Pensamiento Sistémico: enfoque de sistemas

Presentación del módulo

Este módulo sobre pensamiento sistémico o enfoque de sistemas, está especialmente dirigido para quienes entren en contacto por primera vez con el asunto de los sistemas complejos o las ciencias de la complejidad. Aún antes de ver en este sitio web el curso “Introducción a la complejidad”, donde se muestran las herramientas que usan los investigadores, recomendaría conocer y familiarizarse con los conceptos más generales.

Para tal fin, en este módulo muestro mis apuntes basados en el curso de la plataforma Coursera “Pensamiento Sistémico”, impartido por Carlos Gershenson de la UNAM.
El temario de este curso se imparte en 4 semanas. En particular, estos apuntes se refieren a los contenidos de las dos primeras semanas y lo expongo en cuatro unidades. (Ver más abajo el índice de unidades).

Los temas y conceptos que se tratan son los siguientes:

VISIÓN SISTÉMICA: LAS CIENCIAS, LA INGENIERÍA Y EL ARTE

Ciencias.- El papel de las ciencias básicas, la matemática, la física, la química o la biología es encontrar principios generales que puedan ser útiles para entender el mundo natural.

Durante siglos el principio rector del conocimiento se apoyaba en el análisis causal, es decir en analizar y entender las causas que dan lugar a los fenómenos que se podían observar. Este tipo de análisis, reduccionista, ha dado frutos de tal magnitud que ha permitido el esplendor de las ciencias de los últimos siglos.

El mecanismo causa-efecto ha sido y es válido en multitud de estudios, siempre que el número de variables que entren en juego sea muy limitado y se desprecien las interacciones. Hasta el siglo XIX, una o dos variables fueron suficientes para establecer los principios generales de las ciencias básicas.

El modelo atómico surgido a finales del XIX y principios del XX vino a demostrar que eso no era suficiente: «Muchos sistemas requieren una cantidad inmensa de variables microscópicas, como poco tantas como partículas tienen dichos sistemas». Este conocimiento fue necesario para entender los comportamientos que observamos en el mundo macroscópico. La tarea se pudo abordar utilizando nuevos recursos matemáticos de índole estadística.

Pero ya bien entrado el siglo XX, al estudiar las ciencias sociales, la política, la sociología, la psicología o la economía, donde también participan un gran número de elementos, se tuvo que considerar, no solo las variables que definen las propiedades de tales elementos, también las relaciones que se establecen entre ellos y su organización en capas o niveles. Todo ello ha permitido establecer una nueva categoría para entender mejor el mundo natural: la consideración de los sistemas.     

Ingeniería.- La aplicación del conocimiento que surge de las ciencias básicas tiene su expresión en la ingeniería. Aquí el concepto de sistema es fundamental.

El propósito general de la ingeniería es construir sistemas con una finalidad bien determinada en su ámbito de aplicación: ya sea industrial, agroalimentario o telecomunicación.

Tradicionalmente estas construcciones eran  ensamblados de elementos con criterios reduccionistas, esto es, el efecto de cada pieza está completamente determinado y el sistema actúa como la suma de todas esas piezas. Así ocurre con la maquinaria en general, ya sean buques, automóviles, aviones o viaductos.

Ahora bien, con mayor frecuencia la “maquinaria” tiene que adaptarse a entornos complejos y esto significa que las construcciones deben tener capacidad de adaptación. En dichos entornos se genera nueva información a la que hay que dar respuesta, y además, regular las interacciones que se producen entre los subsistemas y los elementos que los componen.

Un hospital es un buen ejemplo de estas situaciones: las demandas de abastecimiento, ya sean equipos humanos, tecnológicos, medicamentos, consumibles de hostelería y alimentación, no pueden estar fijados de antemano. Deben responder a los cambios que se producen a diario, ya sea en su interior o en el exterior. Estos cambios son la “nueva información” y una buena respuesta es la adaptación.

No siempre la capacidad de adaptación es una respuesta adecuada. Hay muchos procesos cuyos cambios son muy rápidos y necesitan otro tipo de solución: los problemas de tráfico o los procesos bursátiles, por ejemplo, son difíciles de predecir y la adaptación es demasiado lenta para dar respuesta adecuada. Son aquellos sistemas cuyos componentes están interactuando  continuamente.

En estos casos se recurre a la autoorganización: no hay un líder o sistema de control y las respuestas surgen de los patrones de comportamiento que se dan en las interacciones locales.

Arte.- El enfoque de sistemas va más allá de los ámbitos de la ingeniería, la gestión o la economía. El arte es un fenómeno que emerge de las interacciones que se dan en un determinado entorno cultural.

