Formalmente, la emergencia es el proceso en el cual un conjunto de propiedades A genera imprevisiblemente otro conjunto de propiedades B. La peculiaridad está en que el conjunto B depende del conjunto A, sin embargo, no puede ser explicado por el conjunto A.

Concretamente, es el proceso que se ha postulado en el caso de la mente. Así pues, la mente sería un conjunto de propiedades que emergería de las conexiones neuronales del cerebro, sin embargo, aunque sin cerebro no habría mente, la mente jamás podría estudiarse sólo a partir los procesos fisiológicos del cerebro.Así, según la teoría del emergentismo, lo emergido es una nueva organización de la materia. Es decir, surge una nueva estructura, una nueva disposición de las partes que genera un nuevo todo.

En el siglo XIX, George Henry Lewis, alumno de John Stuart Mill, acuñó el concepto de emergencia para referirse a la idea de su maestro de las leyes heteropáticas. Estas leyes se caracterizan por no seguir el principio de Composición de Causas que dice que el efecto de varias causas es igual a la suma de sus efectos por separado.

A continuación quiero presentar diferentes casos de emergentismo en el campo de la biología para aclarar un poco más este fenómeno. Ahora bien, para ello abordaré la cuestión desde la disciplina de la Vida Artificial:

“Todos los intentos de definir la vida tienen excepciones que hacen incompleta la definición. Entonces, más que buscar una definición de vida basada en una sola propiedad que incluya la totalidad de sistemas que podemos considerar “vivos” y excluir el resto, actualmente puede ser más eficaz acercarnos a una posible definición a partir de las principales propiedades que observamos en los sistemas que cualificamos de “vivos”. Observando el único ejemplo de vida que conocemos (el de la Tierra), e intentando abstraer al máximo sus componentes accidentales, Farmer y Belin (1992) indicaron que la vida podría caracterizarse por los ocho siguientes puntos:

– La vida es una configuración en el espacio y el tiempo, y no un objeto material. Es decir, la vida es una forma de organización y, por tanto, no reside en un tipo concreto de molécula.

– La vida tiene tendencia a la autoreproducción.

– Los sistemas vivos contienen información sobre ellos mismos, lo que podemos llamar autorepresentación.

– La vida prospera según el metabolismo.

– Los sistemas vivos tienen la capacidad de responder a estímulos externos, adaptándose y controlando su entorno.

– Las partes que forman los sistemas vivos dependen críticamente de las otras partes, por eso si faltan ciertas partes críticas el sistema puede morir.

– Los sitemas vivos se mantienen estables a las perturbaciones, es decir, pueden mantener la forma y organización dentro de unos límites.

– Las poblaciones de sistemas vivos tienen capacidad de evolucionar”[4]

La Vida Artificial (VA) es una disciplina que está dentro de las ciencias de la complejidad y pretende llegar a comprender los procesos de los seres vivos recreando estos procesos artificialmente (por ordenador, lo que implica abstraer las propiedades de la vida). La estrategia utilizada es sintética, es decir, no coge el objeto de estudio (un ser vivo) y lo analiza, sino que coge las partes de la vida y las junta para ver qué necesitamos para obtener vida.

“(…) <<la vida es una propiedad de un conjunto de unidades que comparten información codificada en un sustrato físico, la cual en presencia de ruido mantiene la entropía significativamente más baja que la entropía máxima del conjunto, en escalas de tiempo que superan la escala de tiempo natural de descomposición del substrato (como transportador de información) en diferentes órdenes de magnitud.>> (Adami, 1998, página 6).

Esta definición hace énfasis a algunas tesis importantes de la VA, entre otras, que la vida deja de ser una propiedad de un sólo objeto y se convierte en un proceso emergente, o que es necesario disponer de una base física en la cual representar la información y un proceso para preservarla, proceso que en la vida que conocemos en la Tierra se basa en la autoreproducción. Finalmente, si la vida es una resistencia al ruido, que permite el mantenimiento de la información, es posible beneficiarnos de los formalismos de la información (…).

