Abril 2017
Abril 2017
CIENCIA, PREDICCIÓN Y ENTENDIMIENTO EN EL MUNDO MODERNO DE LA
COMPLEJIDAD II
Walter Ritter Ortíz
Sección de Bioclimatología, Centro de Ciencias de la Atmósfera, UNAM. Circuito Exterior de Ciudad Universitaria, Del. Coyoacán, México, D. F., C. P. 04510. walter@atmosfera.unam.mx
INTRODUCCIÓN
Cada vez, un mayor número de científicos percibe que un nuevo paradigma está tomando forma y esto puede afirmarse no sólo a nivel de los fenómenos macroscópicos, sino también a nivel microscópico y, en la vasta escala de la cosmología moderna.
En los últimos 300 años, la ciencia ha estado dominada por el paradigma cartesiano-newtoniano, donde las disciplinas científicas describen al universo como un sistema mecánico de infinita complejidad, en el que interactúan partículas aisladas y objetos separados.
Donde la materia es algo sólido, inerte, pasiva e inconsciente.
La vida, la conciencia y la inteligencia creadora, son accidentes no significativos derivados del desarrollo de la materia, que emergieron luego de que ésta evolucionara durante millones de años en forma mecánica y aleatoria y, sólo en una porción insignificante de un universo inmenso.
La descripción del mundo de Newton es rigurosamente determinista; en ella, el futuro y el pasado pueden construirse, si se proporciona suficiente información.
Una vez dadas las condiciones en cualquier coordenada del espacio-tiempo, puede calcularse toda la historia y el futuro del universo.
Se carece inherentemente de la capacidad de explicar muchas clases de procesos irreversibles.
Este universo se asemeja a una gigantesca súper máquina, gobernada por cadenas lineales de causas y efectos y es estrictamente determinista; donde una de las piedras angulares es la premisa de que si conociéramos todos los factores que operan en el presente, se podría reconstruir con exactitud cualquier situación del pasado o, predecir cualquier suceso del futuro; lo cual no puede ser demostrado científicamente ya que la misma complejidad del universo impide su verificación práctica.
El modelo mecanicista del universo tuvo tanto éxito en sus aplicaciones tecnológicas prácticas, que pasó a ser el prototipo ideal del pensamiento científico.
Pese a su gran prestigio, el paradigma mecanicista se ha convertido en un verdadero obstáculo que impide seriamente una mayor evolución del saber humano.
El desarrollo de la física del siglo XX ha puesto en tela de juicio y trascendido, cada uno de los postulados del modelo cartesiano-newtoniano.
Sorprendentes exploraciones del macro y micromundo, han creado una imagen de la realidad que es enteramente distinta de la ciencia mecanicista.
La relatividad general substituye a la física newtoniana a una escala cosmológica, pero en el reino de las partículas elementales, átomos y moléculas, la teoría cuántica es la que la substituye.
El mundo cuántico y el relativista están llenos de problemas y paradojas.
La ecuación de Schroedinger, se acepta como base de una mecánica nueva, fundamental, en la cual la interpretación de Born significaba que, en lugar de predecir exactamente los fenómenos a nivel atómico o subatómico, solamente se puede hablar de probabilidades de que ocurran.
La interpretación de la función de onda, comúnmente aceptada, mina el concepto de causalidad, noción con siglos de antigüedad que unía la causa al efecto.
El mundo que se observa parece independientemente real, pero sin embargo, está suspendido sobre un mundo microscópico irreal.
De la interpretación de la mecánica cuántica, existe un número infinito de posibles resultados, de los cuales justamente uno se hace realidad, cuando estalla la función de onda.
La visión de Einstein, de una realidad determinista plenamente descrita por la ciencia, es una quimera engañosa provocada por nuestros puntos de vista basados en el sentido común.
El universo de la física moderna, no es un mecanismo de relojería, sino una red amplificada de sucesos y relaciones.
Es posible así observar analogías, desplazamientos y correspondencias.
Actualmente, la biología ya no es un modelo físico en el sentido de la antigua mecánica.
Después de inspirarse en la mecánica, la física y la química, basados en modelos geométricos, toma ahora elementos, inspirada en el modelo termodinámico y en la teoría de la información.
