Autoorganización del caos

Vórtices.
"Vórtice es un atractor extraño con pocos grados de libertad".Cuando el agua hierve, el líquido del fondo asciende, y el de arriba baja, formándose una competición caótica. Se dice que el agua ejerce sus máximos grados de libertad. Se ha descubierto que al calentar el agua por debajo del punto de ebullición éste se auto ordena en un modelo de vórtices geométricos. Para suceder esto, primero se ha de llegar a un punto de bifurcación, que es donde el sistema se transforma. Cada uno de los vórtices que entonces se forman (en este caso de forma hexagonal, ver foto) se enlaza a otras fluctuaciones formando más vórtices, así se amplifica el sistema, retroalimentándose a sí mismo.

Otra fase de la retroalimentación consiste en la amplificación de los efectos. Ejemplo: cuando colocamos el micrófono demasiado cerca del altavoz: los pequeños sonidos ambientales son captados por el micro, salen amplificados por el altavoz, vuelven a ser captados por el micro y vuelven a salir todavía más amplificados. (Efecto Mariposa). Los vórtices tienen lugar en la autoorganización de los sistemas caóticos.

Estamos observando dicha autoorganización por todas partes en la naturaleza. Es una autoorganización que aporta al sistema mucha más estabilidad y flexibilidad que cualquier estructura que haya sido creada artificialmente. Este huracán, por ejemplo, es una gran forma autoorganizada de la naturaleza. Si no fuera por su autoorganización toda la fuerza que lleva cada partícula se perdería al chocar unas con otras, sin embargo las partículas entran en ciclos retroalimentadores y mediante el efecto mariposa se amplifica su velocidad.

En un sistema autoorganizado por individuos, por ejemplo los termes, hay varios niveles de organización. Dependiendo de las circunstancias, de la densidad de la población, etc, las "reglas" cambian. La conducta individual sigue unas reglas, la conducta colectiva sigue otras. Hay que tener en cuenta que la unión del grupo de individuos no se debe a que un individuo solo o una elite están asumiendo la dirección. A partir de la actividad individual aleatoria se produce una retroalimentación, con lo cual el sistema se autoorganiza; entonces las reglas colectivas (surgidas de la aleatoriedad de las individuales), restringen en determinado grado las reglas individuales. Sin embargo, esta dinámica global del sistema no puede reducirse a la dinámica de sus unidades constituyentes.

Otro ejemplo: La autoorganización puede surgir espontáneamente en sistemas químicos. Se ha observado que en un sistema que debería tender hacia un estado de equilibrio homogéneo, a veces se producen oscilaciones periódicas macroscópicas, formándose sorprendentes estructuras espaciales en forma de ondas espirales. Esto parece incompatible con la segunda ley de la termodinámica, que nos dice que en la práctica la entropía, y por tanto el desorden, aumentan siempre ("La irreversibilidad genera entropía").


En la figura vemos una simulación tridimensional de la reacción de Belousov-Zhabotinski. Las zonas más claras indican una mayor concentración de uno de los reactivos. Partiendo de una mezcla homogénea de sustancias químicas, el sistema se autoorganiza dando lugar a ondas macroscópicas, observables a simple vista, que surgen del desorden molecular.

 

 

Boyan Ivanov Bonev