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Steven Strogatz sobre sincronización – Charla TED2004

Charla «Steven Strogatz sobre sincronización» de TED2004 en español.

El matemático Steven Strogatz muestra cómo grupos de creaturas (aves, luciérnagas, peces) logran sincronizarse y actuar como una unidad — cuando nadie está dando órdenes. Esta poderosa tendencia se extiene también al dominio de los objetos.

  • Autor/a de la charla: Steven Strogatz
  • Fecha de grabación: 2004-02-02
  • Fecha de publicación: 2008-12-22
  • Duración de «Steven Strogatz sobre sincronización»: 1318 segundos

 

Traducción de «Steven Strogatz sobre sincronización» en español.

Estaba pensando cómo la sincronía está conectada a la felicidad, y se me ocurrió que, por alguna razón, encontramos placer al sincronizarnos.

Nos gusta bailar juntos, nos gusta cantar juntos.

Así que, si están dispuestos, quisiera pedir su ayuda con un primer experimento el día de hoy.

El experimento es — y noté, dicho sea de paso, que cuando aplaudieron, lo hicieron del un modo típicamente norteamericano, es decir, fueron estridentes e incoherentes.

No estuvieron organizados.

Ni siquiera se les ocurrió aplaudir al unísono.

¿Creen que podrían hacerlo?

Me gustaría ver si este público puede — no, no han practicado, hasta donde sé —

¿pueden lograr aplaudir en sincronía?


(Aplausos)
Eso es lo que llamamos comportamiento emergente.


(Risas)
No esperaba eso, pero — quiero decir, esperaba que pudieran sincronizarse.

Pero no imaginé que incrementarían su frecuencia.

Resulta interesante.


(Risas)

¿Qué concluímos de eso?

Primero que nada, sabemos que todos ustedes son brillantes.

Este es un sitio lleno de gente inteligente, muy sensible.

Con algunos músicos entrenados.

¿Es eso lo que les permitió sincronizarse?

Planteado la pregunta un poco más seriamente, preguntémonos cuáles son los requerimientos mínimos para lograr lo que acaban de hacer, para la sincronización espontánea.

¿Se requiere, por ejemplo, ser tan inteligente como ustedes?

¿Se necesita siquiera un cerebro, sólo para sincronizarse?

¿Es necesario estar vivo?

Quiero decir, ese es un pensamiento inquietante,

¿no es así?

Objetos inanimados que podrían sincronizarse a sí mismos espontáneamente.

Es real.

De hecho, trataré de explicar cómo la sincronización es tal vez uno de los más, si no es que el fenómeno más dominante en la naturaleza.

Se extiende desde el nivel subatómico hasta los rincones más lejanos del cosmos.

Es una profunda tendencia hacia el orden en la naturaleza, que se opone a lo que nos han enzeñado acerca de la entropía.

Quiero decir, no estoy diciendo que la ley de entropía sea inocorrecta — no lo es.

Pero existe una fuerza complementaria en el universo — la tendencia hacia el orden espontáneo.

Así que, ese es nuestro tema.

Ahora, permítanme comenzar con lo que pudo habérseles ocurrido inmediatamente después de escuchar que estamos hablando acerca de la sincronía en la naturaleza, que es el magnífico ejemplo de los pájaros en bandada, o de los peces nadando en cardúmenes.

Porque éstas no son creaturas particularmente inteligentes, y aun así, como veremos, exhiben coreografías hermosas.

Esto es de un de la BBC llamado Depredadores, y lo que vemos aquí son ejemplos de sincronía que tienen que ver con defensa.

Cuando eres pequeño y vulnerable, como estos estorninos, o como los peces, ayuda agruparse: para evadir a los depredadores, para confundirlos.

Permítanme permanecer en silencio por un porque esto es tan hermoso.

Por mucho tiempo los biólogos estuvieron desconcertados por este comportamiento, preguntándose cómo podía ser posible.

Estamos tan acostumbrados a que la coreografía dé paso a la sincronía.

Estas creaturas no siguen una coreografía.

Se están coreografeando a sí mismas.

Solo hasta ahora la ciencia empieza a comprender cómo es que funciona.

Les mostraré un modelo por computadora hecho por Iain Couzin, un investigador en Oxford, que muestra cómo funcionan estos agrupamientos.

Hay únicamente tres simples reglas.

Primero, todos los individuos únicamente están conscientes de sus vecinos más cercanos.

