Sistemas Complejos: Del Caos a la Autoorganización

Sistemas Complejos: Una Introducción

Sistema: Conjunto de elementos o partes que interactúan entre sí para alcanzar un objetivo concreto. Conocer un sistema implica conocer sus elementos, relaciones, estados, transiciones, estructuras y funciones. Es más que la suma de sus partes, emergen propiedades nuevas que no pueden atribuirse a ninguno de los elementos por separado (ej: harina, agua, sal y levadura --> pan; cardúmenes, enjambres, manadas). Implicaciones: Un cambio en una parte repercute en el resto. Un conjunto de elementos sin un propósito común no es un sistema.

Tipos de Sistemas

Permeabilidad:

1. Sistemas cerrados: Escasamente permeables, intercambian poca materia, energía o información con el entorno.
2. Sistemas abiertos: Alta interacción con el medio ambiente. Pueden ser adaptativos o no adaptativos, dinámicos o estáticos (según modifiquen o no su estado interno con el tiempo).

Homeostático: Sistema que mantiene su estado interno a pesar de estar en un entorno cambiante. Homeostasis define la tendencia de un sistema a su supervivencia dinámica.

Sistemas Complejos: Características

Se caracterizan por:

1. Gran cantidad de elementos relativamente idénticos.
2. Interacción local entre sus elementos.
3. Comportamiento emergente no explicable a partir de los elementos aislados.
4. Dificultad para predecir su evolución dinámica futura.

Conductas Dinámicas Genéricas

(Independientemente de su naturaleza - física, química, biológica o social):

1. Leyes de crecimiento.
2. Autoorganización.
3. Procesos colectivos emergentes.
4. Intermitencia (o fluctuación): Alternancia constante entre orden y desorden.

Ejemplo: "Bacterias Argentinas" de Santiago Ortiz (de redes tróficas a redes de lenguaje). Bacterias en un espacio que buscan alimento y pierden energía. Se diferencian por su información genética (fragmento de texto en español) y energía acumulada. Características del texto: longitud, inicio y fin. Estados evolutivos a través de saltos y reorganizaciones, no de procesos continuos. Períodos de reposo entrópico (Ilya Prigogine). Crecimiento progresivo hasta el límite de desarrollo, seguido de desorden y fragmentación.

Entropía

Grado de desorden de un sistema. Mayor cercanía al equilibrio implica mayor entropía y menor actividad. (En biología: proceso inverso desde seres unicelulares a inteligencia colectiva). Termodinámica clásica (s. XIX, cercana al equilibrio): evolución lineal hacia un único estado final (equilibrio). Ilya Prigogine: estudio de sistemas lejos del equilibrio, formación de nuevas estructuras disipativas ("orden mediante fluctuaciones"). Ej: desarrollo humano individual y social. El cambio implica desorden y creatividad.

Conclusión: El equilibrio no es el único estado final posible (no es el único atractor). Atractores caóticos.

Stephen Hawking y la Autoorganización

"Podríamos definir la vida como un sistema ordenado que se sostiene contra el desorden y se reproduce, creando sistemas similares pero independientes".

Autoorganización: Interdependencia entre orden y desorden. Un organismo vive gracias a la muerte celular. La organización se perpetúa con la desvinculación de miembros. Autoorganización: recuperación del equilibrio mediante modificación y adaptación sin intervención externa. "Transiciones de fase" (Christopher Langton: "El borde del caos").

Autómata Celular

Ejemplo de autoorganización y emergencia: "El juego de la vida" (John Horton Conway):

1. Célula con uno o ningún vecino: "muere".
2. Célula con 4 o más vecinos: "muere" (superpoblación).
3. Célula con 2 o 3 vecinos: sobrevive.
4. Espacio con 3 vecinos: "engendra" una nueva célula.

Sistemas Caóticos

Reglas simples a nivel local, comportamiento global impredecible. Ejemplos: fluidos turbulentos, atmósfera, reacciones químicas, enfermedades, metabolismo celular, mercado financiero, grupos animales, epidemias, arritmia cardíaca, red neuronal.

Atractores caóticos: Oscilación irregular con valores cercanos a ciertos "atractores" con estructuras fractales.

