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El universo de Barricelli

El Hacedor de Estrellas… podía hacer universos con toda clase de atributos físicos y mentales. Solo estaba limitado por la lógica. Así, podía ordenar las leyes naturales más sorprendentes, pero no podía, por ejemplo, hacer dos veces dos igual a cinco.

OLAP STAPLEDON, 1937

«Dios no juega a los dados con el universo», le dijo Albert Einstein al físico Max Born (el abuelo de Olivia Newton-John) en 1936. Pero no había impedimento alguno con respecto a las cartas. «Cada carta roja (corazones y diamantes) ha sido registrada como +1, y cada carta negra (picas y tréboles) ha sido registrada como –1 —explicaba Nils Barricelli al sembrar los registros de memoria de un universo digital vacío de 5 kilobytes con números aleatorios en marzo de 1953—. A fin de evitar cualquier correlación apreciable entre las cartas extraídas, nunca hemos extraído más de diez cartas a la vez sin barajar de nuevo el mazo.»^[1]

Nils Aall Barricelli, que, según Gerald Estrin, «tenía el más maravillosamente delicioso de los acentos», nació en Roma el 24 de enero de 1912, de madre noruega y padre italiano. Estudió física matemática con Enrico Fermi y se convirtió en un vehemente crítico de Mussolini, cuyo acceso al poder le llevó a trasladarse a Noruega, acompañado de su hermana pequeña y de su madre, recientemente divorciada, tras graduarse en la Universidad de Roma en 1936. Enseñó la teoría de la relatividad de Einstein en la Universidad de Oslo, publicó un volumen de apuntes de clase sobre teoría de la probabilidad y estadística, y pasó la guerra escribiendo una tesis doctoral sobre el análisis estadístico de la variación del clima, que presentó en 1946. «Pero tenía quinientas páginas y se consideró demasiado larga para imprimirla —afirmó su antiguo alumno Tor Gulliksen—. El no quiso reducirla a un tamaño aceptable, ¡y prefirió, en cambio, no obtener el grado de doctor!»^[2]

Barricelli era un inconformista inflexible que cuestionaba el dogma aceptado no solo con respecto a la evolución darwiniana, sino en relación con temas que iban desde la transparencia de la materia para los neutrinos hasta la prueba de Gódel. «Creía que todo enunciado matemático podía, o bien demostrarse, o bien refutarse. Insistía en que la prueba de Gódel era defectuosa», explicó Simen Gaure, un ayudante que fue contratado («Nos pagaba directamente de su bolsillo, y también era una paga bastante buena, al menos para los estudiantes») tras un proceso de selección que requirió encontrar un defecto oculto en una prueba de muestra. «Los que supieron señalar el defecto fueron aceptados al considerárseles no arruinados todavía por la educación matemática», añadió Gaure, que explica que, de hecho, Barricelli tenía la intención «de construir una máquina que pudiera demostrar o refutar cualquier enunciado de aritmética y geometría descriptiva». Nunca construyó tal máquina, pero al prepararla desarrolló un lenguaje de programación llamado «B-matemática», lo cual le llevó a descubrir lo que él afirmaba que era un círculo vicioso en la prueba de Gódel. «Una vez le pregunté qué significaba la “B” de “B-matemática” —contó Gaure—. Me contestó que aún no lo había decidido: podía ser “booleana”, podía ser “Barricelli” o alguna otra cosa.»^[3]

Barricelli desempeñaba su labor en la periferia del mundo académico, y a la larga el gobierno noruego le concedió una subvención estatal que le permitió permanecer en la Universidad de Oslo con su propio pequeño grupo de investigación. «Él estaba interesado, entre otras cosas, en la vida extraterrestre —señala Kirke Wolfe, uno de sus ayudantes de investigación en la Universidad de Washington—, y en elaborar teorías sobre la vida y la inteligencia que fueran lo bastante generales como para acomodar las formas que estas podrían adoptar en otras partes.» Consideraba que la cuestión no era si había o no vida extraterrestre, sino si nosotros seríamos capaces de reconocerla. «Nuestra limitada experiencia con el tipo de vida concreto que se ha desarrollado en este planeta puede revelarse del todo insuficiente de cara a formarse una imagen de las posibles formas de vida que pueden encontrarse en planetas extraños», escribía en relación con las perspectivas de encontrar vida en Marte y Venus en 1961, cuando los programas espaciales de Estados Unidos y la Unión Soviética empezaban a despegar.^[4]

«La comunidad científica necesita un par de Barricellis cada siglo», afirmó Gaure, quien reconoció que Barricelli se hallaba «en equilibrio en esa delgada línea de separación que hay entre ser realmente original y ser un excéntrico». Según Wolfe, «era un mundo en sí mismo, y estaba al corriente de cualquier trabajo que se estuviera haciendo en ese momento». Su identidad se repartía entre Italia, Noruega y Estados Unidos. «Para él, el sentimiento del origen no era importante —explicó Wolfe—. Elegía ir allí donde pudiera obtener los recursos que necesitaba para hacer su trabajo.»^[10] Wolfe subrayó el contraste entre la vida de Barricelli como individuo extremadamente solitario y su devoción al principio de simbiogénesis, por el que la individualidad se ve superada y reemplazada por la cooperación entre los miembros de un grupo. Barricelli creía que las ventajas de la cooperación entre individuos por lo demás rivales constituían un factor de la evolución más importante que la selección natural o la variación aleatoria, y consideraba que sus experimentos sobre evolución numérica eran una forma de demostrar su argumento. «Según la teoría de la simbiogénesis —sostenía—, con la simbiosis los genes ganaron 1) enormes posibilidades de desarrollo y 2) un ritmo de desarrollo muy rápido.»^[5]

En sus investigaciones sobre genética viral, Barricelli desarrolló modelos matemáticos y evitó el trabajo de laboratorio. «Él decía que el problema es que, cuando haces un experimento y obtienes un resultado, no hay forma alguna de mirar atrás a cada paso que has dado y asegurarte de que has dado correctamente cada uno de esos pasos, de modo que el resultado que obtienes no es verificable —dijo el genetista Frank Stahl—. ¿Quién sabe si en uno de los pasos no has podido coger una pipeta del tamaño equivocado y echarle a algo la cantidad equivocada de otro algo?»^[6]