La visión cuántico-relativista, formula las críticas más convenientes y radicales a la cosmovisión mecanicista; pero también otras ciencias, han inspirado importantes revisiones, sobre todo por los avances de la cibernética y la teoría general de sistemas y la teoría de los tipos lógicos.
Uno de los logros más destacados de la filosofía de la ciencia, es la aceptación del hecho de que las teorías científicas no son otra cosa que modelos conceptuales destinados a ordenar datos, que en un momento determinado se tienen acerca de la realidad.
Son sólo aproximaciones útiles a la realidad y, no deben ser confundidos con una descripción correcta de la realidad misma.
Confundirlas representa una violación al pensamiento científico.
Dado que siempre es posible formular más de una teoría que dé cuenta de los datos disponibles, el problema consiste en hallar una, que sea lo bastante amplia para incorporar las premisas básicas de la filosofía.
Complementariedad, es aquel orden que supone que las partes encajan en un todo y que el todo requiere de las partes:
El cosmos evoluciona según leyes que son válidas universalmente y que por tanto, generan una armonía universal.
Existe un orden en la creación, donde el mundo de la materia y el de la vida, están gobernados por las mismas leyes universales; aunque el común de los mortales sólo puede percibir la creación bajo la forma de sistemas restringidos.
Las nuevas ciencias de los sistemas fuera del estado de equilibrio, dan una visión nueva de la naturaleza de la realidad, donde el hombre y la sociedad forman parte de la evolución.
Estos sistemas se desenvuelven tanto en el mundo físico como en el biológico y el social.
La manera en que los sistemas dinámicos responden a los cambios desestabilizadores de su medio, es de la mayor importancia para entender la dinámica de la evolución en los diversos dominios en la naturaleza.
Es así imperativo, que el planeta Tierra sea considerado como una unidad por parte de estadistas, tecnólogos, meteorólogos, biólogos y sociólogos y, sea administrado como un sistema ecológico integrado.
La pérdida de diversidad, aumento de entropía y súper especialización, significan asimismo pérdida de la cultura interdisciplinaria y fragmentación del saber.
Los estudios geológicos, meteorológicos, ecológicos, oceanográficos y biológicos en general, han hecho ahora evidente y con gran claridad, que la vida de cada organismo en particular, es parte de un proceso a gran escala que involucra el metabolismo de todo el planeta.
La actividad biológica, es una propiedad planetaria, una continua interacción de atmósfera, océanos, plantas, animales, microorganismos, moléculas, energía y materia, que forman un todo global.
El papel de cada uno de estos componentes es esencial para el mantenimiento de la vida.
El ambiente y los organismos vivientes están ligados entre sí y son inseparables de la única unidad de procesos planetarios.
La Tierra y el hombre son dos complementarios de un sistema cibernético, donde cada uno modifica al otro en un continuo acto de creación.
Ecología es lo mismo que termodinámica y, tanto las leyes termodinámicas en la física como en la biología, reinan de manera suprema y absoluta.
La concepción de entropía debe considerarse como la más grande contribución del siglo XIX, al pensamiento científico.
Cada día es más común y frecuente expresar manifestaciones de relación entre diferentes ramas de la ciencia.
Es necesario recrear las condiciones para una recomposición de la unidad de la ciencia, favoreciendo la investigación interdisciplinaria.
Cuanto más se especializa y se profundizan los conocimientos en un determinado campo, tanto más se corre el peligro de equivocarse, porque llegan a faltar las correlaciones entre los varios sistemas y las varias ciencias.
Cuanto más distancia exista entre las ciencias, tanto más se corre el riesgo de equivocarse por superficialidad.
Biólogos destacados han permitido superar el viejo mecanismo del siglo XIX y situar el lugar de la creatividad y del azar en el proceso de estudio y análisis de los problemas.
En el ajuste de los parámetros que condicionan el comportamiento de la materia, se llega al equilibrio autocontrolado, que hace eficaz la acción azarosa, de lo cual surge lo nuevo y lo inédito.
La vieja hipótesis “mecanicista” se derrumba: no podemos conocer el futuro porque se alberga insuficiente información.
Por lo mismo del limitado conocimiento sobre la naturaleza, se hace imposible predecir el futuro; si todo fuera predecible, no habría distinción entre pasado y futuro: no habría tiempo real.
Precisamente hay tiempo real en la medida en que no todo está predeterminado a priori, en la medida en que hay indeterminismo; en la medida en que el futuro es, a cada instante impredecible, puesto que la información es siempre limitada.
