Efecto Mariposa | Todo lo que necesitas saber sobre este modelo

Efecto mariposa – Edward Lorenz y el descubrimiento

Durante la reunión número 139 de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia, Edward Lorenz planteó una pregunta: “¿El aleteo de las alas de una mariposa en Brasil desencadena un tornado en Texas?” La respuesta a esa pregunta probablemente sea diferente de lo que has escuchado.

 

Edward Lorenz - Efecto Mariposa
Edward Lorenz – Efecto Mariposa

El concepto conocido como el efecto mariposa ha sido adoptado por la cultura popular, donde el término se usa a menudo para enfatizar el enorme significado de los sucesos diminutos, como en la película Havana de 1990 , en la que Robert Redford, interpretando el papel de Jack Weil, un jugador con un don para las matemáticas, proclama a su coprotagonista, Lena Olin, que “una mariposa puede revolotear sus alas sobre una flor en China y causar un huracán en el Caribe”.

Lorenz, el modesto profesor de meteorología del Instituto de Tecnología de Massachusetts que desarrolló el concepto, nunca tuvo la intención de que se aplicara de esta manera. De hecho, pretendía transmitir el punto opuesto.

El propósito de su provocativa pregunta, dijo, era ilustrar la idea de que algunos sistemas dinámicos complejos exhiben comportamientos impredecibles, de modo que pequeñas variaciones en las condiciones iniciales podrían tener efectos profundos y ampliamente divergentes en los resultados del sistema. Debido a la sensibilidad de estos sistemas, los resultados son impredecibles. Esta idea se convirtió en la base de una rama de las matemáticas conocida como teoría del caos, que se ha aplicado en innumerables escenarios desde su introducción.

La perspicacia de Lorenz cuestionó las leyes introducidas desde 1687 por Sir Isaac Newton, lo que sugiere que la naturaleza es un sistema mecánico probabilístico, “un universo de relojería”. De manera similar, Lorenz desafió a Pierre-Simon Laplace, quien argumentó que la imprevisibilidad no tiene lugar en el universo. afirmando que si conociéramos todas las leyes físicas de la naturaleza, entonces “nada sería incierto y el futuro, como el pasado, estaría presente a nuestros ojos”.

Lorenz descubrió que esta interpretación determinista del universo no podía explicar la imprecisión en la medición humana de los fenómenos físicos. Observó que las relaciones interdependientes de causa y efecto de la naturaleza son demasiado complejas para resolverlas. Para aproximar los resultados más probables de sistemas tan complejos como los patrones meteorológicos , comenzó a utilizar conjuntos de condiciones de partida ligeramente diferentes para realizar simulaciones meteorológicas paralelas. Este método todavía se utiliza hoy en día para generar nuestros pronósticos meteorológicos diarios.

Ray Bradbury, el efecto mariposa y la flecha del tiempo

La clásica historia de ciencia ficción de Ray Bradbury A Sound of Thunder antecede a la identificación de la teoría del caos y el efecto mariposa. Establecido en 2055, habla de un hombre llamado Eckels que viaja 65 millones de años para disparar a un dinosaurio. Cuando se le advirtió que no se desviara del plan del guía turístico, Eckels (junto con su guía y el asistente del guía) se marcha para matar a un Tyrannosaurus Rex que iba a morir pronto de todos modos cuando caiga un árbol al caer.

Eckels entra en pánico al ver a la criatura y se aparta del camino, dejando a su guía para matar al Tyrannosaurus Rex. La guía está enfurecida y le ordena a Eckels que retire las balas antes de que el trío regrese a 2055. A su llegada, se confunden al descubrir que el mundo ha cambiado. El lenguaje está alterado y un dictador malvado está a cargo. Un Eckels confundido nota una mariposa aplastada pegada a su bota y se da cuenta de que al salir del camino, mató al insecto y cambió el futuro.

 

Ray Bradbury - Efecto Mariposa
Ray Bradbury – Efecto Mariposa

Eckels se sintió caer en una silla. Tanteó a tientas la gruesa baba de sus botas. Levantó un montón de tierra, temblando, “No, no puede ser. No es una pequeña cosa así. ¡No!”

Incrustado en el barro, reluciente verde y dorado y negro, era una mariposa, muy hermosa y muy muerta.

“No es una pequeña cosa así! ¡No una mariposa! —Gritó Eckels.

Cayó al suelo, una cosa exquisita, una pequeña cosa que podía alterar los saldos y derribar una línea de pequeñas fichas de dominó y luego grandes dominós y luego gigantescas fichas de dominó, todo a lo largo de los años a través del Tiempo. La mente de Eckels giró. No podía cambiar las cosas. ¡Matar a una mariposa no puede ser tan importante! ¿Podría?

