El cosmos repleto de patrones

Rodrigo Soto Moreno

La lucha entrópica entre partículas y antipartículas, entre el existir y el aniquilarse entre ellas, dio como resultado un patrón de comportamiento en el universo primigenio y que sumado con el surgimiento de la física, la química y la biología trazaron el diseño del cosmos que nos rodea en la interacción con nuestra realidad; aunque la misma pudiera ser solamente una realidad virtual dentro de una simulación de ceros y unos, como lo han discutido algunos científicos recientemente.

Basta observar imágenes de nuestra galaxia, la Vía Láctea, para identificar claramente uno de los primeros patrones cosmológicos, en su diseño espiral de estrellas, gases y polvo cósmico, en un baile ordenado, nunca estático, y a una velocidad de aproximadamente 630 kilómetros por segundo, según datos de Wikipedia; y en constante expansión, primero hacia la calculada colisión con la galaxia Andrómeda y posteriormente hacia el surgimiento de una nueva galaxia gigante.

Siguiendo en este contexto, hablamos que la composición del universo, con la materia oscura, la energía oscura y la materia ordinaria, se distribuyeron en una especie de patrón de comportamiento gobernado por las leyes matemáticas y de códigos de algoritmo.

Todo esto bajo el mismo patrón que colocó en un perpetuo movimiento entrópico al resto de las galaxias, los sistemas planetarios y obviamente a todos los seres vivos, no solamente los de este planeta, sino aquellos en algún otro punto del universo.

Posteriormente con el advenimiento de las redes neuronales, el cerebro de todos los seres vivos se dio a la tarea de absorber, procesar y transmitir información, para comprender los patrones que nos rodean, con el fin de aumentar nuestras oportunidades de supervivencia y de evolución.

Es así que el reconocimiento de patrones resulta vital para evitar decaer, para retrasar la muerte celular programada y para soñar en que seamos capaces no solo de pronosticar sino de anticipar los embates entrópicos del futuro. Incluso este reconocimiento de patrones, de acuerdo a Oliver Luckett y Michael J. Casey en su libro The Social Organism, resulta ser una estrategia muy importante en como nuestros cuerpos resisten los ataques de los virus, pues ciertas células de nuestro cuerpo se especializan en reconocer el patrón de ciertos patógenos y así catalogarlos como extraños o foráneos y darle una señal al sistema inmune para que active las defensas y ataque.

Pareciera que algunos de los patrones que más captaron nuestra atención y especialmente nuestros disparos neuronales, fueron aquellos relativos al movimiento de los astros, teniendo el Sol un obvio rol preponderante en los esquemas mentales que empezamos a describir con la concepción del día, la noche, y así hasta el surgimiento del concepto de año y de nuestro captor el tiempo.

Otros ejemplos interesantes en relación a los patrones de la vida, son aquellos que podemos observar casi todos los días, y se encuentran en el diseño de ingeniería biológica de la naturaleza, dentro de la relación de creación y belleza matemática, que muchas veces parecen oscilar entre las pinceladas de un artista y los cálculos precisos de un científico.

Lo anterior resultó ser del interés de una de las mentes más brillantes que han deambulado por este planeta, y me refiero a Alan Turing y su publicación titulada: “The Chemical Basis of Morphogenesis” en donde buscó explicar los patrones en las líneas de las cebras o en las manchas de un leopardo. En este sentido, Turing proponía lo siguiente: “los patrones como las manchas se forman como resultado de la interacción de dos sustancias químicas que se propagan a lo largo de un sistema como los átomos de gas en una caja, con una diferencia crucial. En lugar de difundirse uniformemente como un gas, los productos químicos, morfógenos (así llamados por Turing), se difunden a diferentes velocidades. Uno sirve como activador para expresar una característica única, como la raya del tigre, y el otro actúa como un inhibidor, entrando periódicamente para cerrar la expresión del activador”.

Una explicación muy creativa de lo anterior, es aquella que ofrece Jennifer Ouellette en su escrito titulado: “When Math Meets Nature: Turing Patterns and Form Constants”, publicado en Scientific American, en donde ella comparte la opinión del biólogo matemático James Murray, quien nos dice lo siguiente: “imagina un campo de hierba seca salpicado de saltamontes. Si la hierba fue incendiada en varios puntos aleatorios y no hubo humedad para inhibir las llamas, Murray dijo, los incendios se expresarían y marcarían el campo entero. Sin embargo, si este escenario se desarrolla bajo el mecanismo y ecuaciones de Turing, el calor de las llamas que invaden la hierba haría que algunos de los saltamontes que huyen sudaran, amortiguando el césped alrededor de ellos con el sudor y creando así puntos periódicamente no quemados en el campo quemado”.

