David contra Goliat Caravaggio
En términos generales, el comportamiento de un sistema complejo podría considerarse emergente si no se puede predecir solo a partir de las propiedades de las partes.
Un sistema complejo exhibe su emergencia... organizándose en una jerarquía de niveles que operan independientemente de los detalles de los niveles inferiores. Los investigadores sugieren que pensemos en la emergencia como una especie de "software en el mundo natural". Al igual que el software de su ordenador portátil se ejecuta sin tener que realizar un seguimiento de toda la información a microescala sobre los electrones en los circuitos del ordenador, los fenómenos emergentes se rigen por reglas de macroescala que parecen autónomas, sin prestar atención a lo que están haciendo las partes componentes.
Utilizando un formalismo matemático llamado mecánica computacional, los investigadores identifican criterios para determinar qué sistemas tienen este tipo de estructura jerárquica. Probaron estos criterios en varios sistemas modelo conocidos por mostrar fenómenos de tipo emergente, incluidas las redes neuronales y los autómatas celulares al estilo del Juego de la Vida. De hecho, los grados de libertad, o variables independientes, que capturan el comportamiento de estos sistemas a escalas microscópicas y macroscópicas tienen precisamente la relación que predice la teoría.
No aparece ninguna materia o energía nueva a nivel macroscópico en los sistemas emergentes que no esté allí microscópicamente, por supuesto. Más bien, los fenómenos emergentes, desde las Grandes Manchas Rojas hasta los pensamientos conscientes, exigen un nuevo lenguaje para describir el sistema. El cerebro se comporta como sigue: hay una consistencia en nuestros comportamientos (nos comportamos de la misma forma) a pesar de que la actividad neuronal nunca es idéntica... como dice Fernando Rosas, "los detalles debajo de la macro no son útiles para predecir la macro"... las intervenciones que hacemos a nivel macro, como cambiar el código del software escribiendo en el teclado, no se hacen más fiables al tratar de alterar las trayectorias individuales de los electrones. Si la información de nivel inferior no añade más control de los resultados macroeconómicos, el nivel macro está causalmente cerrado: él solo está causando su propio futuro.
Esta situación es bastante común. Considere, por ejemplo, que podemos usar variables macroscópicas como la presión y la viscosidad para hablar sobre (y controlar) el flujo de fluidos, y conocer las posiciones y trayectorias de las moléculas individuales no agrega información útil para esos propósitos. Y podemos describir la economía de mercado considerando a las empresas como entidades únicas, ignorando cualquier detalle sobre los individuos que las constituyen.
Es un poco como un ascensor, dice Rosas; Una entrada a la máquina, como presionar un botón, hará que la máquina pase a un estado diferente (piso) de una manera determinista que depende de su historial pasado, es decir, su piso actual, si está subiendo o bajando y qué otros botones se presionaron antes. Por supuesto, un ascensor tiene una miríada de componentes, pero no es necesario pensar en ellos. Del mismo modo, una máquina ε es una forma óptima de representar cómo las interacciones no especificadas entre las partes componentes "computan" -o, se podría decir, causan- el estado futuro de la máquina.
El estado del sistema complejo en cualquier momento, que incluye información sobre sus estados pasados, produce una distribución de posibles estados futuros. Siempre que dos o más de estos estados presentes tienen la misma distribución de futuros posibles, se dice que están en el mismo estado causal. Nuestros cerebros nunca tendrán exactamente el mismo patrón de activación de neuronas, pero hay muchas circunstancias en las que, sin embargo, terminaremos haciendo lo mismo...
la independencia de lo macro de lo micro no es completa: hay cierta fuga entre niveles. Rosas se pregunta si los organismos vivos están de hecho optimizados al permitir una emergencia parcial tan "permeable", porque en la vida, a veces es esencial que lo macro preste atención a los detalles de lo micro.
Philip Ball, Las nuevas matemáticas de cómo surge el orden a gran escala, Quanta Magazine, 2024
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