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domingo, 14 de noviembre de 2021

EL CONOCIMIENTO ES UNA PROPIEDAD EMERGENTE DEL CEREBRO COLECTIVO DE NUESTRA ESPECIE

Gerd Altmann en Pixabay.

 

Eduardo Martínez de la Fe

9 noviembre, 2021

La neurociencia cognitiva debe abrir una nueva era de investigación que reconozca que el conocimiento humano no es la suma de muchos cerebros individuales, sino una propiedad emergente de nuestra especie basada en un cerebro colectivo.

Si queremos comprender el papel que desempeña el conocimiento en la inteligencia humana, es necesario mirar más allá del cerebro individual y estudiar la comunidad.

Esta es la propuesta que realizan el neurocientífico Aron Barbey, profesor de psicología en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign; Richard Patterson, profesor emérito de filosofía en la Universidad de Emory; y Steven Sloman, profesor de ciencias cognitivas, lingüísticas y psicológicas en la Universidad de Brown, en un rompedor artículo publicado en Frontiers in Systems Neuroscience, según se informa en un comunicado.

Su punto de partida, que la cognición humana se extiende al mundo físico y al cerebro de los demás: es, en gran medida, una actividad de grupo, no individual, porque dependemos de los otros para razonar, juzgar y tomar decisiones.

Tema relacionado: La consciencia no sería solo individual y privada, sino también grupal

Perspectiva limitada

Añaden que los métodos neurocientíficos empleados en la actualidad, como la resonancia magnética funcional (que mide pequeños cambios en el flujo sanguíneo que ocurren con la actividad del cerebro), se diseñaron para rastrear la actividad en un cerebro individual.

Sin embargo, estos métodos tienen una capacidad limitada para capturar la dinámica que ocurre cuando los individuos interactúan en grandes comunidades, por lo que plantean la necesidad de ampliar los estudios neurocientíficos más allá de los cerebros individuales.

Piden a los neurocientíficos que incorporen las disciplinas de las ciencias sociales para comprender mejor cómo piensa la gente.

Plantean que se necesita incorporar, no solo los descubrimientos de las neurociencias, sino también los de la psicología social, la antropología social y otras disciplinas, porque están mejor posicionadas para estudiar la cognición humana en su conjunto.

Nueva evidencia

Este planteamiento responde a una evidencia cada vez más reconocida, tal como plantea el Instituto Kavli: el inmenso éxito ecológico de nuestra especie no ha dependido de nuestra inteligencia o racionalidad abovedada, ni de ninguna serie de adaptaciones genéticas locales, como ha ocurrido en otras especies.

La supervivencia y el éxito humanos son el resultado de la herencia de grandes cuerpos de información transmitida culturalmente, que se acumula y se agrega a lo largo de generaciones para producir adaptaciones culturales, añade.

Y concluye: por lo tanto, nuestra inteligencia aparente se deriva más de nuestros cerebros colectivos, que de nuestra inteligencia individual. Algo que también está asociado a la innovación, tal como ha planteado, entre otros, el profesor asociado de psicología económica en la London School of Economics, Michael Muthukrishna.

Capturar el cerebro colectivo

Los autores de este artículo plantean que el gran desafío para la neurociencia cognitiva es cómo capturar el conocimiento que no reside en el cerebro individual, sino en nuestro cerebro colectivo.

Eso supone trascender la idea dominante hasta ahora de que el conocimiento está representado en un cerebro y representado por un individuo, y que a lo más que llega ese conocimiento es a su transferencia entre individuos.

Los investigadores añaden que la cognición humana es en realidad una empresa colectiva y que, por lo tanto, no se encuentra dentro de un solo individuo.

Más bien es una propiedad emergente: refleja el conocimiento y las representaciones colectivas que se distribuyen dentro de una comunidad, en este caso, la especie humana.

Potenciar el nuevo enfoque

Destacan que la neurociencia cognitiva no ha ignorado estas tendencias en el estudio de la cognición, aunque advierten que estos aspectos han sido relativamente poco investigados.

