A complexidade evolutiva dos “sistemas autopoiéticos”

Alguns tipos de estabilidade negam certos tipos de mudança. A ironia é que existe uma categoria de estabilidade que não só depende da mudança… como é consequência dela. Para um sistema aberto, seja social ou biológico, imerso em um ambiente de mudança,    seu único modo de sobrevivência é a própria transformação…Nesse caso, tais sistemas      se adaptam a um ‘ambiente flutuante’… – por processos de aprendizagem e adaptação.

Butterfly 03.jpgOs estudos em torno do conceito de auto-organização, continuam a se desenvolver entre os “ciberneticistas”… no entanto, a contribuição mais importante…para sua sistematização, veio da “biologia“, ainda que sob a influência cibernética.

Os biologistas… Humberto Maturana e Francisco Varela… — ao adotarem uma perspectiva observacional, formularam uma ‘teoria cibernética‘ que possibilita a inclusão do ‘observador‘ nos sistemas – onde, o observador do observador retrata uma “cibernética de 2ª ordem”; enquanto o observador dos “sistemas sociais“, a cibernética de 3ª ordem. A autopoiese nessa concepção, inclui    a diferenciação entre organização e estrutura, na constante autoprodução dos seres vivos.

Organização é definida pelo conjunto de relações que ocorrem entre seus componentes; e estrutura compreende os componentes e relações, que se constituem em uma unidade particular desta organização. Nessa concepção os sistemas vivos podem ser considerados organizações fechadas; sistemas autônomos de interação que fazem referência somente a si mesmo. A ideia de sistemas biológicos abertos ao ambiente é apenas o resultado de um esforço do observador para dar sentido a esses sistemas, do seu ponto de vista externo. A base dessa argumentação é que os sistemas vivos possuem três características principais: autonomia, circularidade e auto-referência.

“Um ser vivo ocorre e consiste na dinâmica de realização de uma rede de transformações e produções moleculares, tal que todas moléculas produzidas, e transformadas no operar dessa rede, formam parte da rede, de modo que – com suas interações… a) geram a rede de produção/transformação que as produziu e transformou; b) dão origem à fronteiras, e extensão da rede como parte do seu próprio operar como rede, de modo a que esta fica dinamicamente fechada sobre si mesma… – em um ‘ente molecular’ discreto… que surge separado do meio molecular que o contém; c) configuram um ‘fluxo de moléculas’… que, ao se incorporar na dinâmica da rede…são componentes dela; e ao deixar de participar da dinâmica da rede, passam a ser parte do meio” (MATURANA e VARELA).

Em um sistema autopoiético seus componentes se manifestam de modo processual. É um “sistema fechado”, porque existe uma circularidade necessária e suficiente de suas partes, para que toda e qualquer operacionalização, com vistas à manutenção do próprio sistema, se realize. Seu limite, ou bordas…diferenciam-se do meio ambiente em que está acoplado. É autopoiético porque produz e reproduz a si próprio de forma semântica, isto é…mesmo sendo um sistema ‘operacionalmente fechado’ – responde às transformações do meio em que está acoplado, a partir de seus próprios componentes operacionais…com vistas à sua permanência como sistema.

Em oposição à concepção de “sistemas abertos” anteriormente dominante nas abordagens sistêmicas, para Maturana    e Varela, os sistemas autopoiéticos são sistemas auto-referenciados, fechados.

A palavra autopoiese (auto = por si só… poiesis = produção) quer dizer produção por si, e expressa a busca          de um termo mais adequado – que            os até então circulantes…tais como      “auto-organização”…ou “feedback”.

De acordo com essa abordagem… os “sistemas vivos” buscam manter sua identidade subordinando todas suas mudanças, através do envolvimento          em ‘padrões circulares’ de interação, onde a mudança…num elemento do sistema… está acoplada a mudanças    em outro lugar… estabelecendo-se padrões contínuos de interação auto-referenciados.

A ‘auto-referência’ se deve ao fato de um sistema não poder entrar em interações que não sejam especificadas no padrão de relações que define sua organização. Assim, a interação de um sistema com seu ambiente é um reflexo…e parte de sua própria organização, o que facilita sua “autoprodução“, já que o ambiente, realmente, faz parte de si mesmo.

Para Maturana e Varela, o encontro de um sistema vivo com seu ambiente…e outros seres vivos, é um acoplamento estrutural, onde a linguagem ocupa um papel central.

