Caos

Introducción Un nombre más científico de la teoría del caos es “teoría de los sistemas científicos no lineales”, es muy probable que la importancia que ha cobrado hoy esta teoría se deba a la propia palabra caos, pues tiene ésta un significado para el hablante común y eso despierta su interés. Desde las matemáticas a la física, la química o la biología, casi todas las ramas de la ciencia han sido alcanzadas por el auge de la “teoría del caos”. Esta revolución, asociada sobre todo con el nombre de Albert Einstein, dio a luz la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica, las que transformaron y profundizaron radicalmente nuestro conocimiento de la naturaleza. Los físicos del Siglo XX serán conocidos por la relatividad, la física cuántica y el caos. Caos Hasta este siglo, materia, espacio y tiempo eran vistos por separado. La materia se movía por un escenario pasivo de espacio y tiempo. Con el desarrollo de la relatividad general, entendimos que espacio, tiempo y materia están relacionados dinámicamente. La materia, en un sentido fundamental, es la que da forma y determina tiempo y espacio, los que a su vez afectan el comportamiento de la materia. Aún la noción de “espacio vacío”, el vacío, ya no sirve. La mecánica cuántica predice, y está confirmado, que las partículas salidas del vacío, que burbujea de energía, pueden empezar a existir espontáneamente. El orden del caos Los sistemas caóticos son muy flexibles. Si tiramos una piedra al río, su choque con las partículas del agua no cambia el cauce del río, sino que el caos se adapta al cambio. Sin embargo, si el río hubiese sido creado por nosotros con un orden artificial, donde cada partícula de agua tuviera una trayectoria determinada, el orden se hubiera derrumbado completamente. El caos en realidad es mucho más perfecto que nuestro orden artificial; hemos de comprender el caos y no intentar crear un orden rígido, que no sea flexible ni abierto a la interacción con el medio. Siempre hemos estado obsesionados por el control, creemos que cuantas más técnicas creemos, más control tendremos sobre el mundo. Pero con cada tecnología nueva que introducimos se nos echan encima un montón de problemas, para cada uno de los cuales hemos de inventar nueva tecnología. Volvamos al ejemplo del río: si tiramos una piedra el cauce no cambia, pero si tiramos una roca gigante la flexibilidad del sistema caótico no será suficiente. Es lo que ocurre en la Tierra: es un sistema caótico: siempre cambiante y adaptándose, pero si nos pasamos de la raya el sistema se puede romper. De hecho lo está haciendo y por eso tenemos problemas con la capa de ozono, el aumento de la temperatura global y el deshielo, problemas con los recursos como el petróleo, etc. Aprender a vivir en el caos no significaría aprender a controlarlo, ni a predecirlo. Al contrario: hemos de enfocar la cuestión desde el punto de vista de que nosotros también somos parte del caos, no nos podemos considerar como elementos aparte. Desde esa perspectiva lo que podemos hacer es vivir de la creatividad del caos, sin intentar imponernos: si conseguimos realmente formar parte del sistema el concepto de sujeto y objeto desaparecerán, con lo cual el problema del control también. Primer paso: El fantasma de la no linealidad A finales del siglo pasado, el matemático y físico Henri Poincaré cuestionó la perfección newtoniana en relación con las órbitas planetarias, el cual consiste en que en situaciones críticas un efecto gravitatorio mínimo entre cuerpos celestes podía retroalimentarse hasta producir un efecto que modificara la órbita o incluso lanzara a uno de nuestros planetas fuera del sistema solar. Este fenómeno se asemeja al del sonido cuando un micrófono y su altavoz se encuentran próximos: el sonido que emite el amplificador regresa al micrófono y entonces la voz, o la música amplificados se convierten en un sonido muy distinto al que estábamos escuchando, y es “lanzado” fuera del rango de los sonidos esperados al