No obstante, detallan que lo avanzado en ese campo representa un marco prometedor para extender la neurociencia cognitiva más allá del estudio de los cerebros individuales y de sus interacciones con otros cerebros.

Concluyen que la neurociencia cognitiva, tal como está planteada en la actualidad, no puede explicar el funcionamiento mental, por lo que proponen una serie de líneas de investigación que podrían ayudar a comprender mejor el emergente fenómeno del cerebro colectivo.

Nueva era de neurociencia cognitiva

Plantean que una mayor comprensión de cómo las personas comparten conocimientos ayudaría a revelar la naturaleza real y los límites de la representación neuronal, y arrojaría luz sobre cómo las personas organizan la información al revelar cómo creen que se distribuye en la comunidad y el mundo.

Por eso propugnan una nueva era en la neurociencia cognitiva, que busque establecer teorías explicativas de la mente humana y que reconozca la naturaleza comunitaria del conocimiento.

Concluyen que es preciso evaluar las representaciones cognitivas y neuronales a nivel de la comunidad, ampliando el alcance de la investigación y la teoría en neurociencia cognitiva, asumiendo cuánto de lo que pensamos depende de otras personas.

Referencia

Cognitive Neuroscience Meets the Community of Knowledge. Steven A. Sloman,  Richard Patterson and Aron K. Barbey. ront. Syst. Neurosci., 21 October 2021. DOI:https://doi.org/10.3389/fnsys.2021.675127

Fuente: https://tendencias21.levante-emv.com/el-conocimiento-es-una-propiedad-emergente-del-cerebro-colectivo-de-nuestra-especie.html

 


sábado, 26 de diciembre de 2020

LA COMPUTACIÓN CUÁNTICA ATERRIZA EN EL MUNDO REA

 



Un pequeño ordenador cuántico ha resuelto lo que no han conseguido los gigantes que aspiran a la supremacía cuántica: organizar el tráfico de 278 aviones con solo dos cúbits, primer paso para acercar la computación cuántica a aplicaciones prácticas.

Los grandes ordenadores cuánticos sorprenden por su capacidad de realizar en segundos procesos que llevarían miles de años a un ordenador convencional, pero hasta ahora sus proezas no han tenido mayores aplicaciones prácticas, un reto que ha conseguido superar un pequeño ordenador cuántico.

Los ordenadores cuánticos se diferencian de los ordenadores clásicos en que se basan en la mecánica cuántica para el procesamiento de la información.

En vez de unos y ceros (bits), el ordenador cuántico utiliza cúbits, la unidad básica de este sistema computacional: cada cúbit es un cero y un uno a la vez, algo imposible en la física clásica.

Esta capacidad, propia de las partículas elementales, permite a los ordenadores cuánticos realizar muchos cálculos al mismo tiempo, así como conseguir ahorros exponenciales en los tiempos de procesamiento.

Sin embargo, la computación cuántica está todavía en fase de desarrollo y, aunque tiene prometedoras aplicaciones, todavía no ha resuelto algunos problemas técnicos que condicionan sus resultados prácticos.

Carrera tecnológica

Existe una carrera tecnológica por alcanzar la supremacía cuántica que enfrenta a dos gigantes norteamericanos, IBM y Google, con China: la potencia asiática ha desarrollado un ordenador cuántico 10.000 millones de veces más rápido que el de Google, la estrella hasta ahora de esta escalada tecnológica, según anunció en Science.

Sin embargo, cuando en 2019 el ordenador cuántico de Google logró resolver una tarea mucho más rápidamente que la mejor supercomputadora de IBM, el resultado no tuvo ninguna aplicación práctica.

La proeza china tiene un problema similar: ha conseguido realizar un muestreo de bosones para demostrar su capacidad cuántica, pero no se ven por ningún lado sus posibles aplicaciones prácticas.

Pequeño, pero práctico

En el frenesí de esta competición por la supremacía cuántica, investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, han demostrado que pueden resolver una pequeña parte de un problema logístico real con un pequeño ordenador cuántico, pero que funciona bien: todo un desafío para los grandes modelos chino y norteamericanos.

