Colonias de hormigas

¿Alguno de ustedes se ha puesto a pensar que podemos aprender de las hormigas? ¿De su organización? ¿De sus redes de trabajo? Yo nunca lo había hecho. Pero, ahora pienso que podemos aprender demasiado. Aprender como organizarnos mejor, entendiendo como fluye la colonia de hormigas. Como se gobierna. Como se adaptan. Como viven.  Como mueren. 

Ésto es una prueba de que sistemas complejos no se limita a la humanidad, sino que es aplicable a todo. Desde una colonia de hormigas hasta civilizaciones extraterrestres. Sistemas complejos no es sólo una forma de ver el mundo. Es una forma de vida.

Modelado Social

¿Cómo modelar patrones realmente complejos? ¿Cómo representar la vida? ¿Cómo modelar una sociedad? Esto, a simple vista puede ser bastante complejo. Demasiadas variables, demasiadas reglas, demasiado caos. ¿Cómo modelar el caos? ¿Cómo modelar la vida?

Eso mismo se pregunto John Conway, un matematico ingles. Tras muchas horas de programacion, creo "El juego de la vida". Una simulacion donde utilizando reglas muy simples, una serie de células evoluciona hasta llegar a generar patrones muy complejos, como naves espaciales. ¿Cómo lo hizo?... con autómatas.

Se deben de estar preguntando que es un autómata. Es muy simple, una casilla en un tablero. Que puede tomar diferentes valores. Y esta casilla va a tomar un valor segun las casillas de al lado. Ese valor, va a depender de la programacion. Por ejemplo, en el juego de la vida de Conway, una casilla (o célula) nace si hay 3 vivas a su lado. Si hay 2 o 3 crece, de lo contrario muere.

Pero hay otra herramienta, los agentes. Los agentes son autómatas con características mas definidas, que pueden ser creencias, preferencias etc. . Esto ha sido utilizado para hacer modelado de la sociedad. Sólo se necesitan unas cuantas reglas muy básicas para poder hacer un modelo que funcione. El problema aqui, sería definir esas reglas.

¿Cómo podemos encontrar esas reglas? ¿Podremos algún día simplificar las reglas de la vida para poder replicarla en una simulación? ¿Y si alguien más ya lo hizo? ¿Y si nosotros somos la simulacion de alguien más? ¿Es realmente posible reducir la vida a estos parámetros básicos? Pero más que nada, tomando en cuenta la complejidad de la sociedad, ¿Serviría de algo reducir la sociedad a su mínima expresión? ¿Podríamos trasladar una sociedad a una simulación? ¿Que pasaria con el caos? ¿La complejidad? Tal vez algún día, podamos jugar un nuevo juego de la vida, donde los protagonistas seamos nosotros... como agentes y autómatas de una sociedad donde el conocimiento este unificado.

Sistemas Sociales

Todo mundo conocemos esa pareja que aparentemente se aman, que son unos cursis. Y de un día para otro ¡BOOM! Se separan. Todos creíamos que Chiapas era relativamente pacífico y ¡Madres! Salieron los zapatistas.

Los sistemas sociales pueden parecer ordenados con la ONU y sus miles de constituciones nacionales. Aparentemente reinan la calma y la tranquilidad. Pero de un momento a otro surge el caos, la inestabilidad y todo degenera en una turbulencia. De ésto podemos afirmar que la realidad es compleja, con sus cuatro características:  borrosa, catastrófica, fractal y caótica.

Borrosa... porque las ideologías cambian rápidamente. Por ejemplo cuando Tony Blair (izquierda) se unió con Bush (derecha) para atacar Iraq en 2003. Catastrófica... porque una pequeña acción genera grandes cambios. Como le paso al Peje en 2005, cuando se presento su proceso de desafuero que culminó con su candidatura a la presidencia a la República en 2006. Fractal... por la repetición de ideas. Como demostró Hitler llevando su ideología a través de pequeños grupos, que fueron creciendo hasta controlar Alemania y la mitad de Europa. Caótica... porque siempre hay desorden. Ejemplo de ello son las manifestaciones de los grupos altermundistas en las cumbres políticas. 

