¿Qué es el Efecto Mariposa?

…, junto a las investigaciones del matemático y meteorólogo norteamericano Edward Lorenz (1917-2008), quien descubrió que mínimas perturbaciones en la atmósfera podían cambiar el clima en enormes proporciones, dieron origen a una de las teorías físicas más novedosas y populares de las últimas décadas: el Efecto Mariposa.

Según este concepto, asociado a la Teoría del Caos y los sistemas caóticos, y tomando como referencia el citado proverbio chino, se suele decir que el aleteo de una mariposa en Hong Kong puede desatar una tempestad en Nueva York. Ello se explicaría porque en un determinado sistema natural no determinista pequeños cambios o variaciones ocurridos dentro de ese mismo sistema pueden conducir a consecuencias totalmente divergentes. Es decir, una mínima perturbación inicial, mediante un proceso de amplificación, puede generar un efecto considerable a mediano y corto plazo.

Un ejemplo claro sobre el Efecto Mariposa consiste en soltar una pelota sucesivas veces desde un punto determinado de una pendiente: mínimas desviaciones en la posición inicial harán que la pelota caiga hacia un lado o hacia el otro, conduciendo a trayectorias de caída y posiciones de reposo final completamente diferentes. Es decir, cambios minúsculos siempre conducen a resultados totalmente diferentes.

El matemático Edward Lorenz descubrió el Efecto Mariposa en 1960 mientras trabajaba en sus investigaciones sobre el tiempo atmosférico, desarrollando modelos matemáticos simples cuyas propiedades exploraba con la ayuda de computadores.

Lorenz se percató que algo raro ocurría cuando repetía cálculos anteriores, pues pese a que eran los mismos datos, las predicciones no eran idénticas ni tenían un comportamiento periódico, descubriendo así que pequeñas diferencias en una sola variable tenían efectos profundos en la historia posterior del sistema. Por eso, en lo que respecta a la meteorología, el matemático llegó a la conclusión de que era fundamentalmente imposible hacer predicciones climáticas más allá de dos o tres semanas con un grado razonable de exactitud.

Edward Lorenz escribiría en 1963 su influyente artículo “Flujo determinista no periódico”, donde formuló conceptos como sistema caótico (“un sistema que es sensiblemente dependiente de cambios interiores de las condiciones iniciales”), atractores (predisposiciones a que los fenómenos ocurran de una determinada manera) o sistemas dinámicos no lineales, donde “un cambio casi imperceptible en una constante producirá un cambio cualitativo en el comportamiento del sistema”.

Para probar su teoría del Efecto Mariposa, los comportamientos caóticos y la dependencia sensible, Lorenz expuso dos ejemplos corrientes: analizó la trayectoria de dos bolas de una máquina de flipper -o pinball- y se percató de inmediato que jamás eran iguales, pues pese a que partían del mismo punto con la misma dirección, siempre se veían ligeramente modificadas con el primer choque en el pivote, dando como resultado un cambio brusco de dirección de sus trayectorias, a pesar de tener las mismas características iniciales en la salida debido a la dependencia sensible.

En el otro ejemplo, deslizó sucesivamente siete tablas de esquiar por una pendiente de una pista de sky orientada al sur, con áreas rectangulares de dos metros por cinco metros y con montículos de nieve en el centro de cada área. Y pese a que las siete tablas de esquiar partieron en condiciones similares y con velocidades idénticas, siempre tendían a desviarse en cuanto tocaban los montículos de nieve, demostrando que las tablas eran sensiblemente dependientes, por lo que las trayectorias divergían rápidamente, demostrando así el caos en el sistema.

Las observaciones de Edward Lorenz lo llevaron en 1972 a formular oficialmente lo que se conoce hoy como el Efecto Mariposa, presentando en 1972 un famoso artículo titulado: “Previsibilidad: ¿Debe el aleteo de una mariposa en Brasil originar un tornado en Texas?”. Este artículo daría un renovado interés a la Teoría del caos, estudiada por primera vez en el siglo XIX por el matemático y físico francés Henri Poincaré. En 1987 los estudios de Lorenz y el término Efecto Mariposa se popularizaron definitivamente gracias al bestseller “Caos: la creación de una ciencia”, de James Gleick.

Según el mismo Edward Lorenz, la palabra caos solía utilizarse para designar la falta de organización o falta de forma de algo, pero en la actualidad el término ha tomado una designación más vasta, aludiendo a la ausencia de cierto orden, lo que se relaciona con la definición de Gregory Norris-Cervetto: “El caos es el orden que todavía no comprendemos.”

La Teoría del Caos y el Efecto Mariposa (que según algunos científicos pueden ser incluidas dentro de las tres revoluciones científicas más importantes del siglo 20, junto a la Teoría de la Relatividad y la Mecánica Cuántica), en última instancia, intentan explicar que algo tan complejo como el universo es impredecible. Por ello, muchos apologistas de la Teoría del Caos sugieren que la ciencia, en general, tiene que adaptarse y no ser determinista, pensando siempre que no es viable tener una previsión exacta y total de los sucesos.

Las ideas de Edward Lorenz sobre el Efecto Mariposa abonarían el comienzo de un nuevo campo de estudio que abarcó no solo a las matemáticas, sino a casi cada rama de la ciencias biológicas, físicas y sociales.

Por lo demás, cada vez está más comprobado que los fenómenos caóticos o sistemas caóticos o dinámicos no lineales abundan en nuestro medio ambiente social y urbano y en la propia naturaleza. Es el caso de algunos dominios propios de la economía (como el funcionamiento de las Bolsas de Valores); la aerodinámica (el retraso de los aviones); la biología de poblaciones (el desplazamiento del plancton en los mares y el comportamiento presa-depredador); la termodinámica y la química; las ciencias biomédicas (el desarrollo de algunas arritmias cardíacas); el movimiento aparentemente estable pero desordenado de los astros en el espacio; la sincronización de las neuronas e, incluso, el campo de la psicología, donde el Efecto Mariposa se verifica cuando comúnmente pequeñas acciones son capaces de generar grandes cambios -ya sean positivos o no- en los pacientes.