Sistemas complejos (Documental)

Resumen Detallado del Video sobre Sistemas Complejos, Arte y Ciencia

Key Concepts:

• Sistemas Complejos
• Comportamientos Emergentes
• Autoorganización
• Econofísica/Sociofísica
• Minería de Datos
• Fractales
• Teoría del Caos
• Turbulencia
• Aleatoriedad vs. Orden en la Música
• Proceso Creativo
• Cerebro como Sistema Complejo

¿Qué son los Sistemas Complejos?

Los sistemas complejos son aquellos formados por muchas partes que interactúan entre sí, dando lugar a comportamientos colectivos emergentes que no se pueden deducir del estudio de una sola parte. Ejemplos: el cerebro (millones de células interactuando para generar cognición) y las colonias de hormigas (individuos interactuando para generar patrones de conducta globales). Una característica clave es que el todo es diferente a la suma de sus partes.

El Reloj de Arena y la Autoorganización

El reloj de arena ilustra la autoorganización. Los granos de arena que caen forman un cono cuyo ángulo aumenta hasta un máximo. Al alcanzar ese ángulo, cada grano produce avalanchas. La frecuencia y el tamaño de estas avalanchas siguen leyes de globalidad específicas. Este fenómeno demuestra cómo los sistemas pueden generar orden por sí mismos sin una dirección prefijada.

La Unión de Ciencias Sociales y Ciencias "Duras"

Actualmente, existe una unión entre las ciencias sociales y las ciencias "duras" (física, matemáticas). Han surgido ramas como la econofísica y la sociofísica, que estudian fenómenos económicos y sociales. Esto es posible gracias a la interconexión humana a través de redes sociales y la capacidad de analizar grandes cantidades de datos (minería de datos). Por ejemplo, se estudia cómo una noticia en Twitter puede generar una "avalancha" de reacciones, similar a las avalanchas en el reloj de arena. Las revoluciones sociales son fenómenos emergentes que requieren la participación autoorganizada de muchas personas.

El Potencial y los Riesgos del Conocimiento de Sistemas Complejos

El conocimiento de los sistemas complejos puede ayudar a entender y mejorar la sociedad y la interacción humana. Sin embargo, también puede usarse para manipular a la sociedad.

Integración de Ciencia y Arte

El entrevistado menciona su necesidad de integrar sus intereses en el dibujo, la pintura y las ciencias "duras" (matemáticas, física) en un solo proyecto. Encontró que la unión de ciencia y arte es un buen "matrimonio" para él.

Caos y Turbulencia

El caos se define como la incapacidad de predecir el comportamiento de un sistema, incluso conociendo sus condiciones iniciales y las leyes físicas que lo rigen. La turbulencia, como la que se observa al abrir un grifo con un flujo de agua grande, es un ejemplo de comportamiento caótico.

Van Gogh y la Turbulencia

El entrevistado y su equipo analizaron pinturas de Van Gogh y descubrieron que el artista había capturado las leyes matemáticas de la turbulencia con una precisión asombrosa, incluso antes de que los físicos y matemáticos las desarrollaran en los años 60. Van Gogh visualizó la fractalidad de la turbulencia a través de la observación.

Fractales

Un fractal es una geometría que se ve igual a diferentes escalas. Por ejemplo, una rama de un árbol se parece al árbol completo. Los fractales son una expresión geométrica del caos. No todo fractal proviene de una dinámica caótica, pero una dinámica caótica produce un fractal.

La Geometría Fractal en la Facultad de Ciencias

En 1993, hubo un "boom" de la geometría fractal. Los pasillos del departamento de matemáticas estaban llenos de carteles de conferencias y seminarios sobre teoría del caos, sistemas dinámicos, sistemas complejos y fractales.

Aplicación Artística de Ecuaciones y Fractales

El entrevistado explora ecuaciones que generan mapeos que se acercan al paisaje. Imprime estos mapeos en gran formato y alta resolución, y luego los interviene con técnicas como acrílico u óleo. El proceso combina disciplina y concentración con intuición y emoción. Su meta es representar la figura humana o rostros a partir de abstracciones matemáticas.

La Curiosidad como Origen del Arte y la Ciencia

Tanto el arte como la ciencia nacen de la curiosidad humana sobre la naturaleza. El arte surge como una imitación de la naturaleza, mientras que la ciencia trata de explicarla.

La Música y las Ondas

La música, aunque considerada abstracta, está compuesta por ondas que tienen forma, velocidad y frecuencia. A fines de los años 70 y 80, se empezaron a realizar estudios estadísticos de la música, analizando la frecuencia de las notas y las secuencias. Se descubrió que la música tiene leyes matemáticas similares a las de muchos fenómenos naturales.

Aleatoriedad, Orden y Música

Un experimento computacional con "dados" ilustra la relación entre aleatoriedad, orden y música.

1. Aleatoriedad Total: Se generan melodías completamente aleatorias, que resultan incomprensibles para el cerebro.
2. Orden Total: Se generan melodías predecibles y poco variables.
3. Música: Se encuentra en un punto intermedio, con sucesiones de notas obvias y saltos impredecibles que crean tensión y dinámica.

La buena música parece tener un compromiso entre previsibilidad y sorpresa.

El Proceso Creativo y la Ciencia

El entrevistado cree que el proceso creativo no se puede encerrar completamente dentro de la ciencia. Sin embargo, es posible vislumbrar patrones en los procesos creativos que se mezclan con los procesos creativos de la naturaleza.

El Arte y el Cerebro

El estudio del arte desde la perspectiva de los sistemas complejos puede dar ideas para entender el cerebro, uno de los sistemas complejos menos entendidos. Se sabe cómo funcionan las neuronas individualmente, pero no cómo su unión da lugar a la cognición, las emociones y la creatividad. Entender el arte puede ayudar a entender el cerebro.

Conclusión

El video explora la intersección entre sistemas complejos, arte y ciencia, destacando cómo los principios de la complejidad se manifiestan en diversos fenómenos, desde la física hasta la música y la creatividad humana. Se enfatiza la importancia de la interdisciplinariedad y la necesidad de comprender el cerebro como un sistema complejo para avanzar en la ciencia.