Reduccionismo y Universalidad
El programa reduccionista, que busca separar cada componente de la materia e identificar la relación entre sus componentes, tiene un éxito impresionante.
El modelo estándar de las partículas elementales establece relaciones entre las propiedades de la materia que pueden ser testeadas con resultados con increíble precisión
Las estructuras de aglomerados de la materia pueden ser vinculadas a leyes formuladas establecidas por ese modelo. Pero este abordaje enfrenta enormes dificultades para derivar las propiedades de la materia en gran escala a partir de sus leyes fundamentales.
El problema tiene origen en las limitaciones de nuestras herramientas analíticas y computacionales.
Para el estudio de la estructura de la materia aglomerada, acabamos por establecer otra estrategia de abordaje, formulando leyes y reglas propias, creando su consistencia a través de la validación experimental y testeando los límites de su aplicación.
Esa contingencia generó la necesidad de organizar los estudios de los sistemas materiales en las varias ciencias naturales: la física, la química, la biología, la geología, etc.
Un abordaje en el estudio de aglomerados de la materia que ha tenido gran éxito en las últimas décadas, busca abstraer los detalles de las interacciones de los componentes de un sistema trasladando el foco hacia el comportamiento colectivo de sistemas complejos.
En el último tercio del siglo pasado, se descubrió el fenómeno de la universalidad, o sea, el de que los sistemas complejos de varias áreas de conocimiento – por ejemplo de la física antropológica – tienen propiedades en común.
El estudio de esas características similares reveló que los fenómenos realmente relevantes presentados por los sistemas complejos pueden ser entendidos sin que se recorra toda una cadena de causalidades, que va desde el comportamiento de los átomos al comportamiento del sistema en su colectividad.
En verdad, el significado de la palabra universalidad es exactamente este: el comportamiento colectivo de un cuerpo con un número muy grande de partículas frecuentemente presenta leyes que no son sensibles a los detalles de la interacción entre sus partículas constituyentes – esas leyes decantan apenas de simetrías contenidas en el sistema y de las interacciones de las partículas.
Por eso, las mismas leyes pueden ser observadas en sistemas enteramente diferentes en sus aspectos microscópicos. Las leyes del comportamiento colectivo del sistema de partículas – en otras palabras, las leyes macroscópicas del sistema – se clasifican en un número relativamente reducido de clases, las llamadas clases de universalidad, cuya existencia simplifica enormemente el estudio de la complejidad y está siendo investigado con gran éxito.
El aumento del poder de las computadoras, ha permitido la realización de cálculos basados en el comportamiento de los átomos constituyentes y en las propiedades de sistemas cada vez más complejos
El ejemplo más emblemático de esa conquista es la llamada química cuántica, que investiga teóricamente las moléculas a partid de sus componentes atómicos y de las leyes de la mecánica cuántica.
Las propiedades de las moléculas cada vez más complejas pueden ser explicadas – e inclusive previstas – por los métodos de esa disciplina, que también están siendo utilizados cada vez más y con gran éxito en la ciencia de los materiales.
Actualmente ya es posible programar las propiedades de gran parte de los nuevos materiales, antes de que ellos hayan sido producidos, lo que permite un rápido desarrollo de ellos y el mejoramiento de materiales ya existentes.