Carlos Gershenson

Binghamton

septiembre 1, 2023septiembre 1, 2023 Carlos Gershenson

Estoy empezando una nueva posición como Empire Innovation Professor en la Universidad de Binghamton (del sistema de la Universidad Estatal de Nueva York, SUNY). Estoy en el Departamento de Ciencia de Sistemas e Ingeniería Industrial, en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Thomas J. Watson. También estoy afiliado a CoCo, el Centro de Sistemas Complejos de Binghamton. Esta prestigiosa posición es parte de un programa del Estado de Nueva York para atraer talentos con beneficios múltiples (full professor, tenured, startup grant,…). Pocas universidades públicas tienen la flexibilidad de ofrecer algo así, que en otros países podrían criticarse como “elitistas” o “privilegiadoras”.

Binghamton tuvo una tradición en el estudio científico de los sistemas desde tiempos cibernéticos, impulsados por George J. Klir (a quien conocí en 1999 en mi primera conferencia internacional, sobre lógica difusa en NYC), Howard H. Pattee (de quien había leído artículos desde principios de siglo), y más.

Recientemente, ha crecido el estudio de sistemas complejos en Binghamton, impulsado principalmente por Hiroki Sayama (ambos hicimos posdocs en NECSI). Hace un par de años, Luis Rocha (estudiante de Klir) también se unió al departamento. Ahora, Sadamori Kojaku y yo nos incorporamos, y hay nuevas plazas por anunciarse.

Sigo manteniendo relaciones con la UNAM, donde todavía tengo varios estudiantes de posgrado, y con el Santa Fe Institute. Por acá ya está creciendo un nuevo grupo de estudiantes, con quienes seguiremos trabajando en varios temas relacionados con sistemas complejos. En particular, estaré aplicando inteligencia artificial a salud.

Mi libro sobre Balance va avanzado, espero tener una primera versión hacia fin de año.

Perros ladren

mayo 10, 2023mayo 9, 2023 Carlos Gershenson

“Si los perros ladran, Sancho, es señal que cabalgamos” —Ruben Darío

Esta frase quijotesca se usa para ignorar a críticos corroídos por la envidia, inflamados por la ira o abrumados por la ignorancia. Dejad que vociferen, nosotros conocemos el camino. Sin embargo, es preocupante cuando quienes tienen esta posición — despreciando a los “perros” que avisan sobre el peligro inminente — avanzan hacia un precipicio arrastrando a todo el país con ellos.

No escuchar a quienes alertan que el barco se está hundiendo es síntoma de peligrosa soberbia, con riesgo de zozobra. Entiendo que es difícil conversar con “adversarios”, pero el objetivo debería de ser el bienestar del país, no “ganarle” a los “conservadores”. Desafortunadamente, en México sufrimos esta situación en los poderes tanto legislativo como ejecutivo.

El peligro es el mismo que enfrenta cualquier sistema sin retroalimentación: al no aprovechar información relevante, es imposible tomar las decisiones apropiadas en un entorno dinámico. ¿Cómo podría un termostato mantener la temperatura sin un termómetro? ¿Cómo podría un auto autónomo manejar sin un velocímetro? ¿Cómo podría un líder guiar sin escuchar al pueblo (tanto al “bueno” como al “malo”)?

Se podría argumentar que no es necedad ni ceguera. Es confianza en sí mismo. Es autoestima bien plantado. Es cambio doloroso pero necesario. Es cuestión de tiempo. No importan las etiquetas que usemos. Lo relevante son los hechos. Los motivos principales por los que AMLO y Morena ganaron las elecciones en 2018 no se han resuelto. En algunos casos han mejorado, en otros empeorado, pero seguimos teniendo graves problemas en desigualdad, violencia, corrupción, salud, educación, etc. Y se han generado nuevos problemas. Podría enumerarlos, pero los más relevantes relacionados con este artículo son las descalificaciones a quienes critican al gobierno y la aprobación de leyes preocupantes.

No podría asegurar que si el gobierno escuchase a sus críticos ya no tendríamos problemas. Pero es sensato argumentar que tendríamos amplias oportunidades de mejorar diversas situaciones. Más aún, habría un intento por reducir la polarización del país, lo cual es necesario si se pretenden resolver problemas nacionales. Simplemente, sin escuchar a los que piensan diferente no habrá posibilidad de éxito, ya que se necesita el apoyo de la mayoría. En contraste, el circo mañanero aprovecha la influencia del presidente para dividir todavía más al país.

