Sistema determinista para niños
Un sistema determinista es como una máquina o un proceso donde el futuro está completamente decidido por lo que sucede en el presente. Imagina que tienes un juego de dominó: si colocas las fichas de una manera específica y empujas la primera, sabes exactamente cómo caerán todas las demás. No hay sorpresas.
En matemáticas y física, esto significa que el azar no interviene. Si conoces el estado inicial de un sistema determinista y las reglas que lo rigen, siempre obtendrás el mismo resultado. Es como una receta de cocina: si sigues los mismos pasos con los mismos ingredientes, el plato siempre saldrá igual.
A diferencia de los sistemas deterministas, existen los sistemas aleatorios o estocásticos. En estos, el futuro no está completamente determinado por el pasado. Por ejemplo, si lanzas una moneda al aire, no puedes saber con certeza si caerá cara o cruz, incluso si sabes cómo la lanzaste. Cada lanzamiento es independiente.
Los sistemas que se describen con las leyes de la física clásica (como el movimiento de los planetas o una pelota rodando) suelen ser deterministas. Esto significa que, en teoría, si conoces todas las condiciones iniciales, podrías predecir su comportamiento futuro con mucha precisión. Sin embargo, algunos de estos sistemas, aunque son deterministas, son tan complejos que predecirlos en la práctica es muy difícil. A estos se les llama sistemas caóticos.
La mecánica cuántica, que estudia el mundo de las partículas muy pequeñas, tiene una parte que es determinista (la evolución de un estado sin ser observado) y otra que no lo es (cuando se realiza una medición, el resultado puede ser uno de varios posibles, y solo se conoce la probabilidad de cada uno).
Plantilla:Ficha de sistema
Contenido
¿Cómo funcionan los sistemas deterministas en la física?
La mecánica clásica y la predicción
En la física clásica, que describe cómo se mueven los objetos grandes, el estado de un sistema se puede representar con números que indican su posición y velocidad. Las leyes de la física nos dicen cómo estos números cambiarán con el tiempo. Si conocemos el estado inicial de un objeto, podemos calcular su trayectoria futura. Por ejemplo, si lanzas una pelota, puedes predecir dónde caerá si conoces la fuerza con la que la lanzaste y el ángulo.
Esto significa que cada estado futuro del sistema está completamente determinado por el estado anterior. Es como una cadena de eventos donde cada eslabón lleva al siguiente de forma inevitable.
La mecánica cuántica y la incertidumbre
En el mundo de lo muy pequeño, la mecánica cuántica nos muestra que las cosas son un poco diferentes. Cuando un sistema cuántico no está siendo observado, su evolución es determinista y se puede describir con una ecuación. Es decir, su estado cambia de una manera predecible.
Sin embargo, cuando se realiza una medición sobre un sistema cuántico, el resultado no siempre es predecible con total certeza. Es como si el sistema "eligiera" uno de varios resultados posibles, y solo podemos saber la probabilidad de cada uno. Esto hace que, en ciertos momentos, el comportamiento de los sistemas cuánticos no sea completamente determinista.
¿Qué es un sistema determinista en informática?
Algoritmos y programas de computadora
En el mundo de las computadoras, un algoritmo determinista es un conjunto de instrucciones que, si se le da la misma información de entrada, siempre producirá el mismo resultado. Piensa en una calculadora: si le pides que sume 2 + 2, siempre te dará 4. No hay sorpresas.
La mayoría de los programas de computadora que usamos a diario son deterministas. Esto es bueno porque queremos que nuestras aplicaciones funcionen de manera predecible y confiable.
Números aleatorios en computadoras
A veces, un programa necesita usar números que parecen aleatorios, como en un juego de dados virtual. Para esto, se usan los generadores de números pseudoaleatorios. Aunque estos números parecen aleatorios, en realidad son generados por un algoritmo determinista. Esto significa que si conoces el "punto de partida" (llamado "semilla"), la secuencia de números que se generará será siempre la misma.
Por otro lado, existen los generadores de números aleatorios por hardware, que sí pueden ser no deterministas. Estos usan fenómenos físicos impredecibles (como el ruido electrónico) para generar números verdaderamente aleatorios.
Otros ejemplos de sistemas
- La generación de números pseudoaleatorios es un proceso determinista que parece aleatorio.
- Los paseos aleatorios son un tipo de proceso no determinista, donde el siguiente paso es impredecible.
- Las cadenas de Markov también son procesos no deterministas, donde el futuro depende solo del estado actual, pero con probabilidades.
Galería de imágenes
Véase también
En inglés: Deterministic system Facts for Kids
