Emergência e Organização Informacional
A emergência constitui um dos problemas mais fecundos e disputados da ciência contemporânea.
Fenómenos físicos, biológicos, cognitivos, sociais e computacionais exibem propriedades que dependem das interações entre componentes, mas que exigem descrições, modelos e critérios causais próprios em níveis superiores de organização.
A emergência não deve, por isso, ser entendida simplesmente como a ideia segundo a qual “o todo é mais do que a soma das partes”, mas como uma relação entre dependência estrutural, novidade organizacional e autonomia explicativa ou causal.
Este artigo propõe uma formulação informacional da emergência no âmbito do Corpus Informacional.
Defende-se que a emergência pode ser tratada como um operador inter-níveis que transforma configurações microinformacionais em organizações dotadas de novas capacidades causais, explicativas e funcionais.
A proposta não afirma que toda a realidade seja redutível a informação, nem que a emergência forte esteja demonstrada; propõe, antes, uma hipótese ontológico-metodológica segundo a qual determinados sistemas complexos podem alcançar níveis de organização nos quais uma descrição mesoscópica se torna mais causalmente eficaz do que uma descrição exclusivamente microscópica.
O artigo introduz uma formalização preliminar do operador emergencial, formula a Hipótese de Causalidade Coerente e reformula a HEIC – Hipótese Emergentista Informacional da Consciência, como programa de investigação.
O objetivo não é substituir a física, a biologia ou a neurociência, mas oferecer uma linguagem transversal para estudar transições entre níveis de organização.
1. Emergência, níveis e informação
A ciência moderna alcançou grande parte do seu poder explicativo através da decomposição: partículas, moléculas, genes, neurónios, organismos e instituições podem ser analisados nos seus elementos constituintes.
Contudo, a decomposição não elimina a necessidade de explicar como surgem configurações organizadas capazes de exibir estabilidade, adaptação, memória, aprendizagem, causalidade coletiva ou experiência consciente.
A emergência designa precisamente este problema: como podem sistemas constituídos por elementos relativamente simples produzir propriedades que não pertencem, isoladamente, a nenhum dos seus componentes?
Uma célula não está presente numa molécula individual.
Um organismo não se esgota na soma dos seus tecidos.
Uma língua não reside em nenhum falante particular.
Uma instituição não se reduz às intenções psicológicas de um único agente.
Do mesmo modo, a consciência não parece localizar-se num neurónio isolado, mas em configurações dinâmicas de atividade, integração e diferenciação.
A tradição filosófica distingue, de modo geral, dois sentidos de emergência:
- Emergência fraca: uma propriedade macro depende inteiramente das interações microfísicas, mas só é inteligível, previsível ou modelável através de uma descrição de nível superior;
- Emergência forte: uma propriedade macro possuiria poderes causais ou estatuto ontológico irredutíveis à sua base microfísica.
A emergência fraca é mais compatível com o naturalismo científico e com a modelização de sistemas complexos.
A emergência forte é metafisicamente mais ambiciosa, pois sugere que níveis superiores introduzem novidades causalmente irreduzíveis.
A discussão contemporânea tende a reconhecer que emergência implica, pelo menos, dependência relativamente à base e alguma forma de autonomia explicativa; a natureza e a intensidade dessa autonomia permanecem controversas.
O Corpus Informacional adota uma posição prudente: parte da emergência fraca e causal, mas mantém aberta a questão de saber se certas formas de organização poderão justificar uma ontologia mais robusta dos níveis emergentes.
Informação como conceito plural
A noção de informação não deve ser usada como metáfora vaga ou equivalente universal de “dados”, “conhecimento” ou “energia”.
Para os fins deste modelo, importa distinguir pelo menos quatro sentidos:
- Informação estrutural: diferenças, relações e configurações que distinguem um estado de outro;
- Informação causal: capacidade de um estado ou intervenção produzir diferenças sistemáticas nos estados futuros de um sistema;
- Informação funcional: diferenças que contribuem para a manutenção, adaptação ou operação de um sistema;
- Informação semântica: diferenças que adquirem significado para um agente, organismo ou sistema interpretativo.
A formulação inicial do operador emergencial privilegia a informação causal e estrutural, pois são as dimensões mais suscetíveis de modelização.
A informação semântica e a experiência subjetiva exigem desenvolvimento conceptual adicional.
2. O operador emergencial
No Corpus Informacional, a emergência é definida como:
O processo pelo qual uma organização de elementos e relações produz um nível sistémico relativamente estável, dotado de propriedades novas e de autonomia descritiva, funcional ou causal face à sua descrição microestrutural.
Esta definição evita duas posições extremas.
Por um lado, não reduz a emergência a uma surpresa epistemológica subjetiva.
Por outro, não assume de imediato que as propriedades macro violam ou transcendem as leis físicas que condicionam os seus componentes.
Considere-se um sistema num nível n:
onde:
- Xn representa o conjunto de estados possíveis do sistema;
- Rn representa as relações entre os seus componentes;
- Tn representa as regras de transição ou dinâmica temporal;
- Cn representa as restrições causais, estruturais ou funcionais.
