Segons un estudi computacional dirigit per un grup de físics en la Washington University de St. Louis, es pot crear ordre introduint desordre.

Mentre es trobaven treballant en el seu model –una xarxa de pèndols “o oscil•ladors” interconnectats-, els investigadors van percebre que quan els pèndols eren conduïts per forces ordenades, aquests es comportaven de forma caòtica i es desplaçaven perdent la sincronització, com si es tractés d'un grup de nedadors sincronitzats embriacs. Els resultats van ser inesperats – les forces sincronitzades no haurien de, per contra, originar la sincronització dels pèndols?

I llavors va ocórrer el realment sorprenent: Quan introduïen desordre –les forces van ser aplicades per atzar en cada oscil•lador- el sistema s'ordenava i sincronitzava.

“El que és contrari a la intuïció és que quan s'introduïx desordre en el sistema –quan [les forces exercides en els pèndols] actuen per atzar– el caos que abans estava present desapareix i hi ha ordre,” afirma Sebastián F. Brandt, estudiant de Física, graduat en Art i Ciències per la Washington University i director de l'estudi.

La investigació d'aquests físics no només és difícil de comprendre pels no-físics, sinó també inquietant per als mateixos físics. Ralf Wessel, Doctor en Física per la Washington University i professor associat de Física diu “Qualsevol físic que escolta això se sorprèn.”

Les investigacions sobre el paper que juga el desordre en sistemes complexos és bastant nova i no es comprèn bé encara. Wessel espera que un dia el seu enteniment teòric sigui millor que en l'actualitat. En qualsevol cas, els investigadors creuen que el model podria proporcionar nous coneixements aliens al camp de la física teòrica.

Les neurones, per exemple, han estat modelades com interconnectades, o “acoblades”, per la forma que interactuen unes amb unes altres. En el model, els oscil•ladors acoblats poden ser imaginats com lligats al seu veí més pròxim, influenciant així el seu moviment. D'altra banda, les neurones poden generar activitat elèctrica repetida que pot influir en l'activitat de les neurones veïnes.

A pesar de ser el començament d'un llarg camí, admet Babette K. Dellen, Doctora en Física, l'estudi serà de gran ajuda per a resoldre observacions inexplicables que s'havien fet amb anterioritat. Dellen va estudiar primerament el sistema model en un context neurológico. Primer va apartar el projecte i va ésser llavors quan Brandt es va unir al grup investigador, preocupant-se pel concepte de la sincronització induïda per desordre i ho va treballar en profunditat. Finalment els tres van elaborar les conclusions conjuntament.

Dellen explica que les neurones poden mostrar activitat sincronitzada com resposta a un estímul. Respecte a aquest punt, diu, ningú ha pogut explicar-lo de forma adequada. I Wessel afig, “Potser els detalls de les neurones siguin completament irrellevants. Potser es tracti tan sols d'una característica dels oscil•ladors.”

Una similitud de vital importància entre el sistema model i les neurones és que els dos són “no lineals” –el significat és que no hi ha una correlació lineal, o directa, entre la força aplicada i el desplaçament. En altres paraules, els oscil•ladors en el model se semblarien a un nen en un gronxador. Dintre d'un marc limitat, el nen es mourà proporcionalment per força amb que se li empenyi –si se li empeny amb el doble de força, ell nen arribarà a el doble d'altura-. Però gairebé tots els sistemes complexos en la naturalesa, com el model d'aquests físics, no són lineals. En el moment en el qual el nen arriba a certa altura, encara que se li empenyi amb el doble de força, no la superarà.

Les neurones estan compostes per molts elements i són típicament no lineals.

“Si escoltes la teva música favorita duplicant el seu volum, no duplicaràs el plaer d'escoltar-la”, afig Brandt para explicar que l'audició no és lineal.

Mentre que altres investigacions revelaven que el desordre pot generar ordre amb estudis que freqüentment manipulaven paràmetres entre els sistemes, com canviant la longitud del pèndol, aquesta investigació es mostra com nova, perquè es basa en el canvi de les forces aplicades externament. Aquesta aportació, en opinió de l'equip investigador, pot tenir una aplicació potencial en el món real, on seria més difícil canviar els paràmetres en el sistema –neurones, per exemple-, però relativament simple aplicar una força externa.

“Està clar que aquesta és una investigació bàsica”, diu Brandt. “Però el que es pot aprendre d'ella és que els sistemes complexos... de vegades es comporten d'una forma inexplicable, completament oposada a la intuïció o a les expectatives. Serà interessant veure si podem donar-li un ús al mecanisme que hem trobat.” >de *Chaos = Order: WUSTL physicists make baffling discovery*. 3 d'abril, 2006

context relacionat
> swarm intelligence. may 20, 2005
> how animals coordinate their actions. march 18, 2005
> redes biológicas oscilatorias. 14 de mayo, 2004
> sincronia: l'ordre és inevitable. 9 d'abril, 2003
> moviments basats en la xarxa. 3 de marzo, 2003
> smart mobs. 3 d'octubre, 2002
> entenent els patrons del caos. 6 de febrer, 2002

imago
> order-disorder transitions

sonic flow
> disorder-induced synchronization [stream]
disorder-induced synchronization [download]