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Abril 2010

¿QUÉ ES LA VISIÓN TRANSDISCIPLINARIA DE LAS CIENCIAS, LAS ESTRUCTURAS DISIPATIVAS Y LA AUTOORGANIZACIÓN?

Walter Ritter Ortíz y Tahimi E. Perez Espino

Centro de Ciencias de la Atmósfera.

UNAM, Circuito Exterior. CU. 04510 México DF.


INTRODUCCIÓN

La información siempre está asociada al desarrollo histórico

Vivimos una época en la que se tiene la capacidad de generar más información de la que se puede retener, mayor interdependencia de la que se puede administrar así como realizar cambios con tal rapidez que nadie puede seguirlos; además los problemas no tienen una causa simple, local y unívoca, sino multidimensional, por lo que las organizaciones son incapaces de integrar talentos y funciones en una totalidad productiva.

Hacia finales de la segunda guerra mundial, gran parte de la comunidad científica reconoció que algo andaba mal, comenzó a verse que cuando se analizaba un sistema, sus propiedades esenciales se perdían, así advirtieron que era necesario un pensamiento sintético para explicar el comportamiento del sistema. Con esta forma de pensamiento se busca revelar la función, en lugar de la estructura; así más que el porqué el sistema funciona de una cierta manera; debemos saber para qué lo hace. Es importante señalar que ésta concepción no implica desechar el método analítico. Es decir, análisis y síntesis son complementarios y el pensamiento sistémico incluye a ambos. Todo lo cual no puede ser separado sin destruir la esencia del sistema, es decir su unidad; pues una de las ideas básicas de esta teoría, es que las partes constitutivas de ese todo no son explicables a partir de las características de las partes aisladas. Es otra cosa y es más, porque la entidad de nivel superior tiene otras propiedades o atributos diferentes a las de las partes que lo componen. De tal manera que la información siempre está asociada al desarrollo histórico; así en un mundo que ya posea cierta estructura, cualquier interacción entre la materia y la energía modifica su estructura y hace que los cambios futuros sean más predecibles con respecto a su momento anterior.

La simulación de miles de variables y complejos detalles tan sólo sirve para impedir ver los patrones e interrelaciones que se buscan. Es decir, no se debe combatir la complejidad con la complejidad. La manera de ver el mundo así, sólo genera visiones fragmentarias y actos contraproducentes por lo que se necesita trascender los hechos para ver las fuerzas que modelan el cambio. Ver sólo los actos individuales y pasar por alto la estructura de dichos actos, forma parte de la impotencia natural frente a las situaciones complejas. Los procesos de retroalimentación por otra parte, permiten ver que continuamente se reciben influencias de la realidad, pero que también se ejercen influencias sobre ella. Alude además, a todo flujo reciproco de incidencia, la cual es a su vez causa y efecto, trastocando las ideas más arraigadas sobre causalidad planteadas en las concepciones deterministas. Donde es cierto que las elecciones cambian nuestro mundo; pero también que las decisiones equivocadas son tan importantes como las correctas y lo importante no es que todo esté hecho sino que tenemos infinitas posibilidades de elección. Comprender quiere decir tomar en conjunto. Así la biología y geología están relacionadas por los grandes ciclos ecológicos.

En cuanto a la interdependencia, a la dinámica, a las regulaciones, a las complementariedades que forman la trama de la vida, se les busca en vano en una educación que privilegia las estructuras con respecto a las funciones; el hecho aislado en relación con el proceso. Por más eficaz que pueda ser el método analítico, éste deja sin embargo escapar en el camino propiedades sobre la integración de los elementos constitutivos. En estas limitaciones, del enfoque analítico y lineal tradicional, hay que resaltar la interdependencia e intentar volver a encontrar el juego de sus complementariedades.

La vida crece y se desarrolla en una sinfonía de complementariedades. Sin las plantas, no hay animales; sin los animales, no hay plantas: complementariedad e interdependencia. Para conocer la naturaleza en su mayor detalle, curiosamente debe ser considerada como un todo. Teniendo consecuencias muy importantes sobre todo aquellas afirmaciones de validez muy general.

