Cómo medir el caos en un sistema sin conocer sus reglas ✎ exprés

Original: "A method for calculating entropy production without knowing transition rates or dwell times"
· John W. Biddle
arXiv:2605.27635 · 2026-05-26 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
Un científico ha encontrado la manera de calcular la velocidad a la que crece el desorden observando únicamente los cambios de estado del sistema.

Un cruce concurrido sin semáforo. Los coches avanzan, frenan, cambian de carril — y desde fuera parece reinar el caos total. Pero si uno observa durante un rato, puede notar un ritmo: el flujo se espesa y se adelgaza. En física, ese ritmo del desorden se llama entropía — indica cuán lejos está el sistema del equilibrio tranquilo, como el agua en una tetera que empieza a hervir.

Hasta ahora, para medir la velocidad de aumento de la entropía había que conocer todas las reglas del movimiento — como tener un mapa detallado del cruce con los hábitos de cada conductor. Pero en una célula viva o en un flujo turbulento esas reglas son demasiado complejas o simplemente desconocidas. El autor del nuevo trabajo propone prescindir del mapa: basta con registrar en qué estado se encuentra el sistema (por ejemplo, “muchos coches — atasco” o “pocos coches — libre”) y cuánto duró la observación. Los momentos de cambio y sus causas no importan — el método funciona como un observador paciente en un balcón que no cuenta las maniobras individuales, sino el panorama general.

La entropía siempre aumenta — eso es una ley. Pero la velocidad de crecimiento es distinta en cada sistema, y nos dice cuán lejos está del equilibrio. Por ejemplo, en una célula sana esa velocidad es una, y en una enferma, otra.

El secreto del método radica en una idea sencilla: si el sistema oscila con frecuencia entre los mismos estados, la entropía crece rápido; si se queda quieto durante mucho tiempo, crece despacio. No hace falta saber por qué pasa de un estado a otro — solo la secuencia de esos estados. Es como contar calorías en un plato sin receta: no conoces los ingredientes, pero ves cómo cambia el peso del plato.

Este enfoque es especialmente valioso para la biología y la nanotecnología, donde pequeños motores como la proteína cinesina caminan por los raíles intracelulares. Ahora se puede evaluar su eficiencia simplemente siguiendo la posición del motor, sin desmontarlo pieza por pieza. O, por ejemplo, entender cuán derrochadora es una célula cancerosa en comparación con una sana — solo con la crónica de sus estados.

Ese cruce del primer ejemplo ahora se puede estudiar sin conocer las reglas de tráfico. Basta con mirar por la ventana y cronometrar — y sabrás cuán lejos está ese flujo de una calle tranquila de noche.

La velocidad de crecimiento de la entropía en los organismos vivos es asombrosamente baja: si una persona gastara energía con la misma eficiencia que una bombilla, le bastaría un solo sándwich para todo el día.

Científicos
Ludwig BoltzmannRudolf ClausiusClaude ShannonJacob BekensteinStephen HawkingWilhelm Wien
Conceptos
entropía entalpía cadena de Markov consumo de energía principio de máxima entropía segunda ley de la termodinámica promedio de conjunto tasa de amortiguamiento distribución de energía ecuación de Boltzmann producción en masa ecuación de Michaelis-Menten termalización regla de oro de Fermi equilibrio no equilibrio consumo de energía tasa de flujo másico procesamiento de información tiempo real