Categoría: Sistemas Complejos, Caos y Dualidad

La Revolución del Pensamiento Científico: De un Universo Ordenado a la Teoría del Caos y los Sistemas Complejos

En el pasado, la ciencia, influenciada por el mecanicismo, postulaba un universo inherentemente ordenado y continuo, compuesto por partes separadas que operaban bajo principios de reduccionismo y causalidad, lo que llevaba a efectos inherentemente predecibles. Sin embargo, en las últimas décadas, ha emergido una nueva concepción: la de los sistemas complejos, muchos de ellos caracterizados por ser desordenados, aperiódicos y disipadores de energía. En estos sistemas, las partes no pueden concebirse de forma aislada, sino en relación con la totalidad (holismo), lo que ha generado un cambio profundo en la filosofía de la ciencia y ha justificado su comprensión a través de la teoría del caos.

El Nacimiento de una Nueva Metodología Científica

La teoría del caos tuvo sus orígenes a principios del siglo XX, en un momento en que algunos físicos creían que poco quedaba por descubrir. Paradójicamente, la búsqueda de respuestas a problemas aparentemente aislados, como la órbita irregular de Mercurio, la energía de los agujeros negros y el problema de los tres cuerpos, condujo al desarrollo de teorías fundamentales como la relatividad, la cuántica y, precisamente, la teoría del caos.

Pioneros como James Maxwell y Henri Poincaré sentaron las bases de esta nueva perspectiva al reconocer la importancia de la dependencia de las condiciones iniciales y la imposibilidad de predecir con exactitud la evolución futura de algunos sistemas debido al conocimiento aproximado de dichas condiciones.

El advenimiento de la informática fue crucial para el desarrollo y la difusión de la teoría del caos. Edward Lorenz realizó aportaciones trascendentales al introducir los conceptos del «efecto mariposa» y el «atractor extraño«. El «efecto mariposa» subraya la enorme importancia de la sensibilidad a las condiciones iniciales en los sistemas caóticos. Una variación minúscula en las condiciones iniciales puede desencadenar respuestas completamente diferentes, dificultando la predicción a largo plazo de sistemas complejos como el clima, el organismo humano o la economía.

Componentes Fundamentales de la Teoría del Caos

La teoría del caos se ha convertido en un método para generar conocimiento científico en el área de los sistemas complejos inestables. Dispone de conocimientos sobre el caos, el desorden, los fractales, la aperiodicidad y otros conceptos que sirven para explicar fenómenos naturales y experimentos controlados con comportamientos que no pueden describirse con leyes matemáticas sencillas.

Fractales: Son estructuras complejas que exhiben auto-similitud a diferentes escalas de observación. Es decir, cada parte de un fractal contiene una imagen de sí misma. Muchas cosas en la naturaleza tienen características fractales, como estructuras ramificadas. Estas estructuras pueden optimizar la función de los sistemas al poseer una gran superficie con muy poco volumen.

Atractores: En los sistemas dinámicos, un atractor es el comportamiento hacia el cual el sistema tiende a evolucionar. Los sistemas caóticos son influenciados por «atractores extraños«, que poseen formas variadas con trayectorias localmente impredecibles, pero globalmente circunscritas en un subespacio del espacio de fase. Los atractores extraños típicamente poseen estructuras fractales.

Ruido: Es una señal que muestra un movimiento irregular y que no tiene una dimensión finita.

Espacio de fases: Es la representación gráfica del comportamiento de un sistema, donde se relacionan las variables del sistema. La trayectoria en el espacio de estados describe la evolución del sistema en el tiempo, tendiendo a ocupar un subespacio denominado atractor.

Dimensión: Es una medida cuantitativa de la complejidad de un sistema dinámico, indicando el número de variables independientes necesarias para especificar su actividad.

El Paradigma de la Complejidad

Paralelamente al desarrollo de la teoría del caos, surgió el «paradigma de la complejidad«. Este enfoque reconoce que muchos fenómenos no podían ser explicados satisfactoriamente con los procedimientos convencionales. Los sistemas complejos, a diferencia de los sistemas complicados, son más que la suma de sus partes y exhiben propiedades emergentes.

Un sistema complejo se compone de un gran número de elementos interconectados que interactúan dinámicamente a lo largo del tiempo. Estas interacciones suelen ser no lineales y recursivas, con fenómenos de retroalimentación. Los sistemas complejos son generalmente abiertos, interactuando con su entorno, lo que lleva a la adaptación y auto-organización del sistema. Operan en condiciones lejos del equilibrio. Además, tienen una historia que influye en su estado actual, y los elementos individuales generalmente ignoran la conducta del sistema en su totalidad, actuando en función de información local.

