Com les lleis termodinàmiques poden descriure el comportament social humà

• Un nou estudi dut a terme per investigadors de l’IFISC (UIB-CSIC) introdueix compromisos de compensació universals, teoremes de fluctuació i eines d'inferència de paràmetres per a sistemes socials modelats com a agents en interacció.
• Publicat a Nature Communications, el treball desenvolupa un marc teòric que aplica la termodinàmica estocàstica als fenòmens socials, i deriva una relació similar a la segona llei per a la dinàmica d'opinions sense necessitat d'invocar energia o temperatura.

Un nou treball liderat per investigadors de l'Institut de Física Interdisciplinària i Sistemes Complexos (IFISC, UIB-CSIC) proposa una nova manera d'estudiar com canvien les opinions en la societat. Encara que els esforços anteriors s'han basat principalment en eines tradicionals de la mecànica estadística, aquest estudi adopta un enfocament nou que incorpora eines modernes de la termodinàmica estocàstica de la informació que s’han desenvolupat en la darrera dècada. En aquest marc, l'evolució col·lectiva de les opinions es descriu com un sistema impulsat per pura informació i probabilitats termodinàmiques, sense necessitat d'introduir cap noció ad hoc d'energia o temperatura. Els autors construeixen un model matemàtic en el qual els agents poden mantenir una de dues opinions i canviar-les entre les dues a través de dos mecanismes. El primer és el gregarisme o conformitat, quan els agents tendeixen a adoptar l'opinió que perceben com més comuna al seu voltant. D'altra banda, l'anticonformitat ocorre quan un agent canvia precisament en percebre que molts pensen com ell, i cerca destacar.

A partir de regles molt generals per a aquests canvis, l'equip demostra que les modificacions d'opinió en el sistema obeeixen a relacions similars a les que regeixen els corrents de calor i els fluxos d'entropia en termodinàmica: existeix una regla similar a una «segona llei» que limita com poden evolucionar espontàniament les opinions i com aquests canvis es relacionen amb l'entropia del sistema. A més, hi ha restriccions rigoroses sobre les fluctuacions estocàstiques que aquests canvis d'opinió poden mostrar al llarg del temps, tal com estableixen, per exemple, els denominats «teoremes de fluctuació» (que s’utilitzen habitualment per delimitar les fluctuacions de treball i dissipació en petits sistemes físics) i les «relacions de compromís» entre com de predictibles són els fluxos d'opinions i com d’irreversible i volàtil és el procés.

En el model triat per il·lustrar els resultats dels autors, segons la força relativa de la conformitat i l'anticonformitat, la societat pot acabar en estats molt dispars: des d'una situació polaritzada, amb la població dividida de manera més o menys equitativa entre ambdues opinions, fins a estats de consens, on gairebé tothom pensa igual. Així mateix, el sistema pot sofrir canvis abruptes, similars a les transicions de fase en física, si varien uns certs paràmetres. Igual que l'aigua es transforma abruptament de líquid en gel o vapor quan la temperatura travessa un llindar crític, aquest sistema social experimenta una reorganització col·lectiva quan canvia l'equilibri de comportament. En lloc d'actuar la temperatura com a paràmetre de control, és la competència entre la conformitat i la diferenciació la que impulsa la transició: creuar un punt crític precís provoca que la societat rompi espontàniament la seva simetria, i passa de manera brusca d'un discurs polaritzat i descoordinat a un estat organitzat de consens generalitzat. Si anam més enllà d'aquesta imatge estàtica, el marc teòric aporta noves perspectives: captura com els corrents d'opinió evolucionen i es compensen entre si, i revelen dinàmiques socials ocultes fins i tot quan la distribució general d'opinions roman inalterada.

El nostre marc demostra que la termodinàmica estocàstica no està necessàriament lligada a sistemes energètics», explica Gonzalo Manzano, investigador de l’IFISC i autor corresponent de l'estudi. «Si ens centram en l'estructura matemàtica de les interaccions, podem recuperar resultats clau de la termodinàmica estocàstica, com els teoremes de fluctuació i les relacions d'incertesa, en un context purament social, i oferir noves perspectives sobre la polarització i l'ordre col·lectiu».

Els autors també suggereixen que, si els canvis d'opinió poguessin observar-se amb prou detall i fos possible distingir si són a causa de la conformitat o de l'anticonformitat, seria possible utilitzar aquestes relacions per estimar els paràmetres del model a partir de dades empíriques, i obrir la porta a contrastar la teoria davant situacions reals. L'article ofereix un marc matemàtic per estudiar dinàmiques socials idealitzades des de la perspectiva dels processos estocàstics fora de l'equilibri, amb possibles aplicacions a la difusió cultural, la formació de consensos i els canvis abruptes en l'opinió pública.

Imatge: Transició per conformitat (l'individu dissident s'alinea amb la majoria) i anticonformitat (l'individu adopta una posició oposada).

Irisarri, L., Trigal, L., Toral, R. & Manzano, G. “Stochastic thermodynamics of social imitation beyond energetics.” Nature Communications 17, 9542 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-76212-0

• UIB
• CS3
• Europa Press
• Diario de Mallorca