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Entendiendo la complejidad. Las leyes del orden emergente.

Hemos hecho el recorrido de aprender lo sencillo para, supuestamente, llegar a entender lo complejo. Esto es una forma de reduccionismo. La realidad es tan complicada que creo que hay que abordarla como es, inventando nuevos conceptos que permitan manejar las ideas sin apelar a lo simple.

Este post no es para todos. Lo normal es que ante el titular y la presentación, te den ganas de correr en dirección contraria. Pero si has llegado hasta aquí, puede que al final acabes dándome la razón. Seremos más en la linea de pensamiento de que hay que reeditar la Ciencia desde su raiz. Toma lo que sigue como pensamiento en voz alta. Será verdadero si le encuentras un sentido, siguiendo una pauta de inspección cuántica. Y si no lo es, tampoco hay compromiso, pues las cosas pueden ser verdaderas y falsas al mismo tiempo.

La imagen destacada en portada es de Wikipedia (De Created by Wolfgang Beyer with the program Ultra Fractal 3. – Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=322029).

Imagen de portada

Veamos qué dicen nuestros mayores

Lo que sigue son simplificaciones, frases hechas que pueden definir todo un cúmulo de trabajo científico atesorado durante años. Sin duda una visión sesgada. Pero es lo que he visto en la obra de los personajes que siguen, en el campo de la complejidad. Esta es una lista abierta que iré completando con el tiempo, pero que de momento ya muestra una gran riqueza de aportaciones.

  • Ian Stewart, matemático, nos muestra que el caos matemático está en todas partes en el Universo, forma parte de la naturaleza y nos enseña a calcularlo.
Ian Stewart
  • Benoit Mandelbrot, matemático, aventura que la geometría dominante es fractal y en consecuencia caótica. Fascinante forma de entender el crecimiento de las plantas y otros seres naturales.
Benoit Mandelbrot
  • Ilya Prigogine, químico, demuestra que del desequilibrio, o sea del caos, se crean estructuras disipativas, autoorganizadas.
Ilya Prigorgine
  • Murray Gell-Mann, físico, además de poner orden en el significado y composición de partículas subatómicas, define la relación del caos y la cantidad de información.
Murray Gell-Mann
  • Richard Dawkins, biólogo, demuestra que los seres vivos se comportan para preservar la información genética, los genes son egoistas.
Richard Dawkins
  • Erwin Schrödinger, físico, muestra cómo funcionan los seres según reglas cuánticas, en consecuencia impredecibles y explica la razón de la permanencia de los genes durante generaciones.
Erwin Schrödinger
  • Stuart Kauffman, biólogo, considera que los fenómenos emergentes no son reducibles a otros más simples.
Stuart Kauffman

Son todos ‘demasiado buenos’ en lo suyo

En general, ninguno de ellos trata la conducta como la superposición de todos los estados físicos, químicos, biológicos, sociales, por un sistema abierto en continua interacción con su medio ambiente. Todos estos grandes autores rozan la perfección al considerar el punto de vista de interés para su tesis, sea matemática, física, química, biológica o social. Pero al mismo tiempo todos adolecen de considerar un mundo en capas de agregación o de organización, que exhibe comportamientos complejos derivados de esa estructura en capas. No se pueden emplear los conceptos derivados de estructuras simples porque cada capa de agregación y de organización tiene reglas propias.

Por ejemplo: está claro que los humanos somos seres biológicos, pero tenemos que tener cuidado al bajar las escaleras, porque como también somos seres físicos, la gravedad puede darnos un buen susto y un no menor golpe, si caemos. De la misma forma, no podemos exhibir nuestro comportamiento biológico más elemental en medio de una reunión con otros seres humanos, pues las reglas de la urbanidad y el protocolo lo prohiben.

Como diría García: “Ojo al dato”:

Mi tesis: Los fenómenos emergentes (estados de agregación o conexiones que surgen entre partes más simples) se pueden (y se deben) estudiar con nuevas leyes, específicas de su nivel de agregación. No tiene sentido explicar la energía de ionización de un átomo de carbono con los conceptos que empleamos cuando estamos estudiando la reproducción celular, o la generación de impulsos en un músculo mediante las fórmulas de la caida de cuerpos en un campo gravitatorio.