Humbolt en su costumbre de ver el planeta como un todo, le llevó a identificar el clima con una fuerza global unificadora y a admitir la coevolución de organismos vivos, clima y corteza terrestre. La visión integral de los sistemas vivos en la naturaleza, es difícil de comprender desde la perspectiva de la ciencia clásica, pues se requiere de una serie de grandes modificaciones de nuestros conceptos actuales. La situación no es distinta de la que encontraron los físicos en las tres primeras décadas del siglo XX; cuando se vieron obligados a revisar, drásticamente, sus conceptos básicos de la realidad para comprender los fenómenos atómicos. Este paralelismo queda corroborado por el hecho de que la noción de complementariedad, que fue tan crucial en el desarrollo de la física, también parece desempeñar un papel de importancia en la nueva biología de sistemas. Según esta visión, es posible utilizar conceptos diferentes pero consecuentes entre sí para describir distintos aspectos y niveles de la realidad, sin que para ello sea necesario reducir los fenómenos de un nivel a los del otro. Con ello, entendiendo a la sinergética como la ciencia del comportamiento colectivo, ordenado y autoorganizado, sometido a las leyes universales, cuya tarea es descubrir las normas en que se basa la autoorganización de sistemas, en los diversos campos científicos, Ashby (1947, 1972).

El análisis cartesiano y el concepto del mundo mecánico fueron extremadamente prósperos en el desarrollo de la física y de tecnologías clásicas, pero tuvieron muchas consecuencias adversas para nuestra civilización. Es fascinante ver que la ciencia del siglo XX que tuvo su origen en el análisis cartesiano y en la visión del mundo mecánico, y que realmente sólo llegó a hacerse posible a causa de tales conceptos, ahora supere esta fragmentación y regrese de nuevo a la idea de unidad expresada en las primeras filosofías griegas y orientales. Como contraste al concepto mecánico occidental, el concepto oriental del mundo es intrínsecamente dinámico y contiene al tiempo y al cambio como rasgos esenciales.

Bacon (1968) propuso que se analizaran a fondo los fenómenos naturales mediante la recopilación de datos y la búsqueda de paradigmas, donde la finalidad de la ciencia consistía en mejorar el destino humano y en proporcionar el máximo bienestar para todos y donde a pesar de la estupidez y la codicia humana, se produciría una tendencia irreversible hacia el progreso social. Sustituyendo la idea de que el destino humano debe ser determinado por fuerzas naturales incontrolables.

La mecánica estadística se desarrollo para comprender las propiedades de grandes conjuntos de moléculas, donde es posible examinar el comportamiento medio del conjunto, pero si un gas está lejos del equilibrio, es muy difícil establecer aproximaciones estadísticas, y así no se comprende bien la termodinámica de no equilibrio. Con un objeto o dos, vemos una reversibilidad newtoniana; con un conjunto infinito de objetos en equilibrio, vemos la irreversibilidad termodinámica. Con miles y miles de millones de moléculas que participan en interacciones mutuas unas con otras, el caos en cierto modo desaparece, o al menos se aminora, y aparece un orden asociado a leyes sencillas. Entonces, si se hace una elección adecuada de todas estas propiedades, muchas de las características observadas en el comportamiento de los gases, se pueden representar por ecuaciones relativamente sencillas.