Sabemos que no sabemos medir riesgos (escribí en estas páginas sobre el “riesgo de la ruina” en marzo de 2020 cuando empezaba la pandemia). ¿Qué podría pasar de malo? Sólo son “chillidos de marrano”, el país va bien. No sean alarmistas ni conspiracionistas. Cómanse un snickers. Pero admitamos que muchas tragedias no suceden de manera gradual, sino súbita. Las causas se van acumulando, hasta que se produce una avalancha. Después, lo único que podemos hacer es recoger los pedazos y justificar con cualquier pretexto que lave responsabilidades.

El país se seguirá moviendo, ya sea por inercia o a la deriva. Países como Bélgica han sobrevivido sin problemas por meses sin poder ejecutivo. No estoy sugiriendo anarquía. Pero creo que podríamos estar de acuerdo en que sería preferible contar con un liderazgo inclusivo. No sólo de género u origen, sino también de ideologías.

La 4T ha impuesto un nuevo elitismo. El criterio: los que aplaudan son los buenos. El problema es que no queda espacio para los mejores, sino para quienes no cuestionan. Puntos extra si además de aplaudir sin contemplación ni pudor, ridiculizan a los que no lo hacen.

No estoy implicando que antes las cosas eran muy diferentes. Quiero decir que tienen que cambiar.

Esto va más allá del liderazgo o de política. Es difícil que un cambio de partido o presidente tenga consecuencias más que cosméticas. Cualquier sistema sin retroalimentación apropiada no podrá adaptarse mas que al azar. Y siguiendo una “estrategia” sin guía, aumenta el riesgo de la ruina. Tenemos que explorar distintas maneras de poder incorporar la retroalimentación a distintos niveles del gobierno. Nuestros problemas son tan complejos que van más allá de las capacidades de una persona, un partido, o una corriente. Necesitamos mejores mecanismos de participación ciudadana.

https://reforma.com/MVGtZr

Fragilidad, robustez y antifragilidad

abril 28, 2023marzo 28, 2023 Carlos Gershenson

8 de noviembre de 2017

Intuitivamente, podemos decir que un sistema es frágil si un cambio pequeño genera un gran cambio en el sistema. Por el contrario, un sistema será robusto si puede resistir grandes cambios en su entorno. Por ejemplo, si construimos una torre con cubos, habrá estructuras más frágiles o robustas que otras, que resistan distintos tipos de perturbaciones, ya sea empujando la torre o quitando alguna pieza. Una torre frágil se caería con un ligero movimiento o si quito cualquier pieza. Una torre robusta necesitará más fuerza para caerse, tal vez no totalmente, y necesitaré quitar varias piezas antes de que se caiga.

Es común pensar que la robustez es lo opuesto que la fragilidad. Sin embargo, recientemente Nassim Taleb notó que la robustez es simplemente la ausencia de fragilidad. Un sistema frágil pierde funcionalidad con los cambios. Un sistema robusto mantiene su funcionalidad cuando hay cambios. Pero ¿cómo llamar a un sistema que mejora su funcionalidad cuando hay cambios? Taleb no encontró una palabra y definió “antifrágil”.

Por ejemplo, imaginen que queremos enviar un paquete por mensajería. Si tenemos dentro unas copas de cristal, le pondremos un etiquetas: frágil, manéjese con cuidado, no golpear. Si tenemos algo robusto al manejo de paquetes, digamos una pieza de hule, no le ponemos etiquetas, porque no importa si sufre un manejo delicado o un manejo rudo. Pero si tenemos un contenido antifrágil, le pondríamos etiquetas como: agítese, tírese o aplástese. Hay pocos objetos fabricados que se beneficien (mejoren su funcionalidad) con el ruido o las perturbaciones. Pero este no es el caso cuando estudiamos distintos sistemas a nuestro alrededor.

Por ejemplo, en medicina se ha estudiado la hormesis. Podemos entender la hormesis como la habilidad de un sistema de sobrecompensar positivamente un estímulo negativo. Por ejemplo, si un bebé vive en un entorno desinfectado, no se enfermará, lo cual es positivo. Pero su sistema inmunitario no se desarrrollará tanto como el de un bebé que juega en la tierra. La exposición temprana a los microbios es benéfica a largo plazo, ya que la respuesta del cuerpo es tal, que “entrena” al sistema inmunitario para enfrentar futuras infecciones. Por supuesto, demasiada exposición a microbios es riesgosa para la salud de los bebés.