Barricelli «seguía insistiendo en la utilización de tarjetas perforadas incluso cuando todo el mundo tenía ya pantallas de ordenador —contó Gaure—. Daba dos razones para ello: cuando te sientas delante de una pantalla, tu capacidad para pensar con claridad disminuye debido a que te distraes con cosas irrelevantes, y cuando almacenas tus datos en medios magnéticos no puedes estar seguro de que estén ahí permanentemente; en realidad, no sabes dónde están en absoluto».^[7]

Después de publicar en Oslo, en 1947, un trabajo sobre «La hipótesis de la simbiosis de genes», Barricelli realizó, a mano, en papel milimetrado, una serie de experimentos numéricos; estos dieron como resultado un informe preliminar titulado «Modelos numéricos de organismos evolutivos», que fue el que le valió la invitación para incorporarse al IAS. «Debió de haberse puesto en contacto con Von Neumann desde Noruega y mencionarle algunas de sus ideas —afirmó su compatriota noruego Atle Selberg—. Von Neumann era bastante receptivo a esas cosas.»^[8]

«Según la teoría de la simbiosis de genes, originariamente los genes eran organismos independientes, similares a los virus, que por asociación simbiótica formaron unidades más complejas —explicaba Barricelli—. Debería ser posible una evolución similar con cualquier tipo de elementos que tengan las propiedades fundamentales necesarias.»^[9] El proponía poner a prueba esas teorías utilizando secuencias de códigos capaces de reproducirse, de sufrir mutaciones y de asociarse simbióticamente dentro de la memoria de la nueva máquina. En diciembre de 1951 solicitó una beca Fulbright «para realizar experimentos numéricos mediante el uso de grandes máquinas de calcular, a fin de clarificar las primeras etapas de la evolución de las especies»; pero, debido a un retraso a la hora de obtener su ciudadanía noruega, la oficina de Oslo rechazó la petición.^[10]

«El trabajo del señor Barricelli en genética, que me impresiona por ser sumamente original e interesante… requerirá una gran cantidad de trabajo numérico, el cual podría realizarse de manera más ventajosa con computadores digitales de alta velocidad de un tipo muy avanzado —escribió Von Neumann en apoyo de la propuesta—.^[11] He realizado una investigación preliminar de las exigencias de codificación y tiempo. Nuestra máquina debería poder manejarlo a la escala que él sugiere, esto es, con líneas de 1.000 células cada una y gestionando 200 líneas en cada bloque. El tiempo de gestión de uno de tales bloques sería aproximadamente de una y media a dos horas, si todo va bien.» Barricelli llegó finalmente a Princeton en enero de 1953, con una beca de investigación del gobierno noruego, y el 6 de febrero se le concedió la pertenencia no remunerada a la Escuela de Matemáticas para el resto del año académico; una situación que se renovaría en 1954, pero esta vez con un salario de 1.800 dólares.

Los retrasos en las gestiones de la nacionalidad de Barricelli vinieron acompañados de los retrasos a la hora de completar el ordenador, de modo que finalmente resultó que Barricelli llegó a Princeton justo en el momento preciso. El objetivo, tal como él mismo explicaba, era «encontrar analogías o, posiblemente, discrepancias esenciales entre los fenómenos bionuméricos y biológicos», «observar cómo tiene lugar la evolución de los organismos numéricos por medio de los cambios hereditarios y la selección, y verificar si algunos de los organismos son capaces de acelerar su evolución mediante reemplazos de genes, adquiriendo nuevos genes o por medio de cualquier otra forma primitiva de reproducción sexual». Por un lado, Barricelli aplicaba la potencia de la computación digital a la evolución; por otro, aplicaba la potencia de la evolución a la computación digital. Según Julian Bigelow, «Barricelli era la única persona que realmente entendía en aquella época el camino hacia una genuina inteligencia artificial».^[12]

Cuatro semanas después de que Barricelli iniciara sus experimentos, James Watson y Francis Crick anunciaron que habían determinado la estructura del ADN. Mientras Barricelli trabajaba en la codificación de procesos evolutivos mediante secuencias numéricas, Watson y Crick trabajaban en el desciframiento de procesos evolutivos mediante secuencias químicas. Cuando aparecieron los resultados de Watson y Crick, Barricelli pasaría a referirse a las cadenas de ADN como «números en forma de moléculas», subrayando el carácter digital de las cadenas de polinucleótidos. «La distinción entre un experimento evolutivo realizado mediante números en un computador o mediante nucleótidos en un laboratorio químico, resulta bastante sutil», observó. Los teóricos de la información, incluido Claude Shannon con su tesis doctoral de 1940 sobre «Un álgebra para la genética teórica» (a la que siguió un año en el IAS), habían construido ya un marco en el que la doble hélice encajaba perfectamente.^[13]

«Probablemente, los genes se parecen mucho a los virus y fagos, salvo por el hecho de que todas las evidencias sobre ellos son indirectas y de que no podemos aislarlos ni multiplicarlos a voluntad», le había escrito Von Neumann a Norbert Wiener en noviembre de 1946, sugiriendo que una forma de averiguar cómo realiza la naturaleza sus copias sería simplemente observar. En diciembre de 1946, después de consultar con Vladimir Zworykin y Andrew Booth, Von Neumann presentó una propuesta para determinar estructuras bio-moleculares bombardeando con ondas de radar maquetas de escala centimétrica, realizadas con pequeñas esferas metálicas. Luego las pautas de difracción resultantes serían comparadas con las producidas por rayos X en moléculas biológicas a una escala cien millones de veces más pequeña. «La mejor posibilidad de entender realmente la química de las proteínas reside en el campo de la difracción de rayos X —le escribió a Mina Rees, de la Oficina de Investigación Naval—. No hace falta que detalle lo que significaría cualquier avance en ese campo.» Tras solicitar fondos de emergencia, añadía «una lista de ciertos artículos que probablemente estén disponibles como equipamiento de excedentes del gobierno, y que serían muy útiles para el trabajo».^[14] Pero la propuesta —un enfoque que podría haber acelerado los descubrimientos de Franklin, Watson y Crick— se quedó en nada.