Estas realidades complejas las generamos los seres humanos. Realidades de las cuáles todos formamos parte. Realidades que vemos a diario, en las noticias y al otro lado de la calle. Realidades de las que no podemos escapar. Realidades que generalmente se analizan debatiendo u opinando. Pero sin llegar a nada. Sin obtener conclusiones que nos puedan servir en otra ocasión. Sistemas complejos ofrece las herramientas para analizarlo, escrudiñarlo y comprenderlo. Para dejar de debatir, y empezar a solucionar los problemas. Por que sólo así podremos solucionar los conflictos que vienen. Y ayudando así, de una manera directa, a nuestra tranquilidad espiritual.

Fractus. Fracta. Fractal.

El total es más que las partes. Eso es un hecho de sistemas complejos. ¿Y qué pasa si simplificamos demasiado? Cuando un triángulo intenta ser una montaña y un círculo intenta ser un sol, ¿Cómo representamos la vida?; ¿ Cómo hacer un mapa de la Tierra? ... con fractales.

¡¿Que chingados es un fractal?! (te estarás preguntando). Del latín fractus. Es un objeto semigeométrico cuya estructura básica, fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas. En cristiano: es una figura que se repite a si misma hasta el infinito.  Lo impresionante es que son omnipresentes. Los fractales están presentes desde las nubes hasta el ADN, pasando por el brócoli y los copos de nieve. 

Por si no les quedo claro el concepto les voy a enseñar a hacer uno (la curva de koch). Se comienza con un triángulo, y se coloca un triángulo sobre cada lado de la figura anterior. Y se repite hasta el infinito. Entre más veces lo repites más se parece a un copo de nieve. Es decir, más se asemeja a la realidad.

¿A cuántos de ustedes les gusta Bach? (a mí no). A muchos les gusta por su complejidad, como se ve en los conciertos de Brandenburgo. Da la casualidad que esa complejidad es obra de un fractal. Y no es el único. Babbit, Joplin hasta Pink Floyd. Curiosamente, las armonías que presentan patrones fractales han demostrado ser más agradables auditivamente. ¿Y qué resulta más agradable que escuchar el latido de la persona que amas? 

El latido del corazón, manteniéndose en la barrera entre el caos y el orden, es otro fractal. Un corazón sano sigue un patrón. Un corazón enfermo actúa de manera caótica. Los fractales son la división entre el caos y el orden. Frecuentemente los vemos en sistemas complejos.

¿Y todo ésto de que nos sirve? Primero para rellenar el blog y segundo para modelar. Los fractales, como vieron en la curva de Koch  (el cono de nieve), nos ayudan a representar la naturaleza.  Nos ayudan a crear mejores modelos. Mejores representaciones de lo que nos rodea. ¿Y no es ese el punto de sistemas complejos? ¿Representar nuestro mundo?...

A seis personas de Brad Pitt

¿Quiénes de ustedes no tienen un amigo que conoce a todo el mundo?  ¿Nunca han hablado con un extraño que resulta ser amigo de un amigo? ¿No les parece desconcertante? ... ¿Será mera casualidad? ... ¿Tal vez causalidad? Vivimos en un mundo pequeño, ¿No les parece? Tan pequeño ... como un pañuelo.

En los 60's, un psicólogo, Stanley Milgram, hizo un experimento para medir el tamaño del pañuelo. Milgram seleccionó al azar individuos en Nebraska. Les pidió que enviaran una carta a través de una cadena de conocidos mutuos hasta un individuo desconocido para ellos en Boston, a unos 2,500 km. Nótese: solamente les dió el nombre, la ocupación y la ubicación genérica (no direcciones concretas).

Los participantes pensaban que la carta pasaría por cientos de personas. Los más optimistas en decenas, y muchos creían que era absurdo e imposible. ¿La respuesta? ¡¡TAN SÓLO SEIS!! Desde entonces ese resultado se conoce como "seis grados de separación".

En 2011, Facebook realizó un estudio denominado "Anatomy of Facebook" con todos los usuarios de su página en ese momento (10% de la población mundial) y se concluyó que entre dos personas usuarias de facebook sólo hay 5 grados de separación (para el 99.6 % de las personas)

La teoría de los seis grados de separación no sólo se limita a redes sociales, se aplica también a cosas como el sistema nervioso, ecosistemas o incluso energía eléctrica. ¿Quién hubiera pensado que sólo hubiera seis personas entre Brad Pitt y yo? Una de ellas ... Angelina Jolie.

¡La ola!