Fractal: Estructura geométrica con autosemejanza y dimensión fraccionaria (ej: vasos sanguíneos, árboles, nubes, copos de nieve).

Redes Complejas

Conexión fuerte con vecinos cercanos, débil con elementos lejanos (agrupamiento). Conexión entre nodos con pocos saltos a través de hubs ("redes de mundo pequeño"). Ejemplos: difusión de epidemias, red eléctrica, internet, proteínas, patrones lingüísticos, redes sociales, ecosistemas.

Vida Artificial e Inteligencia de Enjambre

Vida artificial: Autorreproducción, almacenamiento de información, crecimiento, adaptabilidad, interdependencia, evolución.

Inteligencia de enjambre: Comportamiento complejo (aparentemente intencional) resultante de interconexiones entre entidades individuales. Ejemplo: hormigas (agricultura, arquitectura, ingeniería, esclavitud). Hormiguero como macroorganismo inteligente.

Patrones en Sistemas Complejos

Keller y Segel: Formación de colonias de moho.

Jane Jacobs: Formación de barrios urbanos.

Marvin Minsky: Redes cerebrales.

(Teoría de sistemas dinámicos, dinámicas no lineales, dinámica de redes)

Jorge Wagensberg: Responder es adaptación, preguntar es rebelión.

Ciencias de la Complejidad

Ciencias cognitivas, física cuántica, psicología Gestalt, neurociencia, ecología profunda, cibernética, teoría de la información, biología molecular, sociología reflexiva, matemáticas complejas, inteligencia artificial.

Fritjof Capra: Los problemas de nuestro tiempo son sistémicos (interconectados e interdependientes).

Sostenibilidad (Edgar Morin): Satisfacer necesidades sin disminuir oportunidades futuras.

Diseño Crítico

Dispositivo conceptual que cambia nuestra mirada. Dunne y Raby: Debatir la ética del diseño, revelar valores ocultos, explorar alternativas. Objetos discursivos para pensar a través del diseño. No es un movimiento, sino valores y actitud.

Del diseño tradicional al crítico: Consumidor a ciudadano, usuario a persona, entrenamiento a educación, "haznos comprar" a "haznos pensar", ergonomía a retórica, diversión a sátira, anti-arte a arte aplicado.

Ejemplos: "Homeless Vehicle Project" (Krzysztof Wodiczko), "Do a Frame" (Martín Guixé), "Copa con resorte" (Sebastián Poppa), "Manifestación hormigas" (Christian Mommertz y Fabian Pensel).

Ecotonos

Frontera porosa. Ecotono físico-digital: frontera entre mundo físico y digital.

Subsistemas:

1. Telepresencia.
2. Realidad aumentada.
3. Geolocalización/Infodermis.

Quíasma (Merleau-Ponty): Estructura de mediación con inversión y circularidad. Cuerpo de la mente, mente del cuerpo, quiasma entre ambos.

Telepresencia

"Hole in Space" (1980, Kit Galloway y Sherrie Rabinowitz): Lincoln Center (NYC) conectado con centro comercial (LA).

"Satellite Arts" (1977): Bailarines en California y Maryland con pantalla dividida que evoluciona a una sola.

"Telematic Dreaming" (1992, Paul Sermon): Experiencia fuera del propio espacio con sensación táctil en cama/pantalla. Dos personas comparten proyección.

"Telematic Vision" (1993): Sofá con imágenes combinadas.

"Tables Turned" (1993): Mesa y sillas en cada escenario para reunir participantes en la misma imagen.

"International Feel" (2011, David Rockeby): Encuentro de telepresencia con sonido y posicionamiento.

"Binoculars to... Binoculars from..." (2013, Varvara Gulajeva y Mar Canet).

Realidad Aumentada (RA)

Superposición de imagen, sonido o video virtual a imagen en directo. Aplicación RA activada por disparador. "Legible City" (1989, Jeffrey Shaw) - Realidad Extendida (RE).

"Divina Comedia" (Jeffrey Shaw y Sarah Kenderdine).

"Hybrid Playground" (Diego Díaz y Clara Boj).

"WeARinMoMA" (2010, Sander Veenhof y Mark Skwarek): RA no autorizada en el MoMA.

