Cómo las leyes termodinámicas pueden describir el comportamiento social humano

• Un nuevo estudio realizado por investigadores del IFISC (UIB-CSIC) introduce compromisos de compensación universales, teoremas de fluctuación y herramientas de inferencia de parámetros para sistemas sociales modelados como agentes en interacción.
• Publicado en Nature Communications, el trabajo desarrolla un marco teórico que aplica la termodinámica estocástica a los fenómenos sociales, derivando una relación similar a la segunda ley para la dinámica de opiniones sin necesidad de invocar energía o temperatura.

Un nuevo trabajo liderado por investigadores del Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC, UIB-CSIC) propone una nueva forma de estudiar cómo cambian las opiniones en la sociedad. Aunque los esfuerzos anteriores se han basado principalmente en herramientas tradicionales de la mecánica estadística, este estudio adopta un enfoque novedoso que incorpora herramientas modernas de la termodinámica estocástica de la información, desarrolladas en la última década. En este marco, la evolución del conjunto de las opiniones se describe como un sistema impulsado por pura información y probabilidades termodinámicas, sin necesidad de introducir ninguna noción ad hoc de energía o temperatura. Para ello, los autores construyen un modelo matemático en el que los agentes pueden mantener una de dos opiniones y cambiar entre ellas a través de dos mecanismos. El primero es el gregarismo o conformidad, cuando los agentes tienden a adoptar la opinión que perciben como más común a su alrededor. Por otro lado, la anticonformidad ocurre cuando un agente cambia precisamente al percibir que muchos piensan como él, buscando destacar.

A partir de reglas muy generales para estos cambios, el equipo demuestra que las modificaciones de opinión en el sistema obedecen a relaciones similares a las que rigen las corrientes de calor y los flujos de entropía en termodinámica: existe una regla similar a una "segunda ley" que limita cómo pueden evolucionar espontáneamente las opiniones y cómo estos cambios se relacionan con la entropía del sistema. Además, existen restricciones rigurosas sobre las fluctuaciones estocásticas que estos cambios de opinión pueden mostrar a lo largo del tiempo, tal como establecen, por ejemplo, los denominados "teoremas de fluctuación" (utilizados habitualmente para acotar las fluctuaciones de trabajo y disipación en pequeños sistemas físicos) y las "relaciones de compromiso" entre cuán predecibles son los flujos de opiniones y cuán irreversible y volátil es el proceso.

En el modelo elegido para ilustrar los resultados de los autores, dependiendo de la fuerza relativa de la conformidad y la anticonformidad, la sociedad puede terminar en estados muy dispares: desde una situación polarizada, con la población dividida de forma más o menos equitativa entre ambas opiniones, hasta estados de consenso, donde casi todo el mundo piensa igual. Asimismo, el sistema puede sufrir cambios abruptos, similares a las transiciones de fase en física, al variar ciertos parámetros. Al igual que el agua se transforma abruptamente de líquido en hielo o vapor cuando la temperatura cruza un umbral crítico, este sistema social experimenta una reorganización colectiva cuando cambia el equilibrio de comportamiento. En lugar de actuar la temperatura como parámetro de control, es la competencia entre la conformidad y la diferenciación la que impulsa la transición: cruzar un punto crítico preciso provoca que la sociedad rompa espontáneamente su simetría, pasando bruscamente de un discurso polarizado y descoordinado a un estado organizado de consenso generalizado. Yendo más allá de esta imagen estática, el marco teórico aporta nuevas perspectivas al capturar cómo las corrientes de opinión evolucionan y se compensan entre sí, revelando dinámicas sociales ocultas incluso cuando la distribución general de opiniones permanece inalterada.

Nuestro marco demuestra que la termodinámica estocástica no está necesariamente ligada a sistemas energéticos», explica Gonzalo Manzano, investigador del IFISC y autor correspondiente del estudio. «Al centrarnos en la estructura matemática de las interacciones, podemos recuperar resultados clave de la termodinámica estocástica, como los teoremas de fluctuación y las relaciones de incertidumbre, en un contexto puramente social, ofreciendo nuevas perspectivas sobre la polarización y el orden colectivo».

Los autores también sugieren que, si los cambios de opinión pudieran observarse con suficiente detalle y fuera posible distinguir si se deben a la conformidad o a la anti-conformidad, sería posible utilizar estas relaciones para estimar los parámetros del modelo a partir de datos empíricos, abriendo la puerta a contrastar la teoría frente a situaciones reales. El artículo ofrece un marco matemático para estudiar dinámicas sociales idealizadas desde la perspectiva de los procesos estocásticos fuera del equilibrio, con posibles aplicaciones a la difusión cultural, la formación de consensos y los cambios abruptos en la opinión pública.

Imagen: Transición por conformidad (el individuo disidente se alinea con la mayoría) y anticonformidad (el individuo adopta una postura opuesta).

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

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