Um nível superior não é uma simples soma de elementos, mas uma reorganização relevante da descrição do sistema:
em que π representa uma regra de composição, agregação ou coarse-graining que permite passar de uma descrição micro para uma descrição meso ou macroscópica.
A emergência não ocorre automaticamente sempre que há agregação.
Para que uma transição seja considerada emergente, devem verificar-se, idealmente, quatro condições:
- Integração relacional: os elementos passam a condicionar-se mutuamente de forma não trivial;
- Estabilidade dinâmica: a organização persiste durante um intervalo temporal relevante, resistindo a perturbações moderadas;
- Novidade organizacional: o nível superior apresenta propriedades, regularidades ou capacidades que não pertencem a nenhum elemento isolado;
- Autonomia causal ou explicativa: a descrição de nível superior melhora a previsão, a explicação ou a intervenção sobre o sistema.
A emergência deixa assim de ser uma noção meramente retórica e passa a ser uma hipótese comparativa: uma macrodescrição é emergencialmente relevante se permite compreender ou intervir melhor num sistema do que uma descrição exclusivamente microscópica.
Emergência causal
Uma das vias mais promissoras para tornar esta proposta operacional consiste em avaliar a informação causal de um sistema em escalas diferentes.
A emergência causal sustenta que, em certos sistemas, uma descrição macroscópica adequadamente construída pode apresentar mais informação efetiva do que a descrição microfísica total, porque reduz ruído, degenerescência e indeterminação causal.
Uma formulação preliminar pode ser expressa como:
onde:
- EI(Mπ) é a informação efetiva de um modelo macroscópico;
- EI(Mμ) é a informação efetiva do modelo microscópico;
- ΔEI indica que o modelo macro preserva ou amplifica a capacidade causal relevante do sistema.
Esta condição não prova emergência ontológica forte.
Mostra, contudo, que um nível superior pode ser mais adequado para descrever relações causais relevantes.
É precisamente neste sentido que o nível mesoscópico se torna central: não é um compromisso arbitrário entre micro e macro, mas o possível lugar onde a organização causal alcança maior inteligibilidade.
3. Hipótese de Causalidade Coerente
O Corpus Informacional propõe a seguinte hipótese:
Hipótese de Causalidade Coerente: em sistemas complexos multiescalares, podem existir níveis de organização nos quais a integração estrutural, a estabilidade dinâmica e a redução da indeterminação tornam a descrição causal mais eficaz do que uma descrição exclusivamente microscópica.
Esta hipótese é deliberadamente mais prudente do que afirmar que “todo o sistema informacional tende a maximizar causalidade coerente”.
Nem todos os sistemas evoluem para maior organização; muitos degradam-se, dissipam energia, perdem estrutura ou entram em dinâmicas caóticas.
A emergência deve ser entendida como possibilidade condicionada, não como destino necessário de toda a matéria ou informação.
A hipótese pode ser sintetizada assim:
Cm=f(EI,Ig,Sd,Rf)
onde:
- Cm representa a coerência causal mesoscópica;
- EI representa a informação efetiva;
- Ig representa o grau de integração entre componentes;
- Sd representa a estabilidade dinâmica;
- Rf representa a relevância funcional da organização.
A fórmula não deve ser lida como uma lei quantitativa concluída.
É um mapa de investigação: indica quais as variáveis que uma teoria informacional da emergência teria de definir, medir e relacionar.
Níveis de organização
Os níveis não correspondem necessariamente a escalas espaciais fixas.
São regimes de organização nos quais se tornam relevantes novas regularidades, funções ou poderes explicativos.
Estes níveis não são entidades isoladas nem compartimentos rígidos.
Um organismo é simultaneamente um sistema mesoscópico face às suas células e uma componente micro ou meso face a um ecossistema.
A emergência é, portanto, relacional: depende da escala, do modelo, da finalidade explicativa e do tipo de intervenção considerado.
4. Emergência, consciência e HEIC
A consciência constitui um caso particularmente exigente.
Não basta afirmar que ela “emerge do cérebro”, pois essa expressão não explica quais as propriedades organizacionais relevantes, como podem ser medidas nem se são suficientes para a experiência subjetiva.
A HEIC – Hipótese Emergentista Informacional da Consciência, propõe que a consciência pode depender de uma arquitetura informacional que combine:
- integração causal elevada;
- diferenciação entre estados internos;
- estabilidade dinâmica suficiente;
- capacidade de auto-modelação;
- sensibilidade a informação externa e interna;
- manutenção de uma perspetiva unificada ao longo do tempo.
A HEIC não deve afirmar, no estado atual, que estas condições são universalmente suficientes para produzir consciência.
Deve apresentá-las como candidatas a condições necessárias, facilitadoras ou parcialmente constitutivas da experiência consciente.
A sua formulação prudente é a seguinte:
A consciência poderá exigir sistemas capazes de integrar causalmente informação diferenciada, modelar os seus próprios estados e manter continuidade funcional entre perceção, memória, ação e auto-referência.
Esta proposta permite diálogo com várias teorias da consciência, sem as reduzir artificialmente a uma única tese.
