Secció 3^a. Caos₀ i ordre en l’evolució

La complexitat del món

Els sensacionals descobriments que tingueren lloc al llarg de les primeres dècades del segle passat contribuïren a alterar la percepció que tenien filòsofs i científics sobre el funcionament de la naturalesa. Entre altres, les implicacions que derivaven de la mecànica quàntica, i del paper que juga l’atzar en molts fenòmens físics i biològics, posaren en qüestió el model de ciència decimonònica que entenia el món natural com un sistema que funciona únicament a partir de processos lents i graduals.

Des del segle XVII, la ciència moderna havia emprat un model de la naturalesa, lineal i gradualista, que havia estat prou útil per explicar processos naturals que es regeixen per sistemes que es poden explicar a partir de relacions de proporcionalitat entre causes i efectes. Per a aquests propòsits, les matemàtiques que treballen amb sistemes d’equacions lineals₀ ofereixen una fiabilitat suficient. Tanmateix, més endavant, els científics s’adonaren que, per tractar els fenòmens discontinus, no lineals, com els que es donen en molts dels processos que en realitat s’observen en la naturalesa, aquell tipus de senzilles equacions matemàtiques ja no són un bon instrument per descriure els sistemes que els registren, doncs les variables implicades en els models presenten un caràcter inherentment inestable. La complexitat d’un món que apareix presidit pel caos matemàtic₀ tingué el seu reflex alhora d’elaborar els mètodes de resolució dels problemes científics. En les últimes dècades, la presa de consciència de les conseqüències que té la necessitat de donar comptes sobre el caràcter caòtic del funcionament del món natural ha conduït a un canvi metodològic transcendental en la manera de fer ciència.

Es pren com a punt d’inflexió fonamental en aquesta nova manera d’entendre la realitat el treball de simulació informàtica efectuat per Edward Lorenz, l’any 1961. Creà un model matemàtic per ordinador, amb la finalitat d’explicar el mecanisme del clima. En una de les simulacions informàtiques que realitzà, sorgí un resultat inesperat. Una mínima variació en les dades subministrades a l’ordinador provocà un canvi abrupte en els resultats obtinguts. Algunes de les equacions que representaven l’evolució del temps atmosfèric no eren lineals. Definit en aquests termes, el sistema adquirí un comportament caòtic, és a dir, inestable. Lorenz descobrí l’extrema sensibilitat que presenta un sistema caòtic en relació a quines siguin les seves condicions de partida. Petitíssims canvis en els valors de les condicions inicials, produeixen grans canvis en l’evolució del sistema^[523].

Però ja unes quantes dècades abans d’aquest treball de Lorenz, el matemàtic francès Jules Henri Poincaré havia arribat a conclusions similars en el camp de l’astronomia, en demostrar, d’una forma matemàtica, que qualsevol petita pertorbació en la posició inicial observada d’un dels astres del Sistema Solar, podia produir una alteració radical en la seva posició final esperada, amb la qual cosa afirmà que resulta del tot impredictible seguir la seva evolució d’una forma mínimament precisa^[524].

La principal conseqüència de tots aquests resultats és que els científics prengueren consciència de la impredictibilitat inherent en l’evolució de molts sistemes físics i biològics. I comprengueren que, tal com ja havia avançat tres segles abans el filòsof francès Blaise Pascal, és impossible conèixer les parts d’un sistema sense conèixer el tot, així com conèixer el tot sense conèixer les parts^[525]. I és que el món real gairebé mai no es comporta com un rellotge, com tampoc no ho fan els éssers vius ni les societats, perquè cada peça del seu mecanisme canvia en funció de la influència de les altres^[526]. Se sap que sistemes complexos com són l’Univers, la vida o les societats humanes, evolucionen d’una manera poc o gens predictible, perquè una petitíssima diferència en les condicions inicials, pot donar lloc a una situació abismalment diferent al final.

Les estructures de l’ordre

Amb tot, des d’una perspectiva filosòfico-matemàtica, la ciència contemporània ha descobert que, del caos aparent que mou la naturalesa, sorgeix de forma espontània un ordre que explica tot el seguit d’estructures que han sorgit i s’han desenvolupat en la història del nostre Univers. En els sistemes complexos, hi ha ordre i organització^[527]. Per això, últimament, l’activitat científica s’ha orientat a intentar comprendre, d’una manera cada vegada més profunda, els mecanismes que subjauen en aquest ordre universal. Segons aquesta interpretació filosòfica sobre el camí seguit per l’evolució de totes les estructures del món natural, l’ordre relatiu que avui percebem hauria sorgit com a resultat d’un conjunt d’iteracions₀ que es realitzen una i una altra vegada, però cada cop amb alteracions i modificacions que resulten sempre creatives^[528]. Iteracions que produeixen uns patrons característics, relativament complexos, que revelen un ordre ocult, però explicable en forma matemàtica, que es troba amagat sota el caos aparent que percebem^[529]. Destaquen sobre un fons de gran simplicitat i desordre^[530]. Al mateix temps, es tendeixen a articular en estructures cada vegada més grans i complexes.

