10 de septiembre de 2024

Los sistemas no lineales: azarosos o complejos

Los sistemas más sencillos de la naturaleza suelen ser de carácter lineal: en ellos todo suele estar ―digamos― en orden, de modo que las modificaciones suelen tener efectos proporcionales a sus factores desencadenantes (bien inhibiendo, bien activando el sistema). Pero no todos los sistemas son así: más bien al contrario, seguramente son los menos frecuentes ya que, conforme los sistemas crecen y se complican, el posible carácter inicialmente lineal difícilmente se mantiene. Y la diferencia en las respectivas dinámicas es más que relevante, pues unos y otros nos llevan a situaciones muy distintas, tan distintas como pueden ser los fenómenos de una sinapsis neuronal o de una tormenta.
  
En estos sistemas más complicados no necesariamente se pierde el carácter lineal, sino que, por su propio modo de ser y de comportarse, es difícil de seguir dicha linealidad, dificultando, por no decir imposibilitando, predecir su comportamiento. Su complicación tiene que ver con el hecho de que cuentan con distintas variables que se integran entre sí, y que se influyen recíprocamente; en ellos la materia aparece estratificada por niveles, estableciéndose relaciones y causalidades tanto en el seno de cada nivel como en la relación entre los distintos niveles. Así, no es que su comportamiento sea impredecible per se, sino que, si esto es así, es porque la causalidad se complica tanto que no es posible ‘seguirla’ en su proceso causal. Por este mismo motivo, cualquier modificación en sus condiciones de contorno tendrá consecuencias imprevisibles en el comportamiento del sistema. No obstante, no hay que perder de vista que la distinción entre sistemas lineales y complejos no se debe tanto a la complicación del sistema como a su comportamiento; de hecho, un sistema complejo famoso es el formado por tres barras moviéndose articuladas entre sí, bastante sencillo en cuanto tal.

Dentro de lo que son los sistemas complejos, creo que sería oportuno hacer una distinción, que es la que se da entre los sistemas que Lorenz tenía en mente cuando hablaba del efecto mariposa, y otros fenómenos que también forman parte de nuestras vidas cotidianas, y que solemos etiquetar bajo el concepto de ‘azarosos’. Me refiero, por ejemplo, a lanzar al aire una moneda, o un dado. En ellos, algo hay del comportamiento complejo, pero parece que no del todo. ¿En qué sentido cabe interpretar ese ‘no del todo'? En mi opinión, ello es debido al número de casos posibles, que en estos casos azarosos es muy concreto: cara o cruz, o del uno al seis. Lo cual no debe despistarnos sobre su carácter complejo.

Pensemos en el lanzamiento de una moneda. En una primera aproximación, parece que en este sistema haya pocas variables, pero el caso es que no es así exactamente: podemos pensar, en su peso y tamaño, la rigidez de su material, la fuerza con que se lance, o su punto de aplicación, la rugosidad de sus caras, la distribución de su masa, las irregularidades en su contorno que la alejan de un círculo perfecto, la dureza de la superficie sobre la que cae, etc. Y algo similar pasa cuando pensamos en el número de casos posibles: pensamos que sólo son dos (cara o cruz, si no contamos que caiga de canto), pero esto no es exacto, porque muy bien se podría considerar el lugar en el que va a caer, el tiempo que va a tardar, cómo vayan a ser sus rebotes con el suelo, etc. Si queremos prever el resultado, sí, saldrá cara o cruz, pero otra cosa es, por ejemplo, predecir dónde va a caer la moneda: no hay manera de prever con seguridad el lugar exacto en el que la moneda detendrá su movimiento. Lo mismo cabe decir con un dado, o con la ruleta, etc. Ciertamente, estos sistemas tienen mucho de complejos, pero, desde una perspectiva cotidiana, entendemos que los casos posibles son pocos; a diferencia de ellos, los sistemas complejos se caracterizan, independientemente del número de variables que tengan, porque sus resultados sí que son indefinidos. De hecho, se ha demostrado que con sólo tres variables ya se puede dar un comportamiento impredecible; famoso es el problema de los tres cuerpos. Es aquí donde cabe situar la diferencia. Porque en el primer caso, llamémosles sistemas azarosos, a pesar de nunca saber cómo va a terminar la cosa sí que sabemos que ha de terminar con uno de los casos posibles fácilmente identificable (vistos así, reduccionistamente); comportamiento que es fácilmente predecible estadísticamente con una fiabilidad sorprendente. Independientemente de que, en los otros, en los complejos, también hay un soporte matemático extraordinario, sin duda se trata de cálculos más complicados y no tan fiables como los azarosos, y no tenemos para nada tanta seguridad en la predicción de sus resultados.

Creo que es razonable denominarlos así: a los primeros azarosos y a los segundos complejos; de los primeros podemos prever de alguna manera (estadísticamente) su resultado, de los segundos es más difícil (aunque se está avanzando mucho en su definición matemática, motivo por el cual la predicción meteorológica es cada vez más fiable). Pero no se puede dejar de advertir que es una distinción ―digamos― arbitraria, pues lo cierto es que en los azarosos hay un momento de complejidad, y en los complejos un momento de azar. Pero bueno, sirva la distinción.

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