Evidencia 10: Caos
Cenobio Mendivil Galaviz 1607064
Carlos Aaron Ramirez Galvan 1491641
La Teoría del Caos y el Efecto Mariposa
Hacia 1960, el meteorólogo Edward Lorenz se dedicaba a
estudiar el comportamiento de la atmósfera, tratando de encontrar un modelo
matemático, un conjunto de ecuaciones, que permitiera predecir a partir de
variables sencillas, mediante simulaciones de ordenador, el comportamiento de
grandes masas de aire, en definitiva, que permitiera hacer predicciones
climatológicas.
Lorenz realizó distintas aproximaciones hasta que
consiguió ajustar el modelo a la influencia de tres variables que expresan como
cambian a lo largo del tiempo la velocidad y la temperatura del aire. El modelo
se concretó en tres ecuaciones matemáticas, bastante simples, conocidas hoy en
día como modelo de Lorenz.
Pero, Lorenz recibió una gran sorpresa cuando observó que
pequeñas diferencias en los datos de partida (algo aparentemente tan simple
como utilizar 3 ó 6 decimales) llevaban a grandes diferencias en las
predicciones del modelo. De tal forma que cualquier pequeña perturbación, o
error, en las condiciones iniciales del sistema puede tener una gran influencia
sobre el resultado final. De tal forma que se hacía muy difícil hacer
predicciones climatológicas a largo plazo. Los datos empíricos que proporcionan
las estaciones meteorológicas tienen errores inevitables, aunque sólo sea
porque hay un número limitado de observatorios incapaces de cubrir todos los
puntos de nuestro planeta. Esto hace que las predicciones se vayan desviando
con respecto al comportamiento real del sistema.
Se denomina, por tanto, efecto mariposa a la
amplificación de errores que pueden aparecer en el comportamiento de un sistema
complejo. En definitiva, el efecto mariposa es una de las características del
comportamiento de un sistema caótico, en el que las variables cambian de forma compleja
y errática, haciendo imposible hacer predicciones más allá de un determinado
punto, que recibe el nombre de horizonte de predicciones.
Características de un sistema caótico:
Para conocer si un sistema es caótico, se suelen buscar
las siguientes características:
- Sensibilidad a
las condiciones iniciales. Esta característica implica que cada punto en un
sistema es arbitrariamente aproximado por otros puntos con trayectorias futuras
significativamente diferentes. Entonces, una pequeña perturbación en la
trayectoria actual puede llevar a un diferente comportamiento más adelante.
- Topológicamente
mezclado. Esto significa que el sistema evolucionara con el tiempo, así que una
región o conjunto abierto de su espacio eventualmente se sobrepondrá con otra
región dada.
- Densidad de
orbitas periódicas. La densidad de orbitas periódicas significa que cada punto
del espacio es aproximado arbitrariamente de manera cercana por órbitas
periódicas. Sistemas topológicamente mezclados que fallen esta condición,
probablemente tampoco tengan sensibilidad a las condiciones iniciales, y por lo
tanto pueden no ser caóticos.
Un ejemplo de sistema caótico puede ser: El mar
Ya que el mar es
una masa de agua salada de tamaño inferior al océano, así como también el conjunto
de la masa de agua salada que cubre la mayor parte de la superficie del planeta
Tierra, incluyendo océanos y mares menores.
Lo podemos considerar caótico debido a que diversas partes de su funcionamiento
afectan cómo se comporta. Por ejemplo, la temperatura, la presión del aire, las
tormentas y también los efectos de la rotación de la Tierra afectan la
dirección de las corrientes oceánicas y el comportamiento del mar, por lo
tanto, es sensible a las condiciones iniciales.
Un terremoto en algún lugar bajo el mar en un lugar
alejado de la civilización, puede ocasionar enormes tsunamis que destruyen
ciudades. Este tipo de eventos es lo que convierte el mar en un sistema
caótico.
Como sistema caótico, también cumple con las
características de ser topológicamente mezclado, y densidad de órbitas
periódicas, pero es necesario observar las gráficas posteriores para ver estas
características.
Otro ejemplo puede ser: El ADN (Evolucion Humana).
Puede considerarse un sistema caótico por diversas
circustancias, entre las cuales por ejemplo tenemos el ADN, el cual, desde el
punto de vista de las ciencias de la computación lo podemos considerar como una
cadena de caracteres de cuatro letras, las cuales son C = Citosina, A =
adenina, T = timina, G = guanina, en donde la combinación de triatas, o sea de
tres letras cada una, grupos que forman las bases nitrogenadas, que a su vez
forman aminoacidos, para que el conjunto de x cantidad de aminoácidos forme las
proteinas, fundamentales para el ser humano, entonces, cada organismo humano,
tiene un ADN con información que se relaciona con nuestra historia evolutiva
antigua y reciente, por lo que considero que estudiando los cambios y
mutaciónes en las secuencias del ADN, podriamos decir que poodemos tener un
sistema caótico, entonces es común que entre los humanos tengamos alteraciones
o cambios en la información genética.
Entonces tenemos algunos puntos relevantes en donde
considero que el caós esta presente en la evolución.
Nuestro sistema biológico, de cualquier organismo,
incluyendonos a nosotros, son sistemas dinámicas.
Cualquier proceso evolutivo interviene en el ADN.
Podemos decir que los organismos tienen sensibilidad al
inicio de condiciones, cuando se crea un nuevo organismo.
Poblaciones tienen presión de selección, esto es por
ejemplo si hay mucho sol en una ciudad, algunos elementos de la población se
adaptan, por ejemplo con un color de piel más oscuro.
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