La materia que conserva una historia

 

Información, entropía y una pregunta abierta sobre la vida

Cuaderno abierto de investigación · 6 de septiembre de 2026 · Versión 0.1

¿Qué permite que una interacción deje una huella? ¿Qué hace que esa huella persista y modifique lo que un sistema podrá hacer después?

Estas preguntas son el punto de partida de esta entrada. No nacieron como una teoría terminada. Surgieron de una intuición todavía confusa: quizá existiera una relación profunda entre el confinamiento de la interacción fuerte, la información, la formación de estructuras y la expansión del universo.

La intuición era sugerente, pero reunía conceptos que no significan lo mismo. Para avanzar había que separarlos. Al hacerlo, la pregunta no perdió interés: cambió de forma.

Ya no se trataba de proponer una fuerza que produce orden frente a otra que lo destruye. La cuestión pasó a ser cómo las interacciones físicas generan relaciones entre las partes de un sistema, cuáles de esas relaciones persisten y cuándo adquieren consecuencias funcionales.

Escribo para conservar ese recorrido: no sólo la formulación que hoy parece más defendible, sino también las ideas que fue necesario corregir para llegar a ella.

Una semejanza no es todavía una explicación

La interacción fuerte participa en la estructura de protones y neutrones. El protón no es una partícula elemental: su descripción involucra quarks y gluones. Estos últimos median la interacción fuerte y también interactúan entre sí. El confinamiento de color se relaciona con la ausencia de quarks aislados como partículas libres en las condiciones ordinarias. No es una caja material que los encierra, sino una propiedad de la dinámica de los campos. ^{[1], [2]}

Aquí resulta tentador dar un salto: si una interacción mantiene una unidad, quizá toda unidad organizada sea una manifestación de esa misma interacción.

Pero el razonamiento no basta. Que dos procesos produzcan persistencia no demuestra que compartan el mecanismo que la produce. Una explicación necesita establecer qué variables intervienen, cómo se relacionan y qué ocurriría al modificarlas.

Quizas, por tanto, la pregunta clave podria ser:

¿Cómo condiciona una interacción los estados posibles de un sistema y las relaciones que pueden mantenerse entre sus partes?

El confinamiento puede ser un caso de estudio para esa pregunta. No tiene por qué ser la explicación universal de su respuesta. 

La información no es simplemente orden

En la teoría de Shannon, la entropía cuantifica la incertidumbre asociada a una distribución de resultados posibles. No mide, por sí sola, significado, utilidad ni valor biológico. Por tanto, hablar de «más información» sin especificar la medida puede conducir a conclusiones equivocadas. ^[3]

Un ejemplo elemental permite ver la dificultad.

Imaginemos dos variables, X e Y, que pueden tomar los valores 0 o 1. Si las configuraciones 00, 01, 10 y 11 son igualmente probables, conocer X no ayuda a predecir Y. Cada variable tiene un bit de incertidumbre y el conjunto tiene dos.

Ahora supongamos que sólo aparecen 00 y 11, con igual probabilidad. Cada variable, considerada por separado, sigue siendo impredecible. Sin embargo, conocer una permite conocer la otra. La incertidumbre conjunta se ha reducido a un bit.

La cantidad que expresa esa relación es la información mutua:

I(X;Y) = H(X) + H(Y) − H(X,Y)

Aquí H representa la entropía de Shannon. Para el primer escenario, la información mutua es cero; para el segundo, es un bit. No apareció una sustancia nueva: cambió la distribución de las relaciones entre las variables. ^[5]

Hay un tercer escenario que ayuda a evitar otra confusión. Si el único estado posible fuera 00, todo estaría completamente fijado. Pero la información mutua sería cero: ambas variables tendrían incertidumbre nula y observar una no permitiría reducir una incertidumbre que ya no existe.

Ese sistema seguiría siendo físico. Sencillamente, dentro del conjunto de estados supuesto, no dispondría de alternativas con las que codificar una elección.

Más restricción no significa automáticamente más capacidad informacional. Importan las alternativas disponibles, sus probabilidades y las dependencias entre ellas.