En términos generales, podemos decir que la VA estudia sistemas creados por los humanos que exhiben comportamientos característicos de los sistemas vivos naturales con el objetivo general de comprender su funcionamiento y la organización, como también los principios generales que definen la vida (Langton, 1988). Por la VA los organismos vivos son máquinas bioquímicas complejas constituidas por grandes poblaciones de máquinas relativamente simples. La complejidad que observamos globalmente en los organismos se produce por la naturaleza fuertemente no lineal de las interacciones entre las máquinas simples. Entonces, para crear sistemas que puedan generar propiedades parecidas a las de los organismos vivos hará falta (…) organizar una población de máquinas simples de manera que su dinámica interactiva sea compleja y emergente”[5]

Así pues, y esto es muy interesante, la complejidad que encontramos en lo emergente (p.e.: la mente) responde a la aplicación de reglas por parte de sus constituyentes simples (p.e.: las neuronas). Estas reglas se caracterizan por su simplicidad, su aplicación masiva en paralelo (a la vez), su localidad (cada regla hace referencia al entorno espacio-temporal inmediato) y su autonomía (cada constituyente aplica la regla sin consultar con otros constituyentes). A la interacción total de estos constituyentes, que han aplicado la regla, le sigue una no linealidad, es decir, un efecto inexplicable por sus causas. Ninguna regla predecía la conducta del sistema emergente en el cual se observa el fenómeno de la autoorganización, es decir, un comportamiento global del sistema en el que no hay elementos directores de la misma (por ej.: no hay ninguna neurona que “mande” a las otras o que sea la responsable de la conciencia).

Para desarrollar efectivamente estos experimentos están los autómatas celulares. Los autómatas celulares (AC) son máquinas constituidas por casillas que pueden encontrarse en varios estados según reglas aplicadas masivamente y paralelamente. La máquina de Turing fue el precedente más claro de los AC. Luego se han desarrollado simuladores de vida artificial más sofisticados como el CA, el Life 32 o el Starlogo. A continuación presento, mediante capturas de pantalla, algunas muestras de estos autómatas. En todas estas muestras de AC hubo una aplicación masiva y paralela de reglas sorprendentemente sencillas y, en ningún caso, los resultados obtenidos podían predecirse a partir de la definición de reglas tan simples:

Como ya he dicho antes, los AC han sido ampliamente utilizados para el estudio de la vida. No obstante, las capturas anteriores no pretenden reproducir ningún fenómeno concreto de la vida. Veamos, pues, simulaciones de AC que sí pretendan reproducir ciertos fenómenos biológicos. Por ejemplo, los termiteros suelen ser un ejemplo paradigmático para defender el emergentismo. No hay ninguna termita que planifique la construcción del complejo termitero (sus salas especializadas, sus sistemas de refrigeración, etc.).

Veamos concretamente cómo diseñar una simulación de esta conducta mediante AC:

Pongamos a 100 termitas en un espacio discreto (en casillas) y toroidal. Luego pongamos 500 trozos de madera repartidos aleatoriamente sobre este espacio. Ahora hagamos que las termitas sigan las siguientes reglas:

1- Si no has cogido un pedazo de madera, avanza con rumbo aleatorio hasta que encuentres uno.

2- Si encuentras un pedazo de madera (porque estás en una casilla que contiene uno), entonces:

2.1. Si estabas transportando un pedazo de madera, deposítalo en la casilla y avanza con rumbo aleatorio. Luego, repite el paso 2.

2.2. Si no estabas transportando un trozo de madera, coge el que hay en la casilla y avanza con rumbo aleatorio. Luego, repite el paso 2.

Así, al aplicar la regla, progresivamente nos encontramos con algo inesperado:

Este es uno de los muchos ejemplos que encontramos en Vida Artificial. Con AC también ha sido posible simular el vuelo de una bandada de pájaros, el nado de un banco de peces, etc.:

[4] Quera, V., Salvador, F. i Miñano, M. (2005). “Fonaments de vida artificial”. Palma de Mallorca: FUNTAP [Se puede encontrar una versión inicial en formato de libro electrónico en: http://www.afuntap.com/fva/index.html%5D

[5] Íbid.