Un sistema complejo muestra emergencias, según el nuevo marco, al organizarse en una jerarquía de niveles que funcionan de manera independiente de los detalles de los niveles inferiores. Los investigadores sugieren que pensemos en la emergencia como una especie de “software en el mundo natural”. Así como el software de tu laptop funciona sin tener que seguir toda la información a microscale sobre los electrones en el circuito de la computadora, los fenómenos emergentes son gobernados por reglas a macroscale que parecen estar contenidas por sí mismas, sin prestar atención a lo que hacen las partes componentes.
Usando un formalismo matemático llamado mecánica computacional, los investigadores identificaron 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, incluidos las redes neuronales y los autómatas celulares estilo 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 la teoría predice.
Por supuesto, no aparece nueva materia o energía a nivel macroscópico en sistemas emergentes que no esté presente a nivel microscópico. Más bien, los fenómenos emergentes, desde las Grandes Manchas Rojas hasta los pensamientos conscientes, exigen un nuevo lenguaje para describir el sistema. “Lo que estos autores han hecho es intentar formalizar eso”, dijo Chris Adami, investigador de sistemas complejos en la Universidad Estatal de Michigan. “Aplaudo completamente esta idea de hacer las cosas matemáticas.”
Una Necesidad de Cierre
Rosas abordó el tema de la emergencia desde múltiples direcciones. Su padre fue un famoso director de orquesta en Chile, donde Rosas estudió y tocó música por primera vez. “Crecí en salas de conciertos,” dijo. Luego cambió a filosofía, seguido por un grado en matemáticas puras, lo que le dio “una sobredosis de abstracciones” que “curó” con un doctorado en ingeniería eléctrica.
Hace unos años, Rosas comenzó a pensar en la complicada pregunta de si el cerebro es una computadora. Considera lo que sucede en tu laptop. El software genera resultados predecibles y repetibles para un conjunto dado de entradas. Pero si miras la física real del sistema, los electrones no seguirán todas trayectorias idénticas cada vez. “Es un lío,” dijo Rosas. “Nunca será exactamente lo mismo.”
El software parece estar “cerrado,” en el sentido de que no depende de la física detallada del hardware microelectrónico. El cerebro también se comporta de una manera algo similar: Hay una consistencia en nuestros comportamientos aunque la actividad neural nunca es idéntica en ninguna circunstancia.
Rosas y sus colegas determinaron que, de hecho, hay tres tipos diferentes de cierre involucrados en sistemas emergentes. ¿Sería más predecible la salida de tu laptop si invirtieras mucho tiempo y energía en recopilar información sobre todos los microestados—energías electrónicas y demás—en el sistema? Generalmente, no. Esto corresponde al caso de cierre informacional: Como dijo Rosas, “Todos los detalles por debajo del macro no son útiles para predecir el macro.”
¿Qué pasa si quieres no solo predecir sino también controlar el sistema—¿ayuda en esto la información de niveles inferiores? Nuevamente, típicamente no: Las intervenciones que hacemos a nivel macro, como cambiar el código del software al escribir en el teclado, no se vuelven más confiables al intentar alterar trayectorias individuales de electrones. Si la información de niveles inferiores no añade un control adicional sobre los resultados macro, el nivel macro está causalmente cerrado: Solo él está causando su propio futuro.
Fuente y créditos: www.wired.com
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