La teoría del caos

La teoría del caos

Javier Chacón

Bruno Lucero

Desde un principio el ser humano se ha esforzado por buscar la estabilidad y el orden de las cosas, saber el porqué de lo que está ocurriendo y buscar formas de controlar su entorno. Este sentido de orden fue canonizado con las leyes que impuso newton, dando un sentido concreto de lo que ocurren y las fuerzas que nos rodean. Es así como durante los años han perdurado sus leyes, pues tienen su razón de ser. Además, a estas se le han agregado otras leyes para poder explicar todos los procesos a los que se rige el entorno. Un ejemplo notable de esto son las leyes de la termodinámica.

Pero aun después de tantos años probando y descubriendo nuevas leyes, el concepto caos se hace un lugar en la física moderna, y, a pesar de todo, no niega estas leyes fundamentales, si no que más bien se funda en estas, y las confirma de sobremanera. En un momento se pensó en la contradicción de las leyes debido al gran azar descubierto a partir de los estudios sobre la teoría del caos pues en un sistema existía gran cantidad de variabilidades, donde resultaba casi “imposible” resolverlas para quien las estudiaba. Pero a pesar de esto, surgieron nuevas teorías que lograban dar un sentido aproximado pero aún sin la precisión exacta, para poder saber que este tipo de “azar” era solo una etapa que tiene un sistema, y no su totalidad.

Nos enfocaremos también en el descubrimientoe de la mecánica cuántica, ya que a través de ella la teoría del caos logro dar pasos más grandes con respecto a las teorías de la mecánica clásica, siendo visto el “azar” como nueva forma intrínseca del orden. Las variables que influirán en estos sistemas dinámicos serán directamente involucradas hacia una nueva forma de entender el orden; puede que en la mayoría de los casos estas variables influyan de manera implícita u oculta, tales como los sistemas dinámicos “no lineales”, los cuales serán especificados a través de los descubrimientos que realizaron grandes científicos como Poincare, Lorenz, Smale y Barnsley.

 Los primeros antecedentes de la física moderna nos remontan a la era de newton, el genio que da comienzo a lo que será el sustento de la física desde entonces. Como sus leyes son absolutas e innegables, desde ese momento se comenzó a trabajar con cálculos mucho más precisos y fue posible adquirir un conocimiento mayor de la materia, y además obtener más leyes que rijan al universo. Es así como, tratando de entender todo proceso, los estudiosos del siglo XX se dan cuenta de la imposibilidad de conocer el desarrollo de un sistema determinado. Es así como nace el caos en la física moderna.

La teoría del caos tiene sus bases en los estudios de matemáticos que se dedicaban a estudiar sistemas dinámicos lineales y no lineales, es decir, aquellos sistemas los cuales, a pesar de ser variables en el tiempo, tienen una solución dentro de las matemáticas; por otro lado, un sistema no lineal es aquel en la que la complejidad de la evolución depende del momento anterior, y generalmente dan como resultado un sistema impredecible o caotico.

Debido a la “no linealidad” de los fenómenos de la naturaleza, es imposible determinar la evolución de un sistema dinámico si no se conocen las condiciones iniciales de este. Es por esto que surge esta teoría; pero debido a que no conocemos todas las condiciones de un sistema, hay una probabilidad de que todo este “azar” sea de alguna u otra forma determinado por alguna ley u orden que no conozcamos, lo cual hasta el día de hoy resulta imposible de predecir para el investigador, es decir, más que crear caos aleatorios, esta teoría solo propone un caos cada vez más ordenado, si se quiere decir, cada vez menos “caótico”. A pesar de toda esta imprecisión, hay figuras como Poincare, Smale y Lorenz que logran profundizar más esta teoría.

Con respecto a Poincare, enfoca sus estudios en base a esta afirmación “Si conociésemos exactamente las leyes de la naturaleza y la situación del universo en un instante inicial, entonces podríamos predecir con exactitud la situación del universo en un instante ulterior”. Con esto se confirma que las leyes que rigen la física son ciertas de todas maneras, pero están limitadas a ser imprecisas por la imposibilidad que tenemos, tanto teórica como empíricamente, de conocer todas las condiciones de la materia, es decir, aun nos faltan conocer leyes y sistemas, otros procesos que se forman y se desarrollan dentro de estos mismos.

Por otro lado, nos habla sobre la precisión del caos, no es el azar el que nos dará el resultado final, sino más bien son las leyes físicas llevadas a su máxima expresión en todo el sistema a través de la aplicación de estos a cada partícula y a cada proceso dentro de éste. Entonces, nos atrevemos a decir que existe aquello que lo contiene todo, que, una vez conocido todo de la materia, todas las leyes que la rigen, tendremos aquella ecuación que logre explicar y predecir todo proceso, pero la imposibilidad de determinar estos factores y de aplicar las matemáticas en los sistemas no lineales es lo que nos ha llevado a pensar en el caos, en la imprecisión, es decir, es un sistema determinista (no se rige por el azar si no por las leyes), pero, por ahora, indeterminable en su totalidad, especialmente si es un sistema complejo con variables que afectan exponencialmente el desarrollo del sistema.

A pesar del éxito que obtuvo Poincare, no hubo intentos serios de seguir investigando a fondo esta teoría, ya que en esa época no había en si herramientas matemáticas ni tecnológicas útiles como las que hay hoy en día, para así poder demostrar en un lenguaje preciso sus brillantes intuiciones. También es necesario recalcar que todas sus teorías estaban basadas meramente en la física clásica, con una etimología distinta a lo que viene más adelante, que sería la física cuántica, la cual plantea formas más nuevas de ver los tipos de sistemas dinámicos, ya sean lineales, complejos o no lineales (caóticos). Aunque varios físicos dejaron atrás las conclusiones pasadas en base a la teoría del caos, hubo algunos como Smale o Birthoff que se dedicaron a seguir sus ilustres teorías sobre los sistemas dinámicos. Estos estudios ven la parte cualitativa, no como los estudios de  Poincare, el cual daba más prioridad a la parte cuantitativa.

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