Ciencias de la complejidad

CIENCIAS DE LA COMPLEJIDAD

Holismo: “el todo es más que la suma de sus partes”

Los científicos llevan trabajando alrededor de 50 años sobre las ciencias de la complejidad.

El comportamiento impredecible y difícil de describir exhibido por sistemas complejos nace de reglas simples que gobiernan a los elementos. La peculiaridad de estas reglas radica en la interacción, retroalimentación e intercambio de información que acontece entre los componentes del sistema a lo largo del espacio y tiempo y les permite así adaptarse, agregando cada vez mayor complejidad a nivel sistema sin que exista diseño alguno o conciencia de ello.

COMO EMERGIERON LAS CIENCIAS DE LA COMPLEJIDAD

Formalmente: Instituto Santa Fe en Nuevo México en el año de 1984

Sin embargo muchos científicos ya tocaban el tema cada uno desde perspectivas diferentes. Las herramientas de modelado disponibles no eran capaces  de representar los problemas que surgían en áreas como la biología la química, modelado climático, física, ciencias sociales, computación y economía.

Cuatro científicos desafiaron el paradigma de ver el universo como una máquina gigante.

• ALAN TURING en 1952. Una serie de elementos que siguen un conjunto de reglas simples pueden exhibir –en conjunto– un comportamiento completamente inesperado, impredecible a partir de dichas reglas.
• BORIS BELOUSOV años 50’s. A través de una reacción química desarrolla la teoría sobre el comportamiento crítico, explicando las propiedades magnéticas de un imán, por qué ocurren los terremotos, por qué algunos animales tienen manchas, e incluso como las células cardiacas hacen palpitar al corazón.
• EDWARD NORTON LORENZ. Teoría del Caos. Ciertos sistemas dinámicos son muy sensibles a las condiciones iniciales, es decir, que sin importar con qué grado de precisión conozcamos el estado de un sistema caótico, no es posible predecir su trayectoria ya que el más ligero cambio en dichas condiciones iniciales puede desencadenar un cambio completamente impredecible.
• BENOIT B. MANDELBROT. teoría de los fractales y la idea de autosimilaridad, que es la propiedad de un objeto en el que el todo es similar a una parte de sí mismo. Mandelbrot planteó las limitaciones de la geometría convencional para describir conceptos aparentemente tan sencillos como el perímetro de la Gran Bretaña.

ALGUNAS DEFINICIONES:

- Yanner Bar-Yan: Estudio de sistemas con muchos componentes interdependientes.

- Melanie Mitchell: Grandes redes de componentes carecientes de cualquier tipo de control centralizado y que obedecen reglas de operación simples exhiben comportamiento colectivo complejo, procesamiento de información sofisticado,

y adaptación mediante aprendizaje o evolución.

El comportamiento complejo puede surgir a partir de un gran numero de componentes independientes y simples.

Las Ciencias de la Complejidad ofrecen un

Ambiente interdisciplinario que permite estudiar, caracterizar y en algunos casos predecir y controlar este tipo de comportamiento gracias a herramientas provenientes de diferentes disciplinas tales como Teoría de Redes, Autómatas Celulares, Sistemas Dinámicos y

Caos, Física de Transiciones de Fase y Estadística, Teoría de la Información, Fractales y Modelado basado en Agentes.

EJEMPLOS DE SISTEMAS COMPLEJOS

Cuerpo Humano:

[pic 1]

Internet:

[pic 2]Algunos otros ejemplos:

• Cerebro
• Sistemas Financieros
• Redes Sociales
• Ecosistemas

CUANTIFICACIÓN DEL NIVEL DE COMPLEJIDAD DE UN SISTEMA

Dichas medidas provienen de diferentes áreas del conocimiento y usualmente aplican a sistemas de una misma naturaleza.

La cuantificación de lo complejo permitiría no solo la capacidad de evaluar, predecir, modificar, controlar e incluso hasta diseñar sistemas complejos, sino que además permitiría dar seguimiento a la evolución de dicha magnitud a lo largo del tiempo para así entender mejor su evolución.

Medidas de complejidad de Seth Lloyd

• Basadas en la dificultad de descripción de un problema: Medidas en bits o alguna medida de información. Ejm: Entropía, contenido algorítmico.
• Basadas en la dificultad de creación: Medidas en cantidades físicas como energía, costo o tiempo. Ejm: Profundidad termodinámica.
• Basadas en el grado de organización: Complejidad jerárquica o información mutua.

http://www.mufm.fr/sites/mufm.univ-toulouse.fr/files/evenement/symposium/ponencias/sergio_morales_enciso.pdf

ESTADO ACTUAL DE LAS CIENCIAS DE LA COMPLEJIDAD

[pic 3]

Las relaciones directas e indirectas en el marco de las ciencias de la complejidad apuntan precisamente al estado de la investigación actualmente.

PARADIGMAS EMERGENTES

Los paradigmas quieren decir cambios, un paradigma es la resistencia al cambio de algo en concreto. Lo que podemos decir por paradigma emergente es que puede ser de 2 maneras diferentes o resultados diferentes, una de ellas puede ser que se pueda modificar por alguna razón en concreto, por convivencia o porque no se logra comprender y se resiste a realizar el cambio.

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