El Efecto Mariposa

«El batido de las alas de una mariposa en Brasil puede provocar un tornado en Texas.» Así­ sintetizó el meteorólogo Edward Lorenz su notable aporte a las matemáticas del siglo XX: el «Efecto Mariposa» y su relación con la Teorí­a del Caos. Que se encontró por accidente, al igual que muchos otros importantes descubrimientos cientí­ficos.

En el año 1961, Lorenz se encontraba trabajando en el desarrollo de modelos informáticos de simulación del tiempo. Un complejí­simo software, que se ejecutaba en las computadoras más potentes de esa época, intentaba representar matemáticamente las condiciones climáticas y la relación entre los elementos que las componen, en base al ingreso de múltiples parámetros (temperatura, humedad, presión atmosférica, etc.) y el estudio de sus efectos.

Los cientí­ficos confiaban en que el desarrollo de un modelo matemático avanzado, alimentado con los parámetros precisos y correctos, serí­a capaz de predecir el estado del tiempo con la misma exactitud con que se puede calcular la órbita de un planeta o la trayectoria de un proyectil. Pero poco tiempo después, Lorenz demostrarí­a la imposibilidad de esa teorí­a.

En cierta ocasión, Edward Lorenz se hallaba trabajando con uno de estos sofisticados modelos de simulación meteorológica. Habí­a ingresado un conjunto de datos para analizar su evolución, y entonces se le ocurrió ingresar exactamente los mismos datos, por segunda vez. Su sorpresa fue mayúscula cuando observó la ejecución de ambas simulaciones: los resultados obtenidos eran absolutamente distintos, cuando tendrí­an que haber sido idénticos.

Primero pensó que la computadora no funcionaba bien. Luego se dio cuenta de que no habí­a ingresado exactamente las mismas condiciones iniciales. La computadora procesaba en su memoria los datos con una precisión de seis decimales; por ejemplo, 0.345517, pero para ahorrar espacio, las columnas de papel impreso de donde Lorenz habí­a tomado los datos para ingresarlos por segunda vez, redondeaban los valores a cuatro decimales (0.3455). Esa diferencia accidental, del orden de una cienmilésima, habí­a sido suficiente para alterar por completo los resultados finales.

El meteorólogo se dio cuenta de que la respuesta al enigma se hallaba en una oscura e inexplorada rama de las matemáticas enunciada por primera vez a fines del siglo XIX por Henri Poincaré, conocida como la Teorí­a del Caos, que habí­a sido menospreciada por los matemáticos hasta ese momento. Pese a ello, Edward Lorenz dedicó el resto de su vida a explorar y desarrollar en profundidad las ecuaciones de la Teorí­a del Caos, atrayendo posteriormente el interés de importantes eminencias.

En esencia, Lorenz determinó que un pronóstico perfecto no sólo requerí­a el uso de un modelo perfecto, sino también un conocimiento perfecto del viento, temperatura, humedad y muchas condiciones más, en todo el mundo y en el mismo momento exacto. La menor discrepancia en estos datos, produce un resultado totalmente diferente. La publicación de sus descubrimientos en 1963, en un documento que es considerado una obra maestra por su claridad de exposición, demostró que la exactitud absoluta al pronosticar el tiempo es imposible de conseguir; pronunciando la frase que citamos al comienzo de esta nota y que se conoce popularmente como «el Efecto Mariposa«.

Las ecuaciones de Lorenz y sus seguidores sirvieron para perfeccionar el cálculo de los pronósticos del tiempo. En la actualidad, el avance de los modelos matemáticos y la mayor precisión en la recopilación de datos permiten otorgar una certeza muy elevada a los pronósticos a corto plazo, pero debido a la naturaleza caótica del sistema climático, a medida que pasan las horas el margen de error es cada más pronunciado, hasta el punto de que no se puede precedir el estado del tiempo con una exactitud razonable más allá de los cinco a siete dí­as de anticipación.

Edward Lorenz falleció el pasado 16 de abril, a la edad de 90 años. Su invalorable legado influyó profundamente en la Ciencia y ha provocado uno de los más dramáticos cambios en la manera de comprender a la Naturaleza y su caótico comportamiento desde la época de Isaac Newton.