El efecto mariposa, los sistemas caóticos, y sus consecuencias

La teoría del caos, a la que dedicaremos un próximo post, es como se conoce a la rama de las matemáticas, la física y otras ciencias como la biología o la economía que trata de ciertos sistemas muy sensibles a las variaciones en sus condiciones iniciales de tal manera que hacen imposible o muy difícil realizar predicciones ni siquiera a medio o corto plazo. El tiempo meteorológico un claro ejemplo de sistema caótico y el efecto mariposa un concepto de dicha teoría: todos hemos oído hablar de él, incluso bastantes personas lo utilizan en ocasiones como ‘filosofía’ de vida. A pesar de su complejidad, hace referencia a ese pequeño cambio cuyas consecuencias en determinadas circunstancias generan una gran transformación.

Efecto Mariposa 04En 1960 el matemático y meteorólogo Edward Lorenz trataba de encontrar un modelo matemático que fuese capaz de predecir el comportamiento del tiempo. Tras distintas aproximaciones pudo ajustarlo a la influencia de tres únicas variables. Pero hubo un aspecto que le sorprendió. Con la ayuda de ordenadores, muy lentos en aquella época, descubrió que se encontraba ante un sistema caótico, comprobando que cualquier ligera perturbación, o error, en las condiciones de partida tenía una gran incidencia en el resultado final. Lo contaba así en su libro ‘La esencia del caos’:

“En un momento dado, decidí repetir algunos cálculos con el fin de examinar con mayor detalle lo que estaba ocurriendo. Detuve el ordenador, tecleé una línea de números que había salido por la impresora un momento antes y la puse en marcha de nuevo. Luego, me fui al vestíbulo a tomar un café y regresé al cabo de una hora, tiempo en el que había simulado dos meses de tiempo meteorológico. Inmediatamente me di cuenta que los números que salían no tenían nada que ver con los anteriores”.

“Pensé que se había estropeado alguna válvula o que el ordenador tenía alguna avería, nada infrecuente por otra parte. Pero antes de llamar a los técnicos decidí comprobar donde podía estar la dificultad, sabiendo que de esa forma se aceleraría la reparación. Entonces me encontré con que, al inicio, los nuevos valores repetían los anteriores, pero enseguida empezaban a diferir en una, en varias unidades, en la última cifra decimal, en la anterior, o en la anterior de la anterior. La verdad es que las diferencias se duplicaban más o menos de forma constante cada cuatro días, hasta que cualquier parecido con los datos originales desaparecía en algún momento del segundo mes”.

“Con eso me bastó para comprender lo que ocurría: los números que yo había tecleado no eran los números originales exactos sino los valores redondeados que había dado a la impresora al inicio. Estaba claro que los errores por redondeo eran los culpables y se iban amplificando hasta dominar la solución. Dicho con una terminología de hoy: se trataba del caos”.

Más tarde, para explicar su idea, se le ocurrió esta sencilla metáfora:
“Imaginemos a un meteorólogo que hubiera conseguido hacer una predicción acertada mediante cálculos precisos y datos de partida exactos. Al final podría encontrarse con una predicción errónea por no haber tenido en cuenta el aleteo de una pequeña mariposa en el otro lado del planeta. Podría introducir tales perturbaciones en el sistema que hubieran dado lugar a la predicción de una tormenta”.

El artículo que Edward Lorenz publicó en 1963 sobre los resultados de sus trabajos se puede considerar uno de los avances más importantes de la Física del siglo XX. Aunque en principio pasó desapercibido, salvo para la comunidad científica, su repercusión aumentó en las décadas siguientes entre otras cosas gracias a su célebre frase: ‘El aleteo de una mariposa en Brasil puede producir un tornado en Texas’, pronunciada en 1972 durante una conferencia en la reunión anual de la AAAS (American Association for the Advancement of Science). Antes ya había utilizado el ejemplo de la gaviota que provoca una tormenta, aunque a sugerencia de algunos compañeros de profesión decidió cambiarla por el más atractivo y ‘poético’ caso de la “mariposa”. Un “efecto” que se hizo famoso en 1987 gracias al bestseller “Caos: la creación de una ciencia” de James Gleick. Fue a partir de entonces cuando el descubrimiento de Lorenz se hizo muy popular.

