Auto-Organização:  Estudos Interdisciplinares em Filosofia, Ciências Naturais e Humanas, e Artes

Michel Debrun; Maria Eunice  Q. Gonzales; Osvaldo  Pessoa Jr

Synopsis

Auto-organização: estudos interdisciplinares em filosofia, ciências naturais e humanas, e artes (digital)

Verifique a disponibilidade para aquisição desse volume impresso >>aqui<<

“Este é um livro que trata da auto-organização. Desde a década de 1950, este termo tem sido caracterizado de maneiras diferentes, mas por trás dessas definições existe uma idéia comum, uma intuição vaga e excitante de que novas estruturas possam emergir mais ou menos espontaneamente em certos domínios. Como isso seria possível?

O leitor está convidado a tentar desvendar este enigma a partir de sua própria área de conhecimento. Cada um dos dezessete artigos da coletânea é auto-suficiente, e pode servir de ponto de partida para um aprofundamento na questão da auto-organização. Para orientação, o leitor poderá vasculhar os resumos que apresentamos nos próximos parágrafos, ou iniciar com o Prefácio, escrita por Michel Debrun: "Por Que, Quando e Como Falar em 'Auto-Organização'?".

O professor Debrun tem coordenado as reuniões que deram origem a este volume. O livro constitui uma espécie de "memória ativa" de estudos que vêm se desenvolvendo desde 1986 no Centro de Lógica, Epistemologia e História da Ciência (CLE) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). No primeiro qüinqüênio, a problemática dessa série de seminários multidisciplinares foi "Ordem e Desordem"; a partir de 1991, passou a ser "Auto-Organização e Informação".

Foi então que esta coletânea começou a ser elaborada. Os artigos aqui apresentados foram escritos em diferentes etapas do desenvolvimento do grupo, e a data de entrega de cada capítulo encontra-se registrada no seu final. Enquanto o livro ia sendo organizado, alguns textos passaram a refletir apenas o estágio inicial da pesquisa dos seus autores; outros artigos são fiéis ao atual estado de entendimento dos autores, e alguns outros deixam transparecer claramente o desenvolvimento futuro de suas pesquisas em um dos campos de estudos da auto-organização.

Passamos agora a resumir cada um dos artigos da coletânea, e ao final deste prefácio apresentamos uma lista dos pesquisadores que têm participado dos seminários.

Na Parte I do livro, o filósofo político Michel Debrun aborda a idéia de auto-organização de um ponto de vista filosófico, fornecendo vários exemplos curtos tirados das Ciências Humanas e dos jogos esportivos. Em seu primeiro artigo, "A Idéia de Auto-Organização", de caráter mais introdutório, ele define auto-organização como o advento ou reestruturação de uma forma, devido principalmente ao próprio processo, e só em menor grau às condições de partida ou de contorno, ou a um supervisor. Distingue entre a auto-organização primária, na qual os elementos interagem sem supervisor nem objetivo global e passam a sedimentar uma forma ou a constituir um sistema, e auto-organização secundária, que ocorre em organismos já constituídos, possuidores de finalidades internas, e que apresentam partes que interagem de maneira "acavalada", podendo estar subordinadas a um elemento mais hegemônico. Debrun destaca várias características de processos auto-organizativos, como sua autonomia, o trabalho de si sobre si e o papel da criação, examinando criticamente a posição do sujeito na auto-organização.

Em seu segundo artigo, "A Dinâmica da Auto-Organização Primária", Debrun retoma a distinção entre auto-organização primária, um processo sem sujeito, e secundária, caracterizada pela aprendizagem. Apesar das diferenças, o autor destaca o que essas modalidades têm em comum, dentro de uma perspectiva neo-mecanicista. Passa então a enfocar a dinâmica da auto-organização primária, salientando três fases do processo: o corte que marca seu começo, a endogenização e interiorização crescente, e a cristalização de uma forma ou identidade. Debrun destaca também diferentes tipos de processos que não são auto-organizativos, e que chama de "autofuncionamento", "auto-organização negativa" e "hetero-organização". O artigo culmina com uma nova definição de auto-organização primária, que seria todo processo de interação de elementos realmente distintos que, ao invés de tender para um atrator já dado, sedimenta progressivamente seu próprio atrator e, portanto, se cria a si próprio enquanto sistema. Essa ausência de um atrator pré-estabelecido caracteriza uma "temporalidade efetiva" nos processos auto-organizativos.

