Por: Antimio Cruz
Gracias a las Ciencias de la complejidad, que trabajan con datos y enfoques entrelazados de diferentes disciplinas, se ha podido identificar una frontera en los procesos de la naturaleza donde habría surgido la vida. Se trata de un espacio teórico que está a la mitad entre los sistemas ordenados y los caóticos; es decir, entre una zona entre lo predictivo y lo probabilístico donde hay una especie de caja negra y dentro coexisten fenómenos en múltiples escalas. En la vida hay fenómenos visibles como las moléculas, células y tejidos; además de fenómenos invisibles como procesos eléctricos o químicos.
Así lo explicó el físico mexicano Alejandro Frank Hoeflich, Premio Crónica y fundador del Centro de Ciencias de la Complejidad (C3) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), durante una conferencia preparada para la comunidad de la Escuela Nacional de Educación Superior (ENES), de la UNAM, en la ciudad de Morelia.
En ese encuentro académico reflexionó sobre el tema: “Señales de vida; matemáticas, biología y autoorganización”.
“Complejidad no quiere decir lo complicado. Su etimología viene de entrelazado, trenzado, ligado. Al mismo tiempo, Elemental no significa sencillo, es algo difícil y profundo que estudia los elementos de los sistemas”, planteó en su reflexión en voz alta.
Entre otras ideas, Frank Hoeflich dijo que los seres humanos somos sistemas complejos, con propiedades emergentes en varias escalas, que se manifiestan entre el orden y el caos; desde la organización a nivel microscópico de nuestra biología molecular —por ejemplo la molécula del ADN que parece siempre igual pero es diferente en cada individuo—, hasta los procesos de comunicación entre las neuronas de nuestro cerebro; la organización de las sociedades o la manera como surge el arte —ninguno de los cuales puede analizase con un modelo predictivo—.
NATURALEZA Y SIMETRÍA. El científico reconocido con el Premio Nacional de Ciencias y Artes 2004 y miembro de El Colegio Nacional dijo que la reflexión que quiso compartir con los alumnos y académicos de Morelia fue una especie de descripción de cómo fue su transición desde la investigaciones en física nuclear y mecánica cuántica, hacia temas más ligados con la vida.
“Hay un lenguaje que es el hilo conductor de la naturaleza y nos puede llevar desde lo elemental a lo complejo: es la simetría. Esta se aplica, en el arte, pero también es fundamental en las matemáticas, la física y la química. Se puede usar en el desarrollo de nuevos materiales, en la física atómica y en la mecánica cuántica”, indicó el físico para concentrar la atención de su discurso en esta característica de los cuerpos geométricos.
Parecería raro que una idea que las personas miramos con mucha frecuencia en el arte, como es la simetría, tenga que ver con la ciencia, pero el miembro de El Colegio Nacional explicó que se ha descubierto que la simetría no sólo se aplica a los cuerpos visibles. Hay simetrías de diferente tipo que llevan a lo que los físicos llaman Cantidades conservadas como la Traslación temporal, en la que todos los tiempos son iguales; la Traslación espacial, donde todas las posiciones son equivalentes o la Rotación, donde tosas las direcciones son equivalentes.
“Estas leyes de conservación simplifican mucho a los sistemas porque son válidas, hasta donde sabemos, de forma universal”, dijo Alejandro Frank, al dar ejemplos de por qué la simetría ha sido fundamental para construir las bases de la física moderna.
Después el universitario mexicano planteó preguntas sobre dónde se puede encontrar simetría en la naturaleza y por qué la simetría puede ayudar a entender el fenómeno de la vida. Entonces habló de que es muy evidente, por ejemplo en el brócoli o en las hojas de los helechos, que hay organismos vivos en los que se repiten los mismos patrones a diferentes tamaños, es decir que se presentan invariancias de escala.
Los sistemas se ven igual o tienden a verse igual a muy distintas escalas y esta simetría parece jugar un papel fundamental en la vida; por ejemplo en la forma de las hojas de los árboles.
“¿Por qué motivo es que a la naturaleza viva parece gustarle la fractalidad o autosimilitud?¿De qué manera parece estar asociada a la vida? Una respuesta muy simplista, pero correcta, es que la función biológica basada en fractales logra hacer cosas sorprendentes. Por ejemplo, el esquema de arreglo fractal en las hojas de un árbol o de una planta, agrande enormemente la superficie para su fotosíntesis.
Esa es una manera como la naturaleza y la evolución han seleccionado unas formas fractales que le ayudan a ejercer su dinámica. Otro ejemplo son los pulmones, que por dentro tienen arreglos en forma fractal, con ramas y ramas más pequeñas, que hacen que se multiplique muchísimo la función de intercambio de gases. Con este arreglo, la superficie de intercambio de gases, dentro de los pulmones de una sola persona es tan grande como la superficie de un campo de futbol. Esto es algo que muchos no pueden creer”, indicó el científico al relacionar, simetría, cantidades conservadas y eficiencia para vivir.
Esta explicación se apoyó en lo visible, como la forma de organismos y tejidos vivos, pero sirvió para explicar que también hay simetría y fractalidad en dinámicas y proceso asociados con la vida, como el latido de los corazones u otros proceso bioquímicos, que se operan entre lo elemental y lo complejo, de una manera entrelazada y trenzada donde la simetría es un hilo al que tienden a regresar una y otra vez.
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