¿Tiene la información biológica un origen cuántico?

(El autor de esta columna es profesor titular del Departamento de Física, Facultad de Ciencias, de la Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá. Es también presidente de «Buinaima», la Asociación Colombiana pro Enseñanza de la Ciencia. Los comentarios expresados en este espacio no reflejan las opiniones de la universidad o de la fundación.)
En 1944 se publicó el libro ¿What is Life?, resultado de las conferencias de Erwin Schrödinger en el Trinity College. Watson, Crick, Wilkinson y otros personajes asociados con el descubrimiento de la estructura real de la molécula de la vida deben mucho a esas ideas pioneras.
Por azar del destino fui coautor hace ya un cuarto de siglo, con investigadores en Suecia y España, de uno de los primeros trabajos sobre nanopartículas metálicas. Para entonces no se llamaban así. Hoy mi tema de investigación es bien distinto. He sugerido el nombre de bionanología para ese nuevo campo transdisciplinar. No debe confundirse con nanobiología: el orden de los factores sí altera el producto en este y otros casos. Eso ocurre, por ejemplo, en la física cuántica, a la que me referiré luego. El resultado de la no conmutatividad de operaciones se conoce técnicamente como Principio de Incertidumbre de Heisenberg, del cual toman algunos científicos sociales argumentos para decir que las ciencias naturales ya no son predictivas, lo cual es válido si el significado de la afirmación se reduce al mecanicismo. Pero ninguna de las ciencias puede reducirse a lo que fueron disciplinas aisladas antes de 1900. Hoy se habla, por ejemplo, de una biología cuántica.
Bionanología tiene mucho que ver con lo que algunos denominan la tercera cultura. Nanotecnología es el nombre que equivocadamente se le ha dado a la gran revolución nanotecnocientífica del momento. Pero ninguno de esos temas es el centro de interés de esta columna virtual.
El tema es: ¿Tiene la información biológica (y neurológica) un origen cuántico? En otras palabras: ¿qué tan importante es la física cuántica para la vida y para el cerebro, o mejor aún, para los fenómenos biológicos y para los fenómenos psicológicos? Personalmente creo que más de lo que la academia convencional está dispuesta a aceptar. Esta afirmación puede resultar polémica. Para restarle virulencia al debate, vamos por partes.
En 1996 el físico Alan Sokal logró hacer una parodia de la actividad literaria que despliegan algunos científicos sociales. “Transgressing the Boundaries: Toward a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity” fue publicado en un número especial de Social Text. El debate podría retomarse hoy, no ya para criticar a los humanistas sino para referirse a algunas libertades que se toman investigadores de las ciencias naturales y exactas. Para muestra un botón: “Quantum transmemetic intelligence” fue publicado diez años después de que lo fuera el artículo de Sokal en una compilación que me atrevo a recomendar: “Quantum aspects of life” (Imperial College Press, 2007).
La física es una ciencia matemático-experimental. Su lenguaje es matemático, pero su fundamento es la experiencia. Se dice que la física cuántica es un formalismo y nada más. Pero es un formalismo que resultó del fracaso de la física clásica para explicar fenómenos que ocurren particularmente a escala microscópica, fenómenos que tienen las más de las veces manifestación a escala macro. El espectro de la radiación del denominado cuerpo negro es un claro ejemplo. Otros ejemplos de comportamiento cuántico macro son la superconductividad y la superfluidez. De nuevo la termodinámica es el punto de partida.
La información es física. Aunque los precursores de la termodinámica y de la física estadística no lo vieron así, la entropía lleva aparejada la información. Primero fue el dígito binario, abreviado bit por sus siglas en inglés. Luego vino el qubit o bit cuántico. La computación, la criptografía y la teleportación cuánticas (prefiero el término teletransporte, pero la literatura ya ha logrado generalizar el anglicismo) son los primeros intentos por aprovechar los efectos más ininteligibles de la fenomenología cuántica: superposición y entrelazamiento, en particular.
Algunos científicos considerados ortodoxos se escandalizan cuando alguien afirma que la vida (y la conciencia) son de origen cuántico. Por el contrario, otros dirán que eso no es decir nada nuevo, al menos en el caso de la vida. Los fenómenos que están en la base de la vida son fenómenos que se manifiestan en las moléculas que dan lugar a ella. Entre los más importantes sobresale, quizá, la fotosíntesis. El fundamento de la fotosíntesis es el efecto fotoeléctrico, cuya explicación dio méritos a Einstein para recibir la codiciada presea de la Academia Sueca. No obstante, todos los físicos estaremos de acuerdo en afirmar que las células, al igual que las neuronas, son objetos clásicos. Ese no es el punto del debate cuando se examina el controvertible modelo del cerebro de Hameroff-Penrose.
Transcurrida una década desde que inició el Nuevo Milenio el debate vuelve a encenderse, esta vez con más fuerza. Las religiones de la llamada Nueva Era, sin preocuparse en entender su alcance, recurren a la mecánica cuántica para dar soporte teórico (el experimental dicen tenerlo en gran cantidad de fenómenos paranormales) a sus especulaciones. Por su parte, físicos de gran prestigio organizan congresos, simposios, conferencias, eventos varios en los que estos temas se discuten acaloradamente. Lentamente empieza a surgir una literatura avalada científicamente, la cual compite desfavorablemente con la abrumadora literatura pseudocientífica.
Información cuántica y complejidad es un tema amplio, novedoso y en gran medida controvertible, de enormes perspectivas en las aplicaciones prácticas del futuro: sin presentirlo siquiera, quienes denominaron a ésta la Era de la Información hubieran podido estar hablando del asunto; pero seguramente no fue así como surgió el calificativo. Volveremos a él en próximas columnas. Por ahora les invito a la conferencia que se dará el próximo 9 de febrero en el Auditorio Virginia Gutiérrez (Edificios de Postgrados de Cieenciais Humanas) de la Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá a las 5 p.m.