Sobre los posibles estados de un sistema

Como hemos discutido en el capítulo precedente, la noción de complejidad tiene un vinculo importante con las interacciones que tienen lugar entre los elementos basales, las cuales dan lugar a una variedad de fenómenos interesantes, inesperados emergentes, cuya característica principal es la multiplicidad de posibles estados finales del sistema. Notar que esto lleva entonces a la aparición de diferentes niveles de interacción y posible modelamiento (lo usualmente llamado “Coarse-grained modeling” [Levitt y Warshel, 1975; Ingólfsson et al., 2014].

Contrariamente a los fenómenos físicos elementales como la caída libre de un objeto bajo el efecto de la gravedad en un sistema (clásico) newtoniano de dos cuerpos, los sistemas complejos manifiestan una variedad de soluciones, la cual, como se mencionó anteriormente, son producto de la no-linealidad inherente proveniente de las interacciones entre las entidades en un determinado nivel (usualmente un nivel inferior de interacción de donde son reportadas propiedades emergentes del sistema). Entonces, como resultado de esta variedad de estados posibles, el sistema está posibilitado con la “capacidad” de cambiar entre las diferentes soluciones posibles, no solo via fluctuaciones térmicas sino que también por condiciones externas al sistema. De esta manera, y por lo tanto, puede explorar y adaptarse, o aún más, dicho de una manera un poco más general, de evolucionar. Algo muy interesante desde el punto de vista filosófico que involucra discusiones que llevan a conceptos como causación, pero que no trataremos en este trabajo, es la co-evolución, o, como lo han discutido P. Godfrey-Smith y sus colaboradores, la “construcción de nicho” [Godfrey-Smith, 2000;

Laland et al., 2014].

Podemos mencionar que este proceso puede manifestarse de al menos dos formas diferentes: una de ellas es la aparición de rasgos globales, dentro de un sistema compuesto de muchas entidades, o muchos agentes, como es usualmente utilizado en la literatura actual [Kilicay y Dagli, 2003]. Estos, abarcan el sistema en su conjunto y cambian dependiendo de las condiciones internas (incluidas las fluctuaciones) o externas (condiciones de contorno, intercambio de materia y/o energía, etc.), que no puede reducirse a las propiedades de las partes constituyentes y pueden calificarse como "inesperados" o emergentes. Por su carácter no reduccionista, la aparición tiene que ver con la creación y el mantenimiento de estructuras jerárquicas en las que el desorden y la aleatoriedad que inevitablemente existen en el nivel local son, de alguna manera, controlados por niveles superiores de organización (o niveles macro de interacción que pueden ser entendidos mediante no-linealidades de largo alcance, tanto temporal como espacial), resultando en estados de orden y coherencia que involucran a todo el sistema.

En la literatura actual, se ha utilizado muy frecuentemente para este tipo de proceso el concepto de auto-organización. Es así que creemos que en la investigación de los comportamientos dinámicos de los sistemas compuestos de muchos elementos, se puede apreciar un alejamiento de la perspectiva reduccionista en la que se tratan de anticipar las características del todo en términos de las interacciones de las partes, hacia una perspectiva emergentista sobre la base de los fenómenos de auto- organización que son fruto de las múltiples macroestados que el sistema puede presentar frente a las condiciones de contorno e iniciales a las que las partes han sido

expuestas. En palaras de Gallagher (2011): “…un nuevo énfasis en la neurociencia y el conexionismo, que desafió la ortodoxia computacional prevaleciente mediante la introducción de un enfoque basado en sistemas dinámicos no lineales. Con esta formulación hubo un cambio de énfasis en el reduccionismo, al menos en algunos círculos, a un énfasis en la noción de emergencia y autoorganización. La pregunta era cómo surgieron las estructuras personales de nivel superior de los procesos subpersonales y autoorganizativos de menor nivel”. Ejemplos clásicos de este comportamiento son los sistemas biológicos.

Desde el punto de vista histórico y filosófico, existe una extensa literatura que enriquece el entendimiento y discusión en estos sistemas. Resulta oportuno mencionar los aportes en esta materia, los cuales usualmente convergen a los conceptos introducidos por Campbell (1974). Recordemos sin embargo que los efectos no- lineales están omnipresentes en la naturaleza a todo nivel de observación. Los fenómenos físico-químicos de escala macroscópica están íntimamente relacionados con la presencia de procesos de retroalimentación, por lo que la ocurrencia de un dado proceso o interacción afecta (positiva o negativamente) la forma en que el mismo se desarrollará en el tiempo. Así, los así llamados feedback-loops son conceptos también importantes en las interacciones discutidas aquí.

La otra manera que podemos mencionar referida a los cambios y evolución de soluciones, es el entrelazamiento, dentro del mismo fenómeno, de regularidades a gran escala y de elementos dinámicos que ocurren con cierto grado de sorpresa (debido a la multiplicidad de soluciones mencionada), en forma de eventos evolutivos

aparentemente erráticos4.

A través de esta coexistencia de orden y desorden el observador está obligado a concluir que el proceso está fuera de control, no solo de manera temporal, ya que estos efectos pueden estar presentes en distintas zonas espaciales a la vez. Esto a su vez plantea la cuestión de la posibilidad (o no) de predecir su comportamiento a largo plazo, que obviamente desde el punto de vista epistémico es de extrema relevancia. Los ejemplos clásicos (i.e. no cuánticos) son proporcionados, entre otros, en sistemas donde la variedad de soluciones viene dada por la presencia de caos espacio-temporal [Agazzi y Montecucco, 2002], también mencionados en el capítulo anterior.

Usted, lectora atenta, notará inmediatamente que si las posibles causas subyacentes, o las interacciones de bajo nivel, resultaran en simples interacciones de proporcionalidad, o dicho de una manera un poco más técnica, en relaciones lineales, no habría entonces lugar para la multiplicidad de estados o soluciones que el sistema puede explorar. La no linealidad es, pues, una condición necesaria para la complejidad y, a este respecto, la ciencia no lineal proporciona un marco natural para una descripción sistemática de las propiedades antes mencionadas y para clasificar escenarios (auto) evolutivos genéricos.