Teoría del caos: definición, historia y ejemplos

Definición de la teoría del caos

¿Alguna vez has pensado que el mundo es un lugar caótico? Cuando pensamos en el caos, podríamos pensar en una multitud desordenada o en un motín. Pero hay otro uso de la palabra ‘caos’ y, de hecho, hay una rama de la ciencia y las matemáticas dedicada específicamente a estudiar el caos. Se llama teoría del caos y es la ciencia de lidiar con fenómenos no lineales y difíciles de controlar en nuestro mundo.

La teoría del caos nos ayuda a comprender el comportamiento complicado o los sucesos naturales y estudia sistemas grandes y complejos . Para nuestros propósitos aquí, piense en un sistema complejo como escenarios o eventos que tienen muchos, muchos componentes que los hacen bastante difíciles de entender.

En cierto modo, ¡la teoría del caos está destinada a ayudarnos a estudiar las sorpresas! Ahora bien, esto puede parecer gracioso porque ¿cómo puedes estudiar algo que no esperas? Intentemos averiguar de qué están hablando los teóricos del caos.

Principios de la teoría del caos

La teoría del caos tiene algunos principios importantes, comenzando con uno del que probablemente hayas oído hablar: el efecto mariposa . Este principio sugiere que la causa de un tifón frente a las costas de Japón se remonta a una mariposa que agita sus alas en México. Según el efecto mariposa, si la mariposa nunca hubiera batido sus alas, el tifón no habría sucedido. Otra forma de decirlo es que las condiciones iniciales son extremadamente importantes y tienen un gran impacto en el resultado de las cosas. Algo pequeño al principio (una mariposa batiendo sus alas) conduce a algo mayor (un tifón) al final.

Otro principio importante de la teoría del caos es la imprevisibilidad . Básicamente, nunca podremos conocer todos los eventos iniciales de un sistema complejo. Esto significa que el resultado final de un evento nunca se conoce realmente. No podemos predecir con precisión la mayoría de las cosas porque incluso los errores o descuidos muy pequeños podrían cambiar el resultado.

Historia de la teoría del caos

La teoría del caos es un trabajo extenso y complicado y su historia, como corresponde, no es exactamente lineal. Pero, hablemos de algunos de los primeros trabajos que fueron más importantes para el desarrollo de la teoría del caos.

A principios del siglo XX, un matemático francés de nombre Henri Poincaré comenzó a estudiar las órbitas del sistema solar.

Henri Poincaré

Los primeros trabajos sobre el sistema solar, como el realizado por el físico Newton, habían desarrollado ecuaciones agradables y ordenadas que mostraban las formas en que funcionaban las órbitas. Curioso, Poincaré decidió ver qué pasaría si agregaba más elementos a estas ecuaciones.

Cuando Poincaré cambió el punto de partida inicial de algunas de las órbitas del sistema solar, ¡encontró resultados muy diferentes! Poincaré descubrió que incluso cambios muy pequeños en las ecuaciones iniciales hacían casi imposible predecir cómo podrían funcionar las órbitas. Este descubrimiento de Poincaré llevó a la gente a referirse a él como el padre de la teoría del caos .

Entonces, la invención de la computadora realmente impulsó la teoría del caos hacia adelante. En la década de 1960, un científico llamado Ed Lorenz, que trabajaba en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), desarrolló un programa informático basado en fórmulas matemáticas complejas que generaban patrones climáticos. Lorenz generó una serie de variables que pensó que podrían predecir los patrones climáticos. Después de unos meses, Lorenz decidió que quería volver a ver los patrones climáticos. Entonces, volvió a ingresar todos los datos, ¡pero obtuvo resultados muy diferentes! ¿Qué ha pasado?

¡Había cometido un error decimal al volver a introducir los valores! Descubrió que esto afectó dramáticamente los patrones que generaba la computadora. Ambos ejemplos diferentes respaldan lo que mencionamos al principio de la lección sobre las condiciones iniciales: de hecho, cambiar algo al principio, aunque sea muy pequeño, conduce a resultados muy diferentes.

Debido a que los científicos se habían centrado en formas lineales de pensar sobre los problemas, los sistemas complejos se habían estudiado poco. Los sistemas no lineales , como los patrones climáticos, son mucho más complicados y requieren nuevas formas de pensar. Entonces, gracias a los primeros trabajos de Poincaré sobre órbitas y al trabajo de Lorenz en la computadora, matemáticos, físicos y filósofos comenzaron a trabajar más en el campo de la teoría del caos.

Ejemplos de teoría del caos

En general, la teoría del caos se ocupa de cosas que son imposibles o muy difíciles de controlar y predecir. Digamos que está planeando un picnic para el próximo fin de semana. Enciende la estación meteorológica local para comprobar si llueve. Al ver el pronóstico, claro, soleado y cálido, organizas un plan con tus amigos. Sin embargo, el día en que se prepara para el picnic, está nublado y ventoso, y las nubes de tormenta se ciernen sobre el horizonte. El clima es un ejemplo de algo que no es lineal y, de hecho, difícil de predecir con precisión. Los patrones, vientos y fenómenos geofísicos pueden cambiar rápidamente y sin previo aviso. Simplemente no podemos controlar el clima ni tampoco podemos predecirlo a largo plazo.

Tome otro ejemplo: usted y un amigo miran un partido de fútbol y hacen una apuesta amistosa sobre el resultado del juego. Esto parece bastante lineal, ¿verdad? Tú eliges a tu equipo, tu amiga elige a su equipo y tú te sientas al frente del juego. Pero, ¿qué pasa con el estado de ánimo de los jugadores individuales? ¿Qué pasa si su cuarto estrella se lesiona? ¿Qué pasa si hay condensación en la hierba que la vuelve resbaladiza? ¿Qué pasa si los cánticos locales se meten en la cabeza del equipo contrario? Las condiciones iniciales difíciles de predecir hacen que este escenario sea mucho menos lineal de lo que parece.

Los teóricos del caos dirían que si se pueden comprender todas las variables que posiblemente afecten a un sistema, eventualmente surgirá un patrón que hará que el resultado sea más predecible. En el mundo real, sin embargo, esto es difícil de hacer.

Resumen de la lección

La teoría del caos es una rama de la ciencia que se ocupa de fenómenos impredecibles y difíciles de controlar. La imprevisibilidad, o la incapacidad de conocer todas las condiciones iniciales de un fenómeno en particular, hace de la predicción una ciencia muy imperfecta. La teoría del caos surgió cuando los científicos comenzaron a ver la necesidad de comprender sistemas no lineales que eran más complicados que los fenómenos estudiados anteriormente. Puede pensar en la teoría del caos como el estudio de las sorpresas, las cosas de la vida que no esperamos y no podemos predecir, al menos no con mucha precisión.