Brasil juega la final de la copa del mundo contra Alemania. De pronto, en algún lugar de las tribunas, un pequeño grupo de fans se levanta y con las manos arriba grita: !OOOOOLA! La actitud contagia inmediatamente a las personas que se encuentran cerca. Poco a poco, en cuestión de segundos, la tribuna tiene vida propia y desde lejos, el movimiento de las personas, parece una ola que avanza dando vueltas al estadio. Nadie lo planeó, nadio dió la orden. Sólamente pasó.

Físicos de la Universidad de Budapest desarrollaron un modelo matemático que describe y predice el principio  que regula este fenómeno. Sin tomar en cuenta si los fans son mexicanos, brasileños, alemanes; o si el juego es en Corea, España o Moscú.

Tras analizar diferentes grabaciones de olas en partidos reales de futbol, se encontró que entre 25 y 30 personas son necesarias para obtener dicha onda. A su vez también se encontró que la ola gira en el sentido de las agujas del reloj alrededor del estadio y por lo general se mueve a una velocidad de unos 12 metros (20 asientos)  por segundo. 

Fenómenos tan simples, tan comunes, como la ola en un partido de futbol. Algo que todos conocemos, en lo que todos hemos participado alguna vez. Como se observa, sistemas complejos nos ayuda a entender poco a poco nuestro mundo, desde el cáncer hasta un simple pero entretenido partido de futbol.

Mi Eduardo Galeano

Da la casualidad que este semestre llevo una materia que se llama "Teorías de la Cultura" (estudio general de humanidades).   A decir verdad antes de empezar el semestre estaba más emocionada por ella que por llevar ecuaciones diferenciales (nótese soy física).

¿Por qué? Desde siempre (secundaria) me he preguntado cómo las personas toman sus decisiones, que hace que las personas sean como son, que reglas rigen a la sociedad. Y esta clase reafirmo (indirectamente) mi amor por la física. Una disciplina donde las teorías se prueban o se descartan. Una disciplina donde si no conoces la verdad no te pasas todo el día discutiendo. Al contrario te vas a tu laboratorio a intentar comprobarlo. 

¿De que sirve tener miles de teorías que expliquen la sociedad si al final del día no te puedes poner de acuerdo? Para tal caso mejor explicamos el mundo con la Iglesia. Al fin y al cabo es sólo una pinche pérdida de tiempo. Todas son simples especulaciones. 

¿Y entonces por qué estoy hablando de antropología cultural? Porque esta área se parece a sistemas complejos. En dos puntos: la  sociedad puede matematizarse  y el mundo es un todo. 

En la teoría coevolutiva, se dice que la cultura de los pueblos se aborda como grandes sistemas interactivos, y se consideran tres aspectos fundamentales:

1. Los actores están inmersos en una extensa red de interconexiones

2. El cambio en el estado de uno de sus elementos implica cambios en toda la red.

3. La dinámica produce el surgimiento de propiedades nuevas que modifican aspectos esenciales del sistema.

Para poder comprender lo anterior, los antropólogos se basaron en estudios de sociedades pasadas,  comparando las relaciones existentes (políticas, económicas, sociales, etc) para poder hacer un modelo.

Otro ejemplo,  Tom Abel (antropólogo de la Universidad de Florida) ha creado modelos de la evolución cultural humana, desde el paleolítico hasta la aldea global. Utilizando las relaciones entre la gente, la naturaleza, los recursos, etc. Ésto ha permitido explicar el auge y la caída de las civilizaciones a través de la historia.

Trabajos como el de Tom Abel y la teoría coevolutiva son sólo ladrillos del gran puente que necesitamos transitar para unificar las ciencias y las humanidades. 

Sistemas Complejos a lo Octavio Paz

Extraño, díficil, complejo y humano simula ser nuestro hogar. Odio o amor, estrellas o agujeros negros aparecen aquí. Sólo los huracanes, la guerra y los sismos atacan nuestra mente. Basta e inexplicable aparenta ser la solución de éstos.

De la flor a la galaxia se analiza destruyendola, matandola, arrancando su encanto de complejidad. Elemento por elemento, parte de la parte, enterrando así la belleza de la misma flor, sin siquiera comprender que es la flor. Pero luego dicen si.. para el motor y el reloj funciona... ¡¿Por qué no entienden que eso no tiene vida, que está muerto, que es mecánico?! Es imposible desmembrar lo sublime de la catarina, del águila, de un tulipan, de un HUMANO.


