MAC 333 A Revolução Digital e a Sociedade do Conhecimento
Tema 3 - Caos e Emergência (versão 0.2 de 19mar99)
Introdução
Neste tema apresentaremos o conceito e principais características de
Sistemas Complexos Adaptativos e tentaremos analisar alguns aspectos
da Revolução Digital (Internet por exemplo) como exemplos de tal sistema.
Antes, porém vamos esclarecer que o termo "emergência" se refere a novidade
que emerge, que vem à tona, no sentido de que após o caos espera-se o surgimento
de algo diferente (bom). Pode ser feita uma analogia ao notar que o ideograma
em chines para a palavra "crise" é constituido por uma combinação dos símbolos
de "perigo" e "oportunidade". Ou seja, a crise (transição de fase) oferece uma
oportunidade (emergência) para escapar do perigo (caos). Ou ainda, a crise
pode levar a uma nova oportunidade (sistema sobrevive em novo estado que
emergiu) ou a uma situação de perigo (sistema é destruido por não resistido ao
caos da transição de fase). Confira os termos usados mais adiante.
Sistemas Complexos Adaptativos
São sistemas / fenômenos distintos mas com várias características em comum.
São complexos pois estão muito além da capacidade descritiva da nossa ciência
e são adaptativos pois são capazes de se adaptar a novas condições que lhe são
impostas pelo seu ambiente.
Uma boa referência de pesquisa é o Santa Fe Institute
(http://www.santafe.edu) - veja área
"research". Outros pontos de referência encontram-se no
Program for the Study of Complex Systems da Universidade de Michigan
(http://pscs.physics.lsa.umich.edu//pscs.htm);
no New England Complex Systems Institute
(http://necsi.org);
e no Instituto MITACS,
The Mathematics of Information Technology and Complex Systems (Canada)
(http://www.mitacs.math.ca/).
Características comuns
- Complexidade vs. Simplicidade
Apesar de ser um sistema globalmente complexo, é um sistema que apresenta
simplicidade local.
- Grande número de componentes que interagem entre si e influenciam uns os outros.
- São imunes aos métodos científicos de análise disponíveis.
O método reducionista de análise não é utilizável para o estudo e previsão
desses sistemas.
- Sempre há aspectos aleatórios envolvidos, ou seja, não são de forma alguma
sistemas determinísticos ou previsíveis.
- Ampla diversidade de componentes que se inter-relacionam e que mantém
similaridades dentro da diversidade.
- São capazes de evoluir, se adaptar e aprender de acordo com mudanças nas
características de seu ambiente.
- Inexistência de uma coordenação global, absoluta, efetiva e
duradoura. Embora vários mecanismos de coordenação mais fraca podem estar
presentes.
Exemplos de Sistemas Complexos Adaptativos
- Formação e evolução do Universo
Entre 10 e 15 bilhões de anos atrás o Universo teria iniciado sua contínua
expansão após o Big-Bang. Inúmeras mudanças ocorreram em ínfimas frações de
tempo no primeiro segundo de vida do Universo.
Leia o primeiro capítulo da obra de Ray Kurzweil, The Age of Spiritual Machines,
disponível no site do The New York Times
(
http://www.nytimes.com/books/first/k/kurzweil-machines.html).
No Universo não há coordenação central (sem entrar na discussão da
existência de Deus). A Terra é apenas um componente do Universo
e se por qualquer motivo a Terra deixar de existir o Universo continuará em
sua expansão autônoma, ou seja, o sistema sobrevive às ações locais.
- Formação e evolução dos mecanismos da vida na Terra
As moléculas DNA tem o papel importante de armazenar de forma digital a
informação necessária a preservação da vida.
- Evolução das espécies vivas
A Seleção Natural (Darwin) demonstra claramente o carácter adaptativo da
evolução das espécies. O exemplo das formigas nos mostra uma comunidade
avançada (longo tempo de existência) e uma surpreendente adaptação à vida
na Terra, de forma que, mesmo que desejássemos, sua extinção não seria
possível.
- Uma sociedade de insetos
Ainda no exemplo das formigas, não há uma coordenação central e a
adaptabilidade pode ser vista se dividirmos o formigueiro em duas
metades ou se removermos a fonte de alimentação - a comunidade se adaptará
às novas condições.
- Uma organização social humana (empresa, grupo social, nação, etc)
Você poderia pensar que algumas organizações não deveriam ser aqui citadas
pois apresentam uma coordenação centralizada (governo de um país, presidente
de uma empresa, etc). Aparentemente isto está correto, porém o caráter de
SCA certamente aparecerá em um momento de crise. Veja o exemplo da Revolução
Francesa: havia uma coordenação central - o rei - até que o caos se instaurou,
esta coordenação deixou de atuar e o sistema se adaptou
sem essa coordenação central. Leia (bem) mais sobre este tema no
livro muito interessante e didático de
R. D. Stacey, Complexity and Creativity in Organizations,
Barrett-Koehler Pub., 1996.
- Sistemas econômicos e financeiros (bolsas de valores, etc)
- Cérebro e mecanismos cerebrais
Outros exemplos ?
Os exemplos acima citados são todos bem conhecidos e há bastante material
disponível que os analise como SCAs. Porém os seguintes exemplos carecem de maiores
estudos para que assim sejam considerados.
- Processos em andamento num computador
- Uma rede de computadores
- A rede de informação WWW
- Uma comunidade de programadores desenvolvendo um software cooperativamente (Linux).
Sugestão
Nos exemplos apontados, e em outros que Você aponte, procure identificar as
características básicas de SCAs, identifique também o papel e a importância
dos termos do dicionário de SCAs
(ver adiante) no funcionamento em diferentes fases ou etapas do exemplo considerado.
A Internet como um SCA
A Internet é uma rede mundial tecnologicamente sofisticada, sensível
(que reage às ações de seus componentes) e que funciona. Não há
uma pessoa ou órgão que controle a Internet de forma centralizada. Nós
sequer sabemos o caminho que uma mensagem pode percorrer até chegar ao
seu destinatário. Posso saber que inicialmente passará pelo roteador da USP e de lá
para o roteador da FAPESP mas e depois ? O aspecto adaptativo é muito
visível na Internet: se um dado nó da rede simplesmente for desligado
as mensagens ainda assim serão entregues corretamente, graças aos
algoritmos de roteamento e redundâncias na arquitetura da Rede.
Especulamos assim que a Internet sobrevive apesar de ações locais
e porque não há coordenação central. Aliás estas características faziam parte
das motivações básicas que levaram à idealização do conceito de computação de
pacotes. Leia mais sobre isto em
Informação: Computação e Comunicação
(seção 4.2 A ARPANET).
Para a próxima semana: encontrar na Internet material que sirva
como uma introdução ao tema Caos e Emergência, uma introdução
exaustiva informativa, tanto quanto possível no espírito destas aulas, de 20 a 30 páginas.
Estas notas foram preparadas por Edward Iamamoto e Roger Gailland.
MAC 333 A Revolução Digital e a Sociedade do Conhecimento
e-mail:
Imre Simon <is@ime.usp.br>
Last modified: Fri Mar 19 11:41:31 EST 1999