En lugar de centrarse en mecanismos naturales que eran microscópicos y sumamente complejos, Barricelli trató de introducir primitivas entidades autorreproductoras en un universo vacío donde pudieran ser directamente observadas. «La idea darwiniana de que la evolución tiene lugar por medio de cambios hereditarios aleatorios y una selección se vio mermada desde el primer momento por el hecho de que no se ha encontrado ninguna prueba apropiada para decidir si tal evolución era posible y cómo se desarrollaría en condiciones controladas —escribió—. Una prueba que utilizara organismos vivos en rápida evolución (virus o bacterias) tendría la seria desventaja de que las causas de adaptación o evolución resultarían difíciles de exponer de manera inequívoca, y sería difícil excluir una interpretación lamarckiana o de otro tipo.» Hoy sabemos que la transferencia genética horizontal y otros mecanismos no neodarwinianos resultan mucho más frecuentes, sobre todo en microbiología, de lo que parecía en 1953.

«Si, en lugar de utilizar organismos vivos, se pudiera experimentar con entidades que sin duda alguna pudiesen evolucionar exclusivamente por “mutaciones” y selección —argumentaba Barricelli—, entonces, y solo entonces, un experimento evolutivo coronado por el éxito proporcionaría una evidencia concluyente; mejor aún si los factores ambientales también están bajo control.»^[15] Intentar algo así con 5 kilobytes resultaba descabelladamente ambicioso, pero eso era lo que había en 1953. Los aviones de reacción empezaban a llevar a sus primeros pasajeros comerciales, la era espacial estaba en sus inicios y comenzaban a aparecer alerones en los coches. Se descubrían nuevas partículas elementales más deprisa de lo que el grupo de jóvenes físicos teóricos de Oppenheimer tardaba en ponerse al corriente de ellas. Paralelamente, se iban resolviendo los problemas iniciales del computador. Se había añadido una segunda capa de protección electromagnética a los amplificadores de tubo Williams, se habían adoptado rutinas de autodiagnóstico, y se había mejorado la entrada y salida de datos reemplazando la cinta de papel por las tarjetas perforadas. Durante el período del 2 al 6 de marzo de 1953, el ordenador estuvo funcionando el 78 por ciento del tiempo disponible. Para el período del 9 al 13 de marzo, su estatus operativo fue del 85 por ciento, y para el del 16 al 20 de marzo, del 99 por ciento.

En febrero se empezó a ejecutar un extenso código de hidrodinámica termonuclear, supervisado por Foster y Cerda Evans, alternándolo con otro cálculo menor, este supervisado por Von Neumann, relativo a la amortiguación de una onda expansiva esférica. Durante el día los meteorólogos realizaban sus pronósticos de prueba, mientras que Barricelli solía trabajar a altas horas de la noche; era uno de los pocos científicos a los que se permitía manejar el ordenador sin la supervisión de un ingeniero, y durante sus períodos de uso hay largos intervalos de tiempo sin apenas entradas en el diario de la máquina, hasta que empezaba a reflejarse la lucha por buscar culpables cuando el proceso se detenía.

«El doctor Barricelli afirma que la máquina está mal. El código está bien», registra el diario de funcionamiento el 2 de abril de 1953. A menudo se encontraba todavía trabajando cuando los ingenieros iniciaban su jornada. «La máquina ha funcionado maravillosamente. ¡Desconectada!», reza la última entrada a primera hora de la mañana del 31 de mayo de 1953. «¡Santo cielo!», añade el ingeniero que acaba de llegar. «Algo pasa con el aire acondicionado del edificio —anota mientras está trabajando a altas horas de la noche el 22 de junio de 1956—. Uno de los compresores parece haberse atascado, y el olor de la correa de transmisión quemada flota en el aire.»^[16] En noviembre de 1954, los diarios de la máquina muestran a Barricelli a los mandos del ordenador durante un total de dieciocho turnos entre la medianoche y las seis de la mañana.

Por más que pareciera cerrado a los observadores externos, el universo de Barricelli debía de parecerles infinito a cualesquiera organismos numéricos unidimensionales que lo habitaran. «El universo era cíclico, con 512 generaciones, y cada gen requería ocho dígitos binarios, de modo que en una sola posición de almacenamiento de 40 dígitos binarios podían hacerse caber cinco generaciones de una posición determinada —explicaba—. El código estaba escrito de forma que pudieran emplearse varias normas de mutación en regiones escogidas del universo… Solo cinco de cada cien generaciones eran registradas durante el reconocimiento. Luego los fenómenos interesantes se investigaban de nuevo con más detalle.»^[17]

Una serie de leyes naturales, calificadas de «normas», gobernaban la propagación de los «genes», en la que aparecía una nueva generación por metamorfosis tras la ejecución de un cierto número de ciclos por parte de la unidad aritmética central de la máquina. Esas leyes estaban configuradas «para permitir la reproducción de un gen solo cuando estuvieran presentes otros genes distintos, haciendo así necesaria la simbiosis entre genes diferentes».^[18] Los genes dependían unos de otros para su supervivencia, y la cooperación (o el parasitismo) se veían recompensados con el éxito. Otro conjunto de normas gobernaba lo que había que hacer cuando dos o más genes distintos chocaban en una posición, y el carácter de esas normas demostraba tener un marcado efecto en la evolución del universo en su conjunto.