Bradbury imaginó el paso del tiempo como frágil y susceptible de ser perturbado por cambios menores. En las décadas posteriores a la publicación de A Sound of Thunder , los físicos han examinado su exactitud. Obviamente, no podemos viajar en el tiempo, por lo que no hay manera de saber cuán plausible es la historia, más allá de los modelos predictivos. El trabajo de Bradbury plantea las preguntas de qué hora es y si es determinista.

Los físicos se refieren a la Flecha del Tiempo, la progresión irreversible de la entropía (desorden). A medida que el tiempo avanza, la materia se vuelve cada vez más caótica y no regresa espontáneamente a su estado original. Si rompe un huevo, permanece roto y no puede volver a formarse espontáneamente, por ejemplo. La Flecha del Tiempo nos da un sentido de pasado, presente y futuro. Arthur Eddington (el astrónomo y físico que acuñó el término) explicó:

Dibujemos una flecha arbitrariamente. Si a medida que seguimos la flecha encontramos más y más elementos aleatorios en el estado del mundo, entonces la flecha apunta hacia el futuro; si el elemento aleatorio disminuye la flecha apunta hacia el pasado. Esa es la única distinción conocida por la física. Esto sucede de inmediato si se admite nuestro argumento fundamental de que la introducción de la aleatoriedad es lo único que no se puede deshacer.

En resumen, el paso del tiempo tal como lo percibimos existe, condicional a la existencia de la entropía. Mientras la entropía no sea reversible, se puede decir que el tiempo existe. Lo más cercano que tenemos a una verdadera medición del tiempo es una medición de la entropía. Si la progresión del tiempo no es más que un viaje hacia el caos, tiene sentido que pequeños cambios afecten el futuro al amplificar el caos.

Todavía no sabemos si la entropía crea tiempo o es un subproducto de ella. Posteriormente, no podemos saber si cambiar el pasado cambiaría el futuro. ¿Al pisar una mariposa cambiaría el camino de la entropía? ¿Eckels se apartó del camino por su propia voluntad, o ese evento fue predeterminado? ¿El futuro dictatorial al que volvió a ser siempre tenía que ser?

Estos conceptos interconectados (el efecto mariposa, la teoría del caos, el determinismo, el libre albedrío, el viaje en el tiempo) han capturado muchas imaginaciones desde sus descubrimientos. Las películas que van desde It’s a Wonderful Life hasta Donnie Darko y el mismo Efecto Mariposa han explorado las complejidades de causa y efecto. Una vez más, es importante tener en cuenta que las obras de ficción tienden a ver a la mariposa simbólica como la causa de un efecto. Sin embargo, según el escrito original de Lorenz, el punto es que los pequeños detalles pueden inclinar la balanza sin ser identificables.

Ejemplos históricos del efecto mariposa

Existen muchos ejemplos de casos en los que un pequeño detalle llevó a un cambio dramático. En cada caso, el mundo en que vivimos podría ser diferente si la situación se hubiera invertido. Aquí hay algunos ejemplos de cómo el efecto mariposa ha dado forma a nuestras vidas.

  • El bombardeo de Nagasaki. Estados Unidos inicialmente tenía la intención de bombardear la ciudad japonesa de Kuroko, con la fábrica de municiones como objetivo. El día que Estados Unidos planeaba atacar, las condiciones climáticas nubladas impidieron que la fábrica fuera vista por el personal militar mientras volaban por encima. El avión pasó sobre la ciudad tres veces antes de que los pilotos se rindieran. Los lugareños acurrucados en refugios escucharon el zumbido del avión preparándose para lanzar la bomba nuclear y se prepararon para su destrucción. Excepto que Kuroko nunca fue bombardeado. El personal militar optó por Nagasaki como objetivo debido a una mejor visibilidad. Las implicaciones de esa decisión en una fracción de segundo fueron monumentales. Ni siquiera podemos empezar a comprender qué tan diferente podría haber sido la historia si ese día no hubiera estado nublado. Kuroko se conoce a veces como la ciudad más afortunada de Japón.
    El bombardeo de Nagasaki - Efecto Mariposa
    El bombardeo de Nagasaki – Efecto Mariposa

     

  • La Academia de Bellas Artes de Viena rechazó dos veces la solicitud de Adolf Hitler. A principios de la década de 1900, un joven Hitler solicitó la escuela de arte y fue rechazado, posiblemente por un profesor judío. Por su propia estimación y la de los eruditos, este rechazo dio forma a su metamorfosis de un aspirante a artista bohemio a la manifestación humana del mal. Solo podemos especular sobre cómo la historia habría sido diferente. Pero es seguro asumir que se podría haber evitado una gran tragedia si Hitler se hubiera aplicado a las acuarelas, no al genocidio.
    La Academia de Bellas Artes de Viena - Adolf Hitler - Efecto Mariposa
    La Academia de Bellas Artes de Viena – Adolf Hitler – Efecto Mariposa

     

