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Ideas sobre complejidad

Enero 2010

Aspectos de la Teología que se entienden Mejor con la Complejidad

1. Si el mundo en un sistema complejo, sabemos que no está destinado a alcanzar un óptimo; no tiene una tendencia al crecimiento lineal. Esta idea se adapta mejor a la visión de la historia que la fe nos pinta: el mundo no está llamada a alcanzar el paraíso en esta propia Tierra. De hecho el Apocalipsis nos dice que el final acontecerá en un momento de baja de la historia.
2. Se entiende mejor que la Iglesia tenga que se a la vez, jerárquica y carismática: que tenga que estar escuchando a la misma vez hacia abajo, a ver que el Espíritu Santo suscita, como hacia arriba, a ver qué dice la jerarquía. De hecho, el papel de cualquier jerarquía o liderato en una organización, es el de validad la consonancia entre las iniciativas que vienen de abajo, y la misión de la organización. La fuerza está abajo, la visión arriba.
   
3. No sólo el hombre tiene vocación a la santidad, sino toda la creación está llamada a Dios.
4. La materia es más que las cosas tangibles, la materia no es más que una forma de estar la energía. Todo lo material es energía. Este hecho tiene varias consecuencias interesantes:
   1. Todo está conectado. Más aún, posiblemente todo lo material pueda verse como manifestaciones variadas de una única energía. Esto explica mejor el que los animales y las plantas existan para ser usados por otros animales, que limitan o incluso eliminan su “desarrollo como individuos”. Cuando una vaca mata con su rabo a una mosca que la estaba molestando, no puede pensarse que la muerte ha venido a frustra la vida se ese individuo-mosca, que posiblemente tenía crías que también se morirán porque su mamá nunca llegó con alimento para ellas. Tanto la mosca con las crías siguen estando en la naturaleza bajo otro formato. Los únicos individuos que tienen una existencia que tiene que justificarse a sí misma, son las personas. Esto no impide que gran parte del sentido de la vida de una persona se entiende por su conexión con los demás. La existencia de un niño que muere muy pequeño no se justifica enteramente por la cantidad de amor que haya “generado” en su vida. Hace falta, para entender su existencia, verla en el contexto de toda la historia y de la conexión de esta vida físicamente-truncada con las otras vidas.
5. Una de las principales lecciones que nos quiere dar la Biblia en su relato de la creación es enseñarnos que la explicación del mal que hay en el mundo no es que haya un dios del mal (junto al un dios del bien). La creación toda proviene del Dios del Bien que, además, es el único Dios: no existe un dios del mal. Sí existen agentes del mal, pero fueron creados por el Dios Bueno, por lo tanto, en el fondo, tienen que servir para un propósito bueno. De hecho la Biblia es el mejor lugar para entender del gran misterio que inquieta a todos los hombres de todas las épocas: por qué existe el mal. Se puede decir que todas las religiones pretenden dar una respuesta a esta pregunta de la razón del ser del mal. Por eso los hombres se interesan por la religión, entre otras causas, cuando experimentan el mal muy de cerca. Una de las religiones más recientes, el evolucionismo materialista o simplemente el materialismo, consiste, en esencia, en una explicación coherente de la existencia del mal.