En aquesta recerca de les estructures de l’ordre, en un treball pioner, l’escocès d’Arcy Wentworth Thompson suggerí que molts dels processos de canvi inherents a fenòmens aparentment caòtics que s’observen en la naturalesa, tendeixen a assolir, amb el pas del temps, un equilibri estable. Creia que per explicar el procés espontani que condueix del desequilibri caòtic a una situació de cert equilibri i ordre, només caldria emprar els fonaments de la geometria, les matemàtiques, la física i l’enginyeria^[531]. El 1954, Enrico Fermi i els seus col·laboradors, foren els primers en observar la tendència de la naturalesa a generar espontàniament ordre del caos^[532].

En la dècada dels seixanta, Benoit Mandelbroit estudià la fluctuació dels preus del cotó en el temps. Descobrí que la representació matemàtica de la seva evolució segueix un comportament normalment aleatori, però que és puntuat de forma ocasional per grans salts o punts crítics que introdueixen brusques discontinuïtats en la seva evolució. Dues dècades després, reconegué en aquesta representació una figura geomètrica, el fractal₀, com a resultat del rastre que deixen els sistemes dinàmics al llarg del temps. Observà que, sovint, aquestes formes matemàtiques guarden una certa versemblança amb formes comunes de la naturalesa^[533].

A partir d’aquest últim treball de Mandelbroit, l’estudi de les formes fractals es convertí en un prometedor desenvolupament de les matemàtiques, com a un instrument útil per a la recerca de les lleis generals que expliquen l’ordre de l’evolució^[534]. Ha tingut un allau d’aplicacions pràctiques en diversos camps d’estudi, des de les previsions climàtiques, a la forma i rapidesa en què es difonen les epidèmies. També ha exercit una influència important en les recerques efectuades en totes aquelles disciplines científiques que estudien el fenomen de la vida^[535].

L’evolució dels sistemes complexos

Des d’una perspectiva termodinàmica, recordem que Ludwing Boltzmann havia interpretat el segon principi d’aquella disciplina científica com a una regla universal d’evolució de l’energia a gran escala cap a una situació de caòtic desordre molecular. Però a partir dels treballs d’Erwin Schrodinger i, més encara, del rus Ilya Prigogine^[536], el nostre entorn més proper ha començat a ser percebut com ple d’estructures, de complexitat variable, capaces de canalitzar i governar de forma ordenada grans fluxos d’energia amb l’objecte de crear ordre. Des d’aquesta perspectiva, un sistema complex com és un organisme viu, pot ser entès com el resultat de la superació de l’aparent contradicció que sorgeix entre l’augment general del desordre que proclama la segona llei de la termodinàmica com a destí inexorable del Cosmos, i la producció local d’ordre que s’observa a nivell local. Allò que fan els organismes vius és rebre energia, processar-la, i realitzar un treball amb una part d’aquesta energia, per fabricar els elements que l’organisme requereix per a la seva supervivència. L’energia restant es dissipa al medi en forma d’energia de baixa qualitat, en general calor, cosa que fa augmentar el desordre energètic del món. És a partir del consum d’energia que s’ordena i estructura la matèria de l’organisme viu.

Aquestes estructures ordenades de les que parlava Prigogine, semblen seguir una llei bàsica de complexitat que es caracteritza per la seva aparició pas a pas, connectant formes ja existents amb altres més grans i més complexes, fins el punt que Harold Morrowitz ha arribat a proposar una nova llei de la termodinàmica que establís com a màxima, que és condició necessària i suficient que hi hagi un flux d’energia a través d’un sistema per donar lloc a una estructura organitzada. Aquesta nova llei bàsica de l’evolució permetria que les parts integrants produïssin de forma espontània un nombre més gran dels elements que composen el sistema del que formen part. I que cada entitat creés les condicions inicials per a una altra de més complexa. L’atzar intervindria en la manera com succeirien les coses en concret, però l’autoorganització esdevindria inevitable. Fins i tot, algunes d’aquestes formes podrien articular els seus elements en un ordre nou, més estable i més durador, que el de les pautes organitzatives que les van crear, que eren més senzilles. A partir de tots aquests processos, es construiria l’escala de nivells de complexitat que observem en l’Univers. En cada escala, entrarien en joc altres lleis de construcció i canvi. Com més complexos fossin els ens creats, menys mecànic és el seu comportament. En aquests processos, podrien sorgir també noves propietats o funcions, com la capacitat de replicació dels organismes vius, que no derivarien de les propietats dels seus elements inicials. I és que sembla ser que la realitat és viva i canvia de forma contínua, sense que es pugui descriure cap equilibri en la natura, sinó que aquesta és sotmesa a contínues pertorbacions d’origen extern, que, segons es creu, són la gènesi de molta de la seva mutabilitat^[537].