Desde que foi formulada, na década de 1960, a teoria da autopoiese se disseminou de modo extraordinário, invadindo inúmeros campos de conhecimento. Para tanto, tem    sido descrita como um sistema explicativo amplo e completo… – mais um paradigma teórico que uma teoria unificada… Na aplicação de sua abordagem a sistemas sociais,      por exemplo – há uma ênfase na limitação da variabilidade na recriação do potencial organizador genético do sistema…de modo a um tal sistema social poder ser definido como:

“uma unidade que se realiza por intermédio de uma ‘organização fechada’ de processos produtivos, de modo a que sua organização seja gerada pela ação de seus próprios componentes … resultando assim na emergência de uma fronteira topológica como resultado de seus processos constituintes”.

O sistema social, como auto-referencial, permite contingência, abertura, e interrelação, mas nunca irrupção do Outro – como “sujeito autônomo”… O sistema social permanece respondendo diante de um entorno de pura complexidade. Seu horizonte continua uma compreensão do sistema social sem sujeitos, dentro de uma paradigma da consciência,    a partir de uma “razão instrumental”. 

complexidadeTeoria da complexidade

A teoria da complexidade se apresenta como um ‘movimento transdisciplinar’ que tenta restabelecer a ‘unidade no estudo da natureza… e seres humanos, que – com a divisão compartimentada decorrente do ‘cartesianismo‘, se teria perdido. – Suas origens, se encontram nas abordagens, da teoria de sistemas, cibernética, caos…sistemas dinâmicos, e autopoiese.

A teoria do caos é um desenvolvimento específico no estudo dos sistemas dinâmicos, que se segue às revoluções teóricas da relatividade e mecânica quântica. – Insere-se na cosmologia, junto à física, das teorias sobre forças fundamentais da natureza, e origem      do universo… Constitui-se numa ciência da “natureza global dos sistemas” – provendo argumentos à pretensão da grande teoria unificada/unificadora (presente na ‘teoria da complexidade’).

Se desenvolve com maior ímpeto na década de 1970, especialmente na “Universidade de Santa Fé”, onde o estudo dos “sistemas adaptativos complexos” é aprofundado… – Estes seriam formados por unidades simples interligadas entre si — com o comportamento de uma, influenciando a outra…A complexidade do todo vai decorrer do entrelaçamento de influências mútuas à proporção que o sistema evolui. Dentre suas propriedades, estão a “não-linearidade”…os “fluxos constantes”…a “diversidade”… e a “estrutura hierárquica”.

Os estudos de Santa Fé aplicam a “teoria do caos” – entre outros temas… na análise das cidades, em aspectos da economia, e a ecossistemas. Por se manterem em uma situação entre ordem e desordem, esses sistemas só podem ser analisados através de simulações computacionais…Ainda sobre ‘complexidade‘… – Ilya Prigogine formulou o seguinte:

 nos limites do ‘caos’… níveis identificados de energia importada (o que Schröedinger chamava de “neguentropia“) fazem com que estruturas dissipativas emerjam de comportamentos estocásticos de microestados;

 estruturas dissipativas, enquanto existirem, mostram comportamentos previsíveis… – ainda que não compatíveis com a explicação newtoniana;

 explicações científicas mais aplicáveis à região em que ocorrem esses fenômenos diferem do tipo de complexidade que a ciência newtoniana,          o “caos determinístico”…e o “mecanicismo estatístico” tentam resolver.

Características dos sistemas complexos

Sistemas com muitos componentes, se comparados aos que têm poucos… – podem ser considerados complexos. A cardinalidade de um conjunto então, pode ser considerada medida de complexidade. – Sistemas caracterizados por grande ‘interdependência‘ de componentes são considerados…geralmente, mais complexos do que os com pouca ou nenhuma. – Sistemas não-demonstráveis, ou não-calculáveis formalmente podem ser considerados complexos, se comparados àqueles deterministas… A complexidade dos sistemas pode ser medida pelo conteúdo da informação. Por esse critério, os sistemas      com muitos componentes idênticos são menos complexos que os de mesmo tamanho,    com componentes bem diferentes… E, Edgar Morin também traz suas considerações:

“O todo é mais que a soma das partes (princípio bem explícito e, aliás, intuitivamente reconhecido em todos os níveis macroscópicos), visto que em seu nível surgem não só uma macro-unidade, mas também emergem qualidades/propriedades novas. O todo        é menos do que a soma das partes…porque estas, sob o efeito das coações resultantes    da organização do todo, perdem, ou inibem-se de algumas das suas propriedades. O      todo é mais do que o todo… porque o todo enquanto todo, retroage sobre suas partes,    que, por sua vez, retroagem sobre o todo (por outras palavras…o todo é mais do que      uma realidade global, é um dinamismo organizacional).” 