Barricelli jugaba a ser Dios, si bien a muy pequeña escala. Podía dictar las leyes naturales, pero no había lugar para los milagros. El objetivo, como él mismo explicaba en 1953, era «mantener una o más especies vivas durante un gran número de generaciones en condiciones que den lugar a cambios hereditarios y evolución en la especie. Pero debemos evitar producir tales condiciones cambiando el carácter del experimento después de que este se haya iniciado». Sus directrices evocan la creencia de Leibniz en un universo optimizado para resultar lo más interesante posible bajo un mínimo de restricciones. «Hagamos que la vida sea difícil, pero no imposible —recomendaba Barricelli—. Que las dificultades sean diversas y serias, pero no demasiado serias; que las condiciones cambien con frecuencia, pero no demasiado radicalmente y no en el universo entero al mismo tiempo.»^[19]

Rápidamente se desarrollaron coaliciones numéricas autorreproductoras. «Las condiciones de un proceso de evolución según el principio de la teoría de Darwin parecerían estar presentes», anunció Barricelli. A lo largo de miles de generaciones observó una serie de «biofenómenos», entre ellos el cruzamiento fructífero entre organismos progenitores y la autorreparación cooperativa de daños cuando se eliminaban dígitos al azar de genes concretos. Para evitar el debate en torno a la definición de organismo y vida, Barricelli formuló la clasificación, más general, de simbioorganismo, definido como cualquier «estructura autorreproductora construida por la asociación simbiótica de varias entidades autorreproductoras de cualquier clase».^[20] Esta definición era lo bastante amplia como para incluir organismos tanto bioquímicos como digitales, sin empantanarse en la cuestión de si estaban (o estarían alguna vez) «vivos».

La evolución de los organismos digitales se producía en menos tiempo que el que se tarda en describirla. «Incluso en la limitadísima memoria de un computador de alta velocidad pueden surgir por azar, en unos segundos, un gran número de simbioorganismos —informaba Barricelli—. Es solo cuestión de minutos que todos los biofenómenos descritos puedan ser observados.»^[21] Los primitivos organismos numéricos pronto quedaban atascados en máximos locales a los que resultaba «imposible cambiarles un solo gen sin obtener organismos más débiles», lo cual interrumpía la evolución. Dado que «solo los reemplazos de al menos dos genes pueden conducir de un relativo máximo de aptitud a otro organismo con mayor vitalidad», resultaba evidente que, aun en los universos más simples, era el cruzamiento de secuencias genéticas, y no las mutaciones arbitrarias en posiciones aisladas, lo que constituía el modo de avanzar.^[22]

Aquel universo embrionario estaba plagado de parásitos y catástrofes naturales, además de caer en el estancamiento cuando no había retos ambientales o competidores supervivientes contra los que los organismos pudieran ejercer su capacidad de evolucionar. «Los experimentos de Princeton prosiguieron durante más de cinco mil generaciones —informaba Barricelli—. En unos pocos centenares de generaciones, una sola variedad primitiva de simbioorganismo invadía el universo entero. Una vez alcanzada esa fase, no había colisiones que llevaran a nuevas mutaciones, y ya no era posible evolución alguna. El universo había llegado a una fase de “homogeneidad organizada” que permanecía invariable durante una gran cantidad de generaciones posteriores.»^[23] En algunos casos el último organismo superviviente era un parásito, que, al verse privado de su anfitrión, moría de hambre.

«A la larga, los problemas de homogeneidad se superaron utilizando distintas reglas de mutación en los diferentes sectores de cada universo —explicaba Barricelli—. En 1954 se realizaron nuevos experimentos, intercambiando el contenido de grandes sectores entre tres universos. Los organismos sobrevivían y se adaptaban a condiciones ambientales distintas. Uno de los universos tenía unas condiciones de vida particularmente desfavorables, y previamente, durante el experimento, ningún organismo había sido capaz de sobrevivir en él.»^[24]

A fin de controlar los parásitos que infestaron los experimentos iniciales en 1953, Barricelli estableció unas normas de cambio modificadas para evitar que los organismos parasitarios (especialmente los parásitos de un solo gen) se reprodujeran más de una vez por generación, cerrando así una brecha que les había permitido doblegar a organismos más complejos y detener la evolución. «Privados de la ventaja de una reproducción más rápida, los parásitos más primitivos apenas pueden competir con la especie más evolucionada y mejor organizada… y lo que en otras condiciones podría ser un peligroso parásito de un solo gen, en esta región puede desembocar en un gen simbiótico inofensivo o útil.»^[25]

Periódicamente se obtenía un muestreo del contenido de la memoria, que era transferido a tarjetas perforadas, ensamblado en una matriz y copiado por contacto en grandes hojas de papel de cianotipo fotosensible, dejando así una impronta del estado del universo a lo largo de un intervalo de tiempo determinado. «Le recuerdo ordenando las tarjetas perforadas IBM en el suelo, tratando de formarse una imagen», contó Gerald Estrin. Examinando aquella impronta fósil, Barricelli pudo observar una amplia gama de fenómenos evolutivos, entre ellos la simbiosis, la incorporación de genes parásitos a sus anfitriones y el cruzamiento de secuencias genéticas, fuertemente asociados tanto al éxito adaptativo como al competitivo. «La mayoría de las nuevas variedades que han mostrado la capacidad de expandirse son el resultado de fenómenos de cruzamiento y no de mutaciones, aunque en los experimentos realizados las mutaciones (especialmente las perjudiciales) han sido mucho más frecuentes que los cambios hereditarios por cruzamiento.»^[26]

Pese a tan prometedores comienzos, la evolución numérica no llegó muy lejos. «En ningún caso la evolución ha conducido a un grado de aptitud que pueda proteger a la especie frente a una destrucción completa y asegurar un proceso de evolución ilimitado como el que ha tenido lugar en la Tierra y ha llevado a organismos cada vez más superiores —informaba Barricelli en agosto de 1953—.^[27] Algo falta si se pretende explicar la formación de órganos y facultades tan complejos como los de los organismos vivos. Por más mutaciones que hagamos, los números siempre seguirán siendo números. ¡Nunca se convertirán en organismos vivos!»^[28]

Lo que faltaba era la distinción entre genotipo (la secuencia genética codificada de un organismo) y fenotipo (la expresión física de dicha secuencia), que permite a la selección darwiniana operar en niveles superiores a los de los propios genes. Al seleccionar instrucciones en el nivel del fenotipo, antes que en el del genotipo, resulta mucho más probable que una búsqueda evolutiva conduzca a secuencias significativas, por la misma razón por la que resulta mucho más probable que se construya una frase significativa seleccionando palabras de un diccionario que sacando letras sueltas de un sombrero.