Geolocalización

"Biomapping" (2006, Christian Nold): Geolocalización e información emocional.

"GPS Sleep" (2006, Jeremy Wood): Diario visual con movimientos y capas en un mapa.

"Writing Letters to the Fox" (2018, Verónica Perales): Dibujo de la palabra "fox" con recorridos en Londres.

"Google Maps Hacks" (2020, Simon Weckert): Simulación de atasco con móviles en un carrito.

Feedback en el Arte

Arte que responde a instrucciones, inputs o entorno. Dos temas: feedback (arte algorítmico, sistemas abiertos, conexiones globales) y luz e imagen en movimiento (cinetismo, Op Art, televisión, cine). Narrativas interconectadas.

Pioneros del Arte Algorítmico

Charles Csuri, Manfred Mohr, Vera Molnar: Uso de funciones matemáticas para crear dibujos digitales.

"Aaron" (Harold Cohen): Obra en progreso que genera dibujos explorando color, forma, abstracción y estética automatizada.

"Life Writer" (Sommerer & Mignonneau): Texto como código genético para criaturas virtuales.

"Condensation Cube" (1963, Hans Haacke): Sistema biológico con condensación en caja de plexiglás.

"SAM" (1968, Edward Ihnatowicz): Escultura que reacciona al sonido con movimiento.

"n-Cha(n)t" (2002, David Rokeby): Respuesta lingüística al sonido.

"Inter Dis-Communication Machine" (1993, Kazuhiko Hachiya): Intercambio de percepción visual y sonora con gafas HMD.

"Open Score" (1966, Robert Rauschenberg): Partido de tenis con raquetas con radiotransmisores.

"Fort Paladin" (2003, Eddo Stern): Juego "America's Army" en castillo medieval con IA.

"[giantJoystick]" (2006, Mary Flanagan): Joystick gigante para videojuegos clásicos.

"Telematic Dreaming" (1992, Paul Sermon): Ejemplo de telepresencia.

"Water Bowls" (2006, Victoria Vesna): Conectividad humana y entorno con imágenes proyectadas en recipientes con agua.

"On Translation: Social Networks" (2006, Antoni Muntadas): Visualización de información en redes sociales.

"Death Before Disko" (2005, Herwig Weiser): Bola de discoteca futurista con LEDs que reacciona a sonidos del espacio.

"Musicale London" (1965, Takis): Esculturas sonoras cinéticas con mecanismos electromagnéticos.

"Participation TV" (1969, Nam June Paik, Steina y Woody Vasulka): Público como creador de televisión.

Conferencia de Mar Canet y Varvara & Obras

"Wishing Wall" (2014): Deseos en micrófono materializados en texto y mariposas con colores según sentimientos.

"Binoculars to Binoculars from" (2013): Binoculares con vistas de 7 ciudades, automatizado con IA.

"Smile" (2016): LED gigante que sonríe si detecta sonrisa.

"We Are the Clouds" (2020): Proyección de nubes que imitan la forma del espectador.

"Rhythm of City" (2013): Metrónomo gigante que ilumina según la actividad en redes sociales.

"Speed of Market" (2014): Visualización del volumen de los mercados de valores.

"Rhythm of Wind" (2016), "Rhythm of Heart" (2017): Obras basadas en datos del viento y del corazón.

"Katusepoisid" (2017): Instalación de luz interactiva que sigue a los peatones.

"Humans Need Not to Count" (2017): Brazo robótico que cuenta visitantes con un clicker.

"Dream Painter" (2021): Instalación que convierte sueños en pintura colectiva.

"Psychedelic Forms" (2022): Esculturas modificadas con aprendizaje profundo a partir de mensajes de texto.

"Neuroknitting Beethoven" (2020): Interpretación de piano con datos neuronales.

"Chameleon" (2016): Bandera que cambia según la presencia de personas.

"Who is the Next?": Códigos de países con la palabra "Exit" tras la salida de Reino Unido de la UE.

"Democracy" (2016): Gatos dorados que golpean porras al decir "democracia".

"Fantasy of Escape" (2019): Mano araña que representa la pérdida de privacidad.

"Keep Smiling" (2022).

"NFT Shop" (2021).