Você deve ter notado que nas sub- unidades anteriores
eu tenho falado muito em complexidade informalmente,
mas eu ainda não defini o termo complexidade.
Essa é a razão que verifica-se que
complexidade é difícil de definir ou mais precisamente, tem tantas
definições em diferentes campos.
Então, como os pesquisadores de sistemas complexos medem a complexidade do sistema?
O artigo de Seth Lloyd chamado de medidas de complexidade,
uma lista não exaustiva, tem algo como quarenta e duas definições diferentes,
para medir complexidade, incluindo informação Shannon, algorítimo complexo,
dimensões fractais, profundidade termodinâmica, etc...
Há uma única e abrangente definição de complexidade?
É bem duvidoso. Essas diferentes definições são usadas para medir
diferentes aspectos do sistema.
Neste curso, falaremos profundamente sobre dois destes:
Informação Shannon e Dimensão Fractal.
Como eles usaram e porque eles são úteis.
Também discutiremos o problema geral da definição e medidas da complexidade no mundo real.
Antes de seguir em frente, quero mencionar as idéias de complexidade
em um excelente e clássico artigo chamado, "ciência e complexidade"
escrita pelo matemático americano Warren Weaver em 1948.
Weaver dividiu os problemas em três categorias interessantes cientificamente:
A primeira categoria ele chamou de: Problemas da Simplicidade.
Esses problemas envolvem apenas algumas variáveis.
Alguns exemplos podem ser, relacionados a pressão e temperatura
em termodinâmica; ou eletricidade, relacionado a corrente, resistência e voltagem;
na dinâmica da população relacionado a população versos tempo.
Todos esses problemas foram tratados
no século 19 e começo do século 20,
em física, química, biologia e por aí vai.
Então Weaver vai para uma segunda categoria,
que ele chamou de : Problemas Complexos da desorganização.
Estes problemas envolvem bilhões ou trilhões de variáveis.
Um exemplo seria o entendimento
das leis de pressão e temperatura, como decorrentes de trilhões de
desorganizadas moléculas de ar em um quarto ou na atmosfera.
Estes são entendidos por meio através de médias de um grande conjunto de variáveis.
Quando nós olhamos para o entendimento de temperatura,
nós não olhamos para uma posição e energia em particular,
de cada molécula de ar individual.
Em vez disso, entendemos temperatura como a energia média
de trilhões de moléculas.
A ciência das médias vem sob a rubrica da estatística mecânica,
que lida com este tipo de problemas.
A chave aqui é que assumimos muito pouca interação entre as variáveis.
E isto que nos permite tomar médias significativas.
No caso da temperatura do gás,
o todo é a soma, ou equivalência da média das partes.
A última categoria de Weaver foi os problemas da complexidade organizada.
Estes problemas incluem exemplos que eu lhe dei mais cedo,
os problemas de interesse dos pesquisadores de sistemas complexos.
Estes são problemas que envolvem um número moderado à grande de variáveis
Mas a chave aqui é que devido as interações não lineares deles,
as variáveis não podem ser significativamente a média.
Falaremos mais precisamente sobre o significado do termo "não linear"
na próxima unidade.
Weaver caracterizou estas como "problemas dos quais envolvem,
tratamento simultâneo com um número considerável de fatores,
que estão inter-relacionados em um todo orgânico".
Então isso realmente passa a noção de emergir.
Este "todo orgânico"se refere ao comportamento emergente
do sistema.
No artigo de Weaver, ele nos dá uma linda lista de questões como exemplos
de problemas de complexidade organizada.
É muito impressionante notar que embora o artigo de Weaver
tenha sido publicado em 1948, todos estes problemas apontam para
problemas que ainda são questões em aberto na ciência de sistemas
complexos, quase 7 décadas depois.
Irei passei algumas das questões dele aqui.
O que faz uma prímula de tarde abrir,quando ela abre?
O que descreve o envelhecimento em termos bioquímicos?
O que é um Gene, e como é que a constituição genética de um
organismo vivo, se expressa na característica desenvolvida do adulto?
Em que depende o preço do trigo?
Como a moeda pode ser sabiamente e efetivamente estabilizada?
Como se pode explicar o padrão de comportamento de um grupo de
pessoas organizado tal como um sindicato de trabalhadores,
ou um grupo de manufaturados ou uma minoria racial?
Weaver chegou a dizer que: "Que estes problemas são muito complicados
para se obter com as velhas técnicas do século 19, que foram tão
dramaticamente sucesso em dois, três ou quatro variáveis problemas da simplicidade.
Estes novos problemas, além disso não podem ser controlados por
técnicas estatísticas tão efetivas, em descrever o comportamento médio
nos problemas de complexidade desorganizada".
E indo ainda mais longe Weaver disse: "Esses novos problemas, e o futuro
do mundo depende em muitos deles, requer ciência para fazer um terceiro
e grande avanço, um avanço que deve ser maior que a conquista de problemas
de simplicidade no século 19 ou
a vitória no século 20 dos problemas de complexidade desorganizada.
A ciência deve ao longo dos próximos 50 anos, aprender a lidar com estes
problemas de complexidade organizada".
Bem, fazem quase 70 anos desde que Weaver escrever este artigo.
Um dos propósitos principais deste curso, é deixar você saber quão longe
nós chegamos em lidar com os problemas de complexidade organizada,
e quais as novas ferramentas tem desenvolvido a ciência da complexidade
para lidar com eles.
Mesmo não indo tão profundamente dentro das definições formais nesta
classe, vamos investigar um pouco mais a questão," O que são sistemas Complexos"?
Que tem muitas e diferentes possíveis respostas.
Vamos direto para os especialistas.
A próxima sub-unidade, dá uma amostra para isto com vários
e bem conhecidos especialistas no campo.
Note que existe uma grande quantidade de respostas variadas, algumas também
convergem em uma definição.