Al asumir consciente e inconscientemente que vivimos en una realidad repleta de patrones, nuestros disparos neuronales se han dado a la tarea de buscar los mismos para comprender el cosmos y también para poder expresarlo, ya sea en términos científicos o artísticos.

Derivado de lo anterior un ejemplo interesantísimo lo podemos encontrar en un video de TED Ed, titulado: “The unexpected math behind Van Gogh’s “Starry Night” – Natalya St. Clair”, en donde se nos explica el complejo concepto de la turbulencia dentro de la dinámica de fluidos y que se caracteriza por cambios caóticos, pero bajo cierto patrón de comportamiento, dentro de la velocidad y presión de los flujos. Un ejemplo de esto lo encontramos en el humo que se desprende de un cigarro, en el movimiento de algunos ríos a gran velocidad, en la construcción de algunas nubes de una tormenta, en el aire que se desprende al entrar en contacto con las alas de un avión, en las manchas rojas de Júpiter, en las partículas de polvo interestelar, entre muchos otros conceptos.

Aquí el video al que nos referimos sobre Van Gogh:

Para darnos una idea de lo que representa este concepto de la turbulencia, el gran físico Richard Feynman, lo considera como uno de los más importantes problemas no resueltos de la física y que hasta el momento seguirá así.

Ahora lo más interesante de esto viene a continuación, pues de acuerdo al video en cuestión, un grupo de científicos se encontraban observando un cúmulo de gas y polvo alrededor de una estrella y eso les recordó la pintura de La Noche Estrellada de Van Gogh; esto motivó a que científicos de México, Inglaterra y España se dedicaran a estudiar la turbulencia en las pinturas de este pintor neerlandés y para sorpresa encontraron que existía un patrón de turbulencia.

Incluso la relación de turbulencia en las pinturas de Van Gogh se acerca a los cálculos de Kolmogorov quien trató de explicar con sus ecuaciones el movimiento en el patrón de comportamiento de la turbulencia. Aunado a esto, cuando los científicos digitalizaron las pinturas de Van Gogh, pudieron determinar que los brochazos creativos de algunas de ellas mostraban el patrón en que la turbulencia se expresa.

Sin embargo para sorpresa de los científicos, resulta que el patrón de turbulencia solo está presente en las pinturas que Van Gogh realizó después de que se admitió por voluntad propia al asilo (manicomio) de Saint Paul de Mausole, a razón de haberse mutilado una parte de su oreja; y fue precisamente ahí cuando al asomarse por su ventana pudo pintar La Noche Estrellada. De forma increíble, parece ser que su episodio psicótico desencadenó también una dosis de creatividad en sus trazos al pintar, pues sus obras anteriores a esto no presentan rasgos o patrones de turbulencia.

Vivimos entonces repletos de patrones y nos hemos entrenado para detectar patrones, todo para sumar y crear diferentes alternativas en nuestro camino evolutivo; pero en este sentido me sorprende en demasía lo que sucedió con Van Gogh y sus pinturas que presentan turbulencia, pues esto vuelve a reforzar la idea de que una dosis moderada de estrés puede resultar en el elemento clave para desatar la creatividad.

La importancia del reconocimiento de patrones sigue en aumento, pues de acuerdo a Oliver Luckett y Michael J. Casey, se ha convertido en un elemento vital en las técnicas que utilizan los científicos computacionales para desarrollar las primeras formas de inteligencia artificial, es decir, estamos entrenando a los robots a que vean el mundo como nosotros y auxiliarnos en comprender por qué estamos aquí, para que cuando llegue el momento podamos migrarnos y ser un combinado de células, moléculas y disparos creativos de bits y bytes que seguramente nos abrirán nuevas puertas para seguir realizando el reconocimiento de patrones y poder hacer esa ecuación que nos de mayor información sobre ¿porqué es el Cosmos? ¿se crean nuevos universos al terminar este? ¿porqué la materia oscura? ¿porqué la energía oscura? ¿porqué la expansión? ¿porqué la propia turbulencia? ¿porqué estamos aquí? ¿hacia dónde vamos? ¿cuántas dimensiones hay? ¿tenemos acceso a multiversos? ¿realmente los agujeros negros pueden darnos paso a otra dimensión? ¿algo como la creación del universo puede surgir de la nada? y espacialmente ¿estamos solos aquí?

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