Este ejemplo compara distribuciones. No describe el proceso físico necesario para pasar de una a otra ni calcula su costo energético. Confundir esas dos tareas sería precisamente perder la distinción que necesitamos conservar.

Conservar una estructura no significa vencer a la termodinámica

La palabra «entropía» suele utilizarse como sinónimo de desorden visual. Es una aproximación demasiado imprecisa para esta discusión. En mecánica estadística necesitamos especificar estados microscópicos, probabilidades y restricciones. Las conexiones con la teoría de la información son profundas, pero no convierten cualquier medida de diversidad o incertidumbre en entropía termodinámica. ^[4]

Tampoco existe una oposición simple entre estructura y segunda ley. En un sistema abierto, la entropía puede producirse internamente y transportarse hacia el entorno. En una descripción macroscópica estacionaria, ambos términos pueden compensarse: la entropía del sistema permanece aproximadamente constante aunque exista producción de entropía. Al dividir un sistema en partes correlacionadas, el balance requiere además tratar correctamente esas correlaciones. ^[5]

Hay que distinguir, entonces, persistencia estructural y mantenimiento activo fuera del equilibrio. Que algo dure no significa que deba consumir energía continuamente para durar. Y que un proceso disipe energía tampoco demuestra que esté produciendo una organización funcional.

Para estudiar la vida, esta distinción tiene consecuencias prácticas. No basta con observar una forma, una red o un patrón molecular y llamarlo «orden». Hay que preguntar qué procesos lo sostienen, qué intercambios necesita y qué función se pierde cuando esos procesos se interrumpen.

En modelos de adaptación sensorial celular, por ejemplo, es posible relacionar el procesamiento de información con costos termodinámicos definidos. Esa relación requiere especificar el sistema y su dinámica; no se obtiene simplemente afirmando que la célula «combate la entropía». ^[11]

Mi conclusión de trabajo es ésta: la termodinámica establece restricciones sobre lo posible, pero una explicación biológica debe mostrar también cómo se realiza una función concreta.

 Los puentes reales 

El principio de Landauer relaciona el borrado de información con la termodinámica. Para el borrado ideal de un bit inicialmente equiprobable en una memoria clásica simétrica, bajo las condiciones habituales de contacto con un baño térmico, el calor medio transferido al entorno tiene como límite inferior kB·T·ln 2, donde kB es la constante de Boltzmann y T la temperatura del baño. Bérut y colaboradores comprobaron experimentalmente ese límite mediante una memoria de un bit implementada con una partícula coloidal. No significa que toda operación o todo almacenamiento de información disipe necesariamente esa cantidad. ^[7]

También hay investigaciones que conectan entrelazamiento cuántico y confinamiento. Klebanov, Kutasov y Murugan estudiaron la entropía de entrelazamiento en determinadas teorías confinantes con una descripción gravitacional dual. Encontraron cambios de comportamiento relacionados con la escala espacial considerada. Es un puente matemático específico, no una demostración de que toda información proceda de la interacción fuerte. ^[8]

La literatura contiene, además, una advertencia relevante. Jokela y Subils mostraron que, en la familia de teorías que analizaron, ciertas medidas de entrelazamiento no distinguen el confinamiento de situaciones no confinantes que poseen una brecha de masa: una separación energética entre el estado fundamental y las excitaciones más bajas. Por tanto, ese comportamiento informacional no basta como señal exclusiva de confinamiento. ^[9]

Una tercera conexión aparece en la correspondencia holográfica. La propuesta de Ryu y Takayanagi relaciona la entropía de entrelazamiento de determinadas teorías cuánticas con áreas de superficies en una descripción gravitacional. Su alcance depende del marco en el que se formula; no demuestra que la expansión de nuestro universo sea consecuencia del confinamiento de protones. ^[10]

Estos resultados permiten hacer preguntas ambiciosas sin confundir sus niveles de evidencia. Una analogía puede sugerir dónde mirar. Una correspondencia matemática puede revelar una relación precisa. Una explicación del mundo requiere, además, justificar dónde se aplica esa relación.

6. De la correlación a la función: la pregunta biológica

Para acercar esta discusión a la biología necesito distinguir tres preguntas: si dos variables están relacionadas, si esa relación persiste y si influye en una función definida.