Nesse sentido, a explicação deve procurar compreender o processo recorrente, cujos produtos, ou efeitos finais, geraram seu próprio recomeço. – O que traz de volta um conceito de caráter paradigmático superior – o de ‘organização’, descrito por Morin:

“A organização cria ordem (criando o seu próprio determinismo sistêmico)…mas também desordem:    por um lado… o ‘determinismo sistêmico’ pode ser flexível… comportar suas ‘zonas de aleatoriedade’,        de jogo, e liberdades … por outro lado, o trabalho organizador requer energia, que traz desordem, aumentando a entropia do sistema.      Nas organizações – a produção permanente de desordem é inerente à si própria…O        que comporta, nesse plano, igualmente uma reforma do pensamento…doravante, a razão já não deve expulsar a desordem…nem ocultar a ‘organização’ – mas sempre conceber a ‘complexidade’ da relação”.

teoriageraldesistemasA “teoria geral de sistemas” 

A ‘teoria geral de sistemas‘ se desenvolveu a partir das formulações do biólogo L. Von Bertalanffy, que… em 1940 — afirmava ser necessário considerar — os problemas que envolvem seres humanos como “típicos de sistemas”…levando em conta os contornos, as componentes … assim como as relações que existem entre suas partes.

Desse modo, lançava o desafio da construção de uma disciplina que tivesse como objetivos principais, investigar “isomorfismos” de conceitos, leis e modelos em campos diferentes; e ajudar nas transferências úteis entre esses campos – promovendo a ‘unidade das ciências’.  Nesse sentido…os princípios da “teoria geral de sistemas” reproduzem ideias previamente desenvolvidas para entender “sistemas biológicos”, incluindo em seu fim…os conceitos de:

homeostase – auto-regulação para manter um estado estável; sendo obtida através de processos que relacionam e controlam a “operação sistêmica” através do mecanismo da retroalimentação (desvios de algum padrão ou norma desencadeiam ações de correção);

entropia/entropia negativa – sistemas fechados tenderiam ao desaparecimento pela entropia; sistemas abertos buscam a auto-sustentação, importando energia do ambiente para atingir condições de estabilidade; 

estrutura, função, diferenciação e integração – estando os sistemas intrinsecamente inter-relacionados… — permitem sua “auto-sustentação“;

variedade – relacionada com a ideia de diferenciação e integração…afirma que mecanismos regulatórios internos precisam ser tão ‘diversificados‘… – quanto a diversidade do ambiente com o qual se relacionam;

equidade– num sistema aberto podem existir muitos modos diferentes de chegar a um dado estado final; assim, a estrutura do sistema num dado momento não é mais que um aspecto ou manifestação de um processo funcional mais complexo (ela não determina o processo);

evolução do sistema – capacidade que depende da habilidade de mover-se para formas mais complexas de diferenciação e integração, e maior variedade…facilitando a habilidade de lidar com desafios e oportunidades colocadas pelo ‘meio‘ (envolve processos cíclicos de variação, seleção e retenção de características selecionadas)

A concepção de ‘sistema aberto’…desenvolvida por Von Bertalanffy a partir do estudo de sistemas vivos, resolve o problema do pensamento sistêmico em sua relação com a 2ª lei termodinâmica (tendência à entropia, inerente a todo sistema fechado, ao estabelecer as trocas de matéria e energia com o meio… – como forma de manter o “estado de ordem”).

Outro aspecto dessa abordagem, envolve a concepção do sistema contendo o todo dentro do todo…sistemas contêm subsistemas – que, por sua vez, podem ser sistemas abertos e, portanto… – interagirem entre si…com o sistema ao qual pertencem…e, com o ambiente.  Daí resulta uma visão das estruturas sociais como “sistemas de natureza planejada”, que representam “padrões de relacionamento”… – Esses padrões conduziriam a uma grande variabilidade… – não fosse a existência de forças que a reduzem… tais como pressões do ambiente, valores e expectativas compartilhadas…imposição de regras (em todo sistema social, a diversidade comportamental fica sob controle de 1 ou mais desses dispositivos). *******************************(textos complementares)****************************

caos‘A (Des)Ordem do Universo’ (ago/2011)  “Pensar o incerto…faz acentuar o irracional,  e assim, então…progredir”. (Ilya Prigogine) 

O universo surgiu por meio de 2 processos consecutivos; o 1º não foi uma explosão de ordem… – mas, uma gigantesca difusão de entropia. Já o 2º, apenas usou tal entropia, para criar “ordem”… — Mas, então… como seria possível essa extraordinária entropia, produzir ordem…sem um “fluxo externo”?