Segundo, todos los individuos tienen una tendencia a alinearse.

Y tercero, todos se atraen uno al otro, pero tratan de mantener una pequeña distancia entre ellos.

Y cuando implementas esas tres reglas, automáticamente empiezas a ver agrupamientos, que se asemejan mucho a cardúmenes o bandadas.

Ahora bien, a los peces les gusta permanecer muy juntos, a alrededor de un cuerpo de distancia.

Los pájaros tratan de permanecer a tres o cuatro cuerpos de distancia.

Excepto por esa diferencia, las reglas son las mismas para ambos.

Ahora bien, todo esto cambia cuando un depredador entra en escena.

Existe una cuarta regla: cuando viene un depredador, apártate del camino.

Aquí, en el modelo se puede ver al depredador atacando.

La presa se esparce en cualquier dirección, y después la regla de atracción los acerca de nuevo, así que hay una constante separación y reformación.

Y eso se ve en la naturaleza.

Tengan en mente que, aunque parece que cada individuo actúa para cooperar, lo que en readlidad está sucediendo es una especie de comportamiento darwiniano egoísta.

Cada uno se está dispersando al azar tratando de salvar sus escamas o sus plumas.

Eso es, por el deseo de salvarse a sí misma, cada creatura está siguiendo estas reglas, y eso da pie a algo que es seguro para todas.

Aun y cuando pareciera que están pensando como un grupo, no lo están.

Se preguntarán cúal es exactamente la ventaja de estar en un grupo, por lo que se puede pensar en varias.

Como digo, si estás dentro de un grupo, la probabilidad de ser el desafortunado se reducen en comparación a un grupo pequeño.

Hay muchos ojos para detectar peligro.

Y verán en el ejemplo de los estorninos, con los pájaros, cuando el halcón peregrino va a atacarlos, que olas de pánico pueden propaganse, mandando mensajes a largas distancias.

Ya verán — aparece casi al final — o tal vez no.

Se puede transmitir información a más de medio kilómetro de distancia en un tiempo muy corto a través de este mecanismo.

Sí, aquí está sucediendo.

Fíjense si pueden ver esas olas propagarse a lo largo del grupo.

Es hermoso.

Entendemos, o eso creémos, lo que está sucediendo gracias al modelo.

Son solamente esas tres simples reglas, más la de cuidarse de los depredadores.

Parece ser que no hay nada místico en esto.

Sin embargo, realmente no lo entendemos a un nivel matemático.

Soy un matemático.

Nos gustaría entenderlo mejor.

Quiero decir, les mostré un modelo, pero una computadora no está comprendiendo.

La computadora es, en cierto modo, solamente un experimento más.

Realemte quisieramos tener un entendimiento más profundo acerca de cómo funciona esto y de entender exactamente de dónde proviene esta organización.

¿Cómo es que las reglas dan a patrones?

Hay un caso que hemos comenzado a entender mejor, y es el caso de las luciérnagas.

Si observan a las luciérnagas en Norteamérica, como muchas cosas norteamericanas, suelen ser operadores independientes.

Se ignoran unas a otras.

Cada quien está en lo suyo, encendiéndose y apagándose, sin prestar atención a sus vecinos.

Pero en el Sudeste Asiático — en lugares como Tailandia, Malasia o Borneo — hay un hermoso comportamiento cooperativo que ocurre entre las luciérnagas macho.

Se puede ver cada noche a lo largo de los bancos de los ríos.

Los árboles, mangles, están llenos de luciérnagas comunicándose con luces.

Específicamente, son luciérnagas macho que se iluminan perfectamente al mismo tiempo, en perfecta sincronía, para enviar un mensaje a las hembras.

Y el mensaje, como podrán imaginarse, es «Ven aquí.

Aparéate conmigo.» (Música) En un les mostraré a una sola luciérnaga en cámara lenta para que puedan darse una idea.

Este es un solo cuadro.

Se enciende, se apaga — en una fracción de segundo.

Ahora observen el banco de este río y vean qué precisa es la sincronía.

Encendidas, se encienden más y se apagan.

La luz combinada de estos insectos — estos son en realidad pequeños insectos — es tan brillante que los pescadores en alta mar pueden usarla como faro de navegación para encontrar el camino de regreso a sus ríos de origen.

Es impresionante.

Durante mucho tiempo no fue creído cuando los primeros viajeros occidentales, como Sir Francis Drake, viajaron a Tailandia y regresaron con relatos de este increible espectáculo.