La idea del progreso es relativamente nueva y la plena comprensión de la complejidad era imposible antes de la edad de la informática. Con estas herramientas pueden explorarse por primera vez los sistemas de complejidad no trivial. Los físicos usualmente siguen un método algorítmico para resolver problemas; un método rígido, que implica cálculos realizados paso a paso, para obtener una solución. Dada una serie de condiciones iniciales, se pueden calcular los valores futuros de una función concreta que se ajusten a los datos experimentales (método analítico). La visión holista se interesa más por observar patrones a gran escala antes que calcular de forma sistemática los valores de los detalles de cierta estructura organizada. El nuevo esquema físico que ha venido desarrollándose es “el principio de la autoorganización”, que propician conceptos que hacen posible comprender plenamente cómo surge el orden a partir del caos y, de ahí, el modelo del tiempo de la vía ascendente. La teoría de la autoorganización es la base de un nuevo paradigma de la física; subrayando los aspectos colectivos y organizativos de la naturaleza; su perspectiva es sintética y holista antes que analítica y reduccionista, donde podemos aprender cómo el orden puede surgir del azar en diversas circunstancias, Miramontes( 2008 ). Lo interesante de estos modelos en que el orden surge del caos, es que parece violarse la segunda ley de la termodinámica, donde la entropía disminuye conforme los patrones van evolucionando a partir de las formaciones iniciales aleatorias. La manera como Prigogine(1980, 1989, 1997) describe la creación del orden a partir del caos presenta cierta analogía con la teoría de la selección natural de Darwin. Así, la complejidad de los sistemas pueden evolucionar de manera espontánea a partir del caos, mediante un proceso evolutivo en que las fluctuaciones aleatorias pueden llevar al sistema a nuevas configuraciones más complejas, pero también más estables que los estados originales, donde para entender estas estabilidades, es preciso comprender las complejidades de la mecánica cuántica.

EL UNIVERSO; UNA RED DE RELACIONES DINÁMICAS SIN ENTIDADES FUNDAMENTALES

Según la mecánica cuántica, podemos afirmar que: la naturaleza no puede ser reducida a entidades fundamentales, y el mundo no debe ser comprendido como un ensamblaje de entidades que no pueden analizarse más. En la nueva visión del mundo de la física moderna, el universo está considerado como una trama dinámica de sucesos relacionados entre sí. Ninguna de las propiedades, de cualquier parte de esta trama, es fundamental, todas ellas siguen el ejemplo de las propiedades de las demás partes, y la consistencia total de sus interrelaciones mutuas determina la estructura de todo el entramado. Así, no se acepta ningún tipo de entidades fundamentales, de cualquier tipo, ya sean; leyes o ecuaciones, y como consecuencia se debe abandonar otra idea que ha sido parte esencial de la ciencia natural durante cientos de años.

La ecología, con su facultad integradora de todas las ciencias, nos enseña que el universo utiliza en su comportamiento el lenguaje de la matemática y que no es más una máquina compuesta de objetos separados, sino una unidad indivisible y armoniosa, o una red de relaciones dinámicas, de la cual el hombre y su misma conciencia forman parte esencial del mismo, lo que nos puede proporcionar la base científica para los cambios de actitud y de valores que nuestra sociedad necesita con urgencia. Para esto se tendrá que desarrollar una visión orgánica, holística y ecológica en el sentido de la teoría general de sistemas y de otras herramientas matemáticas.

Margalef (1968, 1980) señala que la información presente en las actuales estructuras, sirve para reconstruir el pasado reflejando la energía usada y degradada en ese tiempo anterior. Esta energía no se ha perdido completamente, puesto que las estructuras que se formaron, guardan la información para canalizar cambios futuros; es decir, hace que determinados estados futuros sean más probables que otros. Esto implica que cuando la información sube de categoría o de estrato, se adquiere mayor información; que se traduce en la organización de canales y códigos y, la información resultante que ingresa al sistema, adquiere un nuevo sentido. Al proceso de introducción de nuevos resultados al sistema en forma de retroalimentación se le denomina recursividad. Si se contextualiza lo anterior dentro de las sociedades humanas, significaría que la acumulación de información que realizan las sociedades tecnológicamente más avanzadas es mayor, en relación con las de menor avance, también llamadas en desarrollo; asimismo, en la naturaleza, son evidentes las diferencias entre los ecosistemas, de acuerdo a su grado de desarrollo. Este efecto resulta particularmente importante en el estudio de intercambios entre sistemas. El sistema que es mayor, en términos de organización adquirida, puede hacer siempre, un mejor uso de la información, ya que, la asimila y la multiplica. Es decir, que cuando dos sistemas con diferente complejidad interactúan, el aumento de la información es mayor en el que era complejo, pues parece alimentarse del más simple e incluso, puede asimilarlo. Lo anterior ejemplifica cómo la estructura puede crecer alimentándose de la función. Sin embargo, los estados de equilibrio sistémico en los sistemas abiertos pueden alcanzarse por una diversidad de caminos; a éste estadio se le denomina equifinalidad y multifinalidad; la permanencia de dicho estado, implica necesariamente la importación de recursos provenientes del ambiente. Los recursos pueden consistir en flujos energéticos, materiales o informativos.

