El atractor y la flecha del tiempo

El atractor es un conjunto o agrupación al que tienden todos los elementos del sistema cuando permanecen un tiempo suficientemente largo. El sistema puede ser estable donde los elementos se tienden a juntar en un punto o en una órbita según el atractor, inestable no tiene atractores o caótico donde se comporta como estable e inestable. Estos sistemas caóticos son sistemas dinámicos que son muy sensibles a las variaciones de las condiciones iniciales. Esto se puede observar en la meteorología con el atractor de Lorenz

El atractor de Lorenz, concepto introducido por Edward Lorenz en 1963, es un sistema dinámico determinístico tridimensional no lineal derivado, que se produce en las ecuaciones dinámicas de la atmósfera terrestre. En el experimento que realizó Lorenz para prever las condiciones metereológicas observó que los modelos introducidos en el ordenador, variaban completamente los resultados finales según los parámetros iniciales de cada simulación. Si redondeaba unas décimas observaba un resultado completamente diferente en cada simulación de las codiciones finales téoricas previstas. A partir de aquí, Lorenz llegó a la conclusión de que no se puede predecir el tiempo debido a los numerosos imponderables como la variación del viento, la intensidad, la lluvia, que son parámetros que afectan al resultado final totalmente incierto, que son las condiciones iniciales diferentes y variables que afectarían al resultado final. Lo que se estaba determinando era la teoría del caos, donde los sistemas caóticos dentro de su desorden tienden a ordenarse en un conjunto de elementos dentro del sistema. A eso se le llama atractores extraños por su complejidad, como el atractor de Lorenz. Esto se puede aplicar a todos los sistemas caóticos como el tiempo. Prigogine fue quien mejor lo describió, donde el tiempo tiene un papel creativo gracias a la ruptura entre el pasado y el futuro de esa simetría espacial que componen la asimetría de los atractores

Dice Prigogine que la vida ha creado el tiempo, donde la ruptura de la biomolécula actúa de un modo diferente lejos del estado de equilibrio siendo irreversible, que se basa en sistemas inestables. Los sistemas dinámicos inestables se guían por las leyes nuevas del espacio/tiempo en relación al segundo principio de la termodinámica, que dará origen a una nueva concepción del tiempo, cuya base es la irreversibilidad. La vida es un proceso irreversible de aumento de entropía o tendencia al desorden, lo que produce una ruptura de la simetría, que hace que el pasado y el futuro se rompan y se establezcan conjuntos asimétricos que estabilizan los sistemas como son los atractores. La consecuencia es que a mayor tiempo que transcurre mayor entropía y mayor desorden.

Así, la vida se constituye a partir de sistemas biológicos abiertos, inestables que tienden a aumentar la entropía por intercambio de energía y a ser asimétricos y desordenados. Por tanto, están lejos del equilibrio ya que todas sus operaciones se realizan bajo condiciones inestables. Eso da lugar a lo que Prigogine denomina estructuras disipativas. La definición de estructuras disipativas es la de una estructura de elementos conectados entre sí de un sistema que está lejos del equilibrio, con una propia autoorganización que intenta conjugar los términos de disipación o dispersión de la energía como entropía y el orden singular de una autoorganización del sistema. La idea fundamental de este tipo de concepto es que los sistemas que están alejados del equilibrio, en lugar de proseguir hacia un desorden completo o desaparecer consiguen autoorganizarse y ordenarse por sí mismos alrededor de un atractor extraño.

El fundamento de este tipo de estructuras es que en un sistema abierto como es la vida, existen dos nociones operativas básicas que pueden ser sinónimas; orden y desorden, incertidumbre y determinismo, azar y necesidad, relativo y absoluto. La necesidad vendría impuesta por la segunda ley de la termodinámica, con la tendencia a la entropía de los sistemas y el azar sería la fluctuación que permite abandonar los estados próximos del equilibrio. La idea que quiere trasmitir Prigogine es que la base de la vida es conceptual, es decir, que las estructuras disipativas tienden al orden por la incertidumbre y si esta noción se puede extrapolar a nivel de los sistemas macroscópicos y microscópicos, ya que la segunda ley de la termodinámica envuelve a procesos macroscópicos antes que a los microscópicos, puede que entonces los sistemas complejos que se desarrollan con las ciencias humanas en general se puedan basar en este tipo de nociones.

Ahora bien, ¿por qué Prigogine implica los fenómenos de irreversibilidad con el tiempo? Sencillamente porque la irreversibilidad es un estado que limita las predicciones del futuro, lo que involucra a que en cualquier explicación científica que se pretenda ofrecer modelos predictivos, deberían de plantearse en base a la aleatoriedad de las condiciones iniciales y no enteramente de las teorías y leyes deterministas que trazan el proceso de causa y efecto, sobre todo en sistemas dinámicos que tienden a ser inestables y que se alejan de su estado de equilibrio. Ello significa que la realidad que pretende ser objetiva, está lejos de ser una medición de hechos exactos, sino más bien una propuesta teórica basada en la verdad de la naturaleza, que es la relación que existe entre lo aleatorio y lo determinista. Si el tiempo es un sistema dinámico asimétrico, es irreversible en cuanto es un pasado inamovible, que se presenta ante el futuro incierto y aleatorio. En esto consiste lo que Prigogine comprende como la flecha del tiempo.

La flecha del tiempo es la evolución de los sistemas dinámicos hacia estados de mayor probabilidad. Son los estados de aumento de la entropía, del desorden donde la ecuación equivales a S=k log.  P siendo S la entropía, k una constante y P la probabilidad. A mayor probabilidad mayor entropía. Un sistema que es probabilístico es unidireccional por la ruptura entre el pasado y el futuro mucho más probable. El pasado como condición inicial es invariable. De aquí que los sistemas dinámicas sean muy influenciables a las condiciones iniciales del sistema. Esta idea es en la que se basa el concepto de flecha del tiempo en Prigogine donde flecha del tiempo y vida están relacionados dentro  de esa segunda ley de la termodinámica con ruptura de simetría, irreversibilidad y tendencia al desorden, donde intervienen los conceptos de bifurcaciones, fluctuaciones, irreversibilidad,  estructuras disipativas y atractores como se ha explicado anteriormente. Esas relaciones junto con las nociones de la termodinámica, dice Prigogine, se expresarán en las ciencias humanas, que son manifestaciones de conocimiento de la vida y del tiempo.

Entonces la flecha del tiempo tiende a un mayor desorden conforme se aleja del pasado y son las estructuras disipativas, que de un modo aleatorio se autoorganizan en un núcleo como es el atractor. Habría que clarificar hasta qué punto el concepto de atractor puede ser extrapolado a todos los sistemas dinámicos, dentro de la física o de aquellos sistemas en que la vida humana puedan ser aplicados. El concepto de atractor como principio y origen de un sistema que se autoorganiza en una estructura puede en sí mismo determinar de algún modo la noción de aleatoriedad y su planteamiento puede ser una función del conocimiento.

 

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