Toda criação ocorre de forma irreversível – criar é dar forma ao que não tem forma…é por ordem na desordem. Quanto mais fluxo de energia impomos ao acaso, mais dele podemos extrair ordem… – Assim… a ordem pode surgir do acaso, por uma “ação transformadora”.  Para todo sistema aberto, não-linear, longe do equilíbrio…sob a influência de um fluxo de energia externo, é a conectividade entre as partes que pode gerar sua própria organização. Mas, ordem e desordem podem coexistir em qualquer sistema… Assim, na emergência da auto-organização, para se obter ordem… – basta introduzir um pouco mais de ‘desordem‘.  ***********************************************************************************

“DESORDEM & PROGRESSO”                                                                                                “Não existe uma ‘energia escura’ que espalha os átomos;                                                            o princípio que faz isso… é a ‘maximização’ de entropia”. 

gravidadeÉ das profundezas do hipotético e fascinante ‘mundo das cordas‘, que o físico teórico Erik  Verlinde acredita que surja a gravidade. Não da atração entre 2 corpos — como descreveu Newton, nem da distorção – que a massa de objetos gigantes… provoca no tecido espaço-tempo…como defendia Einstein. Suas ideias são escandalosas para alguns, por dispensar o uso da “matéria escura”…coringa, que faz funcionar o conceito de gravidade de Einstein.

Imagine uma cama elástica com bolinhas de gude espalhadas pela superfície. – Elas vão ficar paradas porque todas têm basicamente o mesmo peso. Agora coloque uma bola de boliche no meio…Isso vai causar uma deformação na superfície do tecido, fazendo com que as bolinhas de gude “orbitem” a bola de boliche. É exatamente assim que o Sistema Solar funciona…segundo a teoria proposta por Einstein… – que é a mais aceita até hoje.

Quanto mais pesado o objeto, maior a distorção no tecido da cama elástica (ou espaço-tempo) que ele causa… – e, é por ser um “objeto” extremamente pesado…ou supermassivo… – que o “buraco negro” atrai tudo para si. 

O problema é que existem distorções no espaço-tempo que os cientistas não entendem. Eles conseguem detetá-las, conseguem ver que alguma coisa “puxa” outros corpos para      si, mas são incapazes de explicar exatamente por quê. Para piorar, essa “coisa invisível” representa 27% do Universo. A ela damos o nome de ‘matéria escura’…conceito que foi aferido pelo astrônomo Fritz Zwicky na década de 1930…e confirmado por Vera Rubin, também astrônoma, nos anos 1970. Está perfeitamente conforme as ideias de Einstein,    no entanto…ninguém nunca viu… – só se ouve falar por meio de observações indiretas.

O que Verlinde diz é que não existem “coisas invisíveis”. – Se os cientistas só as criaram para validar uma teoria, o problema pode estar na teoria, mesmo que – nesse caso, esta teoria seja a gravidade na relatividade geral. Com o agravante de sua incompatibilidade com a mecânica quântica, faz-se necessário ir além dessa ideia. Mesmo funcionando em inúmeros casos, a função básica do cientista…é sempre colocar esse tipo de questão.

Segundo Verlinde o que faria os corpos se moverem e ‘orbitarem’ uns aos outros não seria a distorção do espaçotempo, e sim uma tendência das coisas em se espalhar de forma desordenada, em busca de equilíbrio… tendência conhecida como “entropia“.

universoinformalCAFEZINHO QUÂNTICO            “É preciso pensar o espaço, como feito de unidades de informação”.

Margot Brouwer — astrônoma do Observatório de Leiden, Holanda, compara o conceito de ‘gravidade’ de Verlinde — com uma xícara de café… “O calor não é propriedade fundamental do café … mas, uma propriedade emergente…causada pela forma como as moléculas ali dentro se movem… Se o Universo fosse uma gigantesca caneca de café, a gravidade seria    o calor que emerge da interação entre as partículas boiando. Mas isso ainda é abstrato…Ninguém sabe o que são essas partículas.”

Se for assim, a gravidade e as equações de Einstein podem ser derivadas da velha termodinâmica; aquelas fórmulas que vimos no colégio para explicar como calor e gases se comportam. Foi o que demonstrou um artigo de 1995 do físico teórico Ted Jacobson… – da “Universidade de Maryland”… (EUA).

