Sobre el comportamiento emergente

 

El estudio de la Naturaleza es fascinante. Las leyes que gobiernan el universo en el que vivimos están siendo descubiertas y modificadas en la medida de lo que vamos aprendiendo de los fenómenos naturales. Por ejemplo, Newton definió la fuerza de gravedad en el siglo 15 y no fue hasta el siglo 20 que Einstein redefiniría a la gravedad, quitándole la propiedad de ser una fuerza. En esos términos, vivimos 500 años estudiando a la gravedad de la forma equivocada. De ser una fuerza es ahora una distorsión del espacio-tiempo.

 Por ello no es de sorprenderse ver en fenómenos naturales comportamientos notables, que merecen ser estudiados. Y es así como vamos tratando de comprender (muchas veces sin lograrlo), cómo funcionan las cosas. Y pensando en esto, imagínese un gas en un contenedor. Sabemos hoy que las partículas del gas se mueven dentro de dicho espacio contenido y pegan contra las paredes del mismo, El movimiento de dichas partículas es azaroso y además, se dan choques entre las partículas. Podemos cambiar la velocidad con las que chocan estas partículas calentando el gas, por ejemplo. Y lo que ocurre es que estas partículas se mueven entonces más velozmente.

 Y una vez que tenemos esta información, ya sabemos algo sobre los gases que de alguna manera ya no cambia. Sin embargo, considérese un grupo de pájaros que vuelan en conjunto casi organizado de manera poco usual.

 

Más de uno podría esperar que hubiese una especie de pájaro líder, que llevase el control de las acciones. Pero esto es una visión anticuada y además, fácil de demostrar como falsa. Imaginemos que hay un pájaro líder, ¿cómo se enteran los pájaros que están suficientemente lejanos, de las órdenes que deben cumplir? De hecho, hoy sabemos que este comportamiento es llamado “emergente”, es decir, nace de la existencia de una estructura compleja en donde el todo es mayor que las partes. Este comportamiento inusual se presenta en otros fenómenos, como aquel en donde una serie de metrónomos se sincronizan cuando se ponen estos en una mesa movible ligeramente:

 

El efecto es notable. Emerge esta sincronía que se está observando en una serie de fenómenos y en donde la cual no surge por una unidad supervisora, sino por seguir reglas ciegas, lo que lo hace sorprendente.

 En los autómatas celulares (una y dos dimensiones), en la llamada “hormiga de Langton”, surgen comportamientos inesperados los cuales, hoy hemos definido, son parte de muchos procesos en los sistemas complejos. Y aunque no sabemos cómo o por qué emergen, es evidente que nos muestran una cara nueva de lo que la Naturaleza tiene dentro de su chistera.

 

Pero la primera pregunta a resolver es qué es un sistema complejo. De acuerdo a la Wikipedia: “Un sistema complejo está compuesto por varias partes interconectadas o entrelazadas cuyos vínculos crean información adicional no visible ante el observador como resultado de las interacciones entre elementos”.

 Y continúa: “En contraposición, un sistema «complicado» también está formado por varias partes, pero las relaciones entre estas no añaden información adicional. Nos basta con saber cómo funciona cada una de ellas para entender el sistema. En un sistema complejo, en cambio, existen variables ocultas cuyo desconocimiento nos impide analizar el sistema con precisión. Así pues, un sistema complejo, posee más información que la que da cada parte independiente. Para describir un sistema complejo hace falta no solo conocer el funcionamiento de las partes, sino conocer el funcionamiento del sistema completo una vez relacionadas sus partes entre sí”.

 La definición no nos dice mucho porque cuando se habla der variables ocultas pues entramos en el terreno de la especulación. Vamos a suponer que existan estas variables ocultas. ¿No pueden dejar de serlo y mostrar lo que son? ¿Si las variables ocultas se mantienen así, cómo podremos alguna vez entender estos comportamientos emergentes?

 Y esto me hace pensar en cómo medir la complejidad de un sistema llamado “complejo”. Pienso en una computadora moderna... ¿Es complejo o simplemente complicado? ¿Por qué no surgen comportamientos emergentes en las computadoras pero sí ocurren en fenómenos (con reglas tan simples), como los autómatas celulares? ¿Qué define pues la complejidad? ¿Cómo podemos medirla? ¿Qué la caracteriza?

 Tomemos otro ejemplo: la mente humana. ¿Cómo puede ser que pensemos, que tengamos ideas nuevas, que produzcamos este fenómeno del pensar de formas diferentes unos con otros si finalmente todos los seres humanos viven dentro del entorno de las reglas de la física y química? Soy de la opinión que el pensar es un comportamiento emergente. Curiosamente parece haber grados en el mismo. Muchos animales no tienen la misma capacidad que los seres humanos para pensar y es por eso que nos denominamos a nosotros mismos homo sapiens. ¿Será que nuestro sistema es complejo, más complejo que el de otros animales?

 La ciencia de la complejidad trabaja constantemente en estos temas. Sin embargo, da la impresión de ir muy a la ciega en las posibles conclusiones que sacan. Yo empezaría por tratar de definir y medir la complejidad. Creo que ese sería el primer paso a dar.