Sistemas Complexos & Inteligência Coletiva: novas perspectivas na relação

da ciência com a sociedade?

Prof. Dr. Paulo César de Camargo Prof. Dr. Paulo César de Camargo

Prof. Dr. Sérgio Henrique V. L. de Mattos

Profa. Dra. Luzia Sigoli Fernandes Costa

XI Jornada Científica, Tecnológica e Cultural da UFSCar São Carlos, 24 outubro 2017

- graduação em Biblioteconomia e Documentação -

FESC/ São Carlos

- Mestrado em Engenharia de Produção - UFSCar/São

Carlos

- Doutorado em Ciência da Informação - Unesp Marilia

- professor do Departamento de Ciência da Informação

DCI/UFSCar e

- Programa de Pós Graduação Ciência Tecnologia e

Sociedade CTS/UFSCar

Este minicurso foi preparado em 4 partes:

1 Da Teoria Geral dos Sistemas aos Sistemas Complexos na

atualidade

2 Como entender a vida? A complexidade nos sistemas

biológicos

3 Métodos e modelos utilizados nos Sistemas Complexos

4 Espaço aberto ao público para discussões e demonstrações

de aplicações dos sistemas complexos

A palavra sistema é muito usual

O que é um de Sistema?

Quando surge a teoria dos sistemas?Quando surge a teoria dos sistemas?

O que são sistemas complexos?

De onde vem essa ideia de sistemas complexos?

Os sistemas podem ser classificados de diversas formas:

� conforme sua natureza: físicos, � físicos,

� vivos, � sociais, entre outros Esses conceitos serão explorados mais adiante pelos professores Sérgio e Paulo Cesar

Os primeiros enunciados sobre a teoria de sistemas, surgem na década de 1920Proposta em 1937 pelo biólogo austríaco Ludwig von Bertalanffy, essa teoria ficou na década de 1950/60.1950/60.A pesquisa de Von Bertalanffy se apresentava promissora para a ciência na medida em que apresentava : � visão diferente do reducionismo científico e da

fragmentação do conhecimento� tentativa para criar a unificação científica.

� No início da década de 1950, também um médico neurologista inglês William Ross Ashby criou o primeiro homeostato,

� Termos gregos homeo, "similar" ou "igual", e stasis, "estático"

� dispositivo eletrônico autorregulado por � dispositivo eletrônico autorregulado por retroalimentação.

� Adapta-se (dentro de certos limites) a mudanças em seu ambiente e preserva um estado de estabilidade interna.

� Ashby foi um dos primeiros a dizer que o cérebro era um sistema auto-organizador, em 1947.

� Cabe salientar que este fenómeno foi descrito pela primeira vez por Claude Bernard, médico e fisiologista francês.

� Em 1859, Bernard disse que todos os mecanismos vitais, por mais variados que sejam, não têm outro Em 1859, Bernard disse que todos os mecanismos vitais, por mais variados que sejam, não têm outro objetivo além da manutenção da estabilidade das condições do meio interno.

� O termo homeostasia, que designa o «processo de regulação pelo qual um organismo mantém constante o seu equilíbrio foi criado pelo fisiologista americano Walter Cannon que viveu entre 1871-1945.

� O termo cibernética é grego kubernites , que se refere ao timoneiro, que governa o barco.

� A palavra “cibernética” também foi usado em 1834 pelo físico André-Marie Ampère (1775-1836) para designar as ciências de governo em seu sistema de designar as ciências de governo em seu sistema de classificação do conhecimento humano.

� Em 1868, James Clerk Maxwell publicou um artigo teórico sobre governadores, um dos primeiros a discutir e aperfeiçoar os princípios da auto-regulamentação dos dispositivos.

Em 1956 Ashby introduziu também o conceito Cibernética na ciência.

Cibernética é o estudo da estrutura dos sistemas reguladores.

Está intimamente relacionado com a teoria dos sistemas.

Os sistemas complexos afetam o seu meio externo e, em seguida, se adaptam a ela.

� A cibernética é uma ciência, surgiu por volta de 1942, com Norbert Wiener e Arturo Rosenblueth Stearns.

� Esse conceito serviu para explicar o “controle e comunicação no animal e na máquina” ou Esse conceito serviu para explicar o “controle e comunicação no animal e na máquina” ou “desenvolver uma linguagem e técnicas que nos permitirão resolver o problema da controle e comunicação em geral.

� Cibernética, para o epistemólogo, antropólogo, Gregory Bateson , é o ramo da matemática que lida com problemas de controle, a recursão e informações.

� Bateson também afirma que a cibernética é “a maior mordida do fruto da árvore do conhecimento que a humanidade tem dado nos últimos 2000 anos. ”

� Os conceitos de retroalimentação; � rede de processamento não-linear; � homeostase; � circularidade operacional, � circularidade operacional, � além da teoria da informação e teoria de jogos,

são todos oriundos de um mesmo momento histórico.

� A era cibernética, deixou um legado de conceitos e um às ciências da cognição e em especial à visão ecológica de mundo.

� A teoria Gaia, por exemplo, formulada por James Lovelock e Lynn Margulis, está embasada na ideia Lovelock e Lynn Margulis, está embasada na ideia cibernética de sistemas homeostáticos auto-reguladores, sem a qual seria impossível conceber a Terra como um organismo que se auto-organizaa partir de suas próprias relações internas.