6. La física cada vez nos revela más claro que la estructura del universo es la de un pensamiento. También nos revela la cosmología, que tuvo un comienzo, y la termodinámica, que tiene un final. La complejidad nos revela que el ser humano, lejos de ser un accidente evolutivo, es “el esperado”. Todo lo anterior nos permite hipotetizar que el universo es, en el fondo, un inmenso piropo, un pensamiento de amor, lanzado, posiblemente, de una persona a otra. La fe, por su lado, nos confirma que la creación es un fruto gratuito de un amor.
7. Es común que pensemos que la inteligencia humana es, en el fondo, capacidad de procesar información. La persona más inteligente, según esto, es la que logra extraer más consecuencias más rápidamente tanto de las observaciones particulares como de las leyes generales. Pero este tipo de inteligencia es, en el fondo, una evolución de la inteligencia de los animales que también procesan información. No puede ser esto la inteligencia que nos hace criaturas espirituales. El efecto más propio del espíritu del hombre no su capacidad de procesar información, es su libertad,. La libertad es algo muy sutil y transparente: es la capacidad de seguir o no seguir un estímulo surgido de nuestra naturaleza (materia + historia). Por eso, la libertad solo ocupa un “bit” de información: es un 0 ó un 1; aceptamos o no aceptamos. Todo lo que no es libertad le viene al hombre de su parte material (herencia + experiencia; es decir: ADN + aprendizaje). Una consecuencia de esto, es que es muy difícil saber qué en una persona es fruto de su libertad y qué le vino dado, le vino con se equipaje de ADN + experiencias. La verdad de una persona es lo que esa persona haya hecho con su libertad (de esto es de lo único que será juzgado al final). Es prácticamente imposible saber que hay de verdadero en los éxitos y fracasos de una persona. Por eso es que nos prohíbe juzgarnos ni si quiera a nosotros mismos.
8. Hay un criterio que tiene que cumplir la explicación de la realidad que finalmente se consiga: que sea compatible con el ateísmo. Y esto es así porque sabemos, por la fe, que Dios no puede obligar a nadie a aceptarle. Esto implica que, en cualquier explicación del universo siempre habrá la posibilidad para el que quiera negar a Dios de hacerlo racionalmente. La cosmovisión evolucionista que se está dibujando al presente, cumple con este criterio.
9. ¿Cómo se compatibiliza que haya surgido la vida –que es una tendencia al orden- con el que exista la segunda ley de la termodinámica –que prescribe una tendencia al desorden? La explicación radica en que la vida no viola la segunda ley porque lo que la segunda ley realmente dice es que para poder ir del desorden hacia el orden hay que consumir energía útil, es decir, hay que aumentar la entropía en el universo. Y esto efectivamente se da: la vida existe por el consumo de energía solar. Una implicación que tiene esta visión de la segunda ley es que, para que pudiera haber vida en el universo hizo falta toda el desarrollo anterior que acabó permitiendo la existencia de estrellas como nuestro sol: nuestro universo no es tan grande: es el necesario para que pueda llevarse a cabo su propósito.
10. A la verdad no se llega por el choque dialectico entre los que tienen la razón y los que no. A la verdad se camina en directo, porque estamos diseñados para ella. Por lo tanto, no debemos usar como estrategia para encontrar la verdad sobre el universo, el atacar los argumentos de los que dicen que el universo no habla de una inteligencia creadora. Debemos de seguir como estrategia el usar las verdades reveladas como guía para orientar nuestros pasos en la búsqueda de la verdad natural. Con esto, veremos, entre otras cosas, que hasta podemos aprovechar muchas verdades descubiertas por los que no tienen fe, para caminar juntos hacia una verdad a la que estamos llamados todos.

