La ciència popular moderna i la literatura popular utilitzen sovint els termes "sinergia", "teoria del caos" i "punt de bifurcació". Aquesta nova tendència d'ús populista de la teoria de sistemes complexos sovint substitueix el significat conceptual i contextual de les definicions. Intentem, no de manera abstrusa, però encara a prop del científic, explicar al lector interessat el significat i l'essència d'aquests conceptes.
Ciència i sistemes d'autoorganització
Una doctrina interdisciplinària que explora patrons en sistemes complexos de qualsevol naturalesa és la sinèrgia. El punt de bifurcació com a punt d'inflexió o moment d'elecció és un concepte clau en la teoria del comportament dels sistemes complexos. El concepte sinèrgic de sistemes complexos implica la seva obertura (intercanvi de matèria, energia, informació amb l'entorn), la no linealitat del desenvolupament (presència de moltes vies de desenvolupament), la dissipativitat (descàrrega d'excés d'entropia) ila possibilitat d'un estat de bifurcació (elecció o punt de crisi). La teoria sinèrgica és aplicable a tots els sistemes on hi ha una seqüència i canvis espasmòdics que es desenvolupen amb el temps: biològics, socials, econòmics, físics.
Ase de Buridan
Una tècnica habitual és explicar coses complexes amb exemples senzills. Una il·lustració clàssica que descriu l'estat d'un sistema que s'acosta a un punt de bifurcació és l'exemple del famós lògic del segle XIV Jean Buridan amb un ruc, el seu mestre i un filòsof. Aquestes són les tasques inicials. Hi ha un tema a escollir: dos braços plens de fenc. Hi ha un sistema obert: un ruc, situat a la mateixa distància dels dos pallers. Els observadors són l'amo de l'ase i el filòsof. La pregunta és, quin grapat de fenc triarà l'ase? A la paràbola de Buridan, durant tres dies la gent va mirar l'ase, que no va poder triar fins que el propietari connectava els munts. I ningú es va morir de fam.
El concepte de bifurcació interpreta la situació de la següent manera. Ometem el final de la paràbola i ens centrem en la situació d'elecció entre objectes d'equilibri. En aquest moment, qualsevol canvi pot comportar un canvi de situació cap a un dels objectes (per exemple, un ruc es va adormir, es va despertar, estava més a prop d'un dels munts de fenc). En sinèrgies, l'ase és un sistema obert complex. El punt de bifurcació és l'estat de l'ase abans de l'elecció d'equilibri. Un canvi de posició és una pertorbació (fluctuació) del sistema. I dos pallers són atractors, l'estat en què entrarà el sistema després de passar el punt de bifurcació i arribar a un nou estat d'equilibri.
Tres punts de bifurcació fonamentals
L'estat del sistema que s'aproxima al punt de bifurcació es caracteritza per tres components fonamentals: fractura, elecció i ordenació. Abans del punt de bifurcació, el sistema es troba en un atractor (propietat que caracteritza l'estabilitat del sistema). En el punt de bifurcació, el sistema es caracteritza per fluctuacions (pertorbacions, fluctuacions en els indicadors), que provoquen un canvi brusc qualitatiu i quantitatiu en el sistema amb l'elecció d'un nou atractiu o transició a un nou estat estable. La multiplicitat de possibles atractors i l'enorme paper de l'atzar revelen la multivariabilitat de l'organització del sistema.
Les matemàtiques descriuen els punts de bifurcació i les etapes del seu pas pel sistema en equacions diferencials complexes amb multitud de paràmetres i fluctuacions.
Punt de bifurcació impredictible
Aquest és l'estat del sistema abans de l'elecció, a la cruïlla de camins, en el punt de divergència d'opcions d'elecció múltiple i de desenvolupament. En els intervals entre bifurcacions, el comportament lineal del sistema és previsible, està determinat tant per factors aleatoris com regulars. Però en el punt de bifurcació, el paper de l'atzar és primer, i una fluctuació insignificant a l'"entrada" esdevé enorme a la "sortida". En els punts de bifurcació, el comportament del sistema és impredictible i qualsevol possibilitat el canviarà a un nou atractiu. És com un moviment en una partida d'escacs; després hi ha moltes opcions per al desenvolupament d'esdeveniments.
Si vas a la dreta, perdràs el teu cavall…
La cruïlla dels contes de fades russos és una imatge molt viva amb una elecció i la incertesa de l'estat posterior del sistema. En apropar-se al punt de bifurcació, el sistema sembla oscil·lar, i la més petita fluctuació pot conduir a una organització completament nova, ordenada per fluctuació. I en aquest moment del punt d'inflexió, és impossible predir l'elecció del sistema. Així és com, en sinergètica, causes absolutament petites donen lloc a conseqüències enormes, obrint un món inestable de desenvolupament de tots els sistemes, des de l'Univers fins a l'elecció de l'ase de Buridan.
Efecte papallona
El sistema s'està ordenant a través de la fluctuació, la formació d'un món inestable que depèn dels més mínims canvis aleatoris, es reflecteix en la metàfora de l'efecte papallona. El meteoròleg, matemàtic i sinèrgic Edward Lorentz (1917-2008) va descriure la sensibilitat d'un sistema al més mínim canvi. La seva idea és que un cop d'ala d'una papallona a Iowa pot desencadenar una allau de diversos processos que acabaran a la temporada de pluges a Indonèsia. Una imatge viva va ser immediatament recollida pels escriptors, que van escriure més d'una novel·la sobre el tema de la multiplicitat dels esdeveniments. La popularització del coneixement en aquesta àrea és en gran mesura el mèrit del director de Hollywood Eric Bress amb la seva pel·lícula de taquilla The Butterfly Effect.
Bifurcacions i catàstrofes
Les bifurcacions poden ser toves o dures. Una característica de les bifurcacions suaus són petites diferències en el sistema després de passar pel punt de bifurcació. Quan l'atractor tédiferències significatives en l'existència del sistema, llavors diuen que aquest punt de bifurcació és una catàstrofe. Aquest concepte va ser introduït per primera vegada pel científic francès René Federic Thom (1923-2002). També és autor de la teoria de les catàstrofes, com a bifurcacions de sistemes. Les seves set catàstrofes elementals tenen noms molt interessants: el plec, el plec, la cua d'oreneta, la papallona, els umbilicals hiperbòlics, el·líptics i parabòlics.
Applied Synergetics
La sinergètica i la teoria de la bifurcació no estan tan lluny de la vida quotidiana com podria semblar. A la vida quotidiana, una persona passa el punt de bifurcació centenars de vegades al dia. El pèndol de la nostra elecció -conscient o només aparentment conscient- oscil·la constantment. I potser entendre els processos de l'organització sinèrgica del món ens ajudarà a prendre una decisió més informada, evitant catàstrofes, però conformant-nos amb petites bifurcacions.
Avui, tot el nostre coneixement de les ciències fonamentals ha arribat a un punt de bifurcació. El descobriment de la matèria fosca i la capacitat de conservar-la ha portat la humanitat a un punt en què un canvi o descobriment aleatori ens pot portar a un estat difícil de predir. L'exploració i exploració moderna de l'espai exterior, les teories del forat del conill i els tubs espai-temps amplien les possibilitats del coneixement fins a límits inimaginables. Només cal creure que, havent-se acostat al següent punt de bifurcació, una fluctuació aleatòria no empènyera la humanitat a l'abisme de la no-existència.