A Teoria da Informação Integrada, as teorias de espaço global de trabalho e as abordagens baseadas em processamento preditivo ou inferência ativa atribuem importância distinta à integração, difusão global, recorrência, modelação e organização funcional.
Não existe atualmente consenso definitivo entre essas teorias, e testes adversariais recentes mostraram tanto apoios parciais como dificuldades para previsões centrais de IIT e GNWT.
Consequências para a inteligência artificial
A HEIC não autoriza concluir que modelos generativos atuais sejam conscientes.
A competência linguística, a capacidade de síntese ou a aparente criatividade não demonstram, por si mesmas, integração causal suficiente, auto-modelação fenomenal ou experiência subjetiva.
Também a ideia de que determinadas capacidades de modelos de linguagem sejam genuinamente “emergentes” permanece debatida.
Alguns desempenhos parecem surgir de forma abrupta em métricas específicas, mas parte desse efeito pode depender da escolha de tarefas, limiares e medidas de avaliação.
A posição mais defensável é esta:
Sistemas artificiais poderão ser candidatos a formas de organização cognitiva emergente se demonstrarem integração causal robusta, persistência funcional, auto-modelação verificável e capacidades de controlo unificado que não sejam explicáveis como simples justaposição de módulos.
A questão da consciência artificial permanece, assim, aberta e sujeita a critérios empíricos e filosóficos mais exigentes.
5. Programa científico e conclusão
A proposta do Corpus Informacional só adquirirá força científica se aceitar condições claras de comparação, teste e possível refutação.
Critérios de investigação
A teoria deve poder responder a perguntas concretas:
- Que medida distingue uma agregação complexa de uma organização emergente?
- Como se avalia a integração causal de um sistema?
- Em que circunstâncias uma descrição mesoscópica é causalmente superior a uma microdescrição?
- Que propriedades tornam uma arquitetura informacional candidata a suporte de consciência?
- Que resultados empíricos levariam à revisão ou rejeição da HEIC?
A Hipótese de Causalidade Coerente seria enfraquecida se estudos multiescalares mostrassem sistematicamente que descrições mesoscópicas não aumentam a capacidade causal, preditiva ou explicativa relativamente às descrições microscópicas.
A HEIC seria enfraquecida se sistemas com elevada integração, estabilidade e auto-modelação não apresentassem, de forma consistente, quaisquer indicadores funcionais associados à consciência, ou se esses indicadores surgissem de modo robusto em sistemas desprovidos dessas propriedades.
Aplicações possíveis
Na física, a proposta não explica, por si só, a origem das leis fundamentais.
Pode, porém, oferecer uma linguagem para investigar se certas estruturas espaciais, temporais ou gravitacionais são emergentes em modelos específicos de gravidade quântica.
Existem programas de investigação que relacionam geometria do espaço-tempo e entrelaçamento quântico, mas estes resultados não autorizam ainda uma conclusão universal sobre a emergência de todo o espaço-tempo físico.
Na biologia, a emergência pode ajudar a descrever a passagem de redes químicas para sistemas auto-organizados, metabolicamente regulados e evolutivamente estáveis.
O ganho não está em negar a química, mas em reconhecer que vida, função e adaptação requerem níveis de descrição próprios.
Na neurociência, a proposta não substitui a investigação do cérebro.
O seu contributo potencial consiste em formular critérios organizacionais para comparar arquiteturas neurais, dinâmicas cerebrais e possíveis correlatos causais da consciência.
Nas ciências sociais, o modelo permite investigar instituições, culturas e redes técnicas como padrões emergentes que condicionam os indivíduos sem deixarem de depender das suas ações e interações.
Conclusão
A emergência não deve ser tratada como uma palavra destinada a preencher lacunas explicativas.
O seu valor científico e filosófico depende da possibilidade de identificar mecanismos, escalas, condições e medidas que expliquem como novas formas de organização se tornam estáveis, causalmente relevantes e inteligíveis.
O Corpus Informacional propõe que a realidade pode ser estudada como uma pluralidade dinâmica de níveis organizacionais.
Nessa perspetiva, a informação não é uma substância mística nem um substituto abstrato da matéria; é o nome para relações estruturadas que podem conservar diferenças, produzir efeitos, integrar processos e sustentar formas de organização cada vez mais complexas.
A emergência é, assim, menos uma “arquitetura oculta” já demonstrada da realidade do que uma hipótese de trabalho sobre o modo como a realidade se organiza: estruturas microfísicas podem constituir padrões mesoscópicos; estes podem adquirir autonomia causal e funcional; e, em certos casos ainda por esclarecer, podem sustentar vida, cognição, significado e consciência.
O desafio futuro consiste em transformar esta intuição ontológica numa teoria comparativa: formalmente definida, empiricamente confrontável e filosoficamente capaz de explicar por que razão os níveis superiores não são ilusões da linguagem, mas dimensões reais da organização do mundo.
NOTA DO AUTOR
Este artigo foi desenvolvido no quadro do Corpus Informacional, teoria original do autor e não recebeu financiamento externo. A análise das implicações teóricas é da responsabilidade exclusiva do autor.
Correspondência: vitor.lima@crivosoft.pt
