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sábado, 27 de julio de 2013

Caos: Una breve introducción. Leonard Smith






El caos es uno de los conceptos, a nivel del público no especializado, mas novedoso e impactante desde que determinados conocimientos como los fractales, la mecánica cuántica, el cambio climático o los flujos económicos han saltado de los despachos académicos y de los centros de investigación a la prensa divulgativa y, en muchas ocasiones, se han convertido en asunto de acalorado debate entre personas que carecen de los conocimientos necesarios para mantenerlos.
Aunque se trata de una cuestión que aparece en muchas revistas, libros y artículos de divulgación, en general, no se acompaña de una descripción formal que tenga la profundidad necesaria y simultáneamente se exponga de manera didáctica.
Curioso, como mínimo, me ha parecido no encontrar una buena referencia al caos en los textos académicos, aunque sí en la literatura fantástica, de mi época de estudiante, obviamente, el stablishment académico estaba mucho más interesado en transmitirnos una idea mecanicista del mundo, en la que bajo la seguridad de la geometría y del cálculo diferencial todo era ingenierilmente abordable, que en plantearnos una cuestión tan espinosa. Además, el caos, rayano entre la ciencia y la filosofía, seguramente carecía de profesores con la claridad de mente necesaria para abordarlo
Debe ser ello una de las causas por las que los compañeros que se han dedicado a la economía y las finanzas nos han metido en el atolladero en el que nos encontramos y que difícilmente vamos a salir a menos que seamos conscientes de que la teoría económica en vigor no es más que botánica o entomología, bien pertechada para explicar lo ya ocurrido y coleccionar crisis y desastres, que en ser capaz de atinar en el cierre de la bursátil de mañana con más fiabilidad que mi portera o el taxista de turno (con todo mi respeto para la portera y el taxista).
Estas cuestiones son las que me han inducido a dedicar algo del siempre escaso tiempo de lectura a esta obra del profesor Smith. Aunque sería deseable una mayor didáctica expositiva, que podría ser achacable a la traducción, ya que hay momentos en los que no es fácil seguir el hilo argumental, la obra presenta los conceptos fundamentales acerca del caos y deja bien claro que es caos y que no lo es, y nos ofrece una base para mejorar la compresión otras obras en las que esta cuestión es fundamental.
Finalmente el autor recoge en un glosario imprescindible los principales conceptos tratados en la obra.

Voy a recoger en este post los elementos que me han parecido más relevantes y que es fundamental interiorizar, fundamentalmente por sus implicaciones filosóficas.


