Ordre i caos en les lleis de la física

Recordant la simfonia del caos

Portada 35 - Caos i determinisme en la física

Si haguérem de destacar un sol tret com a més significatiu de la física del segle XX, un candidat clar seria la tendència a la unificació conceptual. Aquesta unificació va més enllà del simple exercici d’economia conceptual i toca el moll mateix de la física. La teoria especial de la relativitat fusiona espai i temps en el concepte d’espai-temps. La mecànica quàntica, entre altres canvis radicals, proposa la idea de partícula quàntica, resultant de la unificació de les clàssiques de partícula i ona. Seguint una llarga tradició històrica, la física ha anat també progressivament unificant les diferents forces que actuen en la natura.

Tot aquest preàmbul emmarca una de les raons de la proposta del monogràfic Simfonia del caos. Un passeig per la complexitat. En efecte, un estudi més detallat de molts fenòmens físics descobreix que molt sovint una mateixa equació origina solucions qualitativament diferents: regulars unes, caòtiques les altres. Ordre i caos són les dues cares de moltes lleis de la física. I per tant hem d’acceptar que el determinisme és perfectament compatible amb la impredictibilitat del futur del sistema. I al mateix temps, que sistemes aparentment innocents poden presentar comportaments realment perversos per la seua increïble complexitat.

Això és el que tractava d’il·lustrar el monogràfic, juntament amb el caràcter interdisciplinari d’aquests temes, tant per les contribucions al seu cos teòric general com pel que fa a les aplicacions. Hi contribueixen diverses parts de les matemàtiques (teoria d’equacions diferencials, teoria de nombres, teoria de sistemes dinàmics …), de la física (mecànica, òptica, mecànica de fluids, teoria de circuits, acústica…), la biologia (dinàmica de poblacions) i la química (reaccions, estructura molecular…).

L’espectre de contribucions al monogràfic deixava ja clar que, més que plantejar idees bàsiques noves, l’anomenada teoria del caos tracta de modelitzar matemàticament i descriure nous tipus de comportaments dels sistemes físics, químics i biològics estudiats. Aquest caràcter de ferramenta d’anàlisi assegura l’aparició constant de nous problemes que faran revisar, per afinar-los, els acords de la simfonia del caos. Des d’aquest punt de vista, de la tardor de 2002 ençà, aquesta situació s’ha consolidat i també ha anat aplicant-se més i més a diverses disciplines de les ciències socials.

Els autors expliquen la idea del caos determinista en termes simples. Entre d’altres aspectes, tracten l’extrema sensibilitat a les condicions inicials (el famós efecte papallona).
© Mètode 2017

Professor d’Investigació de l’Institut de Física Corpuscular (CSIC-Universitat de València).