� Outro exemplo fundamental foi proposto por Wiener, entropia negativa (neguentropia) que os sistemas cibernéticos teriam para explicar o aumento de ordem dentro de um fluxo termodinâmico no qual continua valendo a segunda lei, a lei da entropia, que explica a perda termodinâmico no qual continua valendo a segunda lei, a lei da entropia, que explica a perda inexorável de ordem dos sistemas.

� A entropia negativa, juntamente com a homeostase, são ideias-chave para explicar a emergência e a sustentabilidade dos ecossistemas.

� O caótico é dado pela ideia simples e compreensível de que sistemas auto-organizadores são sensíveis a mudanças internas de suas condições iniciais.

� O caos representa o movimento e a evolução destes sistemas e o surpreendente é que as simulações matemáticas revelaram que todo fenômeno caótico possui um padrão revelaram que todo fenômeno caótico possui um padrão que é reproduzido indefinidamente em todas as mudanças de fase que acontecem na evolução do sistema.

� Este padrão é o atrator do sistema. E esses atratores, uma vez plotados, mostraram figuras geométricas muito estranhas, até então nunca vistas, com uma beleza de simetria impressionante. Daí receberem o nome de atratoresestranhos.

� Noções como:

� não-linearidade — que explicam os fenômenos cuja reprodução não acontecem em uma escala linear e aritmética;

� complexidade — que explicam os fenômenos que possuem sensibilidade a tudo que lhes diz respeito, ou seja, a complexidade sensibilidade a tudo que lhes diz respeito, ou seja, a complexidade é a ciência das emergências relacionais — e fractabilidade — que explica a geometria de sistemas com dimensionalidade fracionária , ou seja, são múltiplos de uma fração, de onde vem o termo fractal, permitem a revelação de uma nova realidade.

� Os fractais são atratores e possuem a propriedade da auto-similaridade.

� Bateson foi longe e usou a cibernética para criar o seu modelo ecológico ao mesmo tempo que construía a principal crítica ao pensamento ciberneticista.

� E Bateson foi o principal crítico da cibernética, principalmente de seu lado instrumental, associado à produção da logística das armas, além da constante tentativa de reprodução das qualidades mentais em máquinas controláveis pelo homem, através da criação da inteligência artificial.

Bateson utilizou a teoria da informação para dizer que um sistema vivo Bateson utilizou a teoria da informação para dizer que um sistema vivo não se sustenta somente com a energia que recebe de fora, mas fundamentalmente pela organização da informação que o sistema processa.

� A informação não explicada a cibernética trata de ruído.� A tentando de eliminar, o ruído, pode ser generativa ou criativa de ordem

e sustentabilidade. É a ideia de ordem a partir do ruído.

Estas ideias foram defendidas por outro importante biólogo, Eugene Odum.

� É a idéia de ordem a partir do ruído. É a ideia dos sistemas auto-organizadores, pode ser identificado como um segundo momento das ciências cognitivas.

� Heinz von Förster trabalhou durante as duas décadas e cunhou o conceito de redundância e a famosa frase ordem a partir do ruído, ordem a partir da desordem, para indicar o processo de captura de desordem que os sistemas vivos realizam, transformando aordem a partir da desordem, para indicar o processo de captura de desordem que os sistemas vivos realizam, transformando aentropia externa em aumento e manutenção da organização interna.

� Bateson conseguiu manter seu foco de pesquisador preocupado com a vida e suas implicações dentro de um momento histórico no qual o foco era inventar uma máquina que pudesse agir com vida, sem pensar em suas implicações.

� Um outro movimento apontados pela história das ciências cognitivas é o iniciado a partir dos trabalhos de Humberto Maturana e Francisco Varela, biólogos chilenos que propuseram em 1970 e 73 uma biologia da cognição e o paradigma da autopoiésis como uma ideia necessária e suficiente autopoiésis como uma ideia necessária e suficiente para o entendimento dos sistemas vivos.

� Maturana foi aluno de McCulloch, com quem escreveu um artigo a respeito de suas pesquisas sobre a visão em rãs.

� Maturana define autopoiésis como uma rede molecular de produção de componentes, fechada em si mesma, onde os componentes produzidos servem apenas para constituir a dinâmica da própria rede, determinar sua extensão no espaço físico no qual materializa sua individualidade e físico no qual materializa sua individualidade e gerar um fluxo de energia e matéria alimentador da própria rede.

� A autopoiésis descreve a capacidade de auto-organização, autodeterminação e autocriação dos sistemas vivos.

� Varela foi aluno de Maturana e trabalhou com Gregory Bateson. Ambos foram amigos e colegas de Heins von Förster.

� Portanto, estes dois pesquisadores são herdeiros diretos dos pais da primeira e da segunda cibernética.

� E com o paradigma da autopoiésis eles rompem tanto com uma � E com o paradigma da autopoiésis eles rompem tanto com uma quanto com a outra.

� Daí colocar sua obra como um terceiro movimento das ciências cognitivas, mas sempre usando os conceitos revolucionários da origem cibernética.

� A presença do paradigma da autopoiésis hoje no mundo é bastante significativa.