  • Desde el punto de vista matemático "el caos es la propiedad que presenta un sistema matemático dinámico que es determinista, recurrente y que muestra dependencia sensitiva respecto al estado inicial"
  • Es fundamental distinguir entre sistemas matemáticos y sistemas físicos. Uno de los fallos de nuestra educación es que nos inyectaron en neurona que los modelos matemáticos y la realidades físicas que representaban eran lo mismo, nada más lejos de la realidad.
  • "(...) incluso con un modelo perfecto de un sistema determinista, lo máximo que se puede hacer son predicciones probabilisticas" (p.190)
  • (...) ni siquiera un modelo perfecto podría proporcionar una predicción perfecta si partía de una condición inicial imperfecta, el filósofo Karl Popper, en la década de los sesenta, definió el modelo fiable como aquel que podía cuantificar un límite sobre el tamaño máximo de la incertidumbre inicial para garantizar un límite específico deseado en el error de predicción. (p.193)
  • La conclusión es bastante obvia: si nuestros modelos fueran perfectos y dispusiéramos de los recursos del demonio de Laplace, conoceríamos el futuro; sin embargo, si nuestros modelos fueran perfectos y dispusiéramos de los recursos de nuestro demonio del siglo XXI, el caos nos limitaría a predicciones probabilísticas, aunque supiéramos que las leyes de la naturaleza son deterministas. En caso de que las verdaderas leyes de la naturaleza sea estocásticas, podemos imaginar un demonio de estadístico, que una vez mas ofrecerá predicciones probabilísticas fiables con o sin un conocimiento exacto del estado actual del universo. Sin embargo, creer en la existencia de unas leyes de la naturaleza matemáticamente precisas, ya sean deterministas o estocásticas, ¿acaso no es tan poco realista como la esperanza de que nos encontremos a uno de nuestros varios demonios ofreciendo previsiones en el bosque? (p.200)
  • El estudio del caos sugiere que el problema no radica en la incertidumbre sobre "que" número introducir, sino en la falta de modelos empíricamente adecuados en los que introducir lo que sea: es posible que podamos lidiar con el caos, pero es la inadecuación de los modelos, no el caos, lo que limita la predictibilidad (p.201)
  • Un modelo puede innegablemente ser el mejor del mundo, pero eso no nos dice nada sobre si es o no empíricamente relevante, ni mucho menos sobre si es útil en la práctica, incluso, seguro. Cuando los que predicen adornan unas previsiones de las que esperan que estén fundamentalmente viciadas con las frases del prestidigitador como "asumiendo que el modelo es perfecto" o "de acuerdo con la mejor información disponible", es posible que técnicamente digan la verdad, pero si esos modelos no pueden proyectar una sombra sobre el pasado, no está claro que podría significar "incertidumbre en el estado inicial". Aquellos que culpan al caos de los defectos de las predicciones probabilísticas que diseñaron bajo la premisa de que sus modelos eran perfectos -modelos que sabían inadecuados- nos engañan en un doble sentido (p.201)
  • Si respetamos los estándares matemáticos de comprobación, hay muy pocos sistemas cuya caoticidad se pueda demostrar. La definición de caos matemático solamente se puede aplicar a sistemas matemáticos, de modo que no podemos empezar a demostrar que un sistema físico es caótico, de hecho, si es periódico. No obstante, resulta útil describir un sistema físico como periódico o caótico siempre que no confundamos los modelos matemáticos con los sistemas que éstos nos sirven para describir. (p.239)
  • No obstante, si nuestros mejore modelos sobre un sistema físico parecen caóticos, es decir, si son deterministas, si parecen recurrentes y si indican dependencia sensitiva mostrando el rápido crecimiento de pequeñas incertidumbres, estos hechos nos proporcionan una definición de trabajo sobre qué significa que un sistema físico es caótico (p.240)
  • En este sentido, el tiempo meteorológico es caótico, pero la economía no lo es (p.240)
  • Una vez hemos abierto los ojos, podemos pasar a una perspectiva todavía más nueva sobre el mundo, pero nunca podemos volver a la vieja perspectiva. Cita de A. Eddington (p.241)
  • El estudio del caos nos ayuda a entender con mayor claridad que preguntas tienen sentido y cuáles son verdaderamente un sinsentido: el estudio de las dinámicas caóticas nos ha obligado a aceptar que algunos de nuestros objetivos son inalcanzables por las extrañas propiedades de los sistemas no lineales (p.242)
  • Hay que introducir este mensaje en una fase más temprana de la educación; el papel de la incertidumbre y de la rica variedad de comportamientos que los sistemas matemáticos simples revelan aún no son suficientemente valorados. La incertidumbre observacional está inextricablemente unida con el error del modelo, lo que nos obliga a reevaluar lo que se considera un buen modelo.
  • El caos es la pastilla roja.

domingo, 27 de mayo de 2012

Sobre la selección natural. Charles Darwin


En un dominguero deambular por los tenderetes que, celebrantes del día de libro, invadieron los soportales oscenses en una cálida tarde de abril, entre abigarrada oferta, destacóse a mi vista un pequeño expositor en el que se alineaban delgados ejemplares de colorido lomo, mostrando un diseño, cuando menos, con olor a clásico y sabiduría evidente.
Detúveme y, por contenido precio, llevéme el ejemplar que nos ocupa junto a ilegida obra del insigne Mesié Proust de la que nos ocuparemos en una futura entrada de este blog.

