El físico mexicano aseguró que la simetría y las ciencias de la complejidad son lenguajes que describen las propiedades generales de la materia inerte y de la vida

“Los físicos, los matemáticos, hemos comprendido que el aspecto que nos atañe en este momento tiene que ver con las ciencias de la complejidad, tiene que ver con la naturaleza, con el equilibrio y con la vida diaria”, expuso Alejandro Frank, miembro de El Colegio Nacional, al impartir la conferencia Escuchando a la naturaleza: ¿el corazón tiene memoria? La simetría y las señales de la vida.

El físico mexicano se refirió a un tema que considera apasionante y que está relacionado con las matemáticas y la vida: la simetría. Recordó que el título de su discurso de ingreso a esta institución fue De lo elemental a lo complejo, en el que detalló cómo la humanidad ha desentrañado primero, lo que considera elemental, y después, la constitución de los sistemas, un camino trazado por las ideas de la simetría.

De acuerdo con el colegiado, el físico teórico Marcos Moshinsky, quien fuera miembro de El Colegio Nacional, planteaba que la naturaleza era como una pintura ya terminada, en la que podían observar simetrías obvias, pero que guardaba simetrías ocultas que contribuían a la admiración. Comentó que fue Galileo Galilei, considerado el padre de la física moderna, quien planteó hace 400 años que el Universo estaba escrito en un libro abierto delante de los ojos de los humanos, escrito en lenguaje matemático, en el que los caracteres eran triángulos, círculos y otras figuras geométricas, sin los cuales sería imposible entender una palabra.

Alejandro Frank explicó que “la simetría tiene que ver con procedimientos que dejan a una figura o a un sistema sin cambiar cuando operamos sobre él. Eso hace que algo se conserve y sea lo mismo siempre”. Subrayó que la ciencia moderna usa estas ideas de conservación y simetría, particularmente en los temas de mecánica cuántica, en donde el lenguaje fundamental es éste. “La simetría no tiene que ver sólo con el arte, sino con la naturaleza y con la física. La simetría es el lenguaje de la naturaleza”.

“El lenguaje que hablaba Galileo, de círculos y triángulos, es el lenguaje de la simetría. Es una idea universal, pertinente e importante en la física, en la biología y la fisiología de nuestros cuerpos. Así los físicos hemos aprendido a abrir la mente y a ver a los sistemas vivos y complejos”, enfatizó el experto.

Explicó que la simetría de autosimilitud o de invariancia de escala es como lo que ocurre con un brócoli o un fractal, con esas divisiones que no alteran la materia final. Aseguró que la naturaleza escogió esta forma de repetición en escalas más pequeñas, porque con eso logra beneficios. “Los pulmones, por ejemplo, sirven especialmente para respirar, pero eso quiere decir que se intercambian gases de un lado a otro, si fueran una esfera, hacer eso sería difícil, van conectándose en diferentes escalas”. De ahí que el estudio de los sistemas complejos busca hacer un análisis integral de todo lo que los entrelaza.

“Los sistemas vivos son bastante más complejos que la materia inerte, porque tienen memoria evolutiva. La biología es una ciencia histórica, la vida ha evolucionado y se codifica en sus genes la historia evolutiva, por eso es un sistema complejo con memoria. El corazón tiene una memoria histórica como la de un gato, que ha ido evolucionando por millones de años para ser lo que es hoy”, puntualizó el colegiado.

En relación a la evolución de los sistemas complejos, aseguró que éstos se conforman de estructuras jerárquicas, como moléculas, tejidos, órganos y seres humanos; y evoluciona y se vuelven más complejos. Incluso los organismos más aptos para sobrevivir en la naturaleza son las bacterias y los virus por su complejidad. “No se puede explicar ninguna estructura desde un enfoque, se tienen que contemplar todos los temas. Venimos del mismo lugar, dejen de lado la idea de razas. La vida parece yacer entre lo ordenado y lo desordenado. A los físicos nos interesa estudiar cómo varían los sistemas en el tiempo, medir su criticalidad, como se miden los latidos del corazón”.

Agregó que el corazón es como un reloj, las palpitaciones no duran lo mismo y pueden variar. “Nuestro descubrimiento es que estas fluctuaciones nos dicen algo sobre la salud del corazón, que es una manera crítica entre el orden y el desorden”. Después de realizar una serie de investigaciones con ayuda de electrocardiogramas, el colegiado y su equipo de trabajo llegaron a la hipótesis de que los latidos de corazones robustos producen un espectro de potencias de tipo invariante a la escala, mientras que los corazones frágiles presentan otro comportamiento.

“El hecho de que se comporte así, es porque la variable del tiempo la podríamos ir escalando como un fractal y verla por horas, minutos o segundos y se comporta igual, eso es algo que pasa en nuestro corazón. Por eso decimos que nuestro corazón tiene memoria, el corazón recuerda, y tiene una memoria como la del gato, nuestra evolución ha hecho que nuestros corazones latan así, es la hipótesis principal: la evolución y la criticalidad. La criticalidad es este espacio entre lo muy ordenado y muy desordenado”.

En palabras del colegiado, la criticalidad también se puede observar en el cerebro, que un equilibrio entre lo ordenado y lo desordenado. “Actualmente, estamos analizando muchas señales del cuerpo y estamos viendo si la criticalidad puede ser una medida de la salud humana, que ha sido muy difícil. Los médicos ven al cuerpo de forma independiente y no se hablan entre ellos, esto es como una manera de tratar de investigar la totalidad de la complejidad del sistema nervioso”.

Alejandro Frank concluyó que “la simetría y las ciencias de la complejidad son lenguajes que describen propiedades generales de la materia inerte y de la vida. La criticalidad y la invariancia de escala llevan al surgimiento de muchas de estas propiedades. Como resultado de la evolución, tiene una estructura y dinámicas críticas”. Afirmó que la criticalidad también se puede analizar en otros sistemas como el cambio climático, la ecología, la medicina, las finanzas, la genética, y los análisis lingüísticos y musicales.

Fuente: El Colegio Nacional