A dependência da informação com a matéria e a energia

A informação é um conjunto de dados ordenados e contextualizados que transmitem um ou mais significados, transformando dados brutos em conhecimento útil e compreensível. 

O termo "contextualizados" nos proporciona um significado, sendo importante nesta definição. Por exemplo, a sequência de números 19:30, com os dois pontos, pode ser apenas dados. Mas, se você adicionar o contexto de "horário de chegada", ela se torna a informação de que "o voo chegará às 19:30". 

Sabemos que uma ou mais informações precisam ser transmitidas por um caminho até chegar ao seu destino. Pense em uma transmissão de voz através de um celular até outra pessoa entender o que você diz. Colocarei em uma sequência numérica algo essencial a essa propagação, precisando do que está no título deste texto, a matéria e a energia: 

1. Primeiro, entre você pensar no que dirá e os impulsos nervosos chegarem até as suas cordas vocais, ocorrem muitos processos como a quebra das moléculas de ATP (trifosfato de adenosina), matéria, fornecendo energia para processos celulares como a entrada e saída dos íons de sódio e potássio, matéria, dentro dos neurônios e depois nos axônios, matéria, sendo os impulsos nervosos. Tudo isso provém da atividade de milhões de neurônios ativando de redes neuronais inteiras em diferentes áreas do cérebro. Por exemplo, pensar em um carro pode ativar neurônios na área de processamento visual (para a marca, cor etc.), na área da memória (para lembrar onde você o viu na última vez) e na área da linguagem (para o nome "carro"). 

2. Impulsos chegando nas cordas vocais, que são músculos, matéria, os fazem vibrar, a energia mecânica, e, acionadas pelo ar, matéria, que sai dos pulmões, produzem o som da voz. