Andrés Moya - El cálculo de la vida

El cálculo de la vida

Prismas

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Andrés Moya

El cálculo de la vida

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© Andrés Moya, 2014

© De esta edición: Universitat de València, 2014

Publicacions de la Universitat de València

Arts Gràfiques, 13 – 46010 València

Diseño de la colección y maquetación: Inmaculada Mesa

Corrección: Communico, C. B.

Ilustración de la cubierta:

«Complexitat» (Daniel Muñoz Mendoza)

ISBN: 978-84-370-9621-6

Índice

INTRODUCCIÓN

Estructura de la obra

Agradecimientos

PARTE I BIOLOGÍA

I. TEÓRICOS DE LA BIOLOGÍA Y TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN

Teoría de la evolución y evolución composicional

II. AZAR Y NECESIDAD

III. EL BRICOLAJE EVOLUTIVO

IV. CONCEPTOS PARA UNA BIOLOGÍA TEÓRICA

V. TEORÍA GENERAL DE SISTEMAS Y BIOLOGÍA DE SISTEMAS

El método teórico en biología

PARTE II LÓGICA Y COMPUTACIÓN

VI. LÓGICA, COMPUTACIÓN Y BIOLOGÍA

Complejidad algorítmica y aleatoriedad en biología

VII. LIFE

Despliegue de complejidad y emergencia

Determinismo y evolución cerrada

VIII. QUÍMICA ALGORÍTMICA

El reactor y los experimentos

Contingencia y necesidad

PARTE III CÉLULA Y EVOLUCIÓN

IX. LOS ESPACIOS DE LA EVOLUCIÓN

Fenotipos tratables

X. COMPUTAR UNA CÉLULA

Las memorias orgánicas

XI. GÖDEL Y EL RELOJERO CIEGO

Incompletitud de Gödel y evolución progresiva

Lecciones para la biología sintética

XII. A MODO DE SÍNTESIS: EL SUEÑO DE GOETHE

BIBLIOGRAFÍA

INTRODUCCIÓN

LA OBRA QUE EL LECTOR TIENE EN SUS MANOS parte de una supuesta contradicción entre título y contenido, lo que requiere una inmediata explicación. Desde que pensé en el proyecto, hace ya tiempo, siempre tuve en mente que la obra debía titularse El cálculo de la vida . Y la obra versa sobre biología y las aproximaciones teóricas a esta, pero esas aproximaciones no son cuantitativas, no pretenden modelizar los fenómenos biológicos desde las matemáticas que sirvieron para el desarrollo de modelos en otras ciencias, concretamente el cálculo, el que naciera con Newton y Leibniz y que ha ido a la par con el desarrollo de la ciencia física. Probablemente hubiera sido más natural, atendiendo a los objetivos perseguidos, que el título fuera La lógica de la vida , porque la teorización que desarrollo en la obra es más cualitativa que cuantitativa, próxima a la lógica y a la computación, su heredera y, probablemente, el lenguaje formal que mejor captura la complejidad de la fenomenología biológica. Pero cualquier lector atento a la historia de la biología conocerá la obra de François Jacob La lógica de lo viviente , una obra de naturaleza histórica y de filosofía natural bajo la perspectiva tan bien fundada y coherente que sobre la biología podría dar dicho autor, uno de los padres de la biología molecular. Pero la aproximación que desarrollo en el texto no trata de utilizar el término lógica en el sentido que pretende Jacob, y que coincide con su uso coloquial, a saber: tratar de captar el hilo conductor, la última razón que justifica algo, en este caso la vida. La pretensión de mi ensayo es reflexionar sobre un lenguaje formal apropiado para la descripción y la explicación biológica. Y ese lenguaje, sostengo, es próximo a lo cualitativo, a la lógica y a la computación. Y ese lenguaje bien pudiera servir como el cálculo que la biología necesita para así poder teorizar mejor sobre ella, del mismo modo que lo ha sido el cálculo para la física. De ahí El cálculo de la vida .

