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Una de las características más notables y útiles del conocimiento científico es su capacidad de hacer predicciones sobre la evolución dinámica de los sistemas que estudia. Por ejemplo, la balística permite calcular la trayectoria y lugar de impacto de un proyectil a partir de las condiciones que determinan su lanzamiento. Cuanto más completo sea nuestro conocimiento sobre la velocidad inicial, ángulo de salida del proyectil, velocidad del viento, etc., más exacta y precisa será la predicción. En este caso, no conocer con exquisita exactitud estos parámetros, no va a producir desviaciones importantes que invaliden de manera drástica nuestros cálculos. Se trata de lo que se conoce como un suceso determinista, que contrasta con los fenómenos aleatorios, como es el lanzamiento de un dado, de una moneda o la determinación del sexo en especies heterogaméticas, caracterizados por su impredecibilidad. 

Los planteamientos deterministas para la descripción de los fenómenos naturales, que han permitido hacer predicciones exactas, alcanzaron su máxima expresión en el siglo XVIII con Laplace. Un error en las predicciones sólo podría deberse a que ignoramos algunas de las variables o sus valores exactos. El determinismo clásico llegó incluso a tener trascendencia filosófica al concluir que el comportamiento humano está determinado, negando así el libre albedrío.

Sin embargo, existen fenómenos deterministas cuya evolución temporal a largo plazo no puede predecirse con exactitud. Es el caso de las predicciones en la evolución de la economía o los fenómenos meteorológicos, que pierden fiabilidad exponencialmente con el tiempo. Así por ejemplo, los cálculos de las posibles trayectorias de los huracanes en el Océano Atlántico y mar Caribe tienen un valor limitado a largo plazo. Hablamos entonces de los sistemas caóticos, manifestaciones del Caos, que nos encontramos en sistemas físicos, químicos y biológicos.

Debido a su carácter impredecible, el Caos se asocia a menudo con los fenómenos estocásticos. No obstante, la irregularidad dinámica de estos sistemas no es consecuencia del azar, este Caos es determinista. Pero si es determinista, ¿cómo es que es impredecible?. La razón está en que estos sistemas son extraordinariamente sensibles a las condiciones iniciales. Aún conociendo todas las variables que determinan su evolución, pequeñas variaciones en las condiciones iniciales se traducen en enormes diferencias a medida que transcurre el tiempo.

La sensibilidad extrema a las condiciones iniciales puede ilustrarse fácilmente iterando la función y=2x²-1. Esta función arroja un resultado como consecuencia de asignar un valor a la variable “x” para luego utilizar el valor resultante de “y” como nuevo valor de “x”. Este procedimiento hace que cualquier evolución del sistema esté totalmente determinada por su estado anterior. La Figura 2 muestra la representación gráfica de los valores obtenidos para la variable “y” tras repetir 50 veces la operación descrita, para dos condiciones iniciales muy similares de un valor inicial de la variable “x”. La serie representada en color azul se corresponde con un valor inicial de x=0.543221 (trayectoria azul) mientras que la representada en color rojo se corresponde con un valor inicial de x=0.543220 (trayectoria roja) es decir una diferencia de sólo 0.000001. Se observa que si bien inicialmente la evolución del sistema es la misma (color violeta) a partir de la iteración número 16 comienzan a surgir pequeñas diferencias entre ambas series que se van amplificando, de manera que finalmente el valor de “y” es completamente diferente.

Esta sensibilidad extrema a las condiciones iniciales es conocida popularmente como “efecto mariposa” gracias al meteorólogo Edward Lorenz que, para referirse a la dificultad de pronosticar el tiempo, manifestó en una conferencia: ”¿Puede el batir de las alas de una mariposa en Brasil desencadenar un tornado en Texas?”. Los sistemas caóticos, pese a ser deterministas, son impredecibles debido a que no podemos conocer con la suficiente exactitud los valores de sus parámetros. La rápida acumulación de imprecisiones en sus trayectorias tiene como consecuencia que sólo sean posibles las predicciones a corto plazo.

El Caos no solo tiene importancia científica, dado que está presente en nuestra vida cotidiana: un leve retraso o adelanto en nuestras actividades programadas puede tener consecuencias importantes a lo largo del día o incluso de nuestra vida. A nivel global, en nuestra historia reciente hemos presenciado como el atentado de Atocha en 2004 cambió por completo el resultado de unas elecciones, determinando de manera decisiva el futuro de una nación; también hemos presenciado en 2012 como unas declaraciones públicas del presidente del Banco Central Europeo hicieron cambiar radicalmente las tendencias en la bolsa de valores. Los sistemas económicos parecen ser especialmente sensibles a pequeñas fluctuaciones producto de incertidumbres, temores y especulaciones. 

La evolución temporal de los sistemas caóticos puede describirse matemáticamente mediante ecuaciones diferenciales no lineales. Éstas tienen entre sus variables una relación tal que los efectos no son proporcionales a las causas, sino mucho mayores. El Caos plantea un desafío a la idea de que el comportamiento de un sistema puede predecirse fácilmente debido a que es el resultado de la suma de las partes que lo integran. Por el contrario, sistemas no necesariamente complejos, puede mostrar dinámicas impredecibles que surgen de las interacciones no lineales de sus partes. 

No obstante, el Caos no debe ser percibido como una fatalidad que impone desorden en la naturaleza y limitaciones que impiden realizar predicciones exactas más allá de un horizonte temporal. Realmente las fluctuaciones caóticas en sistemas como los biológicos, pueden aportar soluciones evolutivas novedosas de importante valor adaptativo. De la misma manera, los sistemas económicos occidentales permiten el éxito de ideas emergentes, es lo que el profesor James York, experto en la Teoría del Caos, ha denominado Caos planeado. 

La naturaleza es fundamentalmente no lineal y el Caos un fenómeno universal responsable de que la interpretación científica que hacemos de la realidad sea distinta a la que se tenía a mediados del siglo XX. Hoy en día sabemos que definitivamente el universo no funciona como un reloj en el que sólo hay equilibrios, estados estacionarios y periodicidad.