A Parte II inclui quatro artigos que estudam a auto-organização dos pontos de vista lógico, matemático ou computacional. O lógico Walter Carnielli propõe uma maneira de definir a auto-organização emMatemática, no artigo "Auto-Organização em Estruturas Combinatórias".

Após definir de maneira precisa as noções de "estrutura", "estado" e "sistema", ele mostra que certas propriedades da organização de sistemas combinatórios (como o conhecido Teorema de Ramsey, segundo o qual, por exemplo, três pessoas em uma festa ou se conhecem mutuamente ou se desconhecem mutuamente, quaisquer que sejam os convidados da festa) surgem espontaneamente a partir de um "ponto de bifurcação" - um certo valor do número de elementos do sistema. Ao tratar de sistemas infinitos, caracteriza o que seriam perturbações aleatórias, e mostra que o sistema se auto-organiza para um ponto de bifurcação de valor bem determinado, sem que o sistema seja visto como "dissipando energia", ao contrário do que exigiriam as definições nas Ciências Naturais.

O lógico A.M. Sette, em "Máquinas de Brouwer e Auto- Organização", inicia o capítulo revendo seis exemplos de auto- organização, e examina alguns critérios propostos por Debrun para definir tais processos. Argumenta então que tais critérios são por demais restringentes, excluindo os exemplos vistos. Propõe assim uma definição de sistema espontaneamente organizado (incluindo os auto-organizados), o qual construiria paulatinamente sua identidade, em um processo de aumento de ordem, com um componente determinista e outro aleatório. Na segunda parte do artigo, o autor explora a visão filosófica do matemático L.E.J. Brouwer, em particular a sua constmção lógica do mundo a partir das sensações. Sette descreve um sistema dinâmico que representaria esta construção, e argumenta que essa "máquina de Brouwer" satisfaz os critérios de organização espontânea, mas não completamente os de auto- organização.

No artigo "Informação e Auto-Organização", o filósofo da matemática Jairo da Silva fundamenta as noções de ordem, organização, complexidade e auto-organização na Teoria Matemática da Informação. Inicialmente ele faz uma apresentação conceituai e matemática da teoria. Considerando a organização como um aumento de "ordem", ele nota que esta pode ser entendida de duas maneiras distintas: uma relacionada à regularidade e redundância, outra ligada à novidade e complexidade. A partir desses dois sentidos fundamenta-se a distinção entre "organização primária", na qual um sistema (ou um proto-sistema) passa a ter um fluxo de informação cada vez maior entre suas partes, e "organização secundária", onde um sistema aumenta sua complexidade através da redução do fluxo informacional entre suas parte. Processos desses tipos são de "auto- organização" quando eles não são meros desenvolvimentos necessários dos seus eventos inaugurais. Para finalizar, o autor resume a crítica que o biólogo H. Yockey fez, a partir da Teoria da Informação, dos roteiros de auto-organização da vida disponíveis na literatura.

O filósofo da ciência Osvaldo Pessoa Jr., em "Medidas Sistêmicas e Organização", inicia o capítulo discutindo algumas características da noção de "sistema". Considera quinze definições diferentes dadas na literatura para as medidas sistêmicas de organização, ordem e complexidade, e propõe-se a explorar as relações entre tais medidas. Para isso, toma como exemplo de sistema as redes booleanas exploradas pelo biofísico Stuart Kauffman, esclarecendo de passagem as duas noções de auto-organização usadas por ele. Pessoa propõe então duas medidas de organização em redes conexionistas. A "integração" mediria a organização na acepção dada por W. Ross Ashby, enquanto grau de condicionalidade entre os elementos do sistema. A "pluralidade" mediria como o poder causai dos elementos está distribuído. Através de simulações no computador, o autor encontrou uma correlação entre a pluralidade e uma medida de desordem dada pelo número de ciclos atratores de uma rede conexionista. Como próximo passo, pretende implementar um ambiente em tomo do sistema estudado.