¡Gracias, gracias Dios Mío! Gracias que se iluminaron los ojos de Ludwing Von Bertalanffy y nacieron los Sistemas Complejos, si piensas que son un pobre bebé, solitario, indefenso, tienes algo en común con la Iglesia. Los maravillosos, despapanantes y preciosos sistemas complejos son de artillería pesada; del cáncer, la teología, la psicología, los negocios, la física, la vida, el arte... son como una caja que jamás se llena.

    

¡Simulando!

¿Nunca les ha pasado que comienzan el día y sienten que cada detalle que les va ocurriendo ya lo habían predicho ustedes al levantarse? ¿Qué realmente son sólo robots siguiendo un patrón de comportamiento que no pueden modificar? ¿Qué sólo lo siguen? ¿Qué están atrapados en el sistema? ¿Qué no pueden salir de él? ¿Jamás han pensando que están dentro de una simulación?

Se estarán preguntando, ¿Que es una simulación? La respuesta es: la manera en que todas estas locas teorías (Sistemas Complejos) se analizan, es un método para la construcción de modelos, como los que ya les he platicado.

¿Cualés son las bases del pensamiento de la simulación?

• 1. Se comienza por identificar las variables de interés, y las relaciones que las ligan entre sí. Es imprescindible cuantificar dichas relaciones.
• 2. Una vez ya construido la simulación hay que preguntarse si refleja razonablemente la realidad. 

La simulación nos permite visualizar las tendencias, teniendo en cuenta que NO son predicciones. Ésto nos permite poder analizar miles de variables, miles de experimentos con un costo muy bajo. Sólo se necesita una computadora y software específicos (que resultan más baratos que hacer el experimento). Ésto permite obtener resultados y valorarlos. En caso de ser posible se realiza el experimento.

Las simulaciones han permitido realizar experimentos muy baratos, ésto ha abierto la puerta a todo tipo de teorías que no serían costeables de otra forma. Las simulaciones nos ayudan a comprender nuestro mundo. En una simulación tu juegas con el mundo. En una simulación tu eres Dios.

El sueño de Asimov y el Mío.

¿Qué pasaría si les digo que las matemáticas no son una colección de técnicas y signos extraños? ¿Si les digo que son un lenguaje universal para representar la realidad? Las matemáticas buscan los patrones, las regularidades, las repeticiones en la naturaleza. Es evidente que han tenido éxito en la física, no tanto en las ciencias sociales, pero eso no implica que no sea posible.

Aquí es donde entra Asimov, uno de sus más grandes sueños era unificar el conocimiento con las matemáticas. Y para ello crea la psicohistoria dentro de su trilogía "Fundación" (ciencia ficción). Ésta es una matemática de los hechos ocurridos a través del tiempo. Y estudia los patrones y reglas a lo largo de la historia.

¡Alto! Ésto no implica que vamos a poder realizar una demostración de que en el 2012 va a ganar Peña Nieto. Es más bien con la intención  de realizar modelos que predigan como podrían desenvolverse las elecciones. Otro ejemplo sería en psicología. Mediante cálculos no se  podría predecir como sería una persona.

Pero, ¿Por que querríamos matematizar al humano?, ¿Eso no nos convierte en robots? Les recuerdo que jamás va a existir un modelo que pueda predecirnos en un segundo.Contrario a lo que pensaba Hobbes. Él tenía una teoría sobre la sociedad (similar a las leyes de Newton) que analizaba a las personas de manera visceral, como si fueran objetos.  Evidentemente no le funcionó. Y nos enseño las limitaciones de matematizar el conocimiento. Ésto indirectamente creo un enfoque más amigable en sistemas complejos.

Retomando los planteamientos iniciales, es posible que Sistemas Complejos sea la Psicohistoria de Asimov, ésta teoría básicamente hace lo mismo: matematizar el mundo.

Tal vez se han percatado que no les he contado mi sueño. Lo comparto de cierta forma con Asimov. Generalmente los físicos sueñan con encontrar el Higgs, unificar la física o comprender el inicio del universo. Mi sueño tiene más que ver con Marx que con Einstein. Quiero modelar el comportamiento de la sociedad, tal vez predecirlo. Sé que es demasiado ambicioso, pero soñar es sólo el primer paso...