convertirse en un pitido desagradable. Cuando en física el resultado de un proceso es utilizado nuevamente como punto de partida para el mismo proceso, en forma de retroalimentación repetitiva, se conoce como iteración. La iteración es entonces una función de sí misma. Una función, recordemos, es una relación entre dos cantidades o variables, una de las cuales depende de la otra, como sucede en la ecuación: y = x2 + 6 Generalmente se expresa la variable dependiente con una y y la variable independiente con una x. Para que sea una función, la relación debe establecer un único valor a la para cada valor de x; cuando es así, podemos decir que y es una función de x, lo cual se simboliza: y = f (x) (que se lee “ye es igual a efe de equis”), y como ya dijimos, según la ecuación de ejemplo, que y = x2 + 6 entonces, si sustituimos a y por f (x): x2 + 6 = f (x) ó: f (x) = x2 + 6 Algunos valores de x para esta ecuación podrían ser: f (0) = 6, porque: 02 + 6 = 6 f (1) = 7, porque: 12 + 6 = 7 Y así sucesivamente: f (2) = 10, f (8) = 70, f (20) = 406, etc. Pero si decidimos aplicar la iteración, es decir, utilizar un resultado como punto de partida para la misma función, por ejemplo en el caso del valor 2 para x: f (2) = 10 Deberíamos plantearlo entonces así: f (f (2)) O sea: función de la función de 2; y como ya sabemos que f (2) = 10, entonces sustituímos: f (f (2)) = f (10) Lo cual ahora quiere decir que el valor de equis para la ecuación del ejemplo es 10: f (10) = 102 + 6 = 100 + 6 = 106 que es la segunda iteración de la ecuación y = x2 + 6, cuando x tiene un valor inicial de 2. Claro que si queremos el valor que obtendría esta ecuación después de iterarla 50 veces, el cálculo sería muy tardado con papel y lápiz, laborioso con una calculadora, pero muy fácil con una computadora. El resultado sería algo así como un 3 seguido de 570 billones de ceros. Las iteraciones se pueden representar de manera condensada, por ejemplo, para la cuarta iteración: f [4](x) en vez de: f (f (f (f (x)))) La secuencia de las iteraciones de un valor específrico de x se conoce como órbita de ese valor: f (x), f [2](x), f [3](x), f [4](x), …, f [n](x) Así tenemos que la órbita de 2 para f (x) = x2 + 6 es: 2, 10, 106, 11 242, 126 382 570… Claramente se ve que esta órbita va creciendo sin límite con cada iteración. En la teoría del caos, la iteración y la autorreferencia desempeñan un papel fundamental. De esta forma se constituyen los sistemas no lineales, que abarcan el 90% de los objetos existentes. El ideal clásico, newtoniano, sólo contemplaba sistemas lineales, en los que efecto y causa se identifican plenamente; se sumaban las partes y se obtenía la totalidad. Poincaré introdujo el fantasma de la no linealidad, donde origen y resultado divergen y las fórmulas no sirven para resolver el sistema. Se había dado el primer paso hacia la Teoría del Caos. Segundo paso: el efecto mariposa En 1960, el meteorólogo Edward Lorenz dio, sin proponérselo, el segundo paso hacia la Teoría del Caos. Entusiasta del clima, se dedicaba a estudiar las leyes atmosféricas y realizar simulaciones a partir de sus parámetros más elementales. Un día, para estudiar con más detenimiento una sucesión de datos, copió los números de la impresión anterior y los introdujo en la máquina (iteración). El resultado lo conmocionó. El clima, a escasa distancia del punto de partida, divergía algo del obtenido con anterioridad, pero al cabo de pocos meses -ficticios- las pautas perdían la semejanza por completo. Con esto se puso de manifiesto la extremada sensibilidad de los sistemas no lineales: el llamado "efecto mariposa" o "dependencia sensible de las condiciones iniciales", en donde la más mínima diferencia o perturbación en el estado inicial del sistema puede tener grandes efectos sobre el resultado final o, como recoge el escritor James Gleick, "si agita hoy, con su aleteo, el aire de Pekín, una mariposa puede modificar los sistemas climáticos de Nueva York el mes que viene". Cualquier