A Parte III deste volume contém três artigos que abordam a auto-organização nas Ciências Naturais. Em "Estabilidade Estrutural e Organização", o engenheiro José Roberto Piqueira apresenta de maneira didática aspectos da Teoria de Sistemas Dinâmicos, examinando as idéias de estabilidade estrutural, bifurcação e caos determinístico. Passa então a explorar como se pode definir o conceito de auto-organização neste domínio, já que a mera transposição do conceito usado na Termodinâmica de sistemas abertos não é válida para sistemas autônomos, que não interagem com um ambiente. Sublinha a distinção entre a dinâmica rápida de um sistema autônomo e sua dinâmica lenta, salientando que uma mudança na dinâmica lenta pode alterar o grau de complexidade da dinâmica rápida. Uma organização "secundária" caracterizaria situações de estabilidade estrutural da dinâmica rápida, e o autor mostra que ela implica uma organização primária, resultante da constância de uma medida entrópica por ele definida. Uma medida de complexidade e a definição de auto-organização são deixadas para um trabalho posterior.

Os físicos Roberto Luzzi e Áurea Vasconcellos, em "Estruturas Dissipativas Auto-Organizadas: um Ponto de Vista Estatístico", exploram a nova Física dos sistemas que exibem comportamento complexo. Concentram-se nas estruturas dissipativas definidas por Ilya Prigogine e colaboradores, que são sistemas macroscópicos mantidos longe do equilíbrio por fontes externas, seguindo leis não-lineares, e que apresentam uma ordem espacial, temporal ou de outro tipo. O termo "auto-organização" se aplica a esses sistemas porque a estrutura emergente não é imposta do exterior, mas resulta das leis de evolução do próprio sistema. Após indicar os passos que devem ser tomados para descrever matematicamente uma estrutura dissipativa, os autores apresentam a abordagem desenvolvida por eles para fundamentar tais estruturas termodinâmicas em uma Mecânica Estatística de não-equilíbrio. Bastante ênfase é dada ao cálculo da distribuição de probabilidades iniciais, que segue o método de maximização da entropia estatística de E.T. Jaynes. Luzzi e Vasconcellos retomam então à discussão geral sobre a auto-organização em sistemas físico-químicos, apontando extensões para sistemas biológicos e, mais detalhadamente, para sistemas socioculturais. Considerando a natureza do método científico, concluem ressaltando o papel que o conceito de "auto-organização" teria na unificação das diversas ciências.

No artigo "Auto-Organização na Biologia: Nível Ontogenético", o filósofo da ciência Alfredo Pereira Jr., o biólogo Romeu Guimarães e o biofísico João Chaves Jr. partem de um histórico dos diferentes usos da noção de auto-organização em Biologia. Deixando de lado a questão do papel da auto-organização na evolução biológica (filogênese), eles argumentam que a geração e desenvolvimento de um indivíduo (ontogênese) a partir da informação genética herdada é um processo de auto-organização. A informação constitutiva presente em cada célula é invariante, mas os processos de leitura desta informação são sensíveis a efetores físico-químicos provindos dos ambientes interno e externo à célula. Esta diversificação informacional, que surge com o ruído ambiental, caracteriza a auto-organização ontogenética, sendo que a estabilidade do ser vivo é mantida devido à "versatilidade funcional" e às redes regulatórias. Após tecerem considerações epistemológicas sobre a auto-organização biológica, os autores descrevem os mecanismos de regulação bioquímica envolvendo proteínas alostéricas, e destacam quatro patamares de auto-organização ontogenética: genético, morfogenético, humoral e neural.