Nadie les creyó.

No vemos nada como ésto en Europa o el oeste.

Y durante mucho tiempo, aún y cuando estaba documentado, se creía que era una especie de ilusión óptica.

Publicaciones científicas decían que era un parpadeo involuntario lo que lo explicaba, o que, ustedes saben, era la tendencia del ser humano a ver patrones donde no existen.

Pero espero que se hayan convencido ahora, con este video nocturno, de que estaban en realidad muy bien sincronizadas.

Muy bien, el punto es,

¿tenemos que estar vivos para ver esta clase de órden espontáneo?

, y ya he dado una pista de que la respuesta es no.

Bueno, no tienes que ser una creatura completa.

Puedes incluso ser una sola célula.

Como, por ejemplo, las células que marcan el paso de su corazón en este momento.

Los mantienen vivos.

Cada latido de su corazón depende de esta región crucial, el nodo sinusal, que tiene alrededor de diez mil células independientes que emiten un pulso, tienen un ritmo eléctrico — un voltaje de subida y bajada — para mandar la señal a los ventrículos de bombear.

Ahora, su marcapasos no es una única célula.

Es una democracia de diez mil células que tienen todas que pulsar al unísono para que el marcapasos funcione correctamente.

No quiero darles la idea de que la sincronía es siempre una buena idea.

Si se tiene epilepsia, hay un instante donde por lo menos millones de células cerebrales, se descargan en un concierto patológico.

Así que esta tendencia hacia el orden no es siempre algo bueno.

No tienes que estar vivo.

No tienes ni siquiera que ser una sola célula.

Si se fijan por ejemplo, en como funcionan los láseres, ese sería el caso de sincronía a nivel atómico.

Lo que hace la luz de un láser tan diferente de la luz que está sobre mi cabeza es que esta luz es incoherente — muchos colores y frecuencias diferentes, más o menos como cuando aplaudieron al principio — pero si fueran un láser hubiese sido un aplauso rítmico.

Serían todos los átomos pulsando al unísono, emitiendo luz de un color, una frecuencia.

Ahora viene la parte arriesgada de mi plática, que es demostrar que los objetos inanimados puesden sincronizarse.

Aguanten su respiración por mí.

Lo que tengo aquí son dos botellas de agua vacías.

Este no es Keith Barry haciendo un truco de magia.

Este es más bien alguien un poco torpe jugando con algunas botellas de agua.

Tengo algunos metrónomos aquí.

¿Pueden oír eso?

Está bien, entonces, tengo un metrónomo, y es el metrónomo más pequeño del mundo, el — bueno, no debería hacerle publicidad.

De cualquier modo, este es el metrónomo más pequeño del mundo.

Lo he fijado a la velocidad más alta, y ahora tomaré otro fijado a la misma velocidad.

Vamos a intentar esto primero.

Si en un principio sólo los pongo en la mesa juntos, no hay razón para que se sincronicen y probablemente no lo harán.

Tal vez sea mejor si los escuchan.

Me pararé aquí.

Lo que estoy esperando es que cada uno de ellos tome su propio camino, porque sus frecuencias no son perfectamente iguales.

¿Verdad?

Lo hicieron.

Estuvieron en sincronía por un tiempo, pero después la perdieron.

La razón de esto es que no pudieron comunicarse.

Ahora, pueden creer que esa es una idea bizarra.

¿Cómo se pueden comunicar dos metrónomos?

Bueno, se pueden comunicar a través de fuerzas mecánicas.

Así que les daré la oportunidad de hacer eso.

También quiero darle cuerda a éste un poco.

¿Cómo pueden comunicarse?

Los voy a poner en una plataforma móvil, que es «La Guía para Estudios de Posgrado en Cornell.»

¿Ok?

Ahí está.

Vamos a ver si podemos hacer que esto funcione.

Mi esposa me señaló que funcionará mejor si colocó a ambos al mismo tiempo porque de lo contrario todo se volcará.

Está bien.

Ahí vamos.

Veamos.

Ok, no estoy tratando de hacer trampa — permítanme iniciarlos fuera de sincronía.

No, difícil de hacer siquiera eso.

(Aplusos) Está bien.

Así que, de que cualquiera salga de sincronía, los colcaré justo aquí.


(Risas)
Esto puede parecer un poco impredecible, pero la aparición constante de esta tendencia hacia el órden espontáneo en ocasiones tiene consecuencias inesperadas.