El nuevo paradigma destaca la importancia de lo aleatorio, de lo irreversible, el carácter creativo de la naturaleza misma: un poco en concordancia con la idea de una autoorganización espontánea.
En la mayoría de los casos, los cambios inducidos por el ambiente no pueden predecirse con absoluta certeza, sino que tienden más bien a ser probabilísticos, es decir, estadísticamente predecibles únicamente dentro de ciertos límites.
Además, se puede decir que no existe un mecanismo único que pueda explicar los cambios observados, ya que cualquiera de ellos refleja más bien, la totalidad de las respuestas de todas las partes. No hay un mecanismo único fundamental al cual puedan ser reducidas las respuestas y en virtud del cual puedan explicarse.
En los niveles más fundamentales, todos los efectos reflejan el estado de la totalidad y, en última instancia, en un nivel en que trascienden los conceptos tradicionales de causalidad.
Las propiedades de los modelos básicos, sólo pueden entenderse dentro de un contexto dinámico, en términos de movimiento, interacción y transformación.
Nunca se puede saber de antemano cuándo ni cómo van a ocurrir estos fenómenos. Sólo se puede predecir la probabilidad de que lo hagan, lo cual no significa que actúen de forma arbitraria, sino que los originan causas limitadas.
El comportamiento de una parte, está determinada por las conexiones ilimitadas que ésta tiene con el conjunto y, puesto que es imposible saber con precisión cuáles son estas conexiones, hay que reemplazar la visión clásica y parcial de causa y efecto, por un concepto más amplio de causalidad.
La ciencia no sería posible si no se pudiera proceder en etapas parciales. Aunque habitamos en un universo repleto de sistemas complejos, somos capaces de filtrar una amplia gama de procesos físicos que son predecibles y matemáticamente tratables.
Las que se creían leyes independientes, muchas veces resultan estar relacionadas entre sí, por lo que es de esperarse que un día no lejano, la convergencia entre ellas se conseguirá por completo y se llegará a una descripción perfectamente unificada, de todas las leyes de la naturaleza.
Es difícil que la mente humana pueda clasificar y comprender todos los tipos diferentes de complejidad que se producen en los grandes sistemas, sin embargo, los avances en las matemáticas nos brinda ciertas perspectivas de comprensión.
Las leyes de la naturaleza son consideradas como leyes estadísticas, donde las probabilidades de que ocurran ciertos fenómenos están determinadas por la dinámica de todo el sistema: es el todo lo que determina el comportamiento de las partes.
A menos que aprendamos a considerar las totalidades y apreciemos la tendencia de la naturaleza hacia formas de organización cada vez más elevadas, no seremos capaces de encontrar un sentido a los descubrimientos científicos que vayan teniendo lugar en el futuro.
La globalidad es una característica fundamental del universo, producto de la tendencia de la naturaleza a sintetizar.
El holismo, es auto-creador y sus estructuras finales son más holísticas que las estructuras iniciales.
Esas totalidades y esas uniones, son dinámicas, evolutivas y creativas y tienden hacia niveles de complejidad e integración cada vez más elevados.
El análisis de sistemas ocupa un lugar importante en el pensamiento científico tecnológico.
Se trata de un esfuerzo de aprehensión totalizadora del conjunto de los fenómenos, con el fin de sistematizar su dominio y, más particularmente, organizar el conocimiento en función de un objetivo.
Todas las variantes del análisis sistemático tienen una meta común: la integración de los diferentes campos científicos, por medio de una metodología unificada de conceptualización.
En cuanto al aspecto teórico, los biólogos han formulado una aproximación sistemática, con objeto de superar la alternativa mecánico-vitalista que hace años estaba en pleno apogeo.
Los matemáticos hicieron de ella un modelo, porque ofrecía más allá del punto de vista de las organizaciones complejas, posibilidades de operatividad, por lo que sedujo a científicos y tecnócratas e influyó con su filosofía social.
Proporcionó a los científicos un modelo general y unificado de representación del mundo, ya se tratara de disciplinas como la biología o de las ciencias exactas en general.
Se trata de un modelo puramente analógico y de un simple vocabulario, que permita abordar, sin transición, la máquina o el organismo, la vida biológica o la vida social.
