La complejidad estructural es una ciencia de las matemáticas aplicadas que tiene como objetivo relacionar aspectos físicos o biológicos fundamentales de un sistema complejo con la descripción matemática de la complejidad morfológica que exhibe el sistema, estableciendo relaciones rigurosas entre las propiedades matemáticas y físicas de dicho sistema. [1]
La complejidad estructural surge de todos los sistemas que muestran una organización morfológica. [2] Las estructuras filamentosas, por ejemplo, son un ejemplo de estructuras coherentes que surgen, interactúan y evolucionan en muchos sistemas físicos y biológicos, como la distribución de masa en el Universo , los filamentos de vórtice en flujos turbulentos, las redes neuronales en nuestro cerebro y el material genético (como el ADN ) en una célula. En general, la información sobre el grado de desorden morfológico presente en el sistema nos dice algo importante sobre los procesos físicos o biológicos fundamentales.
Los métodos de complejidad estructural se basan en aplicaciones de geometría diferencial y topología (y en particular teoría de nudos ) para interpretar propiedades físicas de sistemas dinámicos . [3] [4] tales como las relaciones entre energía cinética y marañas de filamentos de vórtice en un flujo turbulento o energía magnética y trenzado de campos magnéticos en la corona solar, incluyendo aspectos de dinámica de fluidos topológica .