No son equivalentes. Una correlación no demuestra por sí sola un mecanismo causal. Una diferencia persistente no prueba adaptación beneficiosa. Y predecir una respuesta no equivale a explicar por qué ocurre.

Propongo utilizar como esquema de trabajo:

Historia de exposición → estado interno → respuesta posterior.

No como una ley universal, sino como una forma de obligarnos a precisar las palabras. ¿Cuál fue la exposición? ¿Qué estado interno medimos? ¿Qué respuesta constituye la función de interés? ¿Qué mecanismo podría conectar esos niveles?

La literatura sobre procesamiento de información en sistemas sensoriales ofrece ejemplos de cómo relacionar cambios del entorno con cambios internos y respuestas de adaptación. Pero trasladar esas ideas a otra función celular exige construir y contrastar un modelo específico. ^[11]

En este contexto, «memoria» sería una hipótesis operacional: alguna propiedad del estado presente conserva información sobre una exposición anterior durante un intervalo definido. Para afirmar que esa memoria tiene relevancia funcional habría que mostrar, además, cómo condiciona una respuesta posterior.

No necesitaríamos atribuir conciencia a la célula. Tampoco bastaría con cambiar el nombre de una diferencia molecular y llamarla memoria.

La cuestión no sería únicamente qué conserva el sistema, sino qué puede hacer de manera distinta por conservarlo.

7. Una pregunta que sí puede llegar al laboratorio

En mi programa de investigación, una traducción concreta de este problema se encuentra en los macrófagos y la eliminación repetida de células apoptóticas, proceso conocido como eferocitosis.

No parto de un espacio vacío. Yurdagul y colaboradores mostraron que el metabolismo de arginina y ornitina procedentes de células apoptóticas hacia putrescina favorece rondas posteriores de eferocitosis en los sistemas estudiados. La conexión entre la carga ingerida y la capacidad de continuar eliminando células ya tiene antecedentes experimentales importantes. No corresponde presentarla como un descubrimiento propio. ^[12]

La pregunta que me interesa delimitar es más específica:

¿Cómo modifican una carga previa de neutrófilos apoptóticos y el intervalo posterior la capacidad de una población de macrófagos humanos para permanecer viable, internalizar una segunda carga y cumplir un criterio independiente de procesamiento?

Esta formulación no demuestra que exista una memoria beneficiosa. Permite contrastar posibilidades diferentes.

Una exposición previa podría facilitar la respuesta posterior. También podría limitarla por sobrecarga o daño. O podría no producir una diferencia detectable dentro de la precisión del estudio. Lo importante es que esas posibilidades puedan distinguirse mediante observaciones, no resolverse por preferencia conceptual.

Para interpretar un efecto de la historia, habría que separar una modificación persistente del estado celular de explicaciones rivales: material previo que todavía sigue actuando, cambios del medio, diferencias en el número de células o selección de las que sobrevivieron. Medir viabilidad sería necesario, pero no bastaría por sí solo para excluir la selección de supervivientes.

También habría que distinguir captación y procesamiento. Una señal asociada a material internalizado no demuestra automáticamente que la célula lo haya procesado de manera adecuada. Y una respuesta mayor no equivale, por sí misma, a una respuesta más saludable.

El vínculo con la información tendría que ganarse mediante definiciones y mediciones. La respuesta inicial podría consistir en una comparación funcional bien controlada, sin necesidad de calcular una entropía. Si más adelante incorporamos una medida informacional, habría que precisar qué variables relaciona y qué añade a la explicación.

Estos experimentos no probarían una teoría cosmológica ni el origen universal de la información. Abordarían una pregunta biológica propia: qué consecuencias tiene la historia de carga sobre una capacidad celular posterior.

Ése es, para mí, el recorrido útil de una intuición transdisciplinar: no llevar todos los conceptos al laboratorio a la vez, sino dejar que orienten una pregunta que pueda responderse con datos.

8. Por qué quiero dejar público este recorrido

Este blog forma parte de la memoria de trabajo que quiero construir. No para archivar certezas prematuras, sino para conservar preguntas, antecedentes, decisiones y rectificaciones.