variación, ya sea en una milésima o una millonésima, constituye una pequeña muesca que modificará el sistema hasta el punto de hacerlo imprevisible. La iteración ofrece resultados estables hasta cierto punto, pero cuando éste se supera el sistema se derrumba en el caos. Los científicos J. Briggs y F. D. Peat aplican esta idea al ciclo vital humano: "Nuestro envejecimiento se puede abordar como un proceso donde la iteración constante de nuestras células al fin introduce un plegamiento y una divergencia que altera nuestras condiciones iniciales y lentamente nos desintegra". Tercer paso: digiriendo la complejidad El carácter no lineal e iterativo de los sistemas de la naturaleza permite que instrucciones muy sencillas originen estructuras extremadamente complejas. La física de la complejidad busca reglas simples que expliquen estos organismos complejos. La mayor parte de la materia se encuentra en los estadios inferiores y no forma elementos más desarrollados, de modo que si lo vemos en forma de pirámide, en la parte de la punta se encuentra lo más complejo. Si nos imaginamos una pirámide de la evolución de la vida en la Tierra, incluiría quarks, núcleos atómicos, átomos, moléculas simples, biomoléculas células, organismos y sociedades. Nosotros somos una minoría en comparación con todo el material que hay en el Universo. La pirámide va de la abundancia de lo sencillo a la complejidad de lo escaso" Este concepto guarda relación con el de lenguaje, que parte de las letras y pasa por las palabras, frases, párrafos, capítulos, libros, etc... con la peculiaridad de que las letras no tienen nada que ver con las palabras y así sucesivamente. Del mismo modo que la "z" no está emparentada con el concepto de "azul", las moléculas que dan origen a una cebra no determinan su constitución. Las estructuras complejas tienen propiedades ajenas a los ingredientes anteriores, lo que plantea un problema para la ciencia, que pierde su capacidad de predicción. En la física clásica se presupone que los objetos son independientes de la escala que se emplee para medirlos y que existe la posibilidad de relacionarlos con su medida exacta. No así en la geometría fractal y la lógica borrosa, instrumentos empleados por los científicos del caos. Bart Kosko, autor de la llamada lógica borrosa, afirma de modo tajante que "cuanto más de cerca se mira un problema en el mundo real, tanto más borrosa se vuelve su solución". Pero si la precisión difumina aún más el objeto de estudio, ¿qué estrategia debe emplearse para estudiar los sistemas complejos? Aquí interviene la teoría de la totalidad, que concibe el mundo como un todo orgánico, fluido e interconectado. Si algo falla no debe buscarse la "parte dañada", como en el caso de un televisor o una lavadora, sino que hay que revisar el sistema completo, se trata de una unidad indisoluble. El gran error histórico de la ciencia consiste en observar la naturaleza de modo fragmentado y explicarlo todo mediante la suma de partes, ignorando dos cuestiones primordiales: la imposibilidad de "meter la totalidad en el bolsillo", porque el bolsillo también forma parte de ella, y la dependencia que existe entre el observador, lo observado y el proceso de observación; el hombre integra la realidad, de modo que su mera presencia altera el objeto de estudio. La obsesión por interpretar el caos desde el punto de vista del orden debe dejar paso a una interpretación global, que salva las fronteras de las diferentes disciplinas y acepta la paradoja que convierte lo simple y lo complejo, el orden y el caos, en elementos inseparables. De hecho, lo más complejo que ha concebido el hombre, el fractal de Mandelbrot, se creó a partir de una ecuación iterativa muy simple; el caos es una inagotable fuente de creatividad, de la que puede también surgir el orden (y viceversa). Las civilizaciones antiguas creían en la armonía entre el caos y el orden, y definían el caos como una "suerte de orden implícito". Quizá sea el momento de hacerles caso.