La realidad se presenta bajo dos aspectos complementarios inseparables: 1) lo estructural-estático y 2) lo funcional-dinámico. Así cada elemento se halla situado en la estructura de acuerdo con la función que le compete. Estructura y función son dos enfoques complementarios de una misma realidad y ninguno describe por sí sólo y de manera total el sistema objeto de estudio. Sin estructura la función desaparecería; un enfoque diacrónico del sistema resalta la función, mientras que un enfoque sincrónico, la estructura; sin embargo, un modelo estructural-funcional reconoce que los dos aspectos deben integrarse de manera correcta. Así, ningún modelo sistémico puede ser estático, porque ningún sistema lo es, salvo quizá en el brevísimo momento en que deja de ser un sistema y empieza a descomponerse en sus elementos.

Todos los fenómenos naturales están en definitiva relacionados unos con otros, y para poder explicar cualquiera de ellos es preciso que comprendamos todos los demás elementos del sistema, lo que obviamente a veces es imposible. Lo que hace que la ciencia tenga tanto éxito en la actualidad, es el descubrimiento de que las aproximaciones son posibles. Si se está satisfecho con una comprensión aproximada de la naturaleza se pueden describir grupos seleccionados de fenómenos, olvidando deliberadamente, otros que son menos pertinentes. Así de un modo aproximado se pueden explicar muchos aspectos diferentes de la naturaleza sin que tengamos que comprenderlo todo a la vez. Este es el método científico; así que todas las teorías y modelos científicos actuales son aproximaciones a la verdadera naturaleza de las cosas, porque el error implicado en la aproximación es, lo bastante pequeño para hacer que ese acercamiento sea significativo. La ignorancia es conciencia restringida, donde para notar algo hay que ignorar todo lo demás. Cuando noto algo, ignoro todo aquello que lo rodea pero que contribuye a su existencia y por lo tanto forma parte de él. Cuando el ego observa, sólo ve lo particular e ignora lo universal, pero cuando se observa con la visión sistémica, se puede ver el flujo del universo que hace posible lo particular.

UN MUNDO DE RELACIONES, DE LEYES REEMPLAZABLES Y CON EL REQUISITO DE LA TOTAL AUTOCONSISTENCIA

Todas las leyes de la naturaleza que se describen son mudables, destinadas a ser reemplazadas por leyes más precisas cuando las teorías se perfeccionan. El carácter incompleto de una teoría se refleja generalmente en sus parámetros arbitrarios o constantes fundamentales, es decir, en cantidades cuyos valores numéricos no son explicados por la teoría sino que han de ser insertados dentro de ella después de que éstos se han determinado de forma empírica. De esta manera, deberíamos acercarnos a la situación ideal, que quizá jamás sea alcanzada, donde la teoría no contenga constantes fundamentales no explicadas y en donde todas sus leyes cumplan el requisito de la total autoconsistencia. La física moderna revela la unidad básica del universo demostrando la imposibilidad de dividir el mundo en partes aisladas independientes, por lo que éste parece un complicado tejido de acontecimientos en el que toda suerte de conexiones se alternan, se superponen o se combinan, y de este modo determinan la textura del conjunto, por lo que no es posible definir un objeto por lo que es en sí, sino por la relación que guarda con otros objetos. El hecho de acentuar las relaciones de objetos y no los objetos por sí mismos tiene más repercusiones trascendentales en todos los campos de la ciencia.

