Teoria del Caos, Caología

El concepto de caos a menudo puede crear en nosotros una idea negativa, una visión de desorden en donde la cosas no funcionan bien, en un mundo en donde lo establecido y lo "correcto" es precisamente el orden. Si consideramos que el paradigma bajo el cual siempre hemos crecido es el del orden, entonces es realmente "caótico", al menos para mi, pensar que el orden es un desorden armonioso, algo necesario para la continuidad universal.

Desde el momento en que estamos hablando de establecer una nueva forma de concebir al mundo, no será fácil asimilar rápidamente esta visión debido a que se trata de un nuevo paradigma, es mas, coincido con algunos autores que señalan que la Teoría del Caos o Caología no es fácil de entender y muchas veces sus conceptos pueden confundir mas de lo que intentan explicar. Desde esta perspectiva trataré de hacer algunas breves reflexiones con respecto a esta novedosa teoría, esperando no caer en una confusión que haga un "total caos" en mis ideas.

Durante mucho tiempo la noción de que en el Universo existía un orden total y continuo fue algo innegable, las teorías de Newton veían al mundo como un compuesto de bloques mecánicos en interrelación, partes separadas de la realidad que respondían a una causa-efecto. De hecho nuestra cultura sigue estando impregnada de este mecanicismo y predictibilidad, intentamos y nos obsesionamos por predecir cualquier fenómeno desde una perspectiva reduccionista. ¿A caso no aprendimos esto con el tradicional método científico? ¿No es así la forma "correcta" de ver la realidad?. Desde mi particular punto de vista es aquí donde surge el nuevo paradigma, al ver a la realidad como un todo en donde cualquier factor, por pequeño que parezca, puede afectar el comportamiento y la evolución de la Naturaleza.

En la Teoría del Caos existen tres componentes esenciales: El control, la creatividad y la sutileza. El control por dominar la Naturaleza es imposible desde la perspectiva del caos, pactar con el caos significa no dominarlos sino ser un participante creativo. "Mas allá de nuestros intentos por controlar y definir la realidad se extiende el infinito reino de la sutileza y la ambigüedad, mediante el cual nos podemos abrir a dimensiones creativas que vuelven más profundas y armoniosas nuestras vidas".

En este sentido se dice que un sistema visto desde el punto de vista del caos, es decir sistema caótico, es un sistemas flexible y no lineal, en donde el azar y lo no predecible juegan un papel fundamental. Un ejemplo de sistema caótico podría ser un río, en donde cada partícula de agua sigue una trayectoria aleatoria e impredecible que sin embargo no rompe con la dinámica establecida en el mismo río. La definición anterior me es mas o menos clara, sin embargo sigue causando "algún ruido" en mi concepción la palabra "caótico", sigue siendo aun muy fuerte y este peso se aligera cuando lo pienso como un "sistema extremadamente aleatorio".

¿Pero entonces qué es la Teoría del Caos?, podríamos decir que la Teoría del Caos es todo lo anterior y mucho mas. Es encontrar el orden en el desorden y constituye el principal afán de quienes, en los diversos campos de la Ciencia, adoptan esta nueva perspectiva

Origen y evolución

Heri Poincaré, precursor de la Teoría del Caos

El concepto de Caos ha estado presente en prácticamente toda la historia de la humanidad, a través de las leyendas que han acompañado a las distintas civilizaciones antiguas. Como mencionan Briggs y Peat (1994), “Los pueblos antiguos creían que las fuerzas del caos y el orden formaban parte de una tensión inestable, una armonía precaria. Pensaban que el caos era algo inmenso y creativo”. “En una historia cosmogónica china un rayo de luz pura, yang, surge del caos y construye el cielo mientras la pesada opacidad restante, yang, configura la Tierra. Yin y yang, el principio femenino y masculino, luego actúan para crear las 10,000 cosas (en otras palabras todo). Significativamente, se dice que los principios de ying y yang, aun después de haber emergido, conservan las cualidades del caos del cual surgieron. Un exceso de ying o de yang nos devolvería al caos”.