“Self-thinning” is a term that refers to the progressive density-dependent mortality

that occurs within an even-age group of plants as the individuals grow in size.

The Self-Thinning Rule describes the dynamics of self-thinning mathematically:

B = CN^-1/2

Where, B = biomass of the population, C = a constant, and N = the density of plants.

When this equation is plotted on a graph of the log biomass (log B) vs. log density

(log N), the result is a straight-line negative slope called the thinning line (Fig 4.1).

This thinning line is a boundary of maximum total biomass for the population at a given density and is considered a carrying capacity. (Tomado de “Population Dynamics”, Ecology Connections, University of Calgary, December 2004)

Fe y ciencia una vision panorámica desde el siglo 19.

por Ing Estevao Fachini, Ph D

Noviembre 2009

Entendiendo la Física cuántica

Nov 2009

El mayor  proyecto Científico de la historia, con 31 países gastando 6 billones es una máquina para comprobar las afirmaciones de la física cuántica.

La física cuántica comenzó cuando en el año 1900 Max Plank descubrió que la luz se comportaba también cono una partícula y no solo cono una onda. Al principio nadie le hizo mucho caso, porque esto iba contra la euforia que había en el ambiente por la gran unificación de James Maxwell, que había conseguido un set de ecuaciones que explicaban todas las ondas, incluida la luz, y se pensaba que el futuro estaba en olvidarse de las partículas, como de algo muy rudimentario.

El que vino a salvar esta observación de que la luz estaba hecha de partículas fue Albert Einstein. De hecho, fue por esto por lo que se ganó el premio Nobel y no por su teoría de la relatividad. Descubrió que cuando la luz golpea la materia, no es como cuando una onda, como el sonido, golpea la materia. Para empezar, un haz de luz no impacta a billones de electrones, sin solo a unos pocos. Y los electrones salen del átomo como si les hubiera golpeado una bolita. La energía con la que salen no depende de la longitud de la onda. De esta interacción entre la luz y la materia, se sacaron conocimientos útiles. De aquí salió que se le podía poner sonido a las películas, una revolución. Salió también que la luz ultra violeta puede producir cáncer de piel. Elaborando sobre esta relación entre la luz y la materia, fue que más adelanta postuló la famosa ecuación E = m c que relaciona la energía con la masa. Aunque tradicionalmente se ha interpretado esta ecuación como que “todo es energía” la realidad es que lo que originariamente quiso decir es “todo es masa”: hasta la luz tiene masa. Esto vino a romper la tendencia que había iniciado Maxwell hacia “ondización” de la física.

En los años 1920 Neils Bohr, un físico danés, demostró que no solo la energía se movía en “cuantos” o paquetes, sino que la materia también se movía en quantos: demostró que un electrón solo podía orbitar en orbitas específicas: no continuas sino discretas o separadas. El 90% de un átomo es espacio vacío.

En 1924 Louise De Broglie demuestra que, de hecho, la materia de comporta a veces como si fuera una onda: puede entrar por dos agujeros a la vez. Esto ha servido para construir microscopios que emiten electrones y PET, máquinas para ver el cuerpo humano por dentro emitiendo positrones.

En 1927 Werner Heisenberg un físico alemán extrajo de los anteriores descubrimientos una consecuencia muy perturbadora: no se puede saber, si siquiera en la teoría, dónde está una partícula y la velocidad que lleva; o sabemos la posición o sabemos la velocidad, pero no los dos a la vez. Tan solo podemos dar probabilidades. Lo que esto venía a decir es que, en el fondo, la realidad material no está completamente determinada, es decir, que una parte de la realidad material no sigue unas leyes fijas, que la posición de una cosa no está completamente determinada por la situación del universo en un momento anterior. Einstein fue de los que más protestó contra esto (Dios no juega a los dados).

Erwin Schrödinger, un físico austríaco, descubrió la ecuación que explica la posición y velocidad de cualquier cuerpo material. Esta ecuación era una ecuación de onda, por lo que se pensó que se volvía a la tendencia “maxwelliana” de que todos son ondas. Pero resultó que no, que la realidad, más que ser ondas, es partículas.
Esta ecuación que da la posición de cualquier objeto en el tiempo, resultó tener un componente probabilístico: lo que da esta ecuación es una “probabilidad” de la situación de un objeto.

Es importante resaltar que esta probabilidad cuántica no es, como clásicamente se define la probabilidad, una limitación de nuestro conocimiento. En este caso se tata de que “realmente” no está determinado en todos sus detalles.

Y sin embargo, la física cuántica es la teoría científica más probada experimentalmente y con más éxito en toda las historia de la ciencia.

Pero también muy interesante son sus implicaciones filosóficas.

La primera implicación interesante de la mecánica cuántica es que la física deja de ser determinista y pasa a ser probabilística: las cosas que existen no están completamente determinadas por cómo eran las cosas en el pasado + una leyes. Ahora resulta que hay fenómenos realmente probabilísticos (con el enfogono de Einstein que era determinista y que pensaba que “Dios no juega a los dados”).

