UNA NUEVA CONSCIENCIA: Las estructuras disipativas y el punto de bifurcación (I)

Ilya Prigogine, recibió el Premio Nobel de Química «por una gran contribución a la acertada extensión de la teoría termodinámica a sistemas alejados del equilibrio, que sólo pueden existir en conjunción con su entorno». En su publicación ¿Tan sólo una ilusión?, que consta de una antología de diez ensayos (elaborados entre 1972 y 1982) el autor habla con especial ahínco sobre este nuevo estado de la materia: las estructuras disipativas, asegurando que con estos novedosos conceptos se abre un «nuevo diálogo entre el hombre y la naturaleza».

Esta revolución conceptual o Pensamiento Prigogine ha sido definida por el mismo Premio Nobel como la tercera concepción de la realidad. La primera concepción fue la mecanicista, que describe la realidad como reversible y repetitiva, y por ello determinista. La segunda concepción es la realidad cuántica inaccesible, descrita únicamente por probabilidades matemáticas, y por ello relativista. La tercera concepción es la de un Universo en permanente construcción, que es la aportación de Prigogine. “Vivimos un período de transición. A un universo mucho más complejo de lo que nos imaginábamos, le corresponde una formulación diferente de los problemas”, escribió el Premio Nobel.  

La base de sus ideas están basadas en las llamadas “estructuras disipativas” que constituyen la aparición de estructuras coherentes, autoorganizadas en sistemas alejados del equilibrio; plantea que el Universo no sigue un modelo previsible en el que existe siempre una relación de causa y efecto, sino que este e independientemente del observador tiene aspectos caóticos. Podemos prever cuando saldrá el sol o cuando habrá un eclipse con siglos de anticipación, pero hoy por hoy somos incapaces de saber el tiempo que hará dentro de una semana. Existen pues un conjunto de circunstancias inciertas que pueden alterar los procesos de realidad.

En termodinámica, los científicos han venido observando una aparente contradicción entre dos leyes de la naturaleza que presentan una contradicción formal: la de algo que permanece junto a algo que cambia o se transforma: un fenómeno de convivencia entre estructura y cambio, que es algo que todos podemos observar en la vida corriente.

La función termodinámica entropía como función que define el estado de desorden de un sistema, es central para la segunda Ley de la Termodinámica. 

Esa segunda Ley puede enunciarse de distintas maneras, la más sencilla es la que nos dice que "es imposible una máquina con movimiento perpetuo" ya que una parte de la energía se disipa como calor y no podemos recuperarla.

La entropía puede interpretarse como una medida de la distribución aleatoria de un sistema. Se dice que un sistema altamente distribuido al azar tiene alta entropía. Pues bien, la entropía como manifestación del desorden y del caos, crece constantemente en el universo. Sin embargo, se ha observado que muchos aspectos de la vida, incluyendo la Vida misma, crecen y se van haciendo cada vez más ordenados, menos aleatorios. Un sistema en una condición improbable tendrá una tendencia natural a reorganizarse a una condición más probable, reorganización que dará como resultado un aumento de la entropía. Esta alcanzará un máximo cuando el sistema se acerque al equilibrio, y entonces se alcanzará la configuración de mayor probabilidad. 


En base a este análisis, surge la formulación más general del segundo principio: Cualquier sistema físico aislado tomará espontáneamente el camino del desequilibrio cada vez menor, se hará cada vez más homogéneo. Así parece como a pesar de la identificación entre la entropía y el desorden, esta actúa realmente como creadora de orden (cuando agitamos naranjas en un cesto, éstas se ordenan de forma espontánea.).

Toda la termodinámica clásica estaba centrada en el estudio de sistemas aislados en, o muy cerca del equilibrio; sin embargo Prigogine trabajó con sistemas alejados de él. Prigogine define en respuesta a esta situación, lo que él llama “sistemas abiertos”, que son aquellos capaces de intercambiar energía y materia con su entorno.