Física cuántica

La física cuántica es al lado de la teoría de la relatividad de Einstein, el fundamento de toda la física moderna.

La mecánica cuántica describe el comportamiento de la materia y de la luz a la escala del átomo.

La física cuántica confirma que creamos nuestra realidad.

La mayor parte de la gente desconoce que la mecánica cuántica, es decir, el modelo teórico y práctico dominante hoy día en el ámbito de la ciencia, ha demostrado la interrelación entre el pensamiento y la realidad.

El estudio sobre el cerebro ha avanzado mucho en las últimas décadas mediante las “tomografías”. Conectando electrodos al cerebro, se determina donde se produce cada una de las actividades de la mente. La fórmula es bien sencilla: se mide la actividad eléctrica mientras se produce una actividad mental, ya sea racional, emocional, espiritual o sentimental y así se sabe a qué área corresponde.

Estos experimentos en neurología han comprobado algo aparentemente descabellado: cuando vemos un determinado objeto aparece actividad en ciertas partes de nuestro cerebro… pero cuando el sujeto cierra los ojos y lo imagina, la actividad cerebral es ¡idéntica! Entonces, si el cerebro refleja la misma actividad cuando “ve” que cuando “imagina”, llega la gran pregunta: ¿cuál es la Realidad? “La solución es que el cerebro no hace diferencias entre lo que ve y lo que imagina porque las mismas redes neuronales están implicadas”, afirma el bioquímico y doctor en medicina quiropráctica, Joe Dispenza en el libro “¿Y tú qué sabes?”. En otras palabras, que fabricamos nuestra realidad desde la forma en que procesamos nuestras experiencias, es decir, mediante nuestras emociones.

Mente creadora
Los experimentos en el campo de las partículas elementales han llevado a los científicos a reconocer que la mente es capaz de crear realidad. En palabras de Amit Goswani, profesor de física en la universidad de Oregon, el comportamiento de las micropartículas cambia dependiendo de lo que hace el observador: “cuando el observador mira, se comporta como una onda, cuando no lo hace, como una partícula”. Ello quiere decir que las expectativas del observador influyen en la realidad.

El valioso vacío atómico
En las escuelas de todo el mundo se enseña hoy día que el átomo está compuesto de partículas de signo positivo (protones) y neutras (neutrones) en su núcleo y de signo negativo (electrones) girando a su alrededor. Su organización recuerda extraordinariamente a la del Universo, unos electrones (planetas) girando alrededor de un sol o núcleo (protones y neutrones). Lo que la mayoría desconocíamos es que la materia de la que se componen los átomos es prácticamente inexistente. En palabras de William Tyler, profesor emérito de ingeniería y ciencia de la materia en la universidad de Stanford, “la materia no es estática y predecible. Dentro de los átomos y moléculas, las partículas ocupan un lugar insignificante: el resto es vacío”.

En otras palabras, que el átomo no es una realidad terminada. El físico Amit Goswani es rotundo: “Heinsenberg, el codescubridor de la mecánica cuántica, fue muy claro al respecto; los átomos no son cosas, son TENDENCIAS. Así que, en lugar de pensar en átomos como cosas, tienes que pensar en posibilidades, posibilidades de la conciencia. La física cuántica solo calcula posibilidades, así que la pregunta viene rápidamente a nuestras mentes, ¿quién elige de entre esas posibilidades para que se produzca mi experiencia actual? La respuesta de la física cuántica es rotunda: La conciencia está envuelta, el observador no puede ser ignorado”.

¿Qué realidad prefieres?
El ya famoso experimento con la molécula de fullerano del doctor Anton Zeillinger, en la Universidad de Viena, testificó que los átomos de la molécula de fullerano (estructura atómica que tiene 60 átomos de cárbón) eran capaces de pasar por dos agujeros al mismo tiempo. Este experimento “de ciencia ficción” se realiza hoy día con normalidad en laboratorios de todo el mundo con partículas que han llegado a ser fotografiadas. La realidad de la bilocación, es decir, que “algo” pueda estar en dos lugares al mismo tiempo, es algo ya de dominio público, al menos en el ámbito de la ciencia más innovadora.