Además, segunda implicación, el hecho de que todo el movimiento en el universo pueda verse sólo como probabilidades puede verse como una justificación de le inmaterialidad de la mente humana. Si todos los sistemas físicos solo tienen probabilidades,  estas probabilidades no pueden quedarse siempre como probabilidades, en algún momento tiene que haber resultados definitivos. Solo tiene sentido decir que hay un 60% de probabilidad de que Jane pasará el examen de francés si en algún momento va a haber un examen de francés para Jane.  La única forma de que las probabilidades tengan sentido es que intervenga una mente humana y entonces aparezca la certeza. Por lo tanto la mente humana no puede ser simplemente un sistema físico, describible por ecuaciones. Por lo tanto, la mente no es material.

ASTRONOMÍA, A DONDE VA
Julio 23, 2009
Debate sobre si el universo es finito o infinito

Desde los griegos ha existido un debate intenso sobre si el universo tiene un pasado infinito o finito. Aristóteles pensaba que el universo tenía un pasado infinito. A muchos filósofos judios, cristianos y musulmanes, esto no les convencía porque era poco compatible con el concepto de creación.
En 1610 Keppler, uno de los primeros científicos modernos, basándose en observaciones sobre la noche, hipotetizó que el universo era finito.

Ya en el siglo 20, en 1910 el astrónomo Slipher descubrió que las “nebulas” (lo que luego resultaron ser otras galaxias) se estaban alejando de la tierra. Esto se determina analizando el “espectro” de la luz que emiten. Si este espectro cambia con el tiempo hacia el rojo (el extremo del espectro de la luz) significa que los objetos se están alejando unos de otros. Esto no era compatible con la cosmología del momento, que veía un universo lleno más o menos uniformemente de estrellas. Por lo tanto nadie le hizo caso, ni él mismo.

En la década de los 1920, Einstein formuló su Teoría General de la Relatividad. Aunque Einstein creía personalmente en un universo estático. Pero según su teoría, la fuerza de la gravedad actuando sobre en universo durante millones de años, debiera de haber hecho que éste colapsara sobre sí mismo. Para explicar por qué esto no ha ocurrido, se inventó una fuerza, llamada “constante cosmológica lambda” que sería como una fuerza de repulsión que mantiene estirado el universo. Al final de sus días, Einstein reconoció que lambda fue el mayor blooper de su vida. Porque en 1924, un astrónomo ruso, llamado Alexander Friedmann, desarrolló unas ecuaciones a partir de la teoría general de la relatividad, y concluyó que en universo tiene que estar expandiéndose, y que no era posible el universo estático propuesto por Einstein.

A partir de 1924, usando un telescopio en el monte Wilson en California, el astrónomo Hubble descubrió que las galaxias que estaban más lejos de la Tierra eran las que se movían más rápido, es lo que luego se llamó Ley de Hubble. Esto lo hizo observando el espectro de la luz que emiten, y viendo que en las más lejanas había un mayor, desplazamiento hacia el rojo “red-shift”.

Con estas observaciones, en 1931 el matemático Lemaitre, que era un sacerdote católico belga, propuso por primera vez que el universo provenía de un estado extremadamente denso y caliente, al que él llamó el átomo primitivo. El basó su hipótesis en los trabajos de Einstein, al que conocía. Sin embargo Eintein seguía fijo en su idea de un universo estable.

En 1949 se estaba dando un debate encendido entre los astrónomos, unos apoyando la expansión del universo y otros el universo estable. El término “Big Bang” lo empleó por primera vez el astrónomo Alfred Hoile, quien apoyaba el modelo estable y atacaba en modelo de expansión. Sarcásticamente llamó a la teoría del átomo primitivo, “esa idea del big bang”.