Dejando de lado los modelos orgánicos y mecánicos, considerados inapropiados para el análisis de los sistemas sociales, se vuelve hacia los principios cibernéticos de control.
Toma de la teoría de la información y de la teoría de los juegos y sus conceptos y de la biología, su metafísica y su filosofía social.
La naturaleza no puede ser reducida a entidades fundamentales, ya que el mundo no puede ser comprendido como un ensamblaje de entidades que no pueden desglosarse más.
En la nueva visión del mundo, 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 interacciones mutuas determinan la estructura de todo el entramado y, como consecuencia, se debe abandonar otra idea que ha sido parte esencial de la ciencia natural durante cientos de años.
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 auto-consistencia.
Desde hace tiempo se sabe que vivimos en un mundo pluralista, en el que tienen lugar tanto fenómenos deterministas como estocásticos.
Es un mundo de inestabilidades y fluctuaciones y, éstas son en última instancia, las responsables de la sorprendente variedad y riqueza de formas y estructuras que se observan en la naturaleza alrededor nuestro.
El problema de la complejidad, desde el punto de vista de la moderna teoría de los sistemas dinámicos, sirve para discutir algunos mecanismos gracias a los cuales, los sistemas no lineales, sacados del equilibrio, pueden generar inestabilidades que, a su vez, dan lugar a bifurcaciones y ruptura de simetría.
Los fenómenos complejos que aparece en el marco de sistemas físico químicos y biológicos, así cómo en el mundo microscópico, conducen a una serie de conceptos tales como: no equilibrio, estabilidad, bifurcación y, orden de gran escala.
El pensamiento complejo aspira al conocimiento multidimensional, pero sabe, desde el principio, que la totalidad implica el reconocimiento de un principio de incompletitud y de incertidumbre.
Lo simple no existe; sólo existe lo simplificado, por lo que lo complejo debe concebirse cómo elemento primario de la naturaleza.
El cosmos es un proceso de desintegración y al mismo tiempo de organización. Y la vida no es una sustancia sino un fenómeno de auto-eco-organización extraordinariamente complejo que produce autonomía.
Con Wienner y Ashby, la complejidad entra en escena en la ciencia; con Von Neumann, el concepto de complejidad aparece enlazado con los fenómenos de autoorganización.
El organicismo quiso ver en la sociedad una analogía del organismo animal, investigando las equivalencias entre vida biológica y vida social; sin embargo, la autoorganización está más allá de las posibilidades de la cibernética, teoría de sistemas y teoría de la información.
El mayor de todos los logros de la ciencia del siglo XX, ha sido del descubrimiento de la ignorancia humana.
La fuente principal de nuestra ignorancia, es el hecho de que nuestro conocimiento sea finito, mientras que nuestra ignorancia, es necesariamente infinita.
Si se dedicará una página para describir a cada sistema estelar de la Vía Láctea, se obtendría un volumen de tal tamaño, que tan sólo ojearlo utilizando un segundo por página nos tomaría en total más de 10,000 años y hay más de 100,000 millones de galaxias.
No hay y no habrá nunca una descripción científica completa y comprensiva del universo, cuya validez pueda demostrarse.
La idea de una “ciencia última” que describa objetivamente la realidad, es incluso contradictoria. Toda observación es relativa al punto de vista del observador (Einstein);
Toda observación afecta el fenómeno observado (Heissenberg);
Ningún sistema puede probar los axiomas en que se basa (Godel);
Sólo lograríamos saber algo del mundo en su totalidad si pudiéramos salir fuera de él (Wittgenstein).
Ninguna observación posee valor absoluto (Stapp).
No se puede preveer que aspecto ofrecerá nuestra tierra después de esta fase de transición.
Sin embargo, está claro que la ciencia será cada día más importante para nuestros esfuerzos por afrontar los retos que se nos plantean, en cuanto a la comprensión y la modificación de la totalidad de nuestro entorno.
Ya desde finales del siglo, aumenta cada vez más el número de los que creen que muchos procesos fundamentales que estructuran la naturaleza son irreversibles y estocásticos, que las leyes deterministas y reversibles no contienen toda la verdad.
Esto nos lleva a una nueva imagen diferente a la concepción mecánica del mundo.
Este cambio es tan fundamental que se puede hablar de un nuevo diálogo entre hombres y naturaleza.
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