Obviamente no voy a descubrir nada que no se haya dicho sobre la vida y obra del científico inglés, pero si deseo llamar la atención sobre algunos aspectos de este texto que lo hacen especialmente singular.
En primer lugar la importancia histórica del mismo, en este texto se enuncian propuestas, destinadas ha avanzar en la comprensión de la naturaleza y de nosotros mismos, por primera vez, nunca hasta entonces se había establecido una propuesta explicativa del panorama de la vida sobre la tierra, con tal fuerza lógica y con el soporte de observaciones y evidencias científicas de tal peso.
En segundo lugar la enorme valentía de Darwin para presentar un propuesta rupturista de tal calibre, sobre todo en el marco de una sociedad, que si bien siempre ha favorecido los avances científicos, no deja de ser rígida y hasta cierto punto dogmática.
Y, en tercer lugar, el más importante desde mi punto de vista, este texto nos muestra la inmensa figura de Darwin como científico y como filósofo, cómo es capaz de hacer una propuesta con un grado de tino que ya quisieran muchos tiradores de precisión, basándose en la observación y en la capacidad de razonar lógicamente y de realizar las inferencias correctas, seleccionando los datos de auténtico valor entre los millones de ellos disponibles. Desconocedor de que el ADN es el fundamento de la vida, de cómo se producen las mutaciones, y de cómo se transmite la herencia a nivel molecular, es capaz de establecer un cuerpo teórico absolutamente coherente y esclarecedor de la realidad a la que alcanzaba la vista y la experiencia cotidiana con el instrumental científico disponible en aquellos momentos.

Como en todos los libros existen una serie de propuestas que han llamado poderosamente mi atención y que transcribo a continuación como elementos clave de reflexión.

La estructura de todo ser orgánico esta emparentada de modo esencialísimo, aunque a menudo oculto, con la de todos los demás seres orgánicos con los que entra en competencia por el alimento o residencia, o de los que tiene que escapar, o de los que hace presa. (p26, 27)

A esta conservación de las variaciones y diferencias individualmente favorables y la destrucción de las que son perjudiciales la he llamado selección natural o supervivencia de los más aptos. (P 32)

Metafóricamente puede decirse que la selección natural escudriña, cada día y cada hora, por todo el mundo, las más ligeras variaciones; rechaza las que son malas, conserva y acumula todas las que son buenas, y trabaja silenciosa e insensiblemente, cuando quiera y donde quiera que se presenta la oportunidad, por el mejoramiento de cada ser orgánico en relación con sus condiciones orgánicas e inorgánicas de vida. (P 37)

Esto me lleva a decir unas palabras sobre lo que he llamado selección sexual. Esta forma de selección depende no de una lucha por la existencia en relación con otros seres orgánicos o con condiciones externas, sino fe una lucha entre individuos de un sexo, generalmente los machos, por la posesión del otro sexo. El resultado no es la muerte del competidor desafortunado, sino que deja poca o ninguna descendencia. La selección sexual es, por tanto, menos rigurosa que la selección natural. (P 42)

El simple trascurso del tiempo, por sí mismo, no hace nada en favor ni en contra de la selección natural. Digo esto porque se ha afirmado erróneamente que he dado por sentado que el elemento tiempo juega un papel del todo importante en la modificación de las especies, como sí todas las formas de vida estuviesen necesariamente experimentando cambios por alguna ley innata. El trascurso del tiempo es sólo importante - y su importancia en este concepto es grande- en cuánto que da mayores probabilidades de que surjan variaciones ventajosas, y de que sean seleccionadas, acumuladas y fijadas. (P 59)

...por lento que pueda ser el proceso de selección, si el hombre, tan débil, es capaz de hacer mucho mediante selección artificial, no alcanzo a ver límite alguno para la cantidad de cambios, para la belleza y complejidad de las coadaptaciones de todos los seres orgánicos, entre sí y con sus condiciones físicas de vida, que puedan haberse realizado en el largo transcurso del tiempo, mediante el poder de selección natural, o sea, por la supervivencia de los más aptos. (P 64)