Evidencias a favor del big bang

En los años 50 los astrónomos estaban divididos entre uno y otro campo. Pero poco a poco las evidencias fueron apoyando a los partidarios del Bib Bang.
En primer lugar se vio que las galaxias más jóvenes solo estaban en los límites del universo, cuando la teoría del universo estable predecía que estarían distribuidos uniformemente por todo el universo.

En segundo lugar, se observó que hay en el universo una sobreabundancia de hidrógeno y helio, que son los elementos más livianos. Hay más hidrógeno y helio del que debiera de haber si el universo fuera estable. Pero si el universo explotó, es lógico que primero que se  formaran fueran elementos ligeros, y que solo empezaran aparecer elementos pesados (el carbono, por ejemplo) una vez que el universo se empezó a enfriar y a condensar en estrellas.

El triunfo final del la teoría del Big Bang vino, en tercer lugar, cuando se descubrió el “backgroud radiation” en 1965. Se descubrió que, de todas las partes del universo llegan a la Tierra unas micro-ondas. La luz viene en varias longitudes de onda: desde los rayos gama, con una longitud muy pequeña, pasando por la luz visible, y llegando al final a las ondas de radio que son las que más miden. Entre la luz visible y las ondas de radio están las micro-ondas. Pues bien, esta radiación que se detectó, por su estructura y su uniformidad no puede ser emitida por ningún cuerpo concreto. Además, esta radiación tiene un espectro que se parece mucho al espectro teórico de un cuerpo en estado de equilibrio termal (llamado blackbody). Y el único estado de equilibrio termal que conocemos es el que tuvo en universo muy al principio de su existencia, si el universo proviene de un estado original muy denso y caliente.

Estas tres piezas de evidencia, que en los últimos años no han hecho más que reforzarse, han hecho que el big bang se haya convertido en el modelo cosmológico más aceptado al momento.

Interpretación filosófica del big-bang
Lemaitre, el creador de la teoría, que era sacerdote, se enfogonaba cuando trataban de identificar su explicación del big-bang con la idea religiosa de la creación. Él decía “esto es matemática, no religión”.
¿Podemos decir notros que el Big-Bang demuestra que hubo un acto creador? No. La creación, por haberse llevado a cabo antes del tiempo, es un suceso fuera del alcance de la ciencia. Nosotros conocemos de la creación por la fe.
¿Tenemos que afirmar, entonces, que la razón y la fe son dos luces que iluminan áreas distintas de la realidad? No. Tenemos que afirmar, y esta es la visión cristiana del conocimiento, que la razón y la fe ven una misma y única realidad. Pero que la fe puede ver cosas MAS ALLÁ de la razón. Son dos focos que alumbran, en la misma dirección, pero con intensidades distintas.
La implicación práctica de esta visión, es que, por de pronto, lo que sabemos por la fe no puede contradecirse con lo que sabemos por la razón. No existe un set de reglas de juego para dentro de la iglesia y otro para los negocios y otro para la política.

 

Hacia dónde va la Ecología

Julio 2009

La ecología ha descubierto que:

1. Las poblaciones (de hormigas, de leones, de bacterias) tienen una “inteligencia”, una capacidad de auto-regulación muy superior a la de los individuos que la componen. Esta “inteligencia” la usan, por ejemplo, para limitarse a sí mismas (a las poblaciones) al tamaño óptimo para todo el ecosistema. Hay que usar con prudencia la palabra “inteligencia” para no caer en panteísmos; aunque Mariano Artigas habla de inteligencia inconsciente.
   