El ritme de l’evolució

En la segona meitat del segle passat, la imatge plàcida d’una teoria evolutiva com la proposada per Darwin i Wallace, basada en processos lineals i gradualistes, ha estat substituïda o complementada per una nova aproximació més rica del procés evolutiu, que té en compte tant les continuïtats, com també les discontinuïtats observades en els estudis paleontològics. L’any 1972, els paleontòlegs Niles Eldredge i Stephen Jay Gould, provocaren un gran debat en els mitjans acadèmics, amb la publicació del seu treball científic titulat «Equilibri puntuat: una alternativa al gradualisme filètic». En aquest treball, afirmen que hi ha indicis suficients en l’àmbit de la paleontologia per postular que l’evolució de qualsevol grup d’espècies es redueix a llargs períodes d’estabilitat en la seva forma física, interromputs de forma abrupta per fases de canvi puntuat que donarien lloc a noves espècies. Allò que estaven proposant Eldredge i Gould és que el canvi evolutiu està estretament lligat a l’aparició de noves espècies, essent pràcticament nul un cop aquestes han aparegut. O en altres paraules, que la major part de l’evolució es produeix durant el procés d’especiació₀, però no després. Cinc anys més tard, però, matisaren la seva hipòtesi de treball assegurant que, més que de canvis instantanis estaven parlant de canvis relativament molt ràpids que es produeixen a partir de petites poblacions d’una espècie preexistent. En formular la seva controvertida hipòtesi, l’acompanyaren de la tesi que sosté que l’origen de les espècies és el resultat d’un procés de ramificació₀ de les espècies preexistents^[538].

Avui en dia, s’accepta de forma cada vegada més generalitzada que, en l’evolució de la vida, s’han donat llargues etapes d’estabilitat o canvi gradual al més pur estil darwinià, i també etapes de transició més ràpida, com les proposades per Eldredge i Gould, provocades aquestes últimes per un entorn més canviant i amenaçant, que fa augmentar la mutabilitat dels organismes i que, a vegades, van acompanyades també de l’adquisició de noves propietats per part de l’organisme mutant. A més a més, un altre dels elements que, almenys en el passat llunyà, més pot haver contribuït a accelerar els canvis sobre els quals treballa la selecció, és el procés de simbiosi₀. La simbiosi permet obtenir salts bruscos en la complexitat i el potencial dels organismes mitjançant fusions i transferències parcials entre genomes. Sembla ser que, en les primeres etapes de la història de la vida sobre el planeta hi hagué diversos processos de simbiosi importants, i que cadascun d’ells provocà salts bruscos cap a nivells de més elevada complexitat evolutiva^[539].

Pautes de l’evolució humana

Des de l’aparició de la vida a la Terra, aquesta ha anat evolucionant, des de formes molt simples cap a estructures cada vegada més complexes, que necessiten de més i més energia per poder funcionar. Ja els primers bacteris disposaven de certs mecanismes que els permetien intercanviar informació i cooperar, per modificar el seu medi ambient, similars als que observem entre els humans. I és que la nostra evolució cultural presenta, a grans trets, la mateixa història que la dels organismes vius més simples, solament que amb un ritme de canvi molt més accelerat.

Al llarg del temps, els éssers humans hem creat estructures socials cada vegada més complexes, amb necessitats d’energia cada vegada més i més grans, que ens han permès extreure una quantitat creixent de recursos al medi. Vist des d’una perspectiva prou ampla, aquest és un procés que té una pauta de creixement cada vegada més ràpida, si bé presenta algunes irregularitats. Es produeixen períodes d’estancament i, fins i tot, altres de regressió, però a llarg termini, la tendència avança sempre en la mateixa direcció d’acceleració històrica que ja s’ha esmentat.

Sembla ser que la causa de tot això es troba en la capacitat de processar informació que tenen els cervells humans, i en la capacitat de transmetre aquesta informació a altres congèneres, d’una generació a una altra, en un procés molt més eficaç que els obtinguts a través dels mecanismes biològics de mutació genètica i de selecció natural.

El ritme accelerat d’evolució cultural va fer possible que alguns grups humans s’avancessin a altres, destruïssin les seves estructures, i s’apropiessin dels seus recursos. Però, provistos de les seves formidables habilitats comunicatives i socials, els nostres avantpassats crearen també xarxes d’interacció cada vegada més grans per respondre als beneficis que produeix l’intercanvi, i evitar així els riscos que planteja la inferioritat militar.

Actualment, la societat humana és una enorme xarxa de cooperació i competència sostinguda per fluxes massius d’informació i energia, que generen un control cada vegada més gran sobre la naturalesa, i una integració també més gran de les societats humanes^[540]. Aquesta difusió de coneixements impulsa el progrés material de les societats humanes d’una forma que no sembla tenir fi. No obstant, la tendència de la societat global a generar i mantenir desigualtats socials, que és evident al llarg de tota la història humana, combinada amb el fet de disposar d’una informació cada vegada més barata i, per tant, d’un millor grau de coneixement de les dites desigualtats, constitueix una barreja inflamable que resulta molt perillosa en un món on proliferen les armes de destrucció massiva. Resulta imprescindible, doncs, arribar a un pacte global que fixi unes regles del joc que permetin a l’espècie humana continuar el seu camí cap a cotes més elevades de prosperitat, aconseguint alhora que la inestabilitat que és inherent a tot procés de canvi accelerat es mantingui sota un cert control.