La ciencia popular moderna y la literatura popular a menudo usan los términos "sinergia", "teoría del caos" y "punto de bifurcación". Esta nueva tendencia de uso populista de la teoría de sistemas complejos a menudo reemplaza el significado conceptual y contextual de las definiciones. Tratemos de explicar al lector interesado el significado y la esencia de estos conceptos de manera no abstrusa, pero aún cerca de lo científico.
Ciencia y sistemas de autoorganización
Una doctrina interdisciplinaria que explora patrones en sistemas complejos de cualquier naturaleza es la sinergética. El punto de bifurcación como punto de inflexión o momento de elección es un concepto clave en la teoría del comportamiento de los sistemas complejos. El concepto sinérgico de sistemas complejos implica su apertura (intercambio de materia, energía, información con el medio ambiente), no linealidad de desarrollo (la presencia de muchos caminos de desarrollo), disipatividad (descarga del exceso de entropía) yla posibilidad de un estado de bifurcación (elección o punto de crisis). La teoría sinérgica es aplicable a todos los sistemas en los que hay una secuencia y cambios espasmódicos que se desarrollan con el tiempo: biológicos, sociales, económicos, físicos.
El burro de Buridan
Una técnica común es explicar cosas complejas con ejemplos simples. Una ilustración clásica que describe el estado de un sistema que se acerca a un punto de bifurcación es el ejemplo del famoso lógico del siglo XIV Jean Buridan con un burro, su amo y un filósofo. Estas son las tareas iniciales. Hay un tema de elección: dos brazadas de heno. Hay un sistema abierto: un burro, ubicado a la misma distancia de ambos pajares. Los observadores son el amo del burro y el filósofo. La pregunta es, ¿qué puñado de heno elegirá el burro? En la parábola de Buridan, durante tres días la gente observó al burro, que no podía elegir hasta que el dueño conectaba los montones. Y nadie murió de hambre.
El concepto de bifurcación interpreta la situación de la siguiente manera. Omitimos el final de la parábola y nos enfocamos en la situación de elección entre objetos de equilibrio. En este momento, cualquier cambio puede provocar un cambio en la situación hacia uno de los objetos (por ejemplo, un burro se durmió, se despertó, estaba más cerca de uno de los montones de heno). En sinergia, el burro es un sistema abierto complejo. El punto de bifurcación es el estado del burro antes de la elección del equilibrio. Un cambio de posición es una perturbación (fluctuación) del sistema. Y dos pajares son atractores, el estado al que llegará el sistema después de pasar el punto de bifurcación y alcanzar un nuevo estado de equilibrio.
Tres puntos de bifurcación fundamentales
El estado del sistema que se aproxima al punto de bifurcación se caracteriza por tres componentes fundamentales: fractura, elección y ordenamiento. Antes del punto de bifurcación, el sistema se encuentra en un atractor (propiedad que caracteriza la estabilidad del sistema). En el punto de bifurcación, el sistema se caracteriza por fluctuaciones (perturbaciones, fluctuaciones en los indicadores), que provocan un cambio cualitativo y cuantitativo abrupto en el sistema con la elección de un nuevo atractor o la transición a un nuevo estado estable. La multiplicidad de posibles atractores y el enorme papel de la aleatoriedad revelan la multivariabilidad de la organización del sistema.
Las matemáticas describen los puntos de bifurcación y las etapas de su paso por el sistema en ecuaciones diferenciales complejas con una multitud de todos los parámetros y fluctuaciones.
Punto de bifurcación impredecible
Este es el estado del sistema antes de la elección, en la encrucijada, en el punto de divergencia de las opciones de elección múltiple y desarrollo. En los intervalos entre bifurcaciones, el comportamiento lineal del sistema es predecible, está determinado tanto por factores aleatorios como regulares. Pero en el punto de bifurcación, el papel del azar es lo primero, y una fluctuación insignificante en la "entrada" se vuelve enorme en la "salida". En los puntos de bifurcación, el comportamiento del sistema es impredecible y cualquier posibilidad lo cambiará a un nuevo atractor. Es como un movimiento en un juego de ajedrez: después de él, hay muchas opciones para el desarrollo de eventos.
Si vas a la derecha, perderás tu caballo…
La encrucijada en los cuentos de hadas rusos es una imagen muy vívida con una elección y la incertidumbre del estado posterior del sistema. Al acercarse al punto de bifurcación, el sistema parece oscilar, y la más mínima fluctuación puede conducir a una organización completamente nueva, al orden a través de la fluctuación. Y en este momento del punto de inflexión, es imposible predecir la elección del sistema. Así es como, en sinergia, causas absolutamente pequeñas dan lugar a enormes consecuencias, abriendo un mundo inestable de desarrollo de todos los sistemas, desde el Universo hasta la elección del burro de Buridan.
Efecto mariposa
El ordenamiento del sistema a través de la fluctuación, la formación de un mundo inestable que depende de los más mínimos cambios aleatorios, se refleja en la metáfora del efecto mariposa. El meteorólogo, matemático y sinergético Edward Lorentz (1917-2008) describió la sensibilidad de un sistema al más mínimo cambio. Es su idea que un golpe de ala de mariposa en Iowa puede desencadenar una avalancha de varios procesos que terminarán en la temporada de lluvias en Indonesia. Los escritores recogieron de inmediato una imagen vívida, que escribió más de una novela sobre el tema de la multiplicidad de eventos. La popularización del conocimiento en esta área es en gran parte el mérito del director de Hollywood Eric Bress con su taquillera película The Butterfly Effect.
Bifurcaciones y catástrofes
Las bifurcaciones pueden ser blandas o duras. Una característica de las bifurcaciones blandas son las pequeñas diferencias en el sistema después de pasar por el punto de bifurcación. Cuando el atractor tienediferencias significativas en la existencia del sistema, entonces dicen que este punto de bifurcación es una catástrofe. Este concepto fue introducido por primera vez por el científico francés René Federic Thom (1923-2002). También es autor de la teoría de las catástrofes, como bifurcaciones de sistemas. Sus siete catástrofes elementales tienen nombres muy interesantes: el pliegue, el pliegue, la cola de golondrina, la mariposa, los ombligos hiperbólicos, elípticos y parabólicos.
Sinergética aplicada
La sinergética y la teoría de la bifurcación no están tan alejadas de la vida cotidiana como podría parecer. En la vida cotidiana, una persona pasa por el punto de bifurcación cientos de veces durante el día. El péndulo de nuestra elección, consciente o solo aparentemente consciente, oscila constantemente. Y tal vez comprender los procesos de la organización sinérgica del mundo nos ayude a tomar una decisión más informada, evitando catástrofes, pero arreglándonos con pequeñas bifurcaciones.
Hoy, todo nuestro conocimiento de las ciencias fundamentales ha llegado a un punto de bifurcación. El descubrimiento de la materia oscura y la capacidad de conservarla ha llevado a la humanidad a un punto en el que un cambio o descubrimiento aleatorio puede llevarnos a un estado difícil de predecir. La exploración moderna y la exploración del espacio exterior, las teorías de madrigueras de conejo y los tubos espacio-temporales amplían las posibilidades del conocimiento hasta límites inimaginables. Solo queda creer que, al acercarse al siguiente punto de bifurcación, una fluctuación aleatoria no empujará a la humanidad al abismo de la inexistencia.