Un sistema abierto es cualquier sistema “vivo”, o en crecimiento, que exista en el universo. Puede ser cualquier cosa física, biológica u organizativa: un árbol que crece, una organización que se enriquece, una sociedad que se estructura, un ecosistema que se desarrolla, un planeta que se mueve en el espacio, o…un ser humano que evoluciona a través de los continuos intercambios que realiza a diversos niveles con el entorno.

Una de sus principales características es que intercambian energía con su entorno, pudiendo crecer u transformarse en estructuras espaciotemporales más complejas cuando los intercambios energéticos alcanzan un umbral crítico. En otras palabras, eso significa que pueden “disipar entropía” en su entorno, que absorbe su desorden. 


Se admite que un ascenso en el nivel de organización está asociado con un declive en el valor de la entropía del sistema; luego, los organismos se distinguen, porque alcanzan a disipar más entropía que la que producen. Expresado de manera distinta: los sistemas vivos importan orden de su entorno por medio de un flujo de entropía negativa. Así, la cantidad global de entropía, crece en el universo, efectivamente, respetando en definitiva la segunda gran ley de la termodinámica. Al perder su desorden los sistemas abiertos demuestran pues tener flexibilidad, fluidez y capacidad para adaptarse a las fluctuaciones del entorno, cualidades sin las cuales no podría darse el mencionado intercambio.

Esta capacidad para adaptarse a las fluctuaciones del entorno no es ilimitada. El sistema está conectado a un entorno que le impone condiciones y a las cuales tendrá que adaptarse si de sobrevivir se trata. En ese proceso de adaptación es en donde surgen las ráfagas de entropía que lo perturban.  

Existen unos límites  por encima de los cuales el sistema no puede eliminar más entropía para mantener su equilibrio y su orden estructural. Este límite viene impuesto por el grado de complejidad del sistema, de su nivel de evolución y de la flexibilidad de su organización interna.

Cuando el impacto que recibe del exterior es demasiado fuerte y se supera el límite de adaptación, el sistema se vuelve caótico e inestable y a partir de aquí la menor influencia, puede empujarlo hacia una infinidad de respuestas posibles. Su reacción es imprevisible. En otras palabras, se llega a punto de bifurcación en el que la estructura disipativa: o bien se desmorona y desaparece, es decir, se disuelve en el entorno, o bien se reorganiza completamente, pero a un nivel superior, con una característica sorprendente, el nuevo estado del ser o de la organización, no tiene nada que ver con la anterior.

El punto de bifurcación es, en palabras llanas, un salto del sistema. Y así lo describe Prigogine (Op. cit.:192) "Llamamos bifurcación al punto crítico a partir del cual se hace posible un nuevo estado. En el punto de bifurcación aparece repentinamente un desvío por el que el sistema se encamina en una nueva dirección a partir de principios radicalmente diferentes, que no tienen ninguna relación con los anteriores porque funcionan a partir de otra realidad; el sistema cambia abruptamente y aparecen de repente nuevas formas de orden.

La bifurcación es el punto que evidencia la rebeldía del sistema, en el que este abandona el curso andado hasta entonces y se enrumba hacia un nuevo itinerario que es consecuente con su historia o, más claro, con bifurcaciones pasadas, que tuvieron lugar en cierta ocasión en un punto crítico y que continúan teniendo efecto sobre el desarrollo posterior del sistema. Por el hecho de recordar, de estar referido a bifurcaciones pasadas en el momento de producirse la bifurcación, se dice que los sistemas tienen "memoria".

Esta teoría de Prigogine respecto a las estructuras disipativas sujetas a bifurcaciones periódicas no lineales supone una importante contribución a la comprensión científica del mundo. Permite describir el proceso evolutivo de todo sistema abierto, cualquiera que sea y dondequiera que se encuentra, tanto el que tiene lugar en nuestras células (donde se repite millones de veces cada minuto) como el que ocurre en los reinos de la Naturaleza, en los planetas o en las galaxias y, en particular, el proceso evolutivo de la conciencia humana.

¿Es posible extender la teoría del caos al funcionamiento de la mente? ¿Qué lugar ocupan el azar y las estructuras disipativas de Prigogine en la nueva consciencia?

En la próxima entrada descubriremos la respuesta a estas preguntas.