Pero solo fue hasta en 1908, en que el matemático francés Henri Poincaré (1854-1912) que había ensayado con sistemas matemáticos no lineales, llega a ciertas conclusiones que, pasado el tiempo, habrían de ser un importante antecedente histórico y conceptual de la teoría del caos. Poincaré partió del esquema laplaceano según el cual, si conocemos con exactitud   las condiciones iniciales del universo, y si conocemos con exactitud las leyes naturales que rigen su evolución, podemos prever exactamente la situación del universo en cualquier instante de tiempo subsiguiente. Hasta aquí … todo bien, pero, según Poincaré, ocurre que nunca podremos conocer con exactitud la situación inicial del universo, y siempre estaríamos cometiendo un error al establecerla y, aún suponiendo que pudiéramos conocer con exactitud las leyes que rigen su evolución, nuestra predicción de cualquier estado subsiguiente también sería aproximada.

Poincaré propuso la siguiente hipótesis: un pequeño error en las condiciones iniciales, en vez de provocar también un pequeño error en las últimas, provocaría un error enorme en éstas, con lo cual el fenómeno se vuelve impredecible. Este efecto multiplicativo del error no es debido a nuestra ignorancia o a nuestro limitado conocimiento de lo real, sino a la misma configuración de la realidad, que admite ese tipo de evoluciones erráticas.

En la década del 60, el meteorólogo y matemático norteamericano Edward Lorenz, exteriorizó su “perplejidad” ante la imposibilidad de pronosticar fenómenos climáticos más allá de un cierto número de días, se propuso a elaborar un modelo matemático para predecir fenómenos atmosféricos descubriendo que la misma herramienta matemática que utilizaba estaba fallando: pequeños cambios en las condiciones iniciales producían diferencias asombrosas (inesperadas, impredecibles) en el resultado, con lo cual las predicciones meteorológicas a mediano o largo plazo resultaban imposibles. La tradicional certeza de la matemática no podía compensar la tradicional incertidumbre de la meteorología, ya que el virus de la incertidumbre había invadido el mismísimo cuerpo de la madre de las ciencias exactas.

Edward Lorenz - Efecto Mariposa

Si un fenómeno no puede predecirse, ello se debe en principio y como mínimo a una de tres razones:

1. La realidad es puro azar, y no hay leyes que permitan ordenar los acontecimientos.

2. La realidad está totalmente gobernada por leyes causales, y si no podemos predecir acontecimientos es simplemente porque aún no conocemos esas leyes.

3. En la realidad hay desórdenes e inestabilidades momentáneas, pero todo retorna luego a su cauce determinista. Los sistemas son predecibles, pero de repente, sin que nadie sepa muy bien porqué, empiezan a desordenarse y caotizarse (periodo donde se tornarían imposibles las predicciones), pudiendo luego retornar a una nueva estabilidad.

Las investigaciones -centradas en la tercera posibilidad- comenzaron en la década del 70: los fisiólogos investigaron porqué en el ritmo cardíaco normal se filtraba el caos, produciendo un paro cardíaco repentino; los ecólogos examinaron la forma aparentemente aleatoria en que cambiaban las poblaciones en la naturaleza; los ingenieros concentraron su atención en averiguar la razón del comportamiento a veces errático de los osciladores; los químicos, la razón de las inesperadas fluctuaciones en las reacciones; los economistas intentaron detectar algún tipo de orden en las variaciones imprevistas de los precios. Poco a poco fue pasando a un primer plano el examen de ciertos otros fenómenos tan inherentemente caóticos y desordenados que, al menos en apariencia, venían a trastocar la imagen ordenada que el hombre tenía del mundo: el movimiento de las nubes, las turbulencias en el cauce de los ríos, el movimiento de una hoja por el viento, las epidemias, los atascamientos en el tránsito de vehículos, los a veces erráticos dibujos de las ondas cerebrales, etc.

La auténtica perplejidad pasaría por comprobar el hipotético caso donde una serie comienza con una secuencia caótica de números, y en determinado momento se transforma en una serie ordenada.

La Teoria del Caos 

o teoría de las estructuras disipativas tiene como su principal representante en la figura del belga Ilya Prigogine, Premio Nobel de Química del año 1977 por sus trabajos sobre la termodinámica de los sistemas alejados del equilibrio.

La teoría del caos plantea que el mundo no sigue el modelo del reloj, previsible y determinado, sino que tiene aspectos caóticos donde el observador no es quien crea la inestabilidad o la imprevisibilidad con su ignorancia: ellas existen de por sí. Los sistemas estables, como la órbita de la tierra alrededor del sol, son la excepción: la mayoría son inestables, siendo un ejemplo típico el clima.