La capacidad de auto-organización es una característica esencial de los sistemas complejos. Esta capacidad implica que el sistema puede modificar su estructura interna en respuesta a las interacciones con el entorno y la información local. La competencia y la cooperación entre los elementos son fuerzas que impulsan el desarrollo de la estructura en estos sistemas.

Aplicaciones en Diversas Áreas del Conocimiento

La teoría del caos y el paradigma de la complejidad han encontrado aplicaciones en una amplia gama de disciplinas:

Fisiología: Se han elucidado diversos fenómenos biológicos, y se postula que la dinámica fisiológica se sustenta en estructuras fractales. La actividad eléctrica cerebral, reflejada en el EEG, se considera caótica y influenciada por atractores extraños.

Patología: Se ha aplicado la teoría de los fractales para la predicción de enfermedades. En ciertas patologías, la dinámica cerebral puede mostrar atractores estables de baja dimensión.

Biología: La dinámica caótica se relaciona con estructuras fractales que favorecen la adaptación.

Física y Meteorología: La teoría del caos ha sido fundamental en la comprensión de la impredecibilidad del tiempo atmosférico.

Economía: El paradigma de la complejidad es útil para el análisis de los sistemas económicos.

Tecnología: La lógica difusa, relacionada con la matemática del caos, ha tenido éxito en el control automático de procesos.

Implicaciones Filosóficas

El descubrimiento del caos determinista ha generado un cambio en la filosofía de la ciencia, estableciendo límites a la predictibilidad y abriendo nuevas vías para comprender fenómenos complejos. La concepción de Ilya Prigogine sobre el papel del azar y el desequilibrio fue fundamental, destacando la creación simultánea de orden y desorden. La transición hacia un pensamiento complejo y transdisciplinar es una de las principales motivaciones de la teoría del caos.

Conclusión

La teoría del caos y el paradigma de la complejidad representan una revolución en el pensamiento científico, ofreciendo nuevas herramientas para abordar la incertidumbre y la dinámica de los sistemas naturales y artificiales. Estos enfoques permiten comprender el mundo como una red de interacciones dinámicas, donde el desorden puede generar orden y la impredecibilidad convive con patrones a una escala global, impulsando una comprensión más profunda y holística de la realidad.

El azar es un concepto que ha intrigado a la humanidad desde tiempos inmemoriales. En nuestras vidas diarias, a menudo nos encontramos con situaciones que parecen ser pura casualidad, eventos que ocurren sin un motivo aparente o una explicación lógica. Sin embargo, en el trasfondo de esta aparente aleatoriedad, se esconde una fascinante idea: ¿es el azar en realidad una causa secreta y oculta que aún no comprendemos completamente?

Esta premisa nos invita a cuestionar nuestra percepción del azar y a explorar la posibilidad de que detrás de cada evento aparentemente aleatorio se encuentre una serie de causas y condiciones que, si las conociéramos en su totalidad, nos permitirían prever y comprender esos eventos.

Uno de los ejemplos más icónicos de esta idea es el efecto mariposa, una teoría de la física que sugiere que pequeñas perturbaciones en un sistema pueden tener efectos significativos y, a veces, impredecibles en el futuro. En otras palabras, un pequeño cambio en una parte del mundo podría desencadenar una serie de eventos que, en última instancia, resultan en un evento aparentemente aleatorio en otro lugar. Esto plantea la pregunta: ¿es realmente aleatorio, o simplemente no podemos rastrear todas las influencias que lo llevaron a ocurrir?

En la física cuántica, también encontramos una visión intrigante del azar. Los fenómenos cuánticos, como la desintegración de una partícula subatómica, a menudo se consideran aleatorios. Sin embargo, algunos científicos argumentan que esta aparente aleatoriedad podría ser el resultado de nuestra falta de comprensión o de la existencia de variables ocultas que aún no hemos descubierto.

En la vida cotidiana, a menudo encontramos ejemplos de aparente casualidad que nos hacen pensar en la posibilidad de causas secretas y ocultas. Encuentros fortuitos, decisiones espontáneas y coincidencias asombrosas nos hacen reflexionar sobre si el azar es en realidad una manifestación de nuestra incapacidad para ver todas las conexiones invisibles que subyacen en el tejido del universo.

En última instancia, la idea de que el azar es una causa secreta y oculta nos desafía a explorar los límites de nuestro conocimiento y comprensión. Si bien el azar puede parecer un misterio insuperable en muchas ocasiones, también puede ser un recordatorio de que el mundo que habitamos es mucho más complejo de lo que a menudo percibimos a simple vista.