... las formas más afines- variedades de la misma especie, y especies del mismo género o de géneros próximos- son las que, por tener casi la misma estructura, constitución y costumbres, entran generalmente en la más rigurosa competencia mutua; en consecuencia, cada nueva variedad o especie, durante su proceso de formación, luchar con la mayor dureza contra sus parientes más próximos y tenderá a exterminarlos. (P 66)

 Aquí, pues, vemos en las producciones del hombre la acción de lo que puede llamarse principio de divergencia, ocasionando diferencias, apenas apreciables al principio, que aumentan constantemente, y las razas que se separan, por sus caracteres, ambas una de otra y de su tronco común. (p 69)

A este principio de conservación o supervivencia de los mas aptos lo he llamado selección natural. Conduce este principio al perfeccionamiento de cada ser en relación con sus condiciones orgánicas e inorgánicas de vida, y, por consiguiente, en la mayor parte de los casos, a lo que puede considerarse como un  progreso en la organización.  (p 89)

Es un hecho verdaderamente maravilloso - maravilla que propendemos a pasar por alto por estar familiarizados con ella- que todos los animales y todas las plantas, en todo tiempo y lugar, estén relacionados entre si en grupos subordinados a otros grupos, en la manera en que los contemplamos por doquier, o sea: las variedades de una misma especie, las más íntimamente relacionadas, las especies del mismo género, menos íntima y desigualmente relacionadas, formando secciones o subgéneros; y las especies de géneros distintos, mucho menos estrechamente relacionadas, y los géneros, relacionados en grados diferentes, formando subfamilias, familias, órdenes, subclases y clases.
....
Si las especies hubiesen sido creadas independientemente, no hubiera habido explicación posible alguna de este género de clasificación; pero se explica mediante la herencia y la acción compleja de la selección natural, que acarrea la extinción y divergencia de caracteres... (p 91)

Saber cómo un nervio ha llegado a ser sensible a la luz, apenas nos concierne más que saber cómo se ha originado la vida misma... (p115) (¿salvando las dificultades religiosas?)

.... (siguiendo a Milne Edwards), la naturaleza es pródiga en variedad pero tacaña en innovación (p 129)

Pero somos aún demasiado ignorantes para especular sobre la importancia relativa de las diversas causas conocidas y desconocidas de la variación (p135) (¿hasta donde hubiera llegado de conocer el ADN?)

Creen estos naturalistas que muchas conformaciones han sido creadas con un propósito de belleza, para deleite del hombre o del creador - aunque este último punto está fuera del alcance de la discusión científica-.. (p 135)

Podemos llegar a la conclusión de que la estructura de todos los seres vivientes es actualmente, o fue antiguamente, de alguna utilidad directa o indirecta a su poseedor. (p137)

... el sentido de la belleza es evidente que depende de la naturaleza de la mente, con independencia de toda cualidad real en el objeto admirado, y que la idea de lo que es bello no es innata ni invariable (p 135)

La belleza (...) parece que se debe por completo a la simetría de crecimiento (p 138)

Es una cuestión muy oscura la de cómo se desarrolló por vez primera en la mente del hombre y de los animales inferiores el sentimiento de la belleza en su forma más sencilla, esto es, recibir un placer especial por ciertos colores, formas y sonidos (p 139)

La selección natural no producirá nunca en ningún ser conformación alguna que le resulte más perjudicial que beneficiosa, pues la selección natural obra solamente por el bien y para el bien de cada ser (p141)

(citando a Helmholtz) Se podría decir que la naturaleza se ha complacido en acumular contradicciones para quitar todo fundamento a la teoría de la armonía preexistente entre el mundo exterior y el interior. (p142)

Creo que los animales descienden, a lo sumo, de solo cuatro o cinco progenitores, y las plantas de un número igual o menor (p149)