2. Los animales tienen variadísimas formas de reproducirse: desde el salmón que viaja miles de kilómetros para desovar en lo alto de un río, donde deja miles de huevos y después muere, hasta el elefante que produce una cría cada varios años y la cuida con esmero por muchos años hasta que madura. Lo interesante es que siempre el resultado final es siempre el mismo en toda Naturaleza: cada individuo produce en promedio 1 hijo que vive suficiente para poder producir otro hijo. Tiene que ser así porque si no las poblaciones o se extinguirían o explosionarían.
3. Los pájaros que habiten mayores latitudes (más al norte o más al sur) ponen más huevos que los que habitan en áreas tropicales, con mejor ambiente.
4. La proporción de machos y hembras en una población se va cambiando para lograr una mejor adaptación de los individuos. En épocas en las que hay menos recursos, los animales tienden a producir más hembras, que consumen menos.
5. Otro ejemplo de selección del género en una especie: Un caso que sucede con frecuencia: una especie de mosca malaya tiene al presente menos machos de lo normal: solo 35%. Se aparean por la noche. Se vio que los machos más buscados por las hembras eran los que tenían los ojos más separados. Luego se descubrió que estos son los que tienen más capacidad de producir en su esperma cromosoma Y (el que hace a un macho) con normalidad. En esta especie los machos tenían un defecto que les hacía producir poco cromosoma “Y”. Estas moscas estaban tratando de compensar por ese defecto, buscando machos con los ojos más separados, que eran machos con más cromosoma Y. Ninguna mosca puede hacer análisis del material genético de su partner. Pero su comportamiento como colectivo, como población es más inteligente que su comportamiento como individuo.
6. En la mayoría de las especies, las hembras escogen el macho, y los machos pelean entre ellos para acercarse a la hembra. Esto se explica por una tendencia que hay inscrita en los seres vivos de tratar de conseguir la mayor cantidad y calidad de prole. Esto se consigue así: Los machos, como no cargan a su prole, mejoran su descendencia apareándose con el mayor número de hembras posibles. Las hembras la mejoran escogiendo al macho más saludable (no pueden aumentar la prole apareándose muchas veces, porque no se reproducen durante el “embarazo” o crianza). Por esto: los machos luchan y las hembras escogen al ganador que es un indicador de salud. Esta “astucia” supera cualquier “razonamiento” que pueda hacer un individuo.
7. Los bosques “respiran” como si fueran organismos: las hojas de los árboles le pasan azúcares a los microbios que están en la tierra. La tierra le pasa agua y nutrientes a los árboles. En la noche unos ríos de aire se forman entre los árboles, llevándose el dióxido de carbono. Las plantas secuestran dióxido de carbono de la atmósfera y lo pasan, en parte al suelo.
8. El tamaño de las poblaciones está auto-regulado por la Naturaleza. Si se introduce una pareja de moscas en una botella, el número de hijos que tenga cada pareja (fecundidad) es inversamente proporcional a la densidad de la población en la botella. Fuera del laboratorio, las ciervas en el estado de New York salen más veces embarazadas y tienen más crías después de una época de caza que sin la caza. Se ve con facilidad que las plantas controlan su población creciendo menos cuando hay mucha densidad, de esta forma se tienen menos descendientes. De estas formas las poblaciones crecen o disminuyen hasta a adecuarse a carrying-capacity del entorno donde estén. Si un cambio ambiental: una tormenta, un cambio de corrientes, etc, reducen externamente las poblaciones por debajo de su carrying capacity, entonces comienza siempre un periodo de rápido crecimiento poblacional. Cuando en el 1770 se pasó la moda de regalarse halcones islandeses entre los nobles de Europa, entonces su población dejó de tener fluctuaciones (grandes subidas y bajadas) para estabilizarse.
9. Hay una inteligencia en las especies para decidir cuándo deben de nacer más machos o más hembras. Se sabe que los machos tienen más éxito reproductivo cuando hay abundantes recursos y puede vivir bastante. Las hembras consumen menos recursos, y pueden tener hijos en circunstancias más adversas. Pues se ha demostrado recientemente que los animales, en épocas de abundantes recursos tiene ha tener más hijos machos que hembras. Es una tendencia ligera, porque si fuera por mucho, no habría reproducción. Hasta en el hombre se ha estudiando esto en matrimonios polígamos en África: las esposas inferiores, que tienen a ser más pobres, tienden de tener más hijas hembras.
10. forage