Orden y caos: entendiendo a Prigogine


“Las estructuras disipativas son islas de orden

en un océano de desorden” (I. Prigogine)

Ilya Prigogine (1917-2003) fue un químico ruso nacionalizado belga que en 1977 mereció el premio Nobel por sus hallazgos sobre las estructuras disipativas.

Mi intención en este post es dar a conocer sus investigaciones -al menos las más importantes de entre ellas- y hacerlas llegar de forma comprensible al público en general, por las aplicaciones que dicha teoría tiene en diversos ámbitos de las ciencias naturales.

La primera idea que me gustaría transmitir es que la palabra “estructura disipativa” contiene una contradicción formal: la de algo que permanece junto a algo que cambia o se transforma. Los científicos mecanicistas ya conocían este fenómeno de convivencia entre estructura y cambio, dado que es algo que todos podemos observar en la vida corriente; por ejemplo, el crecimiento de un humano tiene algo que se modifica y que se solapa junto con algo que permanece. Newton abordó este mismo problema en relación con la viscosidad y la fricción, considerándolo como un obstáculo para sus investigaciones de mecánica clásica. Ludwig von Bertalanffy llamó “sistemas abiertos” a este estado de la materia que más adelante recibiría el nombre de “estructura disipativa” propuesto por Prigogine.

Para comprender mejor la naturaleza de este estado de la materia es conveniente que el lector entienda el concepto de “equilibrio” y “orden”. El orden absoluto en un sistema vivo es la muerte, lo que significa que todos los seres vivos nos movemos alrededor de un equilibrio compatible con la vida. Sin embargo, existen sistemas que se encuentran muy alejados de ese equilibrio o estabilidad ideal; por ejemplo, el estado de salud de una persona es un equilibrio inestable del que es posible predecir -siguiendo las leyes de la entropía- que está destinado a desordenarse alrededor de lo que llamamos enfermedad, envejecimiento y posterior muerte, mientras que la enfermedad es un estado que se encuentra alejado del equilibrio, aunque en muchas ocasiones es posible hallar en ella aspectos ordenados, como sucede en las enfermedades crónicas. Es decir, los sistemas vivos tienden hacia el desorden (ganancia de entropía) pero pueden instalarse lejos del equilibrio y desde allí construir islas de orden.

Las leyes que rigen en estos puntos alejados del equilibrio son bastante distintas a las que operan en estados cercanos al equilibrio. Se trata de leyes misteriosas que no pueden ser formuladas en términos de matemática lineal. Fué precisamente Prigogine quien desveló el misterio de aquello que sucedía lejos del equilibrio:

Lo que sucede lejos del equilibrio es que el sistema se organiza -estabiliza- produciendo una serie de fenómenos que conocemos gracias a las matemáticas no lineales o, dicho de una forma más gráfica, a través de las leyes del caos.

Cerca del equilibrio encontramos fenómenos repetitivos y leyes universales, pero, a medida que nos alejamos de él, nos desplazamos de lo universal a lo único, hacia la riqueza y la novedad. Esta es, sin duda, una de las características bien conocidas de la vida.

Otro de los fenómenos interesantes de la teoría de Prigogine es la existencia de bifurcaciones, es decir, la “elección” de un camino que no puede ser pronosticado y que, en términos generales, termina en transformación o colapso del sistema.

Las características de las estructuras disipativas son las siguientes:

  • autoorganización: la emergencia espontánea de orden;
  • irreversibilidad: el sistema, una vez tomada una bifurcación, no puede retroceder más que hasta el último punto en que se bifurcó;
  • impredectibilidad: el sistema es incierto y no puede predecirse hacia dónde evolucionará;
  • dependencia de pequeños cambios en los puntos de bifurcación; y
  • dependencia de las condiciones iniciales: el sistema guarda una “memoria” de los movimientos de bifurcaciones anteriores, lo que significa que siendo como es incierto las probabilidades de que se elija una bifurcacion u otra puede ser descrito en terminos de probabilidades: el caos no es azar, sino un pseudoazar.

Como quizá algún lector haya intuido, las características que definen las estructuras disipativas son perfectamente aplicables a lo que entendemos como conciencia: un estado de la materia donde rigen leyes lineales y no-lineales, determinismo e indeterminismo, en una especie de cocktail que mezcla procesos ordenados y predecibles con otros caóticos e impredecibles.