En la visión de la física moderna, todas las cosas del universo están relacionadas con todas las demás y ninguna de sus partes es fundamental. Las propiedades de cualquier parte están determinadas no por una ley fundamental sino por las propiedades de todas las demás partes. El modo de hacer estructuras complejas a partir de reglas sencillas es la repetición. El hecho de que la teoría de Einstein(1952, 1993) sea correcta no significa que la de Newton esté equivocada. De la misma manera es claro que en determinadas circunstancias es necesario algo más que la teoría de Darwin para ver de forma completa cómo actúa la evolución. Existen trabajos recientes que han proporcionado una visión más completa del modo en que funciona la evolución cuando se considera el complejo entramado de interacciones existentes por muchas especies influyéndose mutuamente. Pero esto no significa que el modelo de Darwin sea erróneo, ya que sigue siendo perfectamente adecuado, sobre todo en situaciones en las que hay pocas especies interaccionando mutuamente y con su entorno físico. Los sistemas complejos evolucionan de forma natural hacia la transición de las fases al borde del caos. El hecho de que cada especie actúe para maximizar su propia aptitud evolutiva, hace que el ecosistema completo también evolucione hacia el borde del caos. Lo que se conoce como paisajes adaptativos.

Cualquier individuo puede estar representado mediante un solo punto del paisaje, y una especie mediante un conglomerado de puntos, que es un tipo de espacio de las fases, siendo las colinas los atractores. En el borde del caos, el paisaje está siempre cambiando, pero, generalmente, lo hace con lentitud, y esto abre continuamente nuevas posibilidades evolutivas para los grupos de especies que hay en el ecosistema. Se trata de la coevolución, no sólo de la evolución.

EXPLICAR LA NATURALEZA SIGNIFICA DEMOSTRAR SU UNIDAD

Estamos interesados en el conocimiento absoluto que implica una comprensión de la totalidad de la vida, considerando la esencial interrelación del universo, donde se advierte que explicar algo significa, demostrar cómo está relacionado con todo lo demás y darnos cuenta de que todo es consecuencia del resto, por lo que explicar la naturaleza tan sólo significa demostrar su unidad. Así en un universo que es un todo inseparable y en donde todas las formas son fluidas y en constante cambio, no da lugar a ninguna entidad fundamental predeterminada. Los seres humanos, como todas las demás formas de vida, son parte de un inseparable todo orgánico; su inteligencia, por consiguiente, implica que el conjunto también es inteligente. Los seres humanos están considerados como la prueba viviente de la inteligencia cósmica, Asimov (1984), Bucke (1969). Se ha llegado a la conclusión de que no existen estructuras estáticas en la naturaleza, pero sí existe una estabilidad, y ésta es el resultado de un equilibrio dinámico. La energía del sol convierte la superficie de la Tierra en un sistema disipador abierto y es la vida sobre ésta la que la utiliza para mantenerse lejos del equilibrio, al borde del caos. Las pautas estables más interesantes aparecen justo al borde del caos. En los sistemas abiertos y disipatívos los flujos de energía no se estabilizan en el equilibrio de máxima entropía, sino en un estado en el que la entropía se produce lo más lentamente posible y la actividad de disipación funciona a una velocidad mínima. Para describir estos sistemas se utilizan ecuaciones no lineales con retroalimentación.

Fue Alan Turing(1981) el primero en proporcionar una visión del mundo de los sistemas complejos autoorganizados, donde cualquier sistema lo suficientemente complejo podía aprender de la experiencia sin que lo programe ninguna inteligencia exterior. Así, el comportamiento de un fluido que se calienta de manera uniforme en su base, vincula la inestabilidad de Benard con la aparición del caos determinista, donde al llegar a su punto crítico se forman células de convección exagonal, apreciándose varias etapas de la ruta hacia el caos, mediante la duplicación del período, (donde lo que nos interesa es justamente lo que sucede antes de que se desencadene el caos), acabando en una forma de convección en la que aparecen pautas fugaces que se deshacen y se vuelven a formar incesantemente donde las pautas estables más interesantes precisamente aparecen justo al borde del caos. Un sistema sólo puede mantenerse en un estado interesante fuera del equilibrio si es disipador y está abierto a su entorno. Este es el secreto de la existencia del orden en el universo.

