Complicado, complejo, diverso, adaptativo

ResearchBlogging.org
No es raro confundir ambos términos, complicado y complejo. Pero son claramente distinguibles. Complicado suele hacer referencia a un alto número de elementos materiales, de objetos. Incluso a una amplia variedad de los mismos. Complejo, en cambio, indica un elevado número de interacciones.

Lo complicado se puede reducir clasificándolo. Incluso podemos retirar una parte de los objetos sin que el sistema pierda calidad de funcionamiento. Lo complejo no. Al menos, no sin consecuencias. Todo el sistema puede cambiar perdiendo una conexión, creando una nueva, fortaleciendo o debilitando las que ya existían. Lo que ocurre es que se requiere tiempo para apreciar los cambios en complejidad, mientras que los cambios en complicación son inmediatamente perceptibles.

Red compleja
Fuente: TIEE

Nuestra ciencia es, en gran parte, un estudio de lo complicado hecho sencillo. No tanto de lo complejo. Porque lo complejo es la parte invisible de los sistemas. Es más fácil percibir a un elefante y a la hierba que la influencia de ese elefante sobre la hierba. Así, tendemos a valorar las cosas por lo complicadas que son, no por su complejidad. A pesar de que en esta última propiedad suela residir una mayor parte del valor y del conocimiento. Y también porque la red de interacciones de un sistema suele sobrevivir a sus miembros. Un elemento puede perderse pero eso no supone un problema siempre que otros puedan suplir la función que ejecutaba. El colapso por pérdida de complicación solo se presenta cuando el ritmo de pérdidas es más alto que el de sustituciones o cuando los desajustes creados por sustituir las interacciones originales por otras similares, aunque no iguales, se acumulan. El colapso por pérdida de complejidad podría suceder desde el primer momento o retardarse en el tiempo.

Y es que el tiempo es muy importante en los sistemas complejos. Es él el que evidencia los procesos, las interacciones no visibles. Pero no un tiempo lineal, no. Más bien un tiempo no lineal en el que aunque ocurran cosas no hay consecuencias durante intervalos muy prolongados; hasta que, de pronto, sucede una brusca transición entre modos de funcionamiento; de uno, con unas interacciones, a otro, con otras.

Los sistema complejos pueden ser automáticos o adaptativos. En los automáticos, los elementos no toman decisiones acerca de qué interacciones activar o no en función del contexto. En los adaptativo sí. Eso implica que debe existir una memoria, una percepción y, si es posible, una capacidad de predicción. La memoria contendrá un mapa de las posibles respuesta y las circunstancias en las que deban ocurrir. La percepción deberá obtener información ambiental o del propio sistema para poder construir buenas decisiones. Por otro lado, la predicción ayuda a que los continuos procesos de toma de decisión sucedan más rápidamente.

Pero en los sistemas complejos adaptativos también juega un papel la diversidad. Gracias a la diversidad las respuestas bruscas que ocurrirían solo con memoria, percepción y predicción se suavizan. Si todos los elementos respondieran en el mismo momento, las fluctuaciones serían mucho más intensas que si cada elemento pone en marcha su respuesta en valores diferentes del estímulo, si cada elemento tiene una sensibilidad distinta.

Ventilación en panal
Fuente: Wausberg en Wikipedia

Eso pusieron de relieve, en su estudio sobre abejas, Julia Jones y su equipo, de la Universidad de Sidney. Buscaban la razón de que la abeja reina tuviera varios apareamientos y de que les fuera mejor a las colmenas más diversas. Y encontraron que, en ese tipo de colmenas, las obreras que no son hermanas muestran distinta sensibilidad a la temperatura. Las colmenas se calientan porque hay individuos que están aleteando constantemente y sus músculos desprenden calor. Y se refrigeran si el aleteo se produce en la entrada y si una parte del enjambre abandona el nido. Y es que la temperatura tiene una incidencia notable sobre el desarrollo de las larvas y sobre los ataques parasitarios que puedan sufrir. En las colmenas menos diversas, el “termostato” es más homogéneo y el control de la temperatura es más inestable, menos fino. En las más diversas hay una puesta en marcha o un apagado gradual y eso hace que las variaciones térmicas sean mucho menores.

Este estudio permite ver a la diversidad como una propiedad importante de los sistemas adaptativos complejos, que suaviza los cambios de funcionamiento que las tomas de decisiones impliquen y estabiliza dichos sistemas.

Jones, J. (2004). Honey Bee Nest Thermoregulation: Diversity Promotes Stability Science, 305 (5682), 402-404 DOI: 10.1126/science.1096340

Densidad no es sólo masa y volumen, también es temperatura

La densidad, ya te lo contaba en “Volumen, masa, densidad… ¡y mucho trabajo!“, algo que depende de dos factores: masa y volumen. O sea, de lo gordos que sean los átomos y de cuántos haya, por un lado, y de lo juntitos que están por otro. Densidad = Masa / Volumen dice la fórmula…

También allí te decía una característica de la densidad: que permite diferenciar una sustancia pura de otra. Porque cada sustancia pura tiene su propia densidad. El oro tiene la suya y ninguna otra tiene la misma que la del oro. Parecida sí, pero la misma no. Y eso sirve para distinguir el oro del resto de las materias.

Otra cosa que te contaba es que un trocito pequeño tenía la misma densidad que un pedazo enorme. ¡Lógico! Un trocito pequeño tiene menos masa, pero también menos volumen. Es lo que en matemáticas se llaman fracciones equivalentes.

Pero…

Pero lo que no te decía allí es que la densidad depende de un tercer factor. De la temperatura.

Es verdad que un trozo de oro tiene siempre la misma densidad que cualquier otro trozo de oro. Sin duda. Te lo dije y es cierto. Pero sólo si los dos están a la misma temperatura. Y es que si una sustancia se calienta, sus átomos (o sus moléculas) vibran más. Y si vibran más, si se mueven más, ocupan más espacio. Si aumenta la temperatura son los mismos átomos en más volumen. Como el volumen es un número que está dividiendo, al hacerse más grande la densidad se hace más pequeña (eso son matemáticas sencillitas, ¿eh?).

Volcán
Fuente: Rincón del Vago

O sea. Que el oro caliente tiene menos densidad que el oro frío.

¿Tiene eso importancia? Creo que sí, mucha. P.ej., para explicar un volcán. Y es que si la roca del interior de la Tierra se calienta, su densidad disminuye (lógico, ya te decía; tiene los mismos átomos repartidos en mucho más espacio). Y si su densidad disminuye, tiende a flotar sobre el resto de la roca, más fría, más densa. ¿Que no puede salir? Pues acumula calor, y calor, y calor, hasta que rompe la roca fría, densa, y escapa violentamente.

¿Que eso no te parece suficientemente importante? Pues a ver esto. Como hay regiones del manto terrestre que están más calientes que otras, tienden a flotar, a subir. Cuando están arriba se enfrían y entonces vuelven a bajar. Porque se hacen más densas. Abajo se vuelven a calentar y otra vez suben. Arriban sueltan calor y otra vez bajan. Y ese es el motor que agita las placas tectónicas de un lado a otro, haciéndolas chocar o separarse. Lo cual, por cierto, levanta montañas o abre océanos.

Mmmm… Sí, sí, creo que la influencia de la temperatura en la densidad tiene que ver con nuestra vida. Mucho.

Bueno… éste ha sido un post con un pelín de matemáticas. Fracciones equivalentes por un lado. Y qué le ocurre a una fracción cuando el denominador se hace más grande. ¿Te ha sido difícil? Espero que no… Con ese pelín de matemáticas puedes comprender mucho del relieve terrestre.