En el cuadrado alto frente a la hermosa Museo de Ciencias en Barcelona son dos exhibiciones de vidrio. En uno cuelga un péndulo como en una vieja campana sinuosa de moda: una barra larga con un peso. Si le das un empujón, se mueve regularmente de un lado a otro: Tick, Tick Branch, el tiempo pasa. Debajo de la ciudad se extiende y más lejos del mar.
El péndulo ha recibido dos brazos en la otra vitrina. Si eso también fuera barras rígidas, el péndulo se habría convertido en una T. Pero cada uno tiene un ‘antebrazo’ suelto que, en reposo, cuelga. La pierna (o: el tercer brazo) también tiene una mitad inferior con bisagras separada. Si le da un impulso a este ‘tres brazos’, entonces todos esos ‘antebrazos’ se dan en una locura de ida y vuelta. Como si un hombre de muñecas realice un baile maníaco en ese contexto de la ciudad y el mar. Más expresado físicamente: este es el comportamiento ‘caótico’.
Tal comportamiento no es realmente impredecible. En principio, si conoce al menos muy precisamente la situación inicial, también puede calcular exactamente para este sistema. Lo que lo hace tan errático es que ese resultado (que Dollemans-Dance) puede cambiar completamente tan pronto como las condiciones iniciales (el primer empuje) también varíen un poco.
Decretos
Tuve que pensarlo porque los estudiantes de física en Eindhoven la semana pasada Un buen simposio se había organizado sobre el orden y el caos. Inadvertidamente, ese tema combinó bellamente eventos actuales. Por supuesto, es terriblemente tentador aplicar también la teoría del caos al nuevo presidente estadounidense que una vez pone sus miras en un canal y luego en una isla, y que, dada la velocidad con la que saca decretos, de hecho parece tener tres brazos.
Lástima que no haya escuchado a los altavoces. En cambio, pensé, la gripe y en el hogar, del caos y cómo también puede ocurrir en sistemas complejos como la atmósfera terrenal. Un fundador de la teoría del caos, El meteorólogo Edward Lorenzderivado de las fenomías del clima en la atmósfera incluso La metáfora más famosa para la teoría del caos: Que el golpe de ala de una mariposa en Brasil puede influir en el poder de un tornado en Texas.
Lo suficientemente interesante, y a diferencia del idioma cotidiano, tal ‘caos’ en física no es sinónimo de desorden. El concepto de ‘desorden’ se utiliza en física para reformular la segunda ley principal de la termodinámica. En primera instancia, los físicos del siglo XIX habían formulado la ley en términos de flujos de calor. Habían notado que el calor (energía) siempre fluye espontáneamente desde un depósito caliente (mucha energía) hasta un depósito frío (poca energía). Nunca en dirección inversa. Y habían descubierto que, sin intervención, toda la energía se extiende por igual sobre un sistema al que no se agrega ni extrae más calor. Más todos los días: un cubo de hielo se derrite en un vaso de limonada, una nube de leche fría se mezcla espontáneamente con té caliente en una taza, y el calor fluye desde una casa mal aislada hasta la noche de invierno. Más a largo plazo: Debido a que no se puede ocurrir ningún orden y cambio sin flujos de energía y diferencias de energía, el cosmos podría morir como una ‘muerte’ sin arrugas y sin arrugas.
El mas moderno Ludwig Boltzmann (y su contraparte estadounidense Josiah Gibbs) Luego tradujo tales ideas en átomos y moléculas. A alta temperatura (mucha energía) se mueve rápidamente en promedio; A baja temperatura en promedio más lento y durante las colisiones mutuas pueden intercambiar energía. Si todos cobran eso, parece haber muchas más formas de hacer que los átomos y las moléculas se mezclen en una leche y la mezcla que para organizarlos en leche fría y té caliente separados. Obtienes desorden por nada.
Todo está bellamente resumido por el físico Paul Ehrenfest una imagen de perros y pulgas. Un perro lleno de pulgas al lado de un perro con un pelaje limpio, dijo, luego ambos están bajo el (aproximadamente el mismo número de) pulgas en poco tiempo. Pero si desea experimentar que la situación inicial (desequilibrada) con todas las pulgas en un perro regresa espontáneamente, tendría que vivir (mucho) más de lo que existirá el sol.
Mariposas, perros, pulgas
Conduce a preguntas intrigantes sobre cómo, a pesar de la inexorable segunda ley principal, la complejidad ha surgido con tanta frecuencia y, a veces, rápidamente, y todo tipo de orden y caos dentro de ella. ¿Cómo podría ocurrir una galaxia con un planeta como la tierra, con una atmósfera, mariposas, perros, pulgas y un presidente estadounidense?
Ese presidente no estará despierto sobre esto. ¿Crea el caos con la esperanza de que se encuentre con una solución extrema que hubiera sido desapercibida que hubiera pasado desapercibida? ¿O quiere disfrazar que, en contra de esa segunda ley principal, en silencio gana más y más dinero y flujo de poder a quienes ya son poderosos y ricos? Esperemos que su caos no sea demasiado perjudicial para toda complejidad hermosa en la tierra.
Margriet van der Heijden es físico y profesor de comunicación científica en la Universidad Tecnológica de Eindhoven.
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