10 pensamientos en “Orden y caos: entendiendo a Prigogine

  1. ESTRUCTURAS DISIPATIVAS

    ¿Y dónde, en verdad, no rigen? Están presentes en la totalidad de lo que nos rodea, en todos los procesos vitales y, desde luego, en todos los aspectos de nuestra vida.

  2. Los sistemas abiertos tienden, ineludiblemente, al aumento de su entropía (segunda ley de la termodinámica). Pero la vida es, precisamente, una excepción a esta ley, por la capacidad de los seres vivos de recuperar y utilizar la energía que se disipa en su funcionamiento, y de utilizarla para construir nueva estructura (aumentar su grado de orden, de complejidad).

    Es decir, los seres vivos, frente a otros sistemas físicos abiertos, se caracterizan por su capacidad para aumentar su complejidad estructural (organización) aprovechando la energía de su entorno. Dicho de otra forma, por su capacidad para “crear orden a partir del desorden”.

    Por supuesto que esta “excepción local” a la segunda ley de la termodinámica que es la vida no existe si se consideran conjuntamente los ecosistemas junto con el medio físico en que se desarrollan: la creación de estructura organizada en el espacio y la capacidad de transmitirla en el tiempo (mecanismos genéticos de la herencia) por los seres vivos se consiguen gracias al correlativo aumento de entropía de su entorno (la segunda ley es implacable). Es decir, en gran medida la existencia de esta excepción local es fruto de la escala de observación y medida que se utilice.

    Precisamente la aplicación de los conceptos de “estructuras disipativas” a los seres vivos y a los ecosistemas fue desarrollado especialmente por el ecólogo catalán Ramón Margalef, que internacionalmente tiene un reconocimiento similar al de Prigogine. Se han desarrollado muchos modelos para la utilización de estos conceptos a otros ámbitos, no sólo del mundo físico, sino también de la economía y las ciencias sociales en general. Yo mismo los he utilizado en alguna aproximación a la organización de la Administración pública (http://www.lagacetasideral.com).

    Termino señalando que no sólo en los sistemas biológicos se observa esta transgresión local a las leyes termodinámicas que rigen las estructuras disipativas. De hecho, cada vez se especula más con la hipótesis de que no sólo la vida, sino tal vez todo nuestro universo, no sea más que un conjunto de distintas “excepciones locales” a la segunda ley de la termodinámica, que supondría algo parecido a un campo de fuerzas.

    Salvador Robles (anguebus)

  3. Hola Paco
    Sería interesante que vincules ” determinismo e indeterminismo” “procesos ordenados y predecibles con otros caóticos e impredecibles.” ” las estructuras disipativas son perfectamente aplicables a lo que entendemos como conciencia: un estado de la materia donde rigen leyes lineales y no-lineales” con una antigua serie publicaciones que hasta donde llegué a ver parte de ésta: https://pacotraver.wordpress.com/2011/06/05/el-rectangulo-de-aristoteles-y-las-estructuras-psiquicas/.
    Saludos!

  4. La idea de sustancia -ousia-, una de las más importantes del pensamiento occidental que se remonta a Platón y a Aristóteles, es precisamente lo que indicas al aludir a algo que permanece pero que experimenta cambios en sus estados y cualidades. Substancia tiene la misma raíz que subsistencia y podría entenderse como lo que subsiste a todo cambio. De ahí eso de la substancia spinozista en un sentido tan universal aunque igualmente cabe decirse de todo ser o de sustancias y procesos concretos. Sustancia, filosóficamente, como término latino traducía a ousia; tambien traducido por esencia -essentia- ya que ousia en griego alude al ser de algo. La cuestión del ser de algo está pues intimamante ligada con la cuestión de esa sustancia-esencia. Por si algo aporta decir que Aristóteles habla de sustancia primera, el sustrato de toda cualidad o estado; algo que se determina en si mismo a través de sus diferentes estados, la esencia por ser el núcleo del ser de algo, en término de lenguaje -lógicos- la sustancia puede ser sujeto pero nunca predicado… Según Aristóteles nada podría existir sin sustancias primeras.

  5. Creo que desorden no es sinónimo de entropía, un bebé es un ejemplo de constantes cambios que van de desorden “inferior” a orden y nuevo desorden a orden “superior”. Por otro lado la conciencia es otro claro ejemplo de entropia “positiva” se reestructura para alcanzar un estado de supraconciencia, en el proceso hay entropia pero el sistema va línea ascendente.

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