucionaría Kant. La gran síntesis que se expresa en la filosofía de Kant une los conceptos fundamentales de la física Newtoniana en un marco metafísico mayor que significó un gran avance en el arduo camino filosófico, verdaderamente un paso adelante en la solución de problemas filosóficos clásicos como el de la relación sujeto-objeto. Los conceptos fundamentales de la ciencia son condiciones a priori de la experiencia, en la época de Kant estos eran:  tiempo, espacio, materia, energía y fuerzas. Aquí promovemos un programa que adopta en gran medida la filosofía kantiana pero representa a su vez un avance sobre la misma ya que a nuestra disposición tenemos los conocimientos de la física moderna, la relatividad de Einstein y sobre todo la física cuántica. De los cinco conceptos fundamentales de la física clásica sólo uno permanece en nuestra física, el tiempo; los otros cuatro son reemplazados por el más general de información.

    El paso radical que proponemos, adoptado por los resultados de la ciencia natural del siglo XX, es postular como fundamental a la forma sin la necesidad de una materia que la sustente (esta materia es objeto de la metafísica). El abandono del concepto de substancia (materia-energía y fuerzas en la física clásica) como algo fundamental se da porque lo consideramos superfluo, que no aporta nada al entendimiento en el marco teórico que seguimos. La ciencia se basa en la experiencia del sujeto y esta puede ser descrita mediante el concepto de información y su evolución en el tiempo.

   El Ur es la unidad mínima de información, a partir de estos creamos los conceptos de materia-energía, fuerzas y espacio. El concepto surgió de la reconstrucción de la mecánica cuántica que realizó von Weizsacker, es la base de su programa de investigación que por esta razón se llama “Ur Program”. Ur es una palabra alemana que significa “fundamental”, “primitivo”, fue elegida porque expresa un punto conceptual clave de la teoría cuántica: el objeto físico más simple posible es uno que puede caracterizarse mediante un observable con dos valores posibles, una alternativa fundamental que no puede separarse en otras alternativas. Matemáticamente se representa con un espacio de Hilbert de dos dimensiones.

El Ur es un verdadero átomo, esta indivisibilidad es lógica, los clásicos átomos de materia extendida sufren el problema del continuo, nada nos asegura que las partículas elementales que hoy conocemos no sean mañana descompuestas en otras nuevas, este es el sentido del empirismo. Pero los Urs obtienen su estatus de otra manera, este es el poder de la teoría cuántica, explícitamente expresado en la teoria Ur.

   En el lenguaje de la teoría de la información decimos que un Ur contiene un bit de información, pero a diferencia de un bit tradicional el Ur puede encontrarse en un estado de superposición. Si en lugar de Urs usasemos bits clásicos nuestras predicciones sobre el mundo natural fallarían. El mundo empírico es el resultado de la decisión de estas alternativas, las posibilidades que representan las alternativas se resuelven y dan origen a eventos, hechos actuales.

(nota histórica: El término Qubit, ya de uso popular, fue acuñado medio siglo después que el de Ur y de hecho muchas de las investigaciones contemporáneas (2018 cuando escribo esto) en información cuántica se están acercando recién ahora a lo que inició Weizsacker en los 40s con su Ur program )

    La teoría cuántica, entendida de esta manera, es una cuantificación precisa de la vieja filosofía del Eidos, de la idea de forma. La descripción de cualquier objeto que percibamos puede ser descompuesta en proposiciones cada vez más simples, hasta llegar a proposiciones que representan una alternativa fundamental. La diferencia con la filosofía del Eidos clásica es el reconocimiento de la temporalidad como algo fundamental que se debe explicar.

    El flujo de la información se da en el tiempo, tiempo e información son entonces nuestros conceptos fundamentales y los comprendemos como condiciones a priori de la experiencia; es decir, todo lo que experimentemos, sea lo que sea, será experimentado como un cambio de formas en el tiempo, esto es el estudio de la física. La pregunta por la substancia queda como una incógnita, dijimos que la materia-energía no era fundamental, pero qué es lo que es informado? Qué es lo que “transporta” a la información? Aquí solo recordaremos que la física presupone, además del tiempo y la información, al sujeto que experimenta…