Estado del Arte

El mundo estos días es un caos. En las noticias solamente escuchamos crisis en Grecia, balaceras en Monterrey, temblor en Haití, influenza en el D.F., cólera en Alemania. Y sí está todo eso ahí, pero nadie se cree, ni nos cree, capaces de arreglarlo. Pensamos que  las personas son una bola de pinches inútiles.  Tenemos miles de teorías, miles de vacunas y buenos chalecos antibalas; y eso, ¿Qué cambia?

¿Y si les digo que sistemas complejos lo va a cambiar? ¿Y si sistemas complejos es la unión de las ciencias con las humanidades? Ese cambio de paradigma tan necesario ya, una singularidad para la humanidad. Donde el conocimiento es acción. Donde pudiéramos entender a los demás. 

¿Es posible entender y analizar el comportamiento de la sociedad? ¿De mi vecino?

¿O del gobierno? ¿Algún día se podrán prever los accidentes? ¿Es posible explicar el funcionamiento de una ciudad? 

Investigadores de Chile y México analizaron el desarrollo de Cancún. Llegaron a la conclusión de que la ciudad y el turismo (su principal actividad económica) , forman parte de un sistema complejo. Que funciona como un todo organizado, en el que los elementos se relacionan entre sí. Entiéndase que mientras más sea la relación de dichos componentes, Cancún tendrá un mejor desarrollo económico.

Los sistemas de gobierno han sido analizados por Matilde Luna y Jose Luis Velasco.  Ellos analizaron las interacciones en el gobierno como propiedades de un sistema. Encontraron cuatro propiedades fundamentales. Se concluyó que para que el gobierno tenga un equilibrio sus partes deben estar interactuando constantemente.

También se ha hecho un estudio sobre la propagación de virus y enfermedades. Como por ejemplo la gripe, la influenza y las bacterias que dañan los alimentos. Aquí se  se analiza  que factores influyen en una propagación de estos virus, tratando de evitarlo conociendo los parámetros que rigen el sistema. 


El caos, al igual que toda la evidencia anterior,  esta ahí. No podemos domesticarlo, nos cuesta trabajo predecirlo, no sabemos si algún día lo podremos hacer. Lo único que nos queda es seguir investigando. Ampliando nuestra visión del mundo. Tratando de entender la realidad que nos rodea, y evitar la monotonía de la física y la abstracción de las matemáticas. Y para eso necesito gente de todos los sabores y colores que sueñen conmigo.

Significado de mi Blog

Esta es mi primera entrada, voy a comenzar por platicarles sobre el objetivo del mismo y  el significado que éste tiene para mi. Voy a tratar un tema que me apasiona, pero del cuál me quedan innumerables cosas por descubrir. El tema es relativamente nuevo, no tiene más de 40 años de haber sido creado. Es por eso, que me interesa que se conozca más sobre él. Pienso que tiene muchísimo que ofrecer, no sólo para la física sino también para las humanidades, ciencias sociales, negocios, etc.

Soy estudiante de Física de 4to semestre de la UDLAP. Este blog nace como pretexto de una clase, pero en realidad va a ser un depósito de todas esas ideas que tengo en la cabeza, las cuáles generalmente están encerradas ahí.

      

Si ya conocían Sistemas Complejos y les interesaba espero que aprendan algo nuevo aquí, que amplíen su visión de este campo de conocimiento, y que se mantengan al día. Si no lo conocían ojalá y se tomen un poco de tiempo para conocerlo, comprenderlo y tal vez llegar a amarlo (como yo lo hago). Espero que poco a poco comencemos a visualizar el mundo a través de esta teoría, y tal vez encontrar un equilibrio entre las ciencias de la naturaleza y las ciencias del espíritu (como diría Dilthey). El impacto que este tema podría tener es impresionante: unificar verdaderamente el conocimiento. Una verdadera ciencia interdisciplinaria, sin superioridades ni rivalidades.

El conocimiento se genera muy rápido, ¿No creen? En lo personal es algo que me genera mucho estrés, dado que soy una persona sumamente obsesiva. Tristemente tengo poco tiempo de vida, pero Sistemas Complejos me ha hecho entender que no tengo que saberlo todo. Que no tengo que entender todo lo que me rodea, y que no hay una única visión del mundo, a fin y al cabo todo es subjetivo. Sistemas Complejos me ha hecho entender que no es solamente negro y blanco, que no todo es bueno contra malo. Sistemas Complejos explica mi mundo, para ti tal vez no lo haga, igual y si. Por eso los invito a que me acompañen a explorar y a tratar de entender este pequeño lugar donde vivimos. La Tierra.