Efecto Mariposa 03

En realidad el tiempo atmosférico es más complejo que el modelo de Edward Lorenz, pero se acepta que si el patrón simple ya presenta las características de una alta sensibilidad a las condiciones iniciales y a la presencia de un ‘atractor’ extraño (conjunto de valores numéricos hacia el cual un sistema tiende a evolucionar en una amplia variedad de sus condiciones de partida), cualquier otro que lo describa con mayor precisión presentará características análogas. De ahí que los modelos meteorológicos tengan un tiempo finito más allá del cual sus predicciones no resultan útiles y que en la actualidad se establece entre 5 y 10 días.

Lorenz expuso ‘gráficamente’ su teoría con su famosa frase sobre el ‘aleteo de la mariposa‘. Aunque eso no significa que desencadene por si sola por ejemplo un huracán, sino que para estudiar un sistema caótico se deben tener en cuenta hasta las variables más insignificantes. Ignorarlas puede llevar a graves errores de cálculo. Con su conclusión demostró lo que a algunos ya se les había ’ocurrido’ antes. Por ejemplo, al famoso escritor de ciencia-ficción Ray Bradbury cuando elaboró el relato que inspiró la película ‘El sonido del trueno’. Otros films también han utilizado el ‘efecto mariposa’ como parte central de su argumento; uno de los últimos (2004) fue el protagonizado por Ashton Kutcher con su mismo título o Babel (2007) con Brad Pitt como personaje central donde se muestra como historias de diferentes personas viviendo en extremos opuestos del mundo pueden afectar unas a otras.

Koffi Annan, secretario general de la ONU, al recibir el premio Nobel de la Paz en 2006 pronunció en su discurso unas palabras en las que hacía referencia a este fenómeno, y entre otras cosas decía:

“El segundo argumento de esperanza reside en el así llamado ‘efecto mariposa’. Una derivación de la física cuántica que nos enseña que todo tiene que ver con todo y todos somos inter y retrodependientes. Por eso cada individuo es un eslabón de la inmensa corriente de energía y de vida y cuenta mucho.

El ‘efecto mariposa’ representa una concreción de este principio. Fue identificado en 1960 por los que hacen previsiones meteorológicas. En ese campo como en otros funcionan sistemas caóticos; quiere decir, sistemas en los cuales domina la imprevisibilidad. Como un todo, tales sistemas también están sometidos a leyes matemáticas factibles de descripción; más su comportamiento concreto no puede ser previsto.

Pequeñas modificaciones pueden ocasionar grandes cambios. Entonces se dice: ‘Si una mariposa en Hong Kong bate sus alas, puede provocar una tempestad en Nueva York’. O como en un estadio de fútbol: basta que algunos comiencen a hacer la ola y, de repente, todo el estadio es contaminado y surge una inconmensurable ola. Es el efecto mariposa: un pequeño gesto puede ocasionar grandes transformaciones”.

Es posible que Koffi Annan quisiera subrayar la importancia del hecho de no conformarse y que cualquier gesto, por pequeño que sea, de cada uno de nosotros sirve. Por tanto, el “efecto mariposa” ya no tendría sólo una interpretación física, sino que también podríamos aplicarlo a diversos aspectos de nuestra vida.

Mariposa 01

Los fenómenos caóticos abundan en la naturaleza, pero también en otros campos. Existen sistemas cuyo comportamiento es difícil de determinar.  Al provenir de la ciencia, el “efecto mariposa” parece un concepto complicado. Sin embargo, poco a poco se ha ido implantando en nuestro vocabulario hasta el punto de hacer del mismo un concepto filosófico. ¡¡El batir de las alas de una mariposa puede provocar un huracán en otra parte del mundo!! En esta simple frase se pueden resumir sus consecuencias: pequeñas acciones ayudan a crear grandes cambios. Las cosas que hagamos hoy influirán en nuestro futuro. Las personas no somos seres aislados. Nuestros actos pueden influir en muchos otros a la vez. Algo que hemos de tener en cuenta.

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