Un claro ejemplo de eso, fue algo que ocurrió en Londres en el año 2000.

El Puente del Milenio debería de haber sido el orgullo de Londres — un hermoso puente peatonal cruzando el río Támesis, primer cruce del río en Londres en más de 100 años.

Hubo una gran competencia para el diseño de este puente, y la propuesta ganadora fue enviada por un equipo inusual — en el espíritu de TED, en realidad — por un arquitecto — tal vez el más grande arquitecto en el Reino Unido — Lord Norman Foster — trabajando con un artista, un escultor, Sir Anthony Caro, y una de ingeniería, Ove Arup.

Juntos presentaron un diseño basado en la visión de Lord Foster, que era: él recordaba de niño haber leído historietas de Flash Gordon, y dijo que cuando Flash Gordon llegaba frente a un abismo, dispararía lo que hoy se conoce como una especie de sable de luz.

Dispararía su sable de luz a través del abismo, haciendo un rayo de luz, y después atravesar rápidamente sobre este rayo de luz.

Dijo, «Esa es la visión que le quiero dar a Londres.

Quiero un rayo de luz a través del Támesis.» Así que construyeron el rayo de luz, y es un listón de acero muy delgado, probablemente el puente suspendido más plano y delgado que hay en el mundo, con cables saliendo de los lados.

Están acostumbrados a puentes suspendidos con grandes cables colgantes en la punta.

Estos cables estaban a los lados del puente, como si tomaran una liga y la tensaran atravesando el Támesis — eso es lo que está sosteniendo al puente.

Todos estaban emocionados de probarlo.

El día de la inaguración, miles de londinenses se presentaron, y algo sucedió.

Y en dos días el puente estaba cerrado al público.

Así que, deseo primero mostrarles algunas entrevistas con gente que estaba en el puente el día de la inaguración, que describen lo que sucedió.

Hombre: En verdad comenzó a moverse a los lados y ligeramente de arriba a abajo, como al estar en un barco.

Mujer: Si, se sentía inestable, y había mucho viento, y recuerdo que tenía muchas banderas a lo largo de los lados, así que uno podía definitivamente — había algo sucediendo a los lados, se sentía, tal vez.

Reportero:

¿Hacía arriba y hacía abajo?

Niño: No.

Reportero:

¿Y hacia adelante y hacia atrás?

Niño: No.

Reportero: Solo a los lados.

¿Como cuánto crees que se movía?

Niño: Era como — Reportero: Quiero decir,

¿tanto así?

ó

¿tanto así?

Niño: Como la segunda.

Reportero:

¿Tanto así?

Niño: Sí.

Hombre: Era al menos, seis, de seis a ocho pulgadas, quiero pensar.

Reportero: Correcto, entonces,

¿un tanto así?

Hombre: Sí, así es.

Mujer: Recuerdo haber deseado bajarme.

Reportero: Oh,

¿en verdad?

Mujer: Sí.

Se sentía extraño.

Reportero:

¿Era suficiente para sentirse espantado?

Mujer: Sí, pero pensé que sólo yo lo sentía.

Reportero: ¡Ah! Ahora,

¿díme por qué tuviste que hacer así?

Niño: Tuvimos que hacerlo, para mantener el balance porque si no mantenías el balance, entonces te inclinabas, a la izquierda o la derecha, alrededor de 45 grados.

Reportero: Entonces muéstrame cómo caminas normalmente.

Bien.

Y ahora muéstrame cómo fue cuando el puente comenzó a moverse.

Bien.

Así que deliberaddamente tuviste que empujar tus pies a los lados y — oh, y

¿pasos cortos?

Hombre: Así es.

Me pareció obvio que era probablemente el número de personas en él.

Reportero:

¿Estaban deliberadamente caminando con una cadencia, o algo así?

Hombre: No, simplemente tuvieron que adaptarse al movimiento del puente.

Steven Strogatz: Está bien, eso realmente les da una idea de lo que sucedió.

Piensen en el puente como esta plataforma.

Piensen en la gente como los metrónomos.

Ahora, puede que no estén acostumbrados a pensar en ustedes como un metrónomo, pero después de todo, caminamos como — quiero decir, oscilamos de atrás a adelante al caminar.

Y especialmente si empezamos a caminar como esas personas hicieron,

¿no es así?