Lo que ha conseguido este equipo, según explica en un comunicado una de sus protagonistas, Giulia Ferrini, es utilizar la computación cuántica para resolver problemas relevantes, por lo que ha trabajado en estrecha colaboración con empresas industriales.

Y para ello ha centrado su investigación en un problema real que afecta a la industria de la aviación: la programación de los vuelos. Los resultados se han publicado en dos artículos en Physical Review Applied.

Asignar aviones individuales a diferentes rutas representa un problema de optimización, que crece muy rápidamente en tamaño y complejidad a medida que aumenta el número de rutas y aviones.

Ayudando al tráfico aéreo

Para optimizar la regulación del tráfico aéreo, los investigadores suecos usaron un ordenador cuántico de solo dos cúbits, frente a los 53 cúbits que tiene el ordenador cuántico de Google.

Para conseguirlo, ejecutaron en su pequeño ordenador un algoritmo de optimización cuántica (QAOA) y comprobaron que puede resolver con éxito el problema de asignar aviones a rutas.

En esta primera demostración, el resultado se pudo verificar fácilmente, ya que la escala era muy pequeña: solo involucraba a dos aviones.

Con esta hazaña, los investigadores han sido los primeros en demostrar que el algoritmo QAOA puede resolver en la práctica el problema de asignar aviones a rutas aéreas.

También lograron ejecutar el algoritmo un nivel más allá que nadie antes, un logro que requiere un hardware muy bueno y un control preciso, destacan los investigadores.

Funciona bien y puede ir a más

“Hemos demostrado que tenemos la capacidad de mapear problemas relevantes en nuestro procesador cuántico. Todavía tenemos una pequeña cantidad de cúbits, pero funcionan bien. Nuestro plan ha sido hacer que todo funcione muy bien a pequeña escala, antes de escalar”, explica el investigador principal Jonas Bylander.

Los teóricos del equipo de investigación también simularon la resolución del mismo problema de optimización para hasta 278 aviones, lo que requeriría hasta ahora un ordenador cuántico con 25 cúbits.

“Los resultados siguieron siendo buenos a medida que ampliamos la escala. Esto sugiere que el algoritmo QAOA tiene el potencial de resolver este tipo de problemas a escalas aún mayores”, añade Giulia Ferrini.

Sin embargo, superar las mejores computadoras de la actualidad requeriría dispositivos mucho más grandes. Los investigadores de Chalmers han comenzado a escalar y ya están trabajando con cinco bits cuánticos. El plan es alcanzar al menos 20 cúbits para 2021 manteniendo la alta calidad en aplicaciones prácticas.

El objetivo a más largo plazo es tener una computadora cuántica en funcionamiento con al menos cien cúbits, con una potencia de cálculo mucho mayor que las mejores supercomputadoras de la actualidad, destacan los investigadores, dando a entender que también aspiran a la supremacía cuántica.

Esa potencia de cálculo se podría utilizar para resolver problemas de optimización más complejos que el de la gestión del tráfico aéreo, así como para el aprendizaje automático avanzado y para cálculos ​​de las propiedades de las moléculas, aplicaciones todas ellas de una gran utilidad práctica.

De todas formas, estamos lejos de cantar victoria: un estudio publicado el mes pasado concluía que para aumentar la potencia de los ordenadores cuánticos es inútil aumentar el número de cúbits, y que lo que hay que hacer es mejorar su fiabilidad, algo que no se sabe muy bien cómo conseguirlo.

Referencias

Improved Success Probability with Greater Circuit Depth for the Quantum Approximate Optimization Algorithm. Andreas Bengtsson et al. Phys. Rev. Applied 14, 034010, 3 September 2020. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.14.034010

Applying the Quantum Approximate Optimization Algorithm to the Tail-Assignment Problem. Pontus Vikstål et al. Phys. Rev. Applied 14, 034009. 3 September 2020. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.14.034009

 

Credito foto:  Yen Strandqvist / Chalmers University of Technology.

viernes, 4 de diciembre de 2020

TODOS SOMOS GENIOS LLAMADOS AL CAMBIO



Eduardo Martínez de la Fe

30 noviembre, 2020

La creatividad puede provocar la exclusión social de las personas innovadoras, pero paradójicamente promueve la supervivencia: todos somos genios llamados al cambio, aunque la resistencia cultural sea poderosa.