LAS ESTRUCTURAS DISIPATIVAS; TOTALIDADES AUTOORGANIZATIVAS, CIBERNÉTICAS AUTOAJUSTADAS POR RETROALIMENTACIÓN

En termodinámica clásica, la disipación de energía en la transferencia de calor, fricción y demás, se asociaba siempre con pérdidas. Se dice que cuando alcanzan el equilibrio, ha olvidado sus condiciones iniciales, y donde lo único que importa es dónde se encuentra. El equilibrio nunca es perfecto, por lo que un sistema que esté cercano al equilibrio será atraído hacia un estado en el cual es mínima la velocidad a la que se produce la entropía y donde también no está prohibido que la entropía descienda. El estado en que se estabilizan los sistemas se denomina un atractor; Sin embargo nunca se puede hacer que las cosas vuelvan a ser como solían serlo alguna vez. No existen los sistemas cerrados como tampoco los equilibrios perfectos.

En la nueva termodinámica no-lineal en los sistemas abiertos lejos del equilibrio, Prigogine (1947) para describir el fenómeno de la autoorganización, introdujo un cambio radical en esta visión, demostrando que en los sistemas abiertos, la disipación es una fuente de orden. Demostró que, mientras las estructuras disipativas reciben su energía del exterior, las inestabilidades y saltos a nuevas formas de organización son el resultado de fluctuaciones internas y aparecen como fuentes de un nuevo orden y complejidad.

Las estructuras disipativas tienen la interesante propiedad de ser auto-organizativas, actuando el sistema como una totalidad. Las estructuras auto-organizativas surgen por todas partes, la incógnita se encierra en averiguar qué enigmática comunicación se establece entre los miembros aislados de esos conjuntos auto-organizados, ya sean hombres, hormigas o núcleos galácticos.

Lejos del equilibrio las estructuras disipatívas pueden desarrollarse y evolucionar hacia formas de complejidad creciente. El comportamiento del sistema en los puntos críticos de bifurcación, los caminos que tomará depende del historial previo del sistema, es decir las condiciones iniciales ya no son olvidadas. No sigue ninguna ley universal, sino que nos desplazamos de lo universal a lo único, que es exclusivo del sistema, hacia la riqueza y variedad. La elección dependerá de los antecedentes del sistema y de varias condiciones externas. La irreversibilidad es el mecanismo que extrae orden del caos.

En la perspectiva clásica se asocia orden con equilibrio, el desorden se identifica con situaciones de no equilibrio, tales como la turbulencia. En la nueva ciencia de la complejidad, el no-equilibrio es una fuente de orden y los flujos turbulentos son altamente organizados. El caos y la complejidad obedecen leyes sencillas; sensibilidad a las condiciones iniciales y retroalimentación. Boltzmann (1974) utilizando los métodos exploratorios de Maxwell para describir el movimiento molecular aleatorio, estableció el vinculo entre entropía y orden en termodinámica y observó que a menor número de complexiones (las distintas combinaciones de partículas), más elevado el nivel de orden. El número de posibles complexiones, da la medición tanto del grado de orden de dicho estado, como de la probabilidad de su existencia, concluyendo que el movimiento del orden al desorden es un movimiento de estado improbable a estado probable. Las estructuras disipativas son islas de orden en un mar de desorden, y a través del mundo viviente, el caos es transformado en orden, donde orden y desorden son creados simultáneamente.