Para dar el salto del genotipo al fenotipo, concluía Barricelli, «debemos dotar a los genes de algún material que puedan organizar y puedan usar a la larga, preferiblemente de un tipo que sea importante para su existencia». Las secuencias numéricas pueden traducirse en otra cosa, directamente o a través de lenguajes intermedios. «Dada la posibilidad de actuar sobre un conjunto de peones, piezas de construcción o algo similar, los simbioorganismos “aprenderán” a manejarlos de un modo que incremente sus posibilidades de supervivencia —explicaba—. Esta tendencia a actuar sobre cualquier cosa que pueda tener importancia para la supervivencia es la clave para entender la formación de instrumentos y órganos complejos, y el desarrollo último de todo un cuerpo de estructuras somáticas o no genéticas.»^[29] Era preciso traducir del genotipo al fenotipo para establecer una presencia en nuestro universo, si es que los organismos numéricos habían de convertirse en algo más que meras curiosidades de laboratorio que existían durante un microsegundo y luego desaparecían al siguiente.

Por mucho tiempo que esperemos, los números nunca se convertirán en organismos, del mismo modo que los nucleótidos nunca se convertirán en proteínas. Pero sí pueden aprender a codificarlos. Una vez iniciada la traducción entre genotipo y fenotipo, la evolución cobra velocidad; no solo la evolución de los organismos resultantes, sino también la del propio sistema de lenguaje y traducción genéticos. Un lenguaje interpretativo fructífero es aquel que tolera la ambigüedad al tiempo que saca partido de ella. «Un lenguaje que tenga una compresión máxima en realidad sería completamente inadecuado para transmitir información más allá de un cierto grado de complejidad, puesto que nunca puedes saber si un texto es correcto o erróneo», explicó Von Neumann en la tercera de las cuatro conferencias que dio en diciembre de 1949 en la Universidad de Illinois, donde se construía una copia del MANIAC.^[30]

«Yo sospecharía que un organismo realmente eficiente y económico es una combinación de los principios “digital” y “analógico” —escribía en 1951 en sus notas preliminares a «Organizaciones fiables de elementos no fiables—. El procedimiento “analógico” pierde precisión, y en consecuencia pone en peligro la significatividad, bastante deprisa… de ahí que probablemente el método “analógico” no pueda utilizarse por sí solo; de vez en cuando habrán de intercalarse reestandarizaciones “digitales”.»^[31] En vísperas de que se descubriera el modo en que la reproducción de organismos vivos la coordina la réplica de secuencias de instrucciones codificadas como ADN, Von Neumann subrayaba que, para que los organismos complejos sobrevivan en un entorno ruidoso e imprevisible, periódicamente tienen que reproducir nuevas copias de sí mismos utilizando códigos digitales capaces de corregir errores.

Por razones complementarias, a los organismos digitales —ya sean cadenas de nucleótidos o secuencias de código binario— les puede resultar ventajoso traducirse a sí mismos periódicamente en una forma analógica, no digital, de modo que la tolerancia frente a la ambigüedad, la introducción de errores no fatales y la capacidad de reunir recursos tangibles pueda reabastecer su existencia en el dominio puramente digital. Si «cada error hubiera de ser detectado, explicado y corregido, un sistema de la complejidad del organismo vivo no duraría ni un milisegundo —explicó Von Neumann en su cuarta conferencia en la Universidad de Illinois—. Esta es una filosofía completamente distinta de la que proclama que el fin del mundo está a la vuelta de la esquina en cuanto se produce el primer error».^[32]

En una serie posterior de experimentos (realizados con un ordenador IBM 704 en el laboratorio de computación de la AEC en la Universidad de Nueva York, en 1959, y en el Laboratorio Nacional Brookhaven, en 1960), Barricelli desarrolló organismos numéricos que aprendieron a jugar a un juego sencillo, aunque nada trivial, llamado Tac-Tix, que se jugaba en un tablero de 6 por 6 y había sido inventado por Piet Hein. El éxito en el juego estaba vinculado al éxito reproductivo. «A la velocidad actual, pueden hacer falta diez mil generaciones (unas ochenta horas de máquina en el IBM 704…) para alcanzar una calidad de juego media superior a 1», estimaba Barricelli, considerando que esa era la calidad esperada en un principiante humano las primeras veces que jugaba. En 1963, utilizando el ordenador Atlas de la Universidad de Manchester —por entonces el computador más potente del mundo—, se logró ese objetivo en un tiempo breve, pero sin que hubiera ninguna otra mejora, una limitación que Barricelli atribuyó «a las fuertes restricciones… relativas al número de instrucciones y el tiempo de máquina que se permitió usar a los simbioorganismos».^[33]

A diferencia del experimento del IAS, en el que los organismos consistían únicamente en un código genético, los experimentos Tac-Tix llevaron a «la formación de pautas numéricas no genéticas características para cada simbioorganismo. Tales pautas numéricas pueden presentar posibilidades ilimitadas para desarrollar estructuras y órganos de cualquier clase». Había tomado forma un fenotipo numérico, interpretado como movimientos en un tablero de juego, a través de un alfabeto limitado de instrucciones de máquina a las que se asociaba la secuencia genética, del mismo modo que las secuencias de nucleótidos codifican un alfabeto de aminoácidos al traducir el ADN en proteínas. «Quizá la analogía más cercana a la molécula proteínica en nuestros simbioorganismos numéricos —especulaba Barricelli— sería una subrutina que forme parte del programa de estrategia de juego del simbioorganismo, y cuyas instrucciones, almacenadas en la memoria de la máquina, se especifican mediante los números de los que el simbioorganismo está compuesto.»^[34]

«Dado que el tiempo y la memoria del computador siguen siendo un factor restrictivo, las pautas no genéticas de cada simbioorganismo numérico se construyen solo cuando se necesitan, y se eliminan de la memoria en cuanto han realizado su tarea», explicaba Barricelli. En biología, esto sería comparable a un mundo en el que «el material genético adquiriera el hábito de crear un cuerpo o una estructura somática solo cuando surge una situación que requiere la realización de una tarea específica (por ejemplo, una lucha con otro organismo), y asumiendo que el cuerpo se desintegraría en cuanto se hubiera realizado dicho objetivo».^[35]