Según el Foro Económico Mundial, la creatividad será tan importante en el futuro como la Inteligencia Artificial, pero un nuevo estudio ha señalado la dificultad que representa su manifestación en la sociedad actual debido a la resistencia a la innovación, ya sea personal, técnica, científica o cultural.

En un artículo publicado en la edición de enero de la revista New Ideas in Psychology, investigadores de la universidad Aix Marseille, en Francia, del Institute of Creativity and Innovation of Aix-Marseille, y de la Universidad Americana de Sharjah, en los Emiratos Árabes, describen los peligros que acechan a lo que se considera el eje crítico de la evolución humana: la creatividad.

El conocido psicoanalista alemán Paul Matussek (1919-2003) consideraba la creatividad como un acervo de posibilidades que se halla oculto y desconocido en cada persona: solo espera ser descubierto para cobrar vida y adquirir pleno desarrollo.

Destaca que, cuanto más se esfuerza una persona en renovarse, tanto en su vida individual como personal o profesional, su experiencia llegará a ser más rica y reconfortante.

Todos somos genios

En la época actual, considera Matussek, ha dejado de hablarse de genios porque la creatividad se ha extendido en la sociedad: ha convertido esta capacidad humana en un término que hasta hace poco solo era conocido en el ámbito de los especialistas, particularmente de la psicología y la pedagogía.

Ser creativo, por tanto, ya no es exclusivo de grandes artistas, científicos o políticos: todos hemos nacido para crear algo hermoso desde nuestra más tierna infancia, tal como decía el psicoanalista alemán Erich Fromm (1900-1980). La sociedad debe hacer todo lo posible para conseguir que esa potencialidad creativa pueda manifestarse en cada persona, según Matussek.

Los autores de la nueva investigación, liderada por el psicólogo social Eric Bonetto, añaden que la creatividad produce beneficios relevantes, tanto para la supervivencia como para la reproducción.

Especifican que los comportamientos creativos permiten a las personas resolver problemas de forma novedosa y apropiada y, por lo tanto, asegurar su supervivencia. También facilitan la vinculación y constituyen una señal de la propia aptitud, favoreciendo incluso la atracción de parejas.

Paradoja de la creatividad

Sin embargo, para ser creativas, las personas tienen que violar las normas sociales: en ocasiones les impiden promover el cambio creativo que tanto necesitan.

Los investigadores señalan que, en esos casos, las normas sociales sancionan a las personas creativas: se aprecia tanto en las empresas como en los laboratorios de investigación, donde muchas ideas nuevas no son bienvenidas porque se alejan demasiado de lo convencional.

Y es entonces cuando los investigadores alcanzan a ver lo que denominan la paradoja de la creatividad: por un lado, establece que los comportamientos creativos poco convencionales son beneficiosos, tanto para las personas como para la sociedad. Por otro lado, destaca que los inconvenientes que encuentran las personas creativas para que sus ideas innovadoras prosperen, se convierten en fuente de innovación para los creativos: no solo deben proponer ideas innovadoras, sino también idear fórmulas disruptivas para que prosperen en un entorno social reacio a la innovación.

Desde pequeños

Los investigadores observaron qué pasa con los procesos creativos en la sociedad, particularmente con los que se alejan de los convencionalismos más arraigados.

Descubrieron que frecuentemente renunciamos a nuestra creatividad debido a la fuerte resistencia que despierta en el entorno social, algo que apreciamos desde que vamos a la escuela y que se prolonga a lo largo de nuestra carrera profesional.