Según la teoría Gaia, es la vida la que crea las condiciones aptas para su propia existencia; el planeta Tierra y su atmósfera son la más sorprendente y hermosa expresión de autoorganización, y es creada, transformada y mantenida por los procesos metabólicos de la biosfera, donde la superficie terrestre como entorno de la vida, es parte de ésta, y donde la misma troposfera es producida y mantenida por ella. La vida hace, conforma y cambia el entorno al que se adapta, el cual a su vez, retroalimenta a la vida que cambia, actúa y crece en él, contemplando la naturaleza viva como conciente e inteligente, sin necesidad de un designio o propósito general y como consecuencia de los bucles de retroalimentación entre los organismos del planeta y su entorno, y que pueden ser formulados con el diseño de modelos de interconectividad no-lineal característica de las redes, conocidas como “sistemas dinámicos”, que son una matemática de relaciones y patrones; de cualidades más que de cantidades y por lo tanto, encarnan el cambio de énfasis característico del pensamiento sistémico: de objetos a relaciones, de cantidad a cualidad, de substancia a patrón, Capra (1979, 1998). Lejos de ser una maquina, la naturaleza en general se asemeja mucho más a la condición humana: impredecible, sensible al mundo exterior, influenciable por pequeñas fluctuaciones. En el mundo de los sistemas disipativos, la historia juega un papel importante, con futuro incierto que está en el corazón de la creatividad; donde según Prigogine (1980, 1984, 1989, 1997), el mundo que percibimos afuera y el que vemos adentro, convergen.

El modelaje de la naturaleza, elude todo modelaje mecanicista, con lo que reconocemos que la naturaleza que incluye la mayor parte del mundo real, es inexorablemente no-lineal, dominando el mundo inanimado y constituye un aspecto esencial de los patrones en red, donde simples ecuaciones deterministas pueden producir una increíble complejidad que supera todo intento de predicción y dar lugar a una insospechada riqueza de manifestaciones y variedad de comportamientos. Donde un comportamiento aleatorio y caótico puede dar lugar a estructuras ordenadas y a hermosos patrones de manifestación, que se presentan en un espacio matemático abstracto llamado “espacio de fases”, en el cual un solo punto puede describir el sistema completo, y donde los atractores pueden aparecer y desaparecer súbitamente y los puntos críticos de estabilidad denominados puntos de bifurcación, que se clasifican topológicamente (como hiciera Rene Thom (1972) en su teoría de catástrofes) se encaminan en una nueva dirección. Poincare (1899) usaba los conceptos topológicos para analizar las características cualitativas de problemas dinámicos complejos. Las matemáticas visuales de Poincare es una geometría de una nueva especie (topología), en la que todas las longitudes, ángulos y áreas pueden ser distorsionadas a voluntad; unas matemáticas de patrones inmutables e invariantes y de relaciones.

La ciencia del caos se ha convertido en una disciplina que se está comenzando a aplicar a terrenos tan dispares como física, biología, astronomía, economía, medicina, neurofisiología, diseño artístico o meteorología, tratándose de una nueva aportación de la ciencia a la visión holística del universo.

En la naturaleza, según Schroeder (1991), una misteriosa clase de caos parece acechar detrás de cada fachada de orden, sin embargo también encontramos en lo más profundo del caos el acecho de un género de orden aun más misterioso, donde en medio del océano universal del caos, y de la auto-organización, surgen brotes de orden y ningún ejemplo ilustra mejor este proceso que nuestra propia Tierra. No existe en el sistema solar, y tal vez en el resto del universo, un lugar donde las condiciones para la vida se hayan desarrollado en un equilibrio tan exquisito. Nuestro planeta está lo suficientemente alejado del centro de la galaxia como para poder ignorar las catástrofes cósmicas que allí se producen, manteniéndose a la distancia necesaria del sol para evitar ser abrasado o congelado. Si tuviésemos un tamaño menor la débil gravedad sería incapaz de retener la atmósfera, y con un tamaño mayor se habrían retenido todos los gases incluyendo aquellos que son letales (amoniaco e hidrógeno). Poseemos la suficiente agua para que, con su alta estabilidad térmica sin importar los cambios bruscos de temperatura, haya servido de cálida incubadora para que se desarrollaran los primeros y débiles procesos vitales. Hay abundante oxígeno que permite a los organismos vivos (motores de combustión lenta) moverse y reproducirse, así como energía sobrante de nuestra estrella, el sol. Poseemos una capa de ozono que nos protege de los esterilizadores rayos ultravioleta y un campo magnético que intercepta la mayor parte de la destructora radiación cósmica. Tenemos reservas de carbono, gas y petróleo, y se ha alcanzado un equilibrio tal entre la materia inanimada y los sistemas biológicos que ha podido establecerse un ciclo cerrado que ha funcionado a la perfección hasta que el hombre vino a perturbarlo.