En nuestro afán por comprender el azar, debemos seguir explorando, investigando y cuestionando. Tal vez, con el tiempo, descubriremos que lo que consideramos azar hoy en día es simplemente una manifestación de causas que aún no hemos descubierto. La próxima vez que te encuentres con una casualidad sorprendente en tu vida, pregúntate si realmente es casual o si podría ser la consecuencia de una causa secreta y oculta que algún día entenderemos mejor.

“Todo es doble; todo tiene dos polos; todo, su par de opuestos: los semejantes y los antagónicos son lo mismo; los opuestos son idénticos en naturaleza, pero diferentes en grado; los extremos se tocan; todas las verdades son semiverdades; todas las paradojas pueden reconciliarse.”

Este principio nos habla de la dualidad. Es decir, todo es lo mismo, solo cambia el grado de vibración entre uno y otro. La cara y la cruz son la moneda vista desde diferentes ángulos.

Por tanto, los opuestos son los dos extremos de la misma cosa. El calor y el frío, temperatura en diferentes extremos, pero ambas características son temperatura. ¿Dónde empieza el calor? ¿Y el frío?

Este principio nos muestra que todo es relativo entre dos opuestos y que todo está constituido por este principio.

Tenemos que tener en cuenta que actúa de igual forma a nivel mental. Por ejemplo, amor y odio, dos polos con muchos matices y grados que los diferencian. En realidad, encontramos infinitos niveles de precisión entre un extremo y el otro.

Y lo mejor de todo es que podemos llegar al punto que transformamos una característica en la otra, acercándolas se funden.

Veamos, ¿qué sucede entre el bien y el mal? Son lo mismo, no existe el mal absoluto ni el bien absoluto y el hermetista conoce cómo hacer la transmutación del mal en bien, del odio en amor…

En realidad, esta es la alquimia de la que el ser humano se puede realmente beneficiar. El arte de polarizar.

Dominar el arte de polarizar nos hará libres.

Dejo aca el libro «El Kybalion» en formato pdf.

El experimento de la doble rendija pone de manifiesto dos características desconcertantes de ese mundo. La primera es que, a escala micro, los objetos físicos tienen una naturaleza dual: según las circunstancias, pueden comportarse como un conjunto de partículas o como una onda.

Entendiendo el experimento de la doble rendija

«Nada está inmóvil; todo se mueve; todo vibra.»

Este principio encierra la verdad de que todo está en movimiento, de que nada permanece inmóvil, cosas ambas que confirma por su parte la ciencia moderna, y cada nuevo descubrimiento lo verifica y comprueba. Y, a pesar de todo, este principio hermético fue enunciado cientos de años ha por los Maestros del antiguo Egipto. Este principio explica las diferencias entre las diversas manifestaciones de la materia, de la fuerza, de la mente y aun del mismo espíritu, las que no son sino el resultado de los varios estados vibratorios. Desde el TODO, que es puro espíritu, hasta la más grosera forma de materia, todo está en vibración: cuanto más alta es esta, tanto más elevada es su posición en la escala. La vibración del espíritu es de una intensidad infinita; tanto, que prácticamente puede considerarse como si estuviera en reposo, de igual manera que una rueda que gira rapidísimamente parece que está sin movimiento. Y en el otro extremo de la escala hay formas de materia densísima, cuya vibración es tan débil que parece también estar en reposo. Entre ambos polos hay millones de millones de grados de intensidad vibratoria. Desde el corpúsculo y el electrón, desde el átomo y la molécula hasta el astro y los Universos, todo está en vibración. Y esto es igualmente cierto en lo que respecta a los estados o planos de la energía o fuerza (la que no es más que un determinado estado vibratorio), y a los planos mentales y espirituales. 

En los sistemas dinámicos, un atractor es un conjunto de valores numéricos hacia los cuales un sistema tiende a evolucionar, dada una gran variedad de condiciones iniciales en el sistema.1? Para que un conjunto sea un atractor, las trayectorias que le sean suficientemente próximas han de permanecer próximas incluso si son ligeramente perturbadas. Geométricamente, un atractor puede ser un punto, una curva, una variedad o incluso un conjunto complicado de estructura fractal conocido como atractor extraño. La descripción de atractores de sistemas dinámicos caóticos ha sido uno de los grandes logros de la teoría del caos.

La trayectoria del sistema dinámico en el atractor no tiene que satisfacer ninguna propiedad especial excepto la de permanecer en el atractor; puede ser periódica, caótica o de cualquier otro tipo.