La sociedad rechaza la innovación disruptiva porque se sale de lo predecible y eso suscita inseguridad y temor. Y los creativos se reprimen porque romper las reglas sociales puede acarrear la ruina personal, profesional y financiera: Galileo, por ejemplo, fue condenado a cadena perpetua por asegurar que la Tierra giraba alrededor del Sol. Un ejemplo taxativo.

Factores de creatividad

En la actualidad, difícilmente la creatividad puede provocar la cadena perpetua, pero sí corre el riesgo de conducir a la exclusión social, algo que daña la salud física y psicológica de las personas creativas, y que incluso puede aumentar en ellas el riesgo de muerte prematura.

A pesar de todo, la creatividad se abre paso en nuestra sociedad: otra investigación ha comprobado que los procesos creativos son generales en todos los dominios y disciplinas: poetas e ingenieros utilizan el mismo proceso creativo en sus desarrollos artísticos o técnicos.

Otra constatación: muchas personas superan la resistencia del entorno a la innovación y asumen los riesgos implícitos: los investigadores franceses consideran que ha llegado el momento de saber por qué.

Para ello deberán primero alcanzar unanimidad en la propia definición de creatividad: aunque se considera que es la capacidad de generar nuevas ideas que conducen a soluciones originales a los problemas cotidianos, el propio Matussek reconoce que no existe una definición unitaria de la creatividad: según la neurociencia, es una facultad mental más.

Llamados al cambio

Aclarar todo esto merece la pena, según Bonetto: si, a pesar de las resistencias históricas y presentes, todavía seguimos siendo creativos, es porque en términos evolutivos ser creativos aventaja el riesgo que supone permanecer en la monotonía.

Por algo decía Henri Bergson (1859-1941) que la evolución creadora (título de uno de sus libros) es propia de todo ser humano llamado al cambio: entendía que la misma evolución es creativa y no mecanicista.

“La vida es creativa, es creatividad, y hay que intentar ser creativos para acercarnos a nuestra verdad, a la verdad de uno mismo”, escribía Bergson. Quizás esta reflexión del filósofo francés explique por qué la creatividad perdura en la actualidad e incluso se potencia en tiempos de crisis, como los actuales.

 Referencia

The paradox of creativity. Eric Bonetto et al. New Ideas in Psychology, Volume 60, January 2021, 100820.DOI:https://doi.org/10.1016/j.newideapsych.2020.10082

Foto: Gerd Altmann en Pixabay.

 

Fuente: https://tendencias21.levante-emv.com/todos-somos-genios-llamados-al-cambio.html

 

lunes, 1 de julio de 2019

PATRONES CUÁNTICOS PERMITEN CAMBIAR EL MUNDO ANTES DE QUE SE MANIFIESTE



Imagen: Kat Stockton. Yale Univesity.

Podemos intervenir en la creación de la realidad

Miércoles, 5 de Junio 2019

Autor: Eduardo Martínez de la Fe, es el Editor de Tendencias21.


Un nuevo experimento ha demostrado que podemos intervenir en la creación de la realidad porque lo que pensábamos que era un comportamiento aleatorio del universo cuántico, muestra patrones que permiten cambiar el mundo antes de que se manifieste. Hemos salvado al gato de Schrödinger.


Una investigación realizada en la Universidad de Yale ha descubierto que es posible anticipar y revertir un salto cuántico en un átomo superconductor particular, lo que significa que podemos intervenir en los procesos físicos que dan origen a la materia. Los resultados se publican en la revista Nature.

Un salto cuántico es el que se produce cuando una partícula elemental pasa de uno de sus estados a otro, saliendo de la superposición que caracteriza al mundo cuántico.

Antes de manifestarse en el mundo visible, las partículas elementales fluyen en la ambigüedad onda-partícula hasta que un salto cuántico cambia su estado y se concreta en algo medible.

Esa superposición de estados colapsa y se concreta en algo tangible por el mero hecho de la observación (medición). Es lo que relata el experimento imaginario del gato de Schrödinger.