Otro ejemplo de hormesis lo podemos ver con el ejercicio. Al hacer ejercicio, incrementamos nuestro metabolismo, lo cual incrementa el flujo de oxígeno en nuestra sangre, el cual a su vez contribuye al envejecimiento de nuestras células, ya que se oxidan con el tiempo. Sin embargo, nuestro cuerpo, al detectar un incremento en la actividad cardiovascular y respiratoria libera antioxidantes, los cuales previenen el envejecimiento celular. De hecho, se liberan más antioxidantes de los necesarios para contrarrestar el incremento de oxígeno causado por el ejercicio, con lo que la actividad que en principio degradaría al cuerpo, lo protege, ya que el exceso de antioxidantes evita el envejecimiento celular en comparación de si no hubésemos hecho ejercico. Por supuesto, hay límites a la hormesis, y un ejercicio excesivo puede desgastar al cuerpo más de lo que lo podría proteger.

De manera similar a la hormesis, en biología podemos encontrar otros sistemas antifrágiles, que se benefician con el cambio, tales como el cerebro o el corazón, lo cual les permite “practicar” su adaptabilidad a los cambios del entorno y por lo tanto mejorar su funcionalidad. Pero también podemos ver ejemplos en educación y economía, donde los cambios pueden llevar al desarrollo de la creatividad en la primera y de innovación en la segunda. El arte es necesariamente antifrágil.

Entonces, ¿conviene construir sistemas, frágiles, robustos, o antifrágiles? Depende del contexto…

Sueño mexicano

abril 26, 2023abril 25, 2023 Carlos Gershenson

¿Tenemos un “sueño mexicano”? ¿Tele, vocho y changarro, como predicó Vicente Fox? ¿Ganar el mundial? ¿Deberíamos de tener uno, aunque nos tilden de aspiracionistas? No me refiero a “misión, visión y valores” acartonados, como se buscaba en empresas hace años, sino a metas cuantificables. Me parece que sería útil discutir sobre qué es lo que deberíamos de buscar como mexicanås y como nación. De otra manera, viviremos y moriremos a la deriva de las circunstancias, sufriendo por situaciones que no buscamos, al no saber siquiera la dirección que deberíamos de seguir.

En Estados Unidos, se habla mucho del “sueño americano”. Aunque no está bien definido, ha servido de motivación para que lås ciudadanås e inmigrantes trabajen arduamente para el beneficio de su crecimiento económico, incluyendo ideales de libertad y la búsqueda de la felicidad. Sin embargo, la presión social por tener “éxito” (el cual está todavía menos definido) ha tenido consecuencias graves para la salud mental. Curiosamente, su falta de definición hace que el sueño americano no sea alcanzable. Siempre se busca más dinero, una casa más grande, un auto más lujoso, una pareja más guapa. Esto genera una insatisfacción constante, la cual probablemente contribuya a las “muertes por desesperación” (suicidio, sobredosis, consecuencias del alcohol) que se han agravado en años recientes, especialmente en la clase media.

Es interesante que a pesar de lo problemático que es el sueño americano, es atractivo para gente de todo el mundo. Por ejemplo, en India se decía “yanqui vete a casa, pero llévame contigo”. La cantidad de migrantes que buscan entrar a Estados Unidos de distintas maneras también sugiere que muchos no llegan por atracción, sino por repulsión creada por diversas crisis en sus países de origen.

En 2012, Xi Jinping empezó a hablar sobre el “sueño chino”. Se busca una “revitalización de la nación”, que en la práctica busca continuar su crecimiento económico.

Podríamos hablar de un “sueño soviético”. Aunque no se describe en esos términos, la meta en los 1920s era la alfabetización y electrificación de todo el país. Esto logró que en pocos años se desarrollara la industria, alcanzando a ser potencia mundial, hasta el punto que logró lanzar los primeros satélites y humanos fuera del planeta. También se puede criticar el costo en los ciudadanos de este desarrollo, pero es otro ejemplo de una visión a largo plazo bien definida, aunque tal vez ejecutada sin contemplaciones. Actualmente, el “sueño ruso” se parece más al sueño americano a nivel individual, aunque a nivel estatal parecería que pretende recuperar la grandeza del imperio en tiempos de Catalina la Grande.

En muchos casos, una narrativa de “sueños” puede ayudar a que los individuos se sacrifiquen por su patria o religión. Pero ¿se podrían definir “sueños” que beneficien tanto a ciudadanås como a naciones? Por supuesto. “Simplemente” hay que considerar metas a escalas múltiples: individual, familiar, comunitaria, urbana, nacional, internacional. Estas metas deberían de promover la cooperación, no tanto la competencia, ya que si a alguna escala hay conflictos, el “sueño” podría ser contraproducente. Se requiere un balance entre lo individual y lo social. Podría verse como un problema de huevo y gallina, ya que se necesitan ciudadanås sanås y motivadås para que funcione el país, pero se necesita un país funcional para que lås ciudadanås puedan alcanzar sus metas personales.