Pero la Tierra tiene aún los suficientes recursos para reestablecer y mantener el equilibrio, siempre que no traspasemos los límites de su capacidad. Tanto ahora como en la historia de la Tierra, su climatología y su química parecen haber sido en todo momento las óptimas para el desarrollo de la vida. Que todo esto se deba a la casualidad es algo muy difícil de creer, sin embargo es una improbabilidad que se ha concretado en nuestro planeta; entidad compleja que comprende el suelo, océanos, atmósfera y biósfera, conjunto que constituye un sistema cibernético autoajustado por retroalimentación que se encarga de mantener en el planeta un entorno física y químicamente óptimo para la vida. Toda la biomasa del planeta, junto con la atmósfera, océanos y continentes, forma un sistema complejo que tiene todas las formas típicas de la autoorganización. Persiste en un notable estado de desequilibrio químico y termodinámico y puede regular el ambiente planetario a través de una gran variedad de procesos que le permiten mantener las condiciones óptimas para la evolución de la vida.

Aspectos similares de autoregulación se observan también en la composición química de la atmósfera, en las plantas y los animales. Sus propiedades y actividades no pueden ser previstas por la suma de sus partes, sus numerosas vías de comunicación son altamente complejas y no lineales, su forma ha evolucionado durante miles de millones de años y sigue evolucionando.

CONCLUSIONES

Durante mucho tiempo, las distintas ciencias actuaban de modo independiente, cada una en su esfera, sin intercambios, sin aparente contacto. En vez de ampliar sus horizontes y de encontrarse en sus fronteras, sus disciplinas se especializaban cada vez más, reducían sus intereses, se concentraban cada vez en campos más estrechos de la realidad. Actualmente, gracias a la acumulación de los conocimientos, las ciencias están en condiciones de realizar su unión; yuxtaponiendo los logros de las distintas disciplinas se puede establecer un vasto panorama del conocimiento, cuyos acontecimientos ponen en relación y actúan unos con otros como consecuencia de dichas disciplinas.

Oímos con frecuencia que el hombre no puede ya cubrir un campo suficientemente amplio de investigación y que hay demasiada especialización limitada, por lo que es necesario un enfoque más sencillo y unificado de los problemas científicos; necesitamos practicantes de la ciencia, no de una ciencia; en una palabra, necesitamos científicos generalistas. Es cierto que la ciencia contiene también un movimiento hacia la síntesis y hacia el descubrimiento de contextos más amplios y leyes más generales, pero la actitud predominante ha sido la de poner mayor énfasis en el análisis y en separar los factores clave de cada situación. Los científicos tienen la esperanza de que esto les permitirá extender de manera indefinida su capacidad de predecir y controlar las cosas. Al concentrarnos en este tipo de análisis y dividir constantemente los problemas en distintas áreas especializadas, vamos ignorando el contexto más amplio que da a las cosas su unidad. Investigadores en campos muy diversos han descubierto independientemente conceptos generales muy similares.

Semejantes correspondencias son tanto más significativas cuanto que se fundan en hechos totalmente diferentes. Quienes las crearon partieron de filosofías encontradas, y aun así llegaron a conclusiones notablemente parecidas. Así concebidos, los estudios integrados demostrarían ser parte esencial de la búsqueda de comprensión de la realidad. Vistas las cosas de este modo, la teoría general de sistemas sería un importante auxilio a la síntesis interdisciplinaria y la educación integrada.

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