Mi primera publicación científico-filosófica apareció en 1982. Relatar la historia que me llevó a ella tiene un interés sustancial para entender la tesis central y el objetivo del presente libro. La publicación consistió en el análisis y la crítica de la axiomatización de la biología de Joseph Henry Woodger (Moya, 1982). Había sido el fruto de mi trabajo de tesis de licenciatura en Filosofía. Dada mi formación previa y mi interés por la biología, mi director, el profesor Manuel Garrido, a la sazón catedrático de Lógica y Filosofía de la Ciencia en la Universitat de València, me propuso estudiar la obra de Woodger. La razón, a su juicio, era más que obvia: Woodger era biólogo y se había introducido en el campo de la formalización de las teorías científicas. Nada mejor para un joven biólogo, estudiante a la par de filosofía, que dedicarse a este proyecto. Me entusiasmó la propuesta. El profesor Garrido me citó en su casa y me llevó a la sección de su enorme biblioteca destinada a las ciencias. Me mostró alguno de los ensayos de J. H. Woodger, entre otros el titulado Biology and Language , que él mismo se encargaría de traducir al español como Biología y Lenguaje , y que apareció en la tan emblemática colección de ensayos sobre filosofía de la ciencia que llevaba por título Estructura y Función (con subtítulo El porvenir actual de la ciencia ), de la Editorial Tecnos, dirigida entonces por el no menos carismático profesor Enrique Tierno Galván.

Woodger pretendía lograr en biología un nivel de formalización del mismo calibre que el que, a su juicio, existía en la física, pues consideraba que toda ciencia debiera cumplir con la exigencia de formalización, a saber: que a partir de un conjunto de postulados o axiomas iniciales se pudiera deducir, por el más o menos arduo ejercicio del razonamiento lógico y/o matemático, una serie de predicciones contrastables. En la medida en que tales predicciones fueran o no validadas empíricamente, los propios axiomas de partida podrían estar o no bajo sospecha de falsedad. En esencia, Woodger reclamaba para la biología la estructura hipotético-deductiva que se le exige a toda ciencia madura, y tal estructura se materializaría mucho mejor si dispusiera, a su juicio, de un lenguaje formal apropiado. Y aquí nos viene a la mente una primera pregunta: ¿cuál pudiera ser ese lenguaje? No es una cuestión trivial, porque probablemente no sean el análisis matemático o el cálculo los más apropiados, y tengamos que recurrir a otros más cualitativos o incluso capaces de plasmar la complejidad de los fenómenos biológicos. La lógica y la computación podrían ser esos lenguajes más apropiados.

Woodger era consciente de la enorme dificultad que semejante empresa conllevaba porque son muchos los elementos que se deben tener en cuenta cuando se habla sobre un ser vivo y, por lo tanto, sobre la tarea de su formalización. No es solo que goza de propiedades singulares, como la autonomía, la reproducción y la evolución, sino que cuando diseccionamos entes vivos nos encontramos con que, cual si fueran objetos fractales, muestran esas mismas propiedades a diferentes niveles de su organizada jerarquía. Evidentemente, cualquier formalización debiera contemplar, por un lado, los axiomas que permitieran desplegar las propiedades mencionadas, pero también los relativos a cómo unos niveles pueden dar origen a otros, así como las interacciones entre ellos. A poco que pensemos nos daremos cuenta de la extraordinaria complejidad que tal tarea comporta. Woodger era consciente de que la formulación de una teoría general axiomática de la biología era inabordable atendiendo al estado del conocimiento empírico que se tenía de ella en su tiempo. Pero ello no excluía el que pudiera llevar a cabo formalizaciones parciales. Así, si uno se adentra en la obra anteriormente mencionada, pero también en su The Axiomatic Method in Biology , se encuentra con intentos formalizadores de la teoría mendeliana, de la embriología, de la taxonomía o de la evolución.