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Los Sistemas Complejos.

Los sistemas complejos son aquellos en los cuales sucede que a estados iniciales similares, no les suceden estados finales similares.

  El siguiente es un resumen de Capítulo 1.1. ¿Qué es la complejidad?, del libro “La estructura de lo complejo[i].

  La complejidad o la complicación son conceptos que provienen de nuestro lenguaje cotidiano. Los hemos utilizado desde niños en los contextos más diversos, si bien teníamos al hacerlo siempre la sensación de que la complejidad está referida, de algún modo, a las diversas manifestaciones de la vida. De este modo, en los manuales tradicionales de física los fenómenos como la caída libre de los cuerpos bajo la acción de la gravedad o el movimiento del péndulo aparecen para la mayoría de nosotros como fenómenos fundamentalmente “sencillos”. Por el contrario, cada uno de nosotros asentiría de inmediato a la afirmación de que nuestro sistema económico, el lenguaje, el cerebro de los mamíferos o también la más discreta de las bacterias constituyen “sistemas complejos”.

Sin embargo, qué podemos predecir acerca de un centímetro cúbico de un gas o de un fluido, por ejemplo de agua? A1 igual que en los ejemplos anteriores, nos encontramos frente a sistemas con un gran número de elementos interactivos (las moléculas). Es difícil imaginarse la magnitud de ese número. De los fundamentos de la química sabemos que cada mol de un gas, sometido a una presión de 760 mm de mercurio y a una temperatura de 0 ºC, contiene 6,025 x 10²³ moléculas (número de Avogadro). Esto da un número de 10¹⁹ o 10.000 millones por 1.000 millones de moléculas, comprimidas en un centímetro cúbico, que vuelan en todas las direcciones imaginables y que chocan entre sí sin descanso (Figura 1.1a).

¿Es suficiente esto como para calificar al sistema de “complejo”? A pesar de los impresionantes números mencionados más arriba nuestra intuición nos dice que la respuesta a esta pregunta debería ser no, dado que falta cualquier actividad, forma o dinámica coordinada. De hecho más bien nos inclinaríamos a considerar un sistema como este como prototipo de comportamiento desordenado y errático. Los físicos lo designan con frecuencia con el nombre de caos molecular en el que el movimiento de las moléculas se produce de forma incoherente, ya que éstas ya no perciben nada unas de las otras a distancias superiores a un par de ángstrom (1 ángstrom = 1 Aº equivale a la cienmillonésima parte de un centímetro). Este hecho se debe, nuevamente, a una propiedad fundamental de las fuerzas de interacción entre las moléculas en estos y otros sistemas que aparecen en la naturaleza: se trata de su corto alcance.  

Supongamos que ese centímetro cúbico de agua se somete a las condiciones de una tormenta invernal. En estas condiciones se obtiene un maravilloso copo de nieve (figura 1.16) con su forma característica de dendrita. Ahora, al contemplar esta inimitable obra de arte de la naturaleza, estamos en mejor disposición para hablar de complejidad. Vemos que el mismo sistema puede aparecer bajo aspectos muy distintos, que evocan en nosotros, por un lado, la sensación de la “simplicidad” y, por el otro, la impresión de la “complejidad”.

Este ejemplo nos da una impresionante lección: es más realista, por lo menos no tan impreciso, hablar de comportamiento complejo en lugar de referirnos a sistemas complejos. El estudio de este tipo de comportamiento esperemos que nos permita descubrir algunas características de distintas clases de sistemas y nos conducirá a una comprensión adecuada de lo complejo.