Ámbitos o sistemas caóticos

De hecho, la Ciencia ha avanzado mucho cuando ha actuado de esta forma, empleando nuevos modelos y nuevas leyes, en el estudio de fenómenos caóticos:

  • La Meteorología emplea conceptos como anticiclón, borrasca, frente, que no se deducen del comportamiento de las moléculas de Nitrógeno y Oxígeno que forman el 99% del aire.
  • La Economía, que empleando conceptos como demanda-oferta, tipos de interés, cápital, plusvalía, descubre el comportamiento de muchos de los fenómenos que le competen. Ninguno de ellos está en los bienes y servicios de los que trata.
  • La Biología, con la aportación del estudio de los genes, la bioquímica y el metabolismo es capaz de hacer un seguimiento de lo que hacen los seres vivos en cuanto a tales, prescidiendo de las demás características del ser vivo y del medio.
  • La Empresa, como elemento de estudio, la podemos dominar con conceptos como objetivos estratégicos, beneficios, producción, que no forman parte de sus factores, como personal y recursos.

El atasco

Atasco

Un ejemplo que siempre me ha gustado, que es objeto de parte de este blog, el atasco, que no solo se refiere al problema de tráfico en una carretera, sino que abarca cualquier flujo de materiales en una planta de producción:

  1. El atasco se propaga en sentido contrario al del flujo de los materiales o vehículos.
  2. En el punto del cuello de botella, durante el atasco, la velocidad de los móviles es máxima.
  3. El atasco se manifiesta con más crudeza en la lejanía del cuello de botella (basta con ver lo que pasa en un reloj de arena).
  4. En general se produce el atasco cuando algunos vehículos circulan a más velocidad que el resto, colapsando algún punto del circuito, junto a vehículos que no tenían ningún problema, porque crean un cuello de botella momentáneo.
  5. Del atasco se sale a baja velocidad.

Estas son algunas ‘leyes’ que se pueden deducir de un estado caótico, como es un atasco. Es curioso que todas las enumeradas van en contra del sentido común: son paradójicas. Lo que está claro es que estas leyes no se pueden deducir de la composición de los vehículos o partículas que componen el sistema y que son independientes del problema concreto de que se trate. Se trata de ‘nuevas’ leyes.

Vemos que como conclusión más general, el funcionamiento de sistemas complejos no se explica por el funcionameinto de sus partes, sino que es la suma de los comportamientos derivados de cada uno de sus niveles de agregación (no de sus elementos), siendo cada nivel independiente de los demás. Un conjunto o nivel de agregación tiene leyes propias distintas de las de sus componentes. Sus componentes en cuanto elementos de otro nivel de agregación tienen además comportamientos específicos. En un atasco, por ejemplo, algunos vehículos tienden a intentar adelantar por el arcén y otros se esperan pacientemente a que la situación mejore.

Un ser vivo

Pongamos otro ejemplo. Un ser vivo:

  • Sigue las leyes físicas.- Tiene peso debido a la gravedad, emite calor, ocupa un volumen.
  • Cumple la Química.- Conservación de la materia y la energía.
  • Es biológico.- Tiene reproducción genética, se alimenta.
  • Puede que sea gregario.- Realiza colaboraciones, respeta jeraquias, tiene emociones.
  • Quizá es racional.- Se comunica, idealiza normas y conocimientos, tiene propósito.

Para cada una de esos niveles sigue reglas propias. Y las sigue todas, no sólo las de un nivel.

Fractal. https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=322029)

Conclusión. Reinventar la Ciencia:

Estamos en un momento histórico genial, pues ya hace 100 años que se llegó a formular lo esencial de dos de las teorías Físicas más influyentes (Einstein – la Relatividad, Planck – la teoría Cuántica), y en este intermedio se ha revolucionado la Biología con el descubrimiento del ADN y la Química con la aplicación de la teoría cuántica a los orbitales y el desarrollo de las técnicas espectroscópicas. Las Matemáticas no se han quedado atrás con el inicio y desarrollo del estudio del caos. El mismo hecho de que en la Universidad todas esas disciplinas se estudian separadamente nos da una buena pista de que el estudio de cada nivel de agregación tiene sentido y aporta un conocimiento valioso: sería el momento de reinventar la Ciencia, considerando la complejidad que lo baña todo. Sin duda el estudio de las leyes específicas de los fenómenos de conjuntos caóticos y redes será clave en el desarrollo futuro de la Ciencia.

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