Muchas expresiones artísticas son el resultado de la interacción entre distintas personas, así en la música, la danza o el teatro. Otras son obras colaborativas entre varios artistas. Y ahora, ha surgido un arte generativo creado entre personas y computadoras.

VISIÓN SISTÉMICA: OBSERVACIÓN Y DESCRIPCIÓN

Cuando se describe un sistema hay que seguir cierto criterio de utilidad puesto que puede haber varias descripciones igualmente válidas a priori: una célula se puede describir de diversas formas, desde una caja negra a un sistema multifuncional. Sea cual sea su descripción no cambia lo que es la célula en sí. Por eso hay que distinguir:

1º.- cómo se describe un fenómeno, algo que es subjetivo, y
2º.- qué es un fenómeno, algo que es objetivo.

De lo primero, describir las cosas, se encarga la epistemología. De lo segundo, qué son las cosas, se encarga la ontología. Un buen criterio de utilidad se basa en la observación de las interacciones entre los componentes de los sistemas, para distinguir –diferenciar– el objeto de la observación (qué es) de los resultados de nuestras observaciones (cómo se describe). De esta forma se puede contrastar la consistencia entre observación y descripción.

SISTEMAS: DEL MICROBIOMA A LAS REDES SOCIALES

El concepto sistema es genérico, no se refiere a ninguna disciplina ni tipo de sistema en particular. Para entender un sistema hay que conocer los componentes que lo forman y como se relacionan entre ellos.

El estudio de sistemas abarca muy diversos ámbitos. Desde la vida microscópica que se desarrolla en ambientes muy diversos, hasta las redes sociales de soporte tecnológico. Son sistemas donde un elevadísimo número de elementos heterogéneos interactúan dando lugar a estas entidades a las que reconocemos como sistemas.

Así, el microbioma, que es el conjunto de microorganismos que están presentes en ciertos nichos ecológicos, no solo son un conjunto de microbios, son también sus genomas y distintos metabolitos, además de las condiciones ambientales a las que están sometidos y su interrelación con el organismo huésped.

Para tener una idea aproximada del alcance de estas relaciones, basta tener en cuenta que los humanos damos cobijo a una población de unas 3,8 x 1013 bacterias y mientras que tenemos unas 3,72 x 1013 células humanas. Tal es así que nuestra vida y salud depende de esa proporción poblacional.

Aunque un fenómeno se puede estudiar estableciendo de alguna forma sus contornos e ignorando las relaciones con el exterior, en los sistemas esto no es posible: los sistemas son, necesariamente, abiertos.

¿Dónde acaba nuestro cuerpo? No parece factible poder separar el cuerpo humano, sus células, de su microbioma. ¿Y la mente, dónde acaba? Todas las capacidades cognitivas y procesos que están asociados a la mente, como la percepción, el pensamiento, la conciencia, la memoria, imaginación, etc. los entendemos en la identidad mente-cerebro. Pero Andy Clarck y David J. Chamers en el artículo «La mente extendida» sostienen que los artefactos tecnológicos como los bolígrafos, los libros o las computadoras, también forman parte de nuestra mente ya que nos permiten realizar funciones que si bien pueden desarrollarse de forma interna con nuestro cerebro, su uso nos permite aumentar nuestras capacidades cognitivas tanto individuales como grupales: “Una agenda es parte activa de nuestra memoria”.

Yendo un poco más lejos, lo que somos está fuertemente influido por otras personas, en particular en el entorno creado por la familia: “Quién y cómo somos está condicionado por quien nos ha criado y cuidado”.   

Por otro lado, para alcanzar nuestras metas necesitamos de otras personas. Estamos inmersos en sistemas sociales donde colaboramos para alcanzar metas de grupo. De ahí la necesidad de alinear los objetivos individuales con los del grupo. Para ello necesitamos organizaciones como la empresa, la ciudad o el Estado, que son a su vez sistemas formados por  personas y  una infinidad de artefactos tecnológicos, todo ello fuertemente interrelacionado.

Se puede ir más allá. Nicholas Christakis y James Fowler publicaron “Conectados” un ensayo sobre la influencia y efectos de las llamadas redes sociales en los comportamientos. Los hábitos, buenos o malos se pueden transmitir por las redes sociales, sean tecnológicas o no: “Las adiciones, la obesidad o la felicidad se propagan socialmente”. En definitiva, la influencia social es mayor de lo que imaginamos. ¿Dónde acaba pues nuestro ser?