Para la teoría del caos, los procesos de la realidad dependen de un enorme conjunto de circunstancias inciertas, que determinan por ejemplo que cualquier pequeña variación en un punto del planeta, genere en los próximos días o semanas un efecto considerable en el otro extremo de la tierra.

Las relaciones causa-efecto pueden ser concebidas de varias maneras:

1. Como vínculos unidireccionales: A causa B, B causa C, etc., pero los efectos resultantes no vuelven a ejercer influencia sobre sus causas originales; C

2. Como eventos independientes: según esta concepción, no habría ni causas ni efectos: cada acontecimiento ocurriría al azar e independientemente de los otros;

3. Como vínculos circulares: A causa B, y B a su vez causa A, es decir, el efecto influye a su vez sobre la causa, como resultado de los cual ambos acontecimientos son a la vez causas y efectos.

Se trata de los llamados circuitos de retroalimentación, que pueden ser negativos o positivos.

La teoría del caos, en la medida en que considera que existen procesos aleatorios, adopta la segunda postura (eventos independientes), pero en la medida en que reconoce que otros procesos no son caóticos sino ordenados, sostiene que existen vínculos causales, de los cuales los que más desarrollará son los circuitos de retroalimentación positiva, es decir, aquellos donde se verifica una amplificación de las desviaciones.

Las alternativas de la relación causa efecto podrían ser las siguientes:

• Causas y efectos son razonablemente proporcionales

• Una causa pequeña produce un gran efecto;

• Una causa grande produce un pequeño efecto.

El sentido común prescribe una cierta proporción entre la causa y el efecto: una fuerza pequeña produce un movimiento pequeño, y una fuerza grande, un gran desplazamiento. Sin embargo, ciertas experiencias cotidianas y determinados planteos científicos nos obligan a considerar la posibilidad de algunas excepciones. Examinemos algunos ejemplos de desproporción cuantitativa -aparente o no- entre causas y efectos:

• Efecto palanca: Un simple movimiento de palanca es una causa pequeña, pero puede producir grandes efectos.

• Efecto gota de agua: Una gota más que agreguemos en la tortura china de la gota de agua producirá la insanía de quien la recibe.

• Efecto interacción experimental: Donde la acción conjunta de dos variables, lejos de producir un simple efecto sumativo, pueden generar un efecto inesperadamente mayor (o menor).

• Los fenómenos de cismogénesis :descritos por Gregory Bateson, y las escaladas simétricas o las "escapadas" mencionadas por Paul Watzlawick , todos fenómenos interpretables en términos de mecanismos de retroalimentación positiva.

• Mecanismos amplificadores: Von Bertalanffy, el mentor de la Teoría General de los Sistemas, describe la existencia de mecanismos amplificadores donde pequeñas causas generan grandes efectos. Al respecto, cita una distinción entre causalidad de "conservación", donde hay una proporcionalidad razonable entre las intensidades de la causa y el efecto, y la causalidad de "instigación", donde la causa actúa como instigadora o disparadora, es decir, un cambio energéticamente insignificante provoca un cambio considerable en el sistema total.

• Series complementarias: Hemos ya citado un ejemplo donde un factor desencadenante pequeño puede desatar clínicamente una psicosis o una neurosis, o puede sumir a una persona en una profunda crisis.

• La conversión masa-energía: Según lo prescribe el principio de equivalencia masas-energía de Einstein, una pequeñísima porción de masa, bajo ciertas condiciones puede liberar enormes cantidades de energía.

• Efecto mariposa.- "El aleteo de una mariposa que vuela en la China puede producir un mes después un huracán en Texas.

Tales categorías de fenómenos tienen tres aspectos susceptibles de ser analizados separadamente:

1. Situación donde pequeñas causas generan grandes efectos,

2. Una situación que no podemos predecir: sabemos que el efecto puede ser muy grande, pero no podemos saber en que consistirá, ni muchas veces cuándo, dónde o cómo ocurrirá; y

3. Una situación de descontrol: muchas veces no podemos ejercer un control de la influencia de la causa sobre el efecto.

En lo esencia, la teoría del caos sostiene que la realidad es una "mezcla" de desorden y orden, y que el universo funciona de tal modo que del caos nacen nuevas estructuras, llamadas estructuras "disipativas", propone para el universo un ciclo de orden, desorden, orden, etc., de forma tal que uno lleva al otro y así sucesivamente tal vez en forma indefinida.