A diferencia de los atractores clásicos, los atractores extraños tienen estructura a todas las escalas. Un atractor es extraño si tiene dimensión de Hausdorff no entera (o «fractal») o si la dinámica en el atractor es caótica.

La probabilidad asociada a un suceso o evento aleatorio es una medida del grado de certidumbre de que dicho suceso pueda ocurrir. Se suele expresar como un número entre 0 y 1, donde un suceso imposible tiene probabilidad cero y un suceso seguro tiene probabilidad uno.

El determinismo es una doctrina filosófica que sostiene que todo acontecimiento físico, incluyendo el pensamiento y acciones humanas, está causalmente determinado por la irrompible cadena causa-consecuencia, y, por tanto, el estado actual «determina» en algún sentido el futuro

En este vídeo se presenta una discusión filosófica humanista: ¿existe el libre albedrío?, ¿podemos ser felices?, ¿cómo se puede cambiar la sociedad?; partiendo de las implicaciones del enfoque probabilístico o determinista en la mecánica cuántica. Ofrece también una reflexión sobre el eterno dilema darwinismo-creacionismo El vídeo es un fragmento de la charla «La extraña teoría de la luz y la materia» para la Semana de la Ciencia de Madrid del 2015

Murray Gell-Mann recibió el Premio Nobel de Física en 1969. Descubrió el quark, que es la partícula del átomo de la que están formadas todas las demás partículas. Es considerado por muchos el físico más importante de la segunda mitad del siglo XX. Además, es un pensador que se preocupa por multitud de problemas tan diversos como la mecánica cuántica, el sistema inmunológico del ser humano, la evolución de los lenguajes humanos y la economía en general como un sistema complejo adaptativo. Es profesor en el California Institute of Technology y director del Instituto de Santa Fe, que él ayudó a fundar en 1984.

El tema central de esta obra es “la simplicidad, la complejidad y los sistemas complejos adaptativos”, siendo éste “el tema que conecta el quark con el jaguar y a éstos con la humanidad”. El libro está escrito en un lenguaje sencillo para cualquier lector medio y carece del más mínimo aparato matemático. “A lo largo de todo el texto la idea de la interacción entre las leyes fundamentales de la naturaleza y la intervención del azar está siempre presente”. El azar entra siempre en escena porque las leyes fundamentales son mecánico-cuánticas y “la mecánica cuántica proporciona solo probabilidades para las historias alternativas no detalladas del universo”. Frente a la mecánica clásica, que era determinista y que permitía predecir el comportamiento de la naturaleza, la mecánica cuántica ha introducido el concepto de probabilidad. Por eso, resulta indeterminada, y va mucho más allá del principio de incertidumbre de Heisenberg, que regulaba la incertidumbre de posición y velocidad. Además, en los sistemas no lineales, el fenómeno del caos hace que esta indeterminación se amplifique. “El mundo que vemos a nuestro alrededor corresponde al dominio cuasiclásico, pero estamos restringidos a una versión muy tosca de él, debido a las limitaciones de nuestros sentidos e instrumentos. Dado lo mucho que queda oculto a nuestra vista, el elemento del azar cobra aún más importancia”.

El libro aparece dividido en cuatro partes. En la primera, se narran una serie de experiencias personales. En la segunda, se abordan las leyes fundamentales de la física, las que gobiernan las partículas elementales a partir de las cuales se compone toda la materia del universo. Aparecen así las “supercuerdas”, que ofrecen, por primera vez en la historia, posibilidades para una seria teoría unificada de todas las partículas e interacciones de la naturaleza. La tercera parte analiza las presiones selectivas que actúan sobre los “sistemas complejos adaptativos”. Se entiende por estos a los sistemas que captan información de un flujo de datos y perciben regularidades en el mismo, tratando el resto del material como aleatorio. Estas regularidades se comprimen en un esquema que se emplea para describir el mundo y predecir, hasta cierto punto, el futuro. Este esquema puede experimentar cambios que producen multitud de variantes que compiten entre sí, y el resultado de esta competencia depende de las presiones selectivas, que pueden reflejar la precisión de las descripciones o hasta qué punto dichas prescripciones conducen a la supervivencia del sistema. La cuarta parte presenta diversos problemas relacionados con distintas actuaciones y políticas.

Esta obra constituye un auténtico monumento a la interdisciplinariedad. El momento de los conocimientos cerrados en sí mismos ha pasado.

A continuacion el libro en formato PDF, para leer o descargar.