Pistas da conexão entre gravidade e termodinâmica surgiram ainda na década de 1970, a partir do estudo dos buracos negros feito pelos físicos Stephen Hawkinge J. Bekenstein. Há indícios de que essa ligação tem a ver com a “entropia”…que, em termos científicos, é    o processo pelo qual uma sala com átomos de oxigênio amontoados num canto…acabará os espalhando por toda parte, até um equilíbrio. A ideia de Verlinde é usar o princípio de “maximização de entropia”, para substituir as ideias fundamentais de Newton e Einstein.

horizonte eventos - BNO princípio holográfico dos BNs

E dos buracos negros veio uma outra ideia que se encontra…no cerne da gravidade de Verlinde: o princípio holográfico, proposto pelo ‘Nobel de Física’, Gerard ‘t Hooft. – O ‘princípio holográfico’ sugere que as coisas tridimensionais são feitas de “informação”, e que esta fica codificada numa ‘superfície’ bidimensional…Seria como uma ‘projeção’ de sombras na parede. O mesmo ocorreria nos buracos negros…a informação que cai lá dentro – fica guardada nas 2 dimensões do “horizonte de eventos”… – o limite que separa o que está dentro…do que está fora.

Verlinde usa essa ideia como base para sugerir que o tecido do espaço-tempo não passa de um emaranhado de partículas de informação entrelaçadas… – O entrelaçamento quântico faz as partículas trocarem influências de uma forma instantânea… por mais afastadas que se encontrem…uma das outras. O problema é que, por acontecer justo no mesmo instante, essa troca de informações vai contra uma das ideias mais fundamentais de Einstein – a de que nada pode ser mais rápido que a velocidade da luz. Para Verlinde a gravidade surgiria de interações microscópicas ocultas – entre essas partículas de informação…e da entropia.

Em dezembro de 2016… uma equipe liderada pela astrônoma Margot Brouwer publicou uma pesquisa que foi o primeiro teste sério das ideias de Verlinde. E eles se saíram bem: explicaram a distribuição da massa de mais de 30 mil galáxias. Mas, nem tudo é motivo      de comemoração; num outro estudo realizado pela ‘Universidade da Califórnia’, em Los Angeles, este considerando órbitas dos planetas do Sistema Solar – a teoria de Verlinde falhou redondamente… – nesse caso…a “discrepância” relativa aos dados … foi enorme.

A verdade é que, há décadas físicos tentam modificar conceitos clássicos da gravitação, mas nenhuma proposta funciona tão bem, em todas as escalas, quanto o paradigma da “matéria escura” … descartado por Verlinde. Mesmo que sofisticados experimentos, há anos, nunca tenham conseguido detetá-la…nem o LHC, maior acelerador de partículas      do mundo… encontrado qualquer indício material de sua presença – segue o ‘mistério’.

FUNDAMENTAL ou EMERGENTE?…  Diferenças básicas…entre as gravidades propostas por Einstein…e, por Verlinde.

Há décadas “físicos teóricos” tentam aplicar modificações nos conceitos da gravitação de Newton e Einstein – tentando resolver seus problemas. – Por mais de 2 séculos, a lei da “gravitação universal” de Newton dominou. Segundo ela…partículas se atraem por uma força proporcional à massa. – Então, veio a “relatividade geral”…no início do século 20.

Einstein explicou o espaço-tempo como sendo um tecido que pode ser distorcido e gerar a gravidade. A seguir, em 1981, Mordehai Milgrom criou a dinâmica newtoniana modificada (MOND), mudando leis de Newton, e explicando rotação de galáxias sem a necessidade da matéria escura. – E, mais recentemente, dos estudos sobre “buracos negros” surge uma conexão entre gravidade e termodinâmica… – definindo a gravidade…sob novos conceitos.

A relatividade geral define gravidade como uma força fundamental que se propaga pelo espaço-tempo… – criada pela distorção que corpos massivos provocam… em seu tecido. Buracos negros…são fenômenos tão extremos…que “quebram” as equações de Einstein.    Já a “teoria de Verlinde” mistura vários conceitos … para explicar que a gravidade teria surgido a partir da interação microscópica entre supostas “partículas do espaço-tempo”. Estas partículas seriam uma espécie de unidade de informação da realidade… tal como      bits na computação. Verlinde sugere que esses “bits” quânticos entrelaçados formam o tecido do espaço-tempo. E, a gravidade emergiria da “entropia” dessas partículas, o princípio universal que proporciona a “desordem” ao Universo. (texto base)  (jul/2017)

Anúncios

Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979.
Esse post foi publicado em Cibernética, filosofia, Teoria do Caos e marcado , . Guardar link permanente.

Uma resposta para A complexidade evolutiva dos “sistemas autopoiéticos”

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair /  Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair /  Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair /  Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair /  Alterar )

Conectando a %s