Por tanto, según el principio de la selección natural con divergencia de caracteres (....) también tenemos que admitir que todos los seres orgánicos que en todo tiempo han vivido sobre la Tierra descienden tal vez a partir de una única forma primordial. (p. 150)

La psicología se basará seguramente sobre los cimientos, bien echados ya por Mister Herbert Spencer, de la necesaria adquisición gradual de cada una de las facultades y aptitudes mentales. Y se arrojará mucha luz sobre el origen del hombre y sobre su historia (p155)

Hay grandeza en esta concepción de que la vida, con sus diferentes facultades, fue originariamente alentada por el Creador en unas cuantas formas o en una sola, y que, mientras este planeta ha ido girando según la constante ley de la gravitación universal, se han desarrollado y se están desarrollando, a partir de un comienzo tan sencillo, infinidad de formas cada vez más bellas y maravillosas (p 157) (Manteniendo puentes con la religión, en aquel tiempo era sumamente difícil dinamitarlos todos)

Reseña editorial

Charles Darwin
Charles Darwin (Wikipedia)
Fundación Charles Darwin

jueves, 8 de diciembre de 2011

El tejido del cosmos. Brian Greene


Comentario
 Tras disfrutar con interés y deleite la obra Hiperespacio de Michio Kaku dudaba de que en tan corto espacio de tiempo cayera en mis manos una obra que me deparara similar satisfacción. Siguiendo el consejo de un amigo que me recomendó encarecidamente "El Universo Elegante" me dí una vuelta por el escueto espacio de libros científicos de una conocida cadena de librerías encontrando, además del libro buscado la propuesta de Green  que ahora nos ocupa. Finalmente me decidí por este último, probablemente por esa obsesión de originalidad que nos invita a recorrer caminos vírgenes, y el resultado de esta elección no ha podido ser más acertado.
He renunciado en esta reseña a recoger fragmentos de la obra porque me vería obligado a repetir las casi setecientas páginas del libro.
Creo que es una obra imprescindible para intentar entender la realidad del mundo en el que existimos. No se trata de un libro de lectura fácil, por lo que lo desaconsejo para las personas que no posean ninguna formación científica, pero es de obligada lectura para aquellos que deseen conocer el estado actual de la investigación cosmológica y los espectaculares avances que la mente humana ha logrado desde una posisicón absolutamente despreciable en la inmensidad del Cosmos. En este libro Green nos muestra el enorme abanico de posibilidades de la realidad que nuestro limitado sentido común nos dan por imposibles y que no lo son en absoluto. Es más, muchos de los fenómenos tachados de imposibles, extraños, paranormales, inexplicables en el mejor de los casos, podrían adquirir un sentido cognoscible simplemente observándolos desde una perspectiva superior o abriendo la mente a posiblidades que, aunque no son experimentables cotidianamente, no se encuentran limitadas por ninguna ley física fundamental.
Además es bueno no olvidar que, a lo largo de los eones, todo aquello que no es imposible acaba siendo probable.


Brian Greene

sábado, 1 de octubre de 2011

Hiperespacio. Michio Kaku





Michio Kaku
Enlaces


Comentarios
Tras devorar extenuadamente la obra del científico japonés, ante la increíble perspectiva de la realidad del cosmos planteada que se mostraba ante mi, un sentimiento de ansiedad me embargaba. Aunque ya había tenido algunbas aproximaciones a la teoría de las supercuerdas en alguna revista técnica, nunca había logrado comprender en su totalidad (saber explicarla es otra cosa) la fabulosa teoría que plantea una "musical" interpretación del cosmos, coherente y completa, hasta la lectura de esta didactica y amena obra.
Obviamente, encontrarse entre los proponentes de esta teoría les concede un conocimiento de la misma, de sus posibilidades y consecuencias inigualable, a la vez que su experiencia como divulgador le faculta para explicarlo de una de las mejores maneras posibles.
De obligada lectura.