A Parte IV trata da auto-organização nas Ciências Cognitivas, do Comportamento, e na Lingüística. Em "Ação, Causalidade e Ruído nas Redes Neurais Auto-Organizadas", a filósofa da ciência cognitiva Maria Eunice Gonzales investiga em que medida o conceito de auto-organização pode ser adequadamente usado na Ciência.Cognitiva. De início, descarta o uso deste termo nos modelos, baseados em regras simbólicas, da Inteligência Artificial. Considera então diferentes tipos de modelos do Neoconexionismo, concentrando-se no treinamento não supervisionado. Apesar de tais redes com aprendizagem por competição serem conhecidas na bibliografia como "auto-organizadas", a autora argumenta que elas carecem de certas propriedades da auto-organização, faltando-lhes um princípio motor, fundamental na matéria viva organizada. Após considerar a distinção entre auto-organização primária e secundária, e o modelo da Teoria da Harmonia, de Paul Smolensky, retoma a tese de que nossas habilidades inteligentes estão essencialmente entrelaçadas a nossas ações no ambiente. Considera então o modelo de aprendizado de um robô, desenvolvido por Paul Verschure e colaboradores. Porém, como o robô em questão apenas se locomove, mas não age no ambiente, o modelo não preencheria todos os requisitos da auto-organização secundária.

A pesquisadora do desenvolvimento motor humano Ana Maria Pellegrini, em "Auto-Organização e Desenvolvimento Motor", faz um exame das várias teorias de controle, aprendizagem e desenvolvimento motor no ser humano. Nas visões mais recentes, ligadas à Teoria da Ação e à Teoria dos Sistemas Dinâmicos, o desenvolvimento motor pode ser considerado um processo de auto-organização, entendido como a formação de padrões através da cooperação entre elementos materiais, sem que a nova organização produzida esteja contida em um dos elementos ou no ambiente. Uma das condições para essa auto-organização é a "flexibilidade organizacional", ou seja, o acesso que o organismo tem a diferentes estados potenciais. A direção desta auto-organização é dada pelo ambiente. No debate entre hierarquia e heterarquia, a autora defende que, no processo auto-organizativo do desenvolvimento motor, sempre há alguns subsistemas que têm domínio sobre os outros, mas com o passar do tempo esse domínio é transferido, de forma que não há um centro que sempre domine.

Uma atitude mais cética em relação ao valor da noção de auto-organização transparece no artigo da lingüista Eleonora Albano, "Auto-Organização e Ontogênese dos Sistemas Fônicos". Deixando de lado o debate entre o inatismo lingüístico (Chomsky) e a auto-organização psico-lingüística (Piaget), a autora considera o termo "auto-organização" em uma acepção heurística. Tal acepção se aplicaria a processos nos quais uma instabilidade inicial, como a existente inicialmente no repertório caótico de segmentos fônicos em uma criança, é gradativãmente substituída por uma estabilidade final, sem que a organização deste repertório seja diretamente transferida por adultos. Essa descrição, feita em termos de "traços" lingüísticos, tem sido complementada na última década por uma abordagem mais quantitativa que fundamenta o "gesto" lingüístico na motricidade. A partir da união desses dois pontos de vista, a autora desenvolve uma abordagem mais neuropsicológica que chamou de Fonologia dos Atos e Efeitos. Nesta, a interação mútua entre motricidade e percepção, que se modulam com o passar do tempo, está fortemente acoplada com a experiência. Isso tomaria inadequado, na opinião da autora, o uso do termo "auto-organização", salvo talvez no sentido mais fraco de auto-organização "secundária".

No artigo "Auto-Organização em Brincadeiras de Crianças: de Movimentos Desordenados à Realização de Atratores", a física Amélia Império-Hamburger e as psicólogas Maria Isabel Pedrosa e Ana Maria Almeida descrevem-os movimentos de um grupo de crianças brincando em uma sala, utilizando conceitos da teoria de sistemas dinâmicos. Em certos momentos, o movimento das crianças lembra o movimento aleatório "browniano" mas, no "campo de interações" sociais, certas configurações ordenadas se estabilizam como atratores. Esta evolução caracteriza a auto-organização no sistema, sem no entanto que o componente aleatório seja eliminado. As autoras salientam assim o balanceamento entre ações espontâneas dos indivíduos e encadeamentos determinísticos que regem as ações do coletivo. Para estes últimos, propõem um conjunto de princípios de sociabilidade, que promoveriam o compartilhamento de significados que surge nas trocas entre as crianças no "espaço de informação".