Para explicar la superposición de estados, el físico Erwin Schrödinger imaginó en 1935 un gato encerrado en una caja junto a una botella de gas venenoso y un plato de comida. El gato puede jugar con el dispositivo venenoso y morir o tomar el alimento y vivir, con una probabilidad del 50% para cada opción.

Según el mundo cuántico, el gato está en realidad vivo y muerto a la vez, en una superposición de estados, hasta que un observador (el científico), abre la caja para ver lo que ha pasado y se produce un salto cuántico. La suerte del gato se concreta en el momento de la observación.

Dentro de la caja del gato

La nueva investigación permitió a los científicos observar por primera vez lo que ocurre dentro de la caja antes de que el gato tome la decisión de tomar el alimento o el veneno, algo que hasta ahora se consideraba imposible.

Lo consiguieron usando un átomo superconductor artificial, al que introdujeron en un recinto de aluminio cerrado herméticamente (es como meter al gato dentro de la caja y cerrarla para no poder observar su interior).

En esta ocasión, los científicos se valieron de generadores de microondas para irradiar desde fuera al átomo del experimento y hacerlo visible.

De esta forma pudieron observarlo con una precisión sin precedentes, a pesar de no estar a la vista, en sus dos estados posibles: el gato queda expuesto al observador antes de que pueda elegir la comida o el veneno depositados en la caja.

Lo primero que descubrieron fue que la radiación de microondas provoca en el átomo artificial el salto cuántico, que también queda a la vista del observador (vemos si el gato toma la comida o el veneno).

También pudieron detectar cuándo el salto cuántico es inminente debido al ruido que genera: una señal acústica que se puede amplificar y ser percibida en tiempo real, anticipa el movimiento.

Los científicos observaron que antes del salto cuántico el estado del átomo se altera y deja de emitir los fotones generados por la excitación de las microondas. La señal acústica cambia y es la advertencia de que va a producirse el salto cuántico: el gato se ha levantado y se dirige a los dos recipientes.

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No salto, sino transición

Otra constatación de esta investigación se refiere a la naturaleza del salto cuántico. Apreciaron que en realidad no es un salto, sino una transición, un deslizamiento. Es un proceso gradual semejante al derretimiento de un muñeco de nieve bajo el sol. Y además, constataron que una vez que el salto cuántico ha comenzado, siempre sigue el mismo patrón.

Este dato es importante porque hasta ahora se pensaba que el salto cuántico era un evento aleatorio e impredecible. Esta investigación ha determinado sin embargo que el salto cuántico no es ni repentino ni completamente aleatorio, ya que sigue una evolución continua, coherente y determinista, según describen los investigadores en su artículo.

Esas observaciones permitieron a los científicos revertir el salto cuántico después de detectar que iba a iniciarse, mediante otro pulso de microondas. Es decir, un pulso de microondas desencadena el salto cuántico y otro puede impedirlo al vuelo.

Eso significa que hemos accedido al momento en que se concreta uno de los estados del átomo artificial y que podemos corregir la decisión que ha tomado la naturaleza en ese momento.

Podemos hacer que el átomo vuelva a su estado fundamental y evitar que el gato se coma el veneno. Incluso traerlo de nuevo a la vida si ya lo ha probado, según los investigadores.

A vueltas con el observador

El nuevo experimento ha demostrado así que podemos intervenir en la creación de la realidad porque lo que pensábamos que era un comportamiento aleatorio del mundo cuántico, muestra patrones que permiten influir y revertir procesos físicos que hasta ahora considerábamos inalcanzables.

Es como rizar el rizo. Tal como explicamos en otro artículo, el papel del observador en la suerte del gato de Schrödinger se diluye a medida que se complejiza la observación: cada vez se cuestiona más que podamos tener alguna influencia en la creación de los procesos físicos.

La nueva investigación otorga, sin embargo, un nuevo protagonismo al observador: ha descubierto cómo trascender la observación para incidir directamente en la creación de la realidad… manipulándola antes de que se manifieste.

Referencia
To catch and reverse a quantum jump mid-flight. Z. K. Minev et al. Nature (2019). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-019-1287-z