Yo no podría definir un sueño mexicano, ya que cada persona necesita y quiere cosas distintas. Pero sí podemos acordar principios bajo los cuales la mayoría debería de poder alcanzar lo que quiere: seguridad, libertad, felicidad. La jerarquía de necesidades de Maslow ciertamente puede servir como guía, pero se requeriría de una mejor definición, no sólo de las metas de un sueño mexicano, sino de qué mecanismos nos ayudarían a alcanzarlo. El crecimiento económico ayuda, pero no es suficiente, como vemos con el sueño americano. Es claro que también necesitamos promover el bienestar mental y social, pero desafortunadamente no tenemos las herramientas adecuadas. Pero no es pretexto para no empezar a probar tanto como podamos. Sólo intentando y aprendiendo de los errores encontraremos no sólo el sueño mexicano, sino el camino para alcanzarlo.

https://reforma.com/VggYdr

Redes

abril 18, 2023marzo 28, 2023 Carlos Gershenson

30 de abril de 2017

El estudio matemático de redes se inició con teoría de grafos, inicialmente propuesta por Euler hace casi tres siglos. Un grafo o una red es útil para representar relaciones entre pares de objetos. Los objetos se representan con nodos o vértices, mientras que las relaciones se representan con ligas o aristas. Tanto los nodos como sus ligas son importantes, ya que un sistema será distinto si cambiamos los elementos, aun dejando las ligas intactas, pero también cambiará si los nodos no cambian pero sus ligas sí.

Podemos representar a todo sistema como una red. Las redes nos sirven para este propósito, ya que consideran tanto elementos como interacciones. Por ejemplo, en un ecosistema, podemos representar qué especies se alimentan de cuáles especies con una red trófica.

Cada nodo representa a una especie y cada liga, en este caso dirigida usando flechas, nos dice quién se come a quién. Esto nos permite evaluar qué pasaría si quitamos una especie, o también si agregamos otra que entre en competencia alguna de las ya existentes. Se puede ver que hay especies que son más robustas que otras, en el sentido que les afecta poco si una especie de la cual se alimentan desaparece. Pero si una especie se alimenta de una sola otra especie, si se extingue la última también la primera. Esto puede desencadenar cascadas de extinciones. A las especies que están en posición de desencadenar cascadas se les llaman especies clave, ya que aunque puede ser que si se extinguen no afecten mas que a una o dos especies, este efecto se propaga por todo el ecosistema, causando una verdadera catástrofe. Con una red trófica podemos identificar no sólo qué especies son más robustas o frágiles o relevantes. También podemos comparar la robustez o fragilidad de distintas redes. Normalmente, las redes con mayor diversidad son más robustas, ya que al tener más especies en nichos similares, es más difícil que el efecto de la extinción de una especie se propague por la red.

Ya mencionamos que podemos usar redes para estudiar la estructura u organización de un sistema. Al movernos de escala, módulos pueden ser representados también por nodos, los cuales tendrán ligas a su propia escala. De esta manera podemos observar cómo se relacionan las estructuras de un sistema a escalas múltiples.

También podemos usar redes para representar la función de un sistema. Cada nodo puede representar un estado del sistema, mientras que las ligas representan en este caso transiciones posibles entre estados. La variedad de un sistema puede calcularse simplemente contando el número de nodos en la red de estados.

Una de las preguntas más relevantes en el estudio científico de un fenómeno es ¿cuál es la relación entre estructura y función? Si usamos redes, podemos construir la red estructural (como se relacionan los elementos) y la red funcional (como se relacionan los estados del sistema). Si hacemos un cambio en la estructura, no es fácil determinar qué cambio habrá en la función, si es que alguno.

Extendiendo el ejemplo anterior, una red trófica representa cierta estructura de un ecosistema. Pero después podemos ver cuál es la dinámica de la red, la cual se puede representar con otra red, donde cada nodo indica el estado del ecosistema completo. Por ejemplo, un nodo puede ser: hay especie A, especie B, pero no especie C, la cual se acaba de extinguir. Este estado nos puede llevar a otro donde todavía hay especie A, pero ya no hay ni B ni C. De esta manera, podemos ver qué pasa en la red trófica si quitamos cualquier especie.

La ciencia de redes se ha propagado rápidamente en menos de veinte años, ya que se han usado modelos y herramientas de redes en todas las disciplinas. Al representar de manera natural elementos e interacciones, las redes son esenciales para estudiar a los sistemas complejos.