Quizá una entrada no tenga lectores hoy. Aun así, puede servirme para reconstruir qué estaba suponiendo, por qué elegí una medición o en qué momento una explicación dejó de ser defendible. También puede permitir que otra persona encuentre una conexión útil o señale un error antes de que se convierta en una decisión experimental costosa.

Quiero que este expediente ayude a orientar experimentos y a explicar por qué vale la pena destinar recursos a realizarlos. Pero la escritura pública no sustituye los datos, un protocolo, la evaluación ética ni la crítica especializada. Su función aquí es hacer examinable el proceso que conduce a ellos.

Si una hipótesis cambia, la versión anterior debería seguir siendo reconocible. Si un antecedente ocupa el espacio que creíamos novedoso, debe incorporarse. Si un resultado contradice la expectativa, tendrá que modificar la interpretación.

No sabemos todavía adónde llevará la pregunta que originó esta entrada. Sí podemos dejar claro qué hemos ganado: una distinción entre información y orden, una separación entre expansión y producción de entropía, y una ruta para preguntar cómo una historia física puede adquirir consecuencias biológicas.

No busco afirmar que la materia recuerda como nosotros. Busco comprender bajo qué condiciones conserva huellas y cuándo esas huellas importan para lo que puede hacer después.

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Estado de esta entrada: ensayo conceptual de investigación. No presenta resultados experimentales propios, no establece una nueva ley física y no sustituye un protocolo experimental.

Registro de versión: v0.1, 6 de septiembre de 2026. La identificación inicial entre información y fuerza fuerte no se adopta. Se conserva como pregunta de trabajo la relación entre interacciones, restricciones, persistencia y función. Se incorpora la limitación de especificidad de las señales de entrelazamiento discutida por Jokela y Subils.

Referencias

1. Colaboración CMS. Exploring the physics processes inside the hottest matter in the Universe. Comunicación científica institucional.
2. Wilson, K. G. (1974). Confinement of quarks. Physical Review D, 10, 2445. DOI: 10.1103/PhysRevD.10.2445.
3. Shannon, C. E. (1948). A Mathematical Theory of Communication. Bell System Technical Journal, 27, 379–423. DOI: 10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x.
4. Jaynes, E. T. (1957). Information Theory and Statistical Mechanics. Physical Review, 106, 620–630. DOI: 10.1103/PhysRev.106.620.
5. Horowitz, J. M. y Esposito, M. (2014). Thermodynamics with Continuous Information Flow. Physical Review X, 4, 031015. DOI: 10.1103/PhysRevX.4.031015.
6. Ballesteros, G. y Bellazzini, B. (2012). Effective perfect fluids in cosmology. arXiv:1210.1561. Se consultó la versión 2 del manuscrito.
7. Bérut, A. et al. (2012). Experimental verification of Landauer’s principle linking information and thermodynamics. Nature, 483, 187–189. DOI: 10.1038/nature10872.
8. Klebanov, I. R., Kutasov, D. y Murugan, A. (2008). Entanglement as a probe of confinement. Nuclear Physics B, 796. Manuscrito: arXiv:0709.2140.
9. Jokela, N. y Subils, J. G. (2021). Is entanglement a probe of confinement? Journal of High Energy Physics, 02, 147. DOI: 10.1007/JHEP02(2021)147.
10. Ryu, S. y Takayanagi, T. (2006). Holographic Derivation of Entanglement Entropy from the anti–de Sitter Space/Conformal Field Theory Correspondence. Physical Review Letters, 96, 181602. DOI: 10.1103/PhysRevLett.96.181602.
11. Sartori, P., Granger, L., Lee, C. F. y Horowitz, J. M. (2014). Thermodynamic Costs of Information Processing in Sensory Adaptation. PLOS Computational Biology, 10, e1003974. DOI: 10.1371/journal.pcbi.1003974.
12. Yurdagul, A. Jr. et al. (2020). Macrophage Metabolism of Apoptotic Cell-Derived Arginine Promotes Continual Efferocytosis and Resolution of Injury. Cell Metabolism, 31, 518–533.e10. DOI: 10.1016/j.cmet.2020.01.001.