A Parte V do livro envolve a auto-organização em Administração e nas Ciências Sociais. Nenhum artigo específico sobre as Ciências Sociais é apresentado, apesar da importância do tema, mas considerações sobre o assunto podem ser encontrados nos capítulos 1, 2, 8 e 13 desta coletânea, e no texto "Organização Informal, Auto-Organização e Inovação", do engenheiro Ettore Bresciani F-, que enfoca o problema da mudança organizacional em empresas industriais. Uma organização social envolve um conjunto de indivíduos que interagem e exercem atividades de forma estável, tendo em vista um objetivo claro a ser atingido no ambiente externo. Por "auto-organização", entende-se um processo de evolução com variação na complexidade, resultante de uma sucessão de desorganizações e reorganizações, sem o planejamento explícito de agentes internos ou externos. Dentro de uma organização formal, devido a situações diversas, é comum surgirem organizações informais (com efeitos positivos ou negativos) por meio de processos de auto-organização. Bresciani argumenta que a concessão de um grau maior de autonomia aos indivíduos (mantendo um compromisso entre o determinismo das regras formais e o caos que decorre da ausência destas regras) facilita a auto-organização dentro da empresa, e isso beneficia a adaptação da organização ao ambiente externo, facilitando entre outras coisas o processo de inovação tecnológica.

A última divisão do livro, a Parte VI, trata da auto-organização na produção artística. Três artigos são apresentados, todos relacionados com a Música. O filósofo lulo Brandão, em "Unidade e Diversidade como Correlatos da Ordem e da Desordem no Campo da Estética", inicia o capítulo explorando a noção de ordem na Filosofia, que seria um princípio ou idéia que unifica um conjunto de elementos reais ou perceptuais. Cada período histórico tem as suas ordens próprias, como mostra o autor ao examinar as diferentes ordens musicais: modal, modal-tonal, tonai clássica e romântica, atonal livre e dodecafônica. Na ordem tonai, por exemplo, cada composição apresenta uma estrutura hierárquica na qual os sons se subordinam a um centro organizador, formado por um par tônica-dominante. Em contraste com isso, a auto-organização estaria associada à ausência de um centro organizador, e se manifestaria na ordens atonais, onde o centro único desfaz-se em vários pivôs coordenados.

Examinando com maior detalhe essa questão da "Música e Auto-Organização", a musicóloga Najat Gaziri parte de uma descrição da composição musical enquanto sistema, cuja organização depende de uma ordem interna (configuração temporal e espacial de componentes) e de uma ordem seqüencial (padrões sonoros em desenvolvimento). A autora aponta três níveis em que se manifestam princípios de auto-organização. Primeiro, no processo de composição da música tradicional, o compositor vai selecionando novos elementos, o que gera uma nova ordem e restringe as possibilidades subseqüentes. Neste processo humano de criação, exemplificado por uma obra de Almeida Prado, elementos novos podem gerar instabilidades que clamam por uma resolução que retome o equilíbrio. Em segundo lugar, ocorre auto-organização na "composição como processo" da Música contemporânea, como na obra de Steve Reich, em que microfones suspensos balançam junto a auto-falantes, Uma terceira manifestação de auto-organização ocorre na Música Aleatória de compositores como Cage e Stockhausen.

Exemplos adicionais de composições que manifestam aspectos da auto-organização são fornecidas pelo matemático e músico computacional Jônatas Manzolli, em "Auto-Organização: um Paradigma Computacional". Ele salienta que o compositor e sua obra organizam-se em geral através de um processo interativo. Tal retroalimentação seria uma marca da auto-organização na criação musical. Enfoca então o uso de algoritmos para compor música, que vem desde o século XI com Guido d’rezzo, passando por J.S. Bach e pelo Jogo de Dados de Mozart. Neste caso, aparecem as seguintes características de auto-organização: convivência de processos deterministas e aleatórios, sensibilidade às condições iniciais, e o todo sendo maior que a soma das partes. Em certas composições contemporâneas, o acaso (ruído) é usado para gerar ordem, e na Música Computacional, noções retiradas da Teoria de Sistemas Dinâmicos (como a auto-semelhança) são utilizadas na composição. O autor termina descrevendo um conjunto de composições por ele criadas, inspiradas na idéia de auto-organização”.