  • El asesinato del archiduque Franz Fernando. Un hecho poco conocido sobre el evento considerado como el catalizador de ambas guerras mundiales es que casi no sucedió. El 28 de junio de 1914, un adolescente serbobosnio llamado Gavrilo Princip fue a Sarajevo con otros dos nacionalistas para asesinar al Archiduque. El intento de asesinato inicial falló; una bomba o granada explotó debajo del automóvil detrás del archiduque e hirió a sus ocupantes. Se suponía que la ruta se había cambiado después de eso, pero el conductor del Archiduque no recibió el mensaje. Si hubiera tomado la ruta alternativa, Princip no habría estado en la misma calle que el automóvil y no habría tenido la oportunidad de disparar al Archiduque y su esposa ese día. De no ser por un fallo de comunicación, las dos guerras mundiales nunca habrían ocurrido.
    Archiduque Franz Fernando - Efecto Mariposa
    Archiduque Franz Fernando – Efecto Mariposa

     

  • El desastre de Chernobyl. En 1986, una prueba en la planta nuclear de Chernobyl salió mal y liberó 400 veces la radiación producida por el bombardeo de Hiroshima. Ciento quince mil personas fueron evacuadas del área, con muchas muertes y defectos de nacimiento resultantes de la radiación. Incluso hoy en día, algunas áreas siguen siendo demasiado peligrosas para visitar. Sin embargo, podría haber sido mucho peor. Después de la explosión inicial, tres trabajadores de la planta se ofrecieron a apagar las válvulas submarinas para evitar una segunda explosión. Durante mucho tiempo se ha creído que el trío murió como resultado, aunque ahora hay algunas pruebas de que este podría no haber sido el caso. En cualquier caso, bucear en un sótano oscuro inundado de agua radioactiva fue un acto heroico. Si no hubieran podido cerrar la válvula, la mitad de Europa habría sido destruida y habría dejado inhabitable durante medio millón de años. Rusia, Ucrania, y Kiev también se habría vuelto impropio para la habitación humana. Ya sea que vivieran o no, los tres hombres, Alexei Ananenko, Valeri Bezpalov y Boris Baranov, calmaron las alas de una mariposa mortal. De hecho, todo el desastre de Chernobyl fue el resultado de un diseño deficiente y la ineptitud del personal. El resultado a largo plazo (además del impacto en los residentes del área) fue una ansiedad generalizada hacia las plantas nucleares y un sesgo contra la energía nuclear, lo que llevó a una preferencia por los combustibles fósiles. Algunas personas han especulado que Chernobyl es responsable de la aceleración del calentamiento global, ya que los países se volvieron demasiado lentos para adoptar la energía nuclear.
    Chernobyl - Efecto Mariposa
    Chernobyl – Efecto Mariposa

     

  • La crisis de los misiles cubanos. Es posible que todos debamos nuestras vidas a un solo oficial de la Armada rusa llamado Vasili Arkhipov, que ha sido llamado “el hombre que salvó al mundo”. Durante la crisis de los misiles en Cuba, Arkhipov estaba estacionado en un submarino de armas nucleares cerca de Cuba. Las aeronaves y los barcos estadounidenses comenzaron a usar cargas de profundidad para indicar al submarino que debería salir a la superficie para poder identificarlo. Con el submarino sumergido demasiado profundo para monitorear las señales de radio, la tripulación no tenía idea de lo que estaba sucediendo en el mundo superior. El capitán, Savitsky, decidió que la señal significaba que había estallado la guerra y se preparó para lanzar un torpedo nuclear. Todos estuvieron de acuerdo con él, excepto Arkhipov. Si se hubiera lanzado el torpedo, las nubes nucleares habrían golpeado Moscú, Londres, Anglia Oriental y Alemania antes de acabar con la mitad de la población británica. El resultado podría haber sido un holocausto nuclear mundial, Como los países tomaron represalias y el conflicto se extendió. Sin embargo, dentro de una sala subacuática sobrecalentada, Arkhipov ejerció su poder de veto e impidió un lanzamiento. Sin el coraje de un hombre, nuestro mundo podría ser inimaginablemente diferente.La crisis de los misiles cubanos - Efecto MariposaLa crisis de los misiles cubanos – Efecto Mariposa

De estos pocos ejemplos, queda claro cuán frágil es el mundo y cuán terribles son los efectos de los pequeños eventos en las condiciones iniciales.

Nos gusta pensar que podemos predecir el futuro y ejercer cierto grado de control sobre sistemas poderosos como el clima y la economía. Sin embargo, el efecto mariposa muestra que no podemos. Los sistemas que nos rodean son caóticos y entrópicos, propensos a cambios repentinos. Para algunos tipos de sistemas, podemos tratar de crear condiciones de inicio favorables y ser conscientes de los tipos de catalizadores que podrían actuar en esas condiciones, pero eso es todo lo que nuestro poder extiende. Si pensamos que podemos identificar cada catalizador y controlar o predecir los resultados, solo nos estamos preparando para una caída.

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