Todos mostraron este raro caminar como patinando que adoptaron una vez que el puente comenzó a moverse.

Y bien permítanme mostrarles ahora el video del puente.

Después de que vean el puente en el día de la inaguración, verán un video interesante del trabajo hecho por un ingeniero en Cambridge llamado Allan McRobie, quien dedujo lo que sucedió en el puente, y quien construyó un simulador del puente para explicar exactamente cuál fue el problema.

Fue una especie de bucle de retroalimentación positiva no intencional entre la manera en que la gente caminó y la manera en que el puente comenzó a moverse, del cual los ingenieros no sabían nada.

En realidad, creo que la persona que verán es el jóven ingeniero que estuvo a cargo del proyecto del puente.

Ok.

Reportero:

¿Resultó alguien herido?

Ingeniero: No.

Reportero: Muy bien.

Entonces era realmente poco — Ingeniero: Sí.

Reportero: —

¿pero real?

Ingeniero: Definitivamente.

Reportero: Usted pensó, «Oh, caramba.» Ingeniero: Sentí que estaba decepcionado por ello.

Pasamos mucho tiempo diseñando este puente, y lo habíamos analizado, lo habíamos revisado conforme a los códigos — a cargas más pesadas que los códigos — y aquí aparecía algo sobre lo que no teníamos conocimiento.

Reportero: No lo esperaban.

Ingeniero: Exactamente.

Narrador: La secuencia más dramática e impactante muestra secciones completas de la multitud — cientos de personas — aparentemente meciéndose de lado a lado al unísono, no sólo unos con otros, si no también con el puente.

El movimiento sincronizado parecía estar impulsando al puente.

Pero,

¿cómo es que la multitud se sincronizó?

¿Había algo en particular sobre el Puente del Milenio que causara este efecto?

Esto fue el centro de la investigación.

Reportero: Bien, al fin el simulador del puente está terminado, y podemos hacerlo bambolearse.

Ahora, Allan, todo esto es tu culpa,

¿no es así?

Allan McRobie: Sí.

Reportero: Tú diseñaste esto,

¿sí?

, este simulador del puente, y esto, crees tú

¿reproduce las acciones del verdadero puente?

AM: Reproduce mucha de la física, sí.

Reportero: Bien.

Si nos subimos en el, deberíamos poder hacerlo bambolear,

¿es así?

Allan McRobie es un ingeniero de puentes de Cambridge que me escribió, sugiriéndome que un simulador del puente debería bambolearse de la misma manera que el puente real — suponiendo que lo colgáramos en péndulos de la longitud correcta.

AM: Este es de sólo un par de toneladas, así que es relativamente fácil de mover.

Tan sólo con caminar.

Reportero: Bien, realmente se está moviendo.

AM: No tiene que ser una verdadero bamboleo.

Simplemente camina.

Se empieza a mover.

Reportero: En realidad es un poco difícil caminar.

Tienes que tener cuidado donde pisas,

¿no es así?

porque si lo haces mal, simplemente pierdes el balance.

AM: Sí, definitivamente afecta la manera en que caminas.

No se puede caminar normalmente en él.

Reportero: No.

Si tratas de poner un pie delante del otro, mueve tus pies por debajo de tí.

AM: Sí.

Reportero: Así que tienes que desplazar tus pies hacia los lados.

Así que, el simulador me está haciendo caminar exactamente del mismo modo que nuestros testigos en el verdadero puente.

AM: …

como caminar como patinando en hielo.

No hay esta especie de caminar serpentenado.

Reportero: Para un experimento más convincente, deseaba mi propia multitud de día inagural, el equipo de prueba de sonido.

Sus instrucciones: caminen con normalidad.

Es realmente intrigante porque ninguna de estas personas están tratando de moverlo.

Todos están teniendo alguna dificultad para caminar.

Y la única manera en la que puedes caminar cómodamente es al entrar en sincronía.

Pero entonces, por supuesto, todos están moviendo el puente.

No hay cómo evitarlo.

Te ves forzado por el movimiento del puente a entrar en sincronía, y en consecuencia, forzarlo a moverse más.

SS: Muy bien, con eso cortesía del Ministerio de Andares Bobos, será mejor que termine.

Veo que me he excedido.

Pero espero que vayan afuera y vean el de una nueva manera, viendo toda la increíble sincronía que nos rodea.

Gracias.


(Aplausos)

https://www.ted.com/talks/steven_strogatz_the_science_of_sync/

 

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