Seguramente la teoría de los universos paralelos, origen de la de la “superposición cuántica”, es la que ha conseguido llegar mejor al gran público. Lo que viene a decir es que la Realidad es un número “n” de ondas que conviven en el espacio-tiempo como posibilidades, hasta que UNA se convierte en Real: eso será lo que vivamos.

Ejercicio de estrategias discursivas

Lo más preciado*

Cuando me bajé del avión, el hombre me esperaba con un pedazo de cartón en el que estaba escrito mi nombre. Yo iba a una conferencia de científicos y comentaristas de televisión dedicada a la aparentemente imposible tarea de mejorar la presentación de la ciencia en la televisión comercial. Amablemente, los organizadores me habían enviado a un chofer.
—¿Le molesta que le haga una pregunta? —me dijo mientras esperábamos la maleta.
No. No me molestaba.
—¿No es un lío tener el mismo nombre que el científico aquel?
Tardé un momento en entender. ¿Me estaba tomando el pelo? Finalmente lo entendí.
—Yo soy el científico aquel —respondí.
Calló un momento y luego sonrió.
—Perdone. Como ése es mi problema, pensé que también sería el suyo.
Me tendió la mano.
—Me llamo William F. Buckley.
(Lo que pasaba era que se llamaba igual que un conocido entrevistador de televisión)
Mientras nos instalábamos en el coche para emprender el largo recorrido me dijo que se alegraba de que yo fuera “el científico aquel” porque tenía muchas preguntas sobre ciencia. ¿Me molestaba?
No, no me molestaba.
Y nos pusimos a hablar. Pero no de ciencia. Él quería hablar de los extraterrestres congelados en una base de las Fuerzas Aéreas cerca de San Antonio, de “canalización” (una manera de oír lo que hay en la mente de los muertos), de cristales, de las profecías de Nostradamus, de astrología, del sudario de Turín… Presentaba cada uno de estos temas con un entusiasmo lleno de optimismo. Yo me veía obligado a decepcionarlo cada vez.
—La prueba es insostenible —le repetía una y otra vez.
En cierto modo era un hombre bastante leído. < Mientras viajábamos bajo la lluvia me di cuenta de que el hombre estaba cada vez más silencioso. Con lo que yo le decía no sólo descartaba una doctrina falsa, sino que eliminaba una faceta de su vida interior.
Y, sin embargo, hay tantas cosas en la ciencia real, igualmente excitantes y más misteriosas, que presentan un desafío intelectual mayor… además de estar mucho más cerca de la verdad. ¿Sabía algo de las moléculas de la vida que se encuentran en el frío y tenue gas entre las estrellas? ¿Había oído hablar de las huellas de nuestros antepasados encontradas en ceniza volcánica de cuatro millones de años de antigüedad? ¿Y de la elevación del Himalaya cuando la India chocó con Asia; o de la búsqueda por radio de inteligencia extraterrestre; o de la recién descubierta civilización de Ebla? No, no había oído nada de todo aquello. Tampoco sabía nada, ni siquiera vagamente, de la indeterminación cuántica, y sólo reconocía el ADN como tres letras mayúsculas que aparecían juntas con frecuencia.
A este hombre le habían fallado nuestros recursos culturales, nuestro sistema educativo, nuestros medios de comunicación. Lo que la sociedad permitía que se filtrara eran principalmente apariencias y confusión. Nunca le habían enseñado a distinguir la ciencia real de la burda imitación. No sabía nada del funcionamiento de la ciencia.

*Fragmento del capítulo 1 de: Carl Sagan: El mundo y sus demonios, Planeta: 1998 [1995], pp. 19-20.