Concepto de sistema

El pensamiento sistémico pretende «entender la realidad como un conjunto de sistemas en interacción, donde cada uno está formado por elementos que interaccionan entre sí, y a su vez, estos elementos pueden ser subsistemas, dando lugar a una organización por niveles«.

El siguiente mapa puede considerarse como una taxonomía de la observación de la realidad. Este esquema muestra como partiendo de los fenómenos observables se llega al concepto de sistema y dependiendo de su estructura interna, a identificar tres niveles de escala: micro, meso y macro.
.- En el nivel micro se encuentran aquellos elementos que ya no forman un sistema, es decir, no tienen interacciones y se pueden describir con un análisis causal, por ejemplo, los átomos y moléculas de una célula.
.- El nivel meso lo forman grupos de subsistemas que pertenecen a una unidad mayor, por ejemplo, los órganos en un ser vivo, o los animales en un ecosistema.
.- Un nivel macro contiene los anteriores anteriores y se comporta como una totalidad. Por ejemplo, el citado ecosistema o un ser vivo en particular. Se puede denominar, simplemente, como sistema. A efecto de su análisis, un macrosistema es abierto, es decir, está expuesto al exterior, como el ejemplo del hospital antes citado.

El mapa ‘Concepto de sistema’ también muestra dos ámbitos de observación y análisis:
Causal o reduccionista. El conocimiento de las partes permite entender los fenómenos. Esto da lugar a la posibilidad de hacer predicciones pues, a este nivel, los efectos tienen una causa (conocida la causa, los efectos quedan determinados por aquella). Este tipo de análisis también se conoce como reduccionismo.
Metasistema. Es la confluencia de varios sistemas. Dado que estos sistemas interaccionan entre ellos y que pueden ser de distinta naturaleza, ya sea física, biológica, social o medioambiental es necesario un análisis interdisciplinario, esto es , cada área de conocimiento debe participar en el estudio de esa totalidad.

Un metasistema, o un macrosistema, salvo que se trate de todo el universo, son sistemas abiertos, es decir forma parte de una realidad mayor. En consecuencia está en contacto con el exterior donde hay fuerzas que proporcionan el sustento, (materia, energía e información) necesario para realizar sus funciones.

La interacción de los elementos definen los sistemas y niveles que los forman (subsistemas)
Concepto de sistema

Lo expuesto en este mapa y sus derivaciones son la materia tratada en este módulo. El valor que doy a estos apuntes y comentarios es mostrar los conceptos básicos sobre los sistemas y un vocabulario al uso. Creo que esto ayudará a entender mejor la verdadera dimensión de la complejidad.

Referencias y lecturas complementarias

1.- Quisiera alejarme de toda discusión sobre las implicaciones filosóficas y conceptuales que afectan ( y enfrentan) a las «Ciencias de la Complejidad» como algo propio/ajeno del «Pensamiento Sistémico». Véase al efecto el apartado 2.2 «La distinción entre ciencias de la complejidad y pensamiento complejo» en la obra «El Mundo de las Ciencias de la Complejidad» de Carlos E. Maldonado y Nelson A. Gómez.

2.- Sobre el reduccionismo ver el post «Reduccionismo: sus ventajas y sus límites» en el sitio web de Carlos Gershenson

3.- Ver el artículo de Wikipedia «Transiciones de metasistemas»

4.- Ver el artículo Sistema abierto en la Wikipedia

5.- Clark, A., & J. Chalmers, D. La mente extendida CIC. Cuadernos de Información y Comunicación16, 15-28.  https://doi.org/10.5209/rev_CIYC.2011.v16.1

6.- Reseña de Juan Antonio Rivera sobre el libro «Conectados» de Nicholas A. Christakis, James H. Fowler en Revista de Libros

Índice de las unidades

Unidad 1.- Aspectos fundamentales.
Conceptos previos al enfoque de sistemas: orígenes; interdependencia; interacciones; modelos.
Los fenómenos que se observan en los sistemas son el resultado de interacciones entre sus componentes.

Unidad 2.- Descripción de sistemas.
Escalas; marcos de referencia; concepto de variedad; estructura.
Distintas formas de describir un sistema: por los niveles que lo integran, por su variedad y por las redes que configuran su estructura..

Unidad 3.- Dinámica de sistemas.
Cambios en sistemas; perturbaciones; mecanismos de control.
En los sistemas los comportamientos están determinados por los mecanismos de control.

Unidad 4.- Sistemas complejos.
Conceptos que definen la complejidad: información: emergencia; autoorganización.
La complejidad es la consecuencia de la información que recorre el sistema y de la emergencia y la autoorganización, como propiedades intrínsecas de los mismos. .