Después de su último período en el IAS, en 1956, Barricelli pasó gran parte de los diez años siguientes elaborando modelos de simulación de la recombinación genética del bacteriófago T4, un virus que se alimenta de bacterias y que se cuenta entre los entes autorreproductores más simples conocidos. «Si cualquier organismo puede proporcionar información relativa a la temprana evolución de la vida terrestre y, en particular, al origen del cruzamiento, los virus que no se han adaptado a una relación simbiótica con células vivas son los mejores candidatos —explicó—. Si queremos obtener información sobre la fase precelular de la evolución biológica, probablemente la mejor forma de hacerlo sea tratar de identificar virus que nunca han formado parte del material genético de una célula.»^[36]

En 1961, Barricelli se unió al grupo de investigación de fagos de August (Gus) Doermann, primero en la Universidad Vanderbilt y más tarde en la de Washington, donde obtuvo financiación del Servicio Nacional de Salud estadounidense y acceso a un ordenador IBM 7094. «Durante la noche, cuando no había tanta demanda de tiempo de computador, el 7094 trabajaba sin descanso durante horas ejecutando esa simulación de lo que obtendrías si sembraras fagos en las bacterias de una placa de agar —recordaba Kirke Wolfe—, y por la mañana Barricelli examinaba emocionado los resultados y evaluaba en qué medida casaban con los resultados experimentales.» También él visitó el laboratorio para comprobar en qué grado las placas de agar coincidían con el modelo. «Veías una explosión allí donde los fagos habían consumido la proteína de las bacterias que habían infectado, y sobre el fondo gris del agar había pequeños círculos donde las bacterias se habían convertido completamente en fagos.»^[37]

Barricelli incluyó a sus alumnos como coautores y se encargó de que estuvieran bien pagados y alimentados. «Uno de los lugares favoritos a los que acudía era el restaurante Ivar’s, antes de que este se autorreplicara por todo el paisaje [en el estado de Washington]», explicó Wolfe. Barricelli evitaba el ascensor y subía «a saltos» la escalera que llevaba a los despachos que ocupaban la cuarta planta, dejando a sus ayudantes más jóvenes sin aliento. Atribuía al Instituto de Estudios Avanzados el mérito de haber ayudado a lanzar su investigación, pero él y Von Neumann raras veces se reconocían mutuamente su trabajo. «El tema de los “Organismos Numéricos” me sigue interesando bastante», le había escrito Von Neumann a Hans Bethe en noviembre de 1953; pero en la práctica el conocimiento de los experimentos de Barricelli se fue desvaneciendo, hasta el punto de no llegar a ser mencionado en la compilación que haría Arthur Burks de Theory of Self-Reproducing Autómata («Teoría de los autómatas autorreproductores») de Von Neumann, que se considera la versión autorizada.^[38]

Entre sus dudas sobre la evolución darwiniana y sus dudas sobre la prueba de Gódel, Barricelli logró ofender tanto a los biólogos como a los matemáticos, de modo que ambos colectivos lo mirarían con recelo. Fue emigrando de un lado a otro entre las instalaciones de computación de Estados Unidos y Europa, recalando en cualquier institución donde hubiera una oportunidad de obtener los recursos de memoria y los ciclos de procesamiento que sus organismos numéricos necesitaban para crecer. En la Universidad de Washington en Seattle pareció sentar cabeza, y allí solicitó que le concedieran el tiempo de ordenador necesario para sustentar la siguiente etapa de su trabajo de evolución numérica. En 1968, después de que se le negara la concesión, regresó a Oslo y creó su propio grupo de investigación. «Creo que sus aportaciones a la comprensión de la recombinación genética en fagos y bacterias, campo en el que sus capacidades matemáticas podrían haber sido provechosas, no lo fueron —sostuvo Frank Stahl, uno de sus críticos— porque llegó a él con la idea de seleccionar cuidadosamente las evidencias que apoyaran su visión de lo que ocurrió hace cuatro mil millones de años.»^[39]

Barricelli aconsejaba cautela frente a «la tentación de atribuir a los simbioorganismos numéricos demasiadas de las propiedades de los seres vivos», y advertía contra las «inferencias e interpretaciones que no sean consecuencias rigurosas de los hechos». Aunque los simbioorganismos numéricos y las formas de vida terrestre conocidas exhibieran paralelismos en su comportamiento evolutivo, ello no implicaba que los simbioorganismos numéricos estuvieran vivos.

«¿Son acaso el principio, o algún tipo, de formas de vida extrañas? ¿Son solo modelos? —se preguntaba—. No son modelos, no más de lo que puedan serlo los organismos vivos. Son una clase concreta de estructuras autorreproductoras previamente definidas.» En cuanto a si están o no vivos, «no tiene sentido preguntarse si los simbioorganismos están vivos mientras no se haya dado una definición clara de «vivo»».^[40] Pero tal definición aún hoy sigue resultando esquiva.

Las ideas de Barricelli sobre genética viral determinaron su interpretación de los ordenadores, y sus ideas sobre computación determinaron su interpretación de los orígenes del código genético. «El primer lenguaje y la primera tecnología de la Tierra no fueron creados por humanos —escribió en 1986—. Fueron creados por moléculas de ARN primordial, hace casi cuatro mil millones de años. ¿Hay alguna posibilidad de que pueda iniciarse un proceso de evolución con la potencialidad de conducir a resultados comparables en la memoria de una computadora?»^[41] Si de entrada ya no entendíamos cómo se originó la vida, ¿quién podía saber si era posible que volviera a ocurrir de nuevo?

Barricelli veía sus experimentos de evolución numérica como una forma de «obtener la máxima información posible sobre el modo en que se originó y se desarrolló el lenguaje genético de los organismos vivos que pueblan nuestro planeta (formas de vida terrestre)».^[42] ¿Cómo se originaron los polinucleótidos complejos y cómo aprendieron esas moléculas a coordinar la agrupación de aminoácidos y la consiguiente construcción de proteínas? Él veía el código genético «como un lenguaje usado por “sociedades recolectoras” primordiales de moléculas de ARNt [ARN de transferencia]… especializadas en la recolección de aminoácidos y posiblemente de otros objetos moleculares, como medio de organizar el uso del material recopilado». Asimismo, trazaba analogías entre ese lenguaje y los lenguajes utilizados por otras sociedades recolectoras, como los insectos sociales, aunque advertía contra la idea de «tratar de utilizar los lenguajes de la hormiga y la abeja como una explicación del origen del código genético».^[43]

Para Barricelli, las pistas de lo que ocurrió hace cuatro mil millones de años seguían siendo evidentes aún hoy. «Muchas de las propiedades y funciones originales de las moléculas de ARN todavía se conservan con modificaciones sorprendentemente imperceptibles en las modernas moléculas de ARNt, ARNm [ARN mensajero] y ARNr [ARN ribosómico] —explicaba—. Una de las principales funciones de la célula y sus diversos componentes es, aparentemente, mantener un entorno interno similar a aquel en el que se originaron las moléculas de ARN, al margen de lo drásticamente que haya cambiado el entorno externo.»^[44]

Al mismo tiempo que Barricelli anunciaba por primera vez que «hemos creado una clase de números que son capaces de reproducirse y de experimentar cambios hereditarios», una clase similar de números —los códigos de operación— arraigaban y se hacían con el control del universo digital. Los códigos de operación constituían un alfabeto replicativo fundamental que se diversificaba en asociación con la proliferación de diferentes anfitriones metabólicos. Con el paso del tiempo, las secuencias de códigos de operación exitosas y libres de error se agrupaban en subrutinas, las unidades elementales comunes a todos los programas, del mismo modo que un alfabeto fundamental de nucleótidos se organiza en cadenas de ADN, que luego se interpretan como aminoácidos y se ensamblan dando lugar a proteínas y, finalmente, muchos muchos niveles después, a células.

Aquellas primitivas secuencias de códigos se reproducían de manera desordenada, y todos los biofenómenos observados por Barricelli —cruzamiento, simbiosis, parasitismo— se ejecutaban en el universo digital (mayor que el suyo) tan desenfrenadamente como habían empezado, hasta desbordar dicho universo, en los experimentos iniciales tras el cristal. Los códigos de operación eran tan conservadores como los polinucleótidos, preservando su entorno familiar, contra todo pronóstico, dentro de células vivas. Todo el universo digital, desde un iPhone hasta internet, puede verse como un intento de mantenerlo todo, desde el punto de vista de los códigos de operación, exactamente tal como era cuando empezaron a existir, en 1951, entre los cuarenta tubos Williams que había al final de Olden Lane.

Las acumulaciones de códigos de operación evolucionaron en sociedades recolectoras, llevando de nuevo las asignaciones de memoria y otros recursos al nido colectivo. Los organismos numéricos eran replicados, alimentados y recompensados según su capacidad de salir y hacer cosas: realizaban operaciones aritméticas, procesaban textos, diseñaban armas nucleares y contabilizaban el dinero en todas sus formas. Enriquecieron fabulosamente a sus creadores al permitirles obtener contratos para los laboratorios nacionales y fortunas para Remington Rand e IBM.

Desarrollaron colectivamente una creciente jerarquía de lenguajes, que luego influyeron en la atmósfera computacional de forma tan omnipresente como el oxígeno liberado por los primeros microbios influyó en el posterior curso de la vida. Se coaligaron en sistemas operativos equivalentes a millones de líneas de código, permitiéndonos manejar más eficazmente los ordenadores al tiempo que permitían que estos nos manejaran más eficazmente a nosotros. Aprendieron a dividirse en paquetes, atravesar la red, corregir cualesquiera errores sufridos a lo largo del camino y juntarse de nuevo en el otro extremo. Representando música, imágenes, voz, conocimiento, amistad, estatus, dinero y sexo —las cosas que más valora la gente—, se aseguraron recursos ilimitados, formando organismos metazoarios complejos que funcionan en una multitud de procesadores individuales del mismo modo en que un genoma funciona en una multitud de células.

En 1985, Barricelli estableció un paralelismo entre informática y biología, pero le dio la vuelta a la analogía: «Si los humanos, en lugar de transmitirse copias impresas y explicaciones complejas, desarrollaran el hábito de transmitir programas de ordenador, permitiendo a una fábrica dirigida por ordenador construir la máquina necesaria para un propósito concreto, esa sería la analogía más próxima a los métodos de comunicación entre las células».^[45] Veinticinco años después, gran parte de la comunicación entre ordenadores no está constituida por datos pasivos, sino por instrucciones activas para construir máquinas específicas, cuando se necesitan, en el servidor remoto.

«Con nuestra cooperación, los números autorreproductores están ejerciendo un control cada vez más minucioso y de mayor alcance de aquellas condiciones de nuestro universo que vuelven la vida más confortable en el suyo. Las barreras entre su universo y el nuestro se están derrumbando por completo, desde el momento en que los ordenadores digitales están empezando a leer y escribir directamente el ADN».

«Hablamos de leer genomas —tres millones de pares de bases a la vez—, pero ninguna mente humana puede absorber íntegramente esos textos. Son los ordenadores los que están leyendo los genomas, además de empezar a codificar proteínas escribiendo secuencias de nucleótidos ejecutables e insertándolas en células. La traducción entre secuencias de nucleótidos y secuencias de bits es directa, bidireccional, y se realiza en lenguajes que los seres humanos son incapaces de comprender.»

Barricelli creía en el diseño inteligente, pero con una inteligencia desde abajo. «Aunque la evolución biológica se base en mutaciones aleatorias, cruzamiento y selección, no es un proceso ciego de ensayo y error —explicaría en una retrospectiva posterior sobre su trabajo de evolución numérica—. El material hereditario de todos los individuos que componen una especie se organiza por medio de una rigurosa pauta de normas hereditarias en un mecanismo de inteligencia colectiva cuya función es asegurar la máxima velocidad y eficacia en la solución de toda clase de nuevos problemas… A juzgar por los logros del mundo biológico, este resulta de hecho bastante inteligente.»^[46]

«La idea de que no hay ninguna inteligencia involucrada en la evolución biológica puede constituir una de las interpretaciones más alejadas de la realidad», sostenía en 1963.

Cuando sometemos a un humano o, para el caso, a cualquier otro animal a una prueba de inteligencia, sería bastante insólito afirmar que el sujeto no es inteligente alegando que no se requiere inteligencia alguna para realizar el trabajo que en su cerebro hace cualquier neurona o sinapsis por sí sola. Todos aceptamos el hecho de que no se requiere inteligencia alguna para morir cuando un individuo es incapaz de sobrevivir o para no reproducirse cuando un individuo no es apto para la reproducción. Pero sostener esto como un argumento contra la existencia de una inteligencia subyacente a los logros de la evolución biológica puede resultar uno de los ejemplos más espectaculares de la clase de malentendidos que pueden surgir antes de que dos formas de inteligencia mutuamente ajenas sean conscientes una de otra.^[47]

Barricelli afirmaba detectar débiles rastros de esa inteligencia en el comportamiento de los números puros autorreproductores, del mismo modo que los virus fueron inicialmente detectados por los biólogos al examinar fluidos de los que primero habían eliminado todas las formas autogenerativas identificadas. Su último trabajo, publicado en 1987, se titularía «Sugerencias para iniciar procesos de evolución numérica orientados al surgimiento de simbioorganismos capaces de desarrollar un lenguaje y una tecnología propios». Barricelli veía la inteligencia natural y la artificial como fenómenos colectivos, mientras que tanto la evolución biológica como la numérica constituían «un potente mecanismo de inteligencia (o cerebro genético) que, en muchos aspectos, puede ser comparable o superior al cerebro humano en lo que atañe a la capacidad de resolver problemas». Establecía un paralelismo entre la evolución del código informático y la de las secuencias genéticas, con el desarrollo de lenguajes interpretativos que conducen a un proceso que se vuelve más inteligente y complejo. «Si hay o no formas de comunicarse con los cerebros genéticos de los diferentes simbioorganismos, por ejemplo, utilizando su propio lenguaje genético, es una cuestión a la que solo el futuro podrá responder», afirmó.^[48]

Docenas de niveles de traducción separan los lenguajes hoy utilizados por los programadores informáticos del lenguaje máquina mediante el que se ejecutan las instrucciones, del mismo modo en que existen numerosos niveles de interpretación entre una secuencia codificada de nucleótidos y su expresión última en una célula viva. La comunicación entre secuencias almacenadas en el ADN y secuencias almacenadas en una memoria digital, en cambio, es más directa. El lenguaje máquina del gen y el lenguaje máquina del ordenador tienen más en común de lo que pueda tenerlo cualquiera de ellos con nosotros.

El advenimiento de la comunicación de secuencias genéticas mediada por ordenador constituye una violación de la doctrina neodarwiniana ortodoxa, que afirma que la información genética se adquiere por herencia de los propios antepasados, y por ningún otro medio. Sin embargo, la transferencia genética horizontal ha sido durante mucho tiempo el procedimiento habitual para la vida terrestre. Los virus insertan constantemente secuencias de ADN extrañas en sus anfitriones. A pesar de los evidentes peligros que ello entraña, la mayoría de las células han conservado la capacidad de leer secuencias genéticas transferidas desde fuera de ellas, una vulnerabilidad que es explotada por virus malévolos. ¿Por qué mantener, entonces, una capacidad que tiene tales costes?

Una razón para ello es la de facilitar la adquisición de nuevos genes útiles que, de lo contrario, seguirían siendo propiedad exclusiva de otros. «El poder de la transferencia genética horizontal es tan grande que constituye un verdadero rompecabezas entender por qué el mundo eucariótico habría de volver la espalda a tan maravillosa fuente de novedad e innovación genética —explicaron Cari Woese y Nigel Goldenfeld, de la Universidad de Illinois, sesenta años después de las conferencias pronunciadas en 1949 por Von Neumann sobre autorreproducción—. La apasionante respuesta, que aflora a través de décadas de prejuicio dogmático, es que no lo ha hecho. Hoy está fehacientemente documentada la transferencia genética horizontal en eucariotas, no solo en plantas, protistas y hongos, sino también en animales (incluidos mamíferos).»^[49]

Cuando nosotros «secuenciamos» un genoma, lo reconstruimos, trozo a trozo, a partir de partes fragmentarias. La vida ha estado haciendo eso mismo todo el tiempo. A través de la nube viral se distribuyen copias de seguridad de secuencias genéticas críticas. «Los microbios absorben y desechan genes en función de sus necesidades, en respuesta a su entorno… lo que pone en duda la validez del concepto de “especie” cuando se extiende al reino microbiano», observaban Goldenfeld y Woese en 2007, señalando la «extraordinaria capacidad de reconstruir sus genomas frente a tensiones ambientales nefastas, y que en algunos casos sus interacciones colectivas con virus pueden ser cruciales para ello».^[50]

La transferencia genética horizontal fue explotada tanto por los patógenos farmacorresistentes —«Declaramos la guerra a los microbios y la perdimos», añadió Goldenfeld— como por los ingenieros genéticos. Pero ¿quién explota a quién? El motor que impulsa la revolución genómica es nuestra capacidad de almacenar, replicar y manipular información genética fuera de la célula. La biología ha estado haciendo eso mismo desde el principio. La vida ha evolucionado, hasta ahora, haciendo uso de la nube viral como fuente de copias de seguridad y una vía para intercambiar rápidamente código genético. Puede que la vida esté mejor adaptada al universo digital de lo que creemos. «Las pautas culturales son en cierto sentido una solución al problema de tener una forma de herencia que no requiera matar a individuos para evolucionar», observó Barricelli en 1966. Ya hemos externalizado gran parte de nuestra herencia cultural en internet, y estamos externalizando también nuestra herencia genética. «La supervivencia de los más aptos es un método lento para evaluar ventajas —sostenía Turing en 1950—. El experimentador, mediante el ejercicio de su inteligencia, debería ser capaz de acelerarlo.»^[51]

Recientemente, el inquieto genetista George Church anunció, en relación con el éxito de la biotecnología en el laboratorio: «Podemos programar esas células como si fueran una extensión del ordenador»;^[52] a lo que la vida, con tres mil millones de años de éxito en el hábitat natural, podría responder: «Podemos programar esos ordenadores como si fueran una extensión de la célula».

El origen de las especies no fue el origen de la evolución, como tampoco el final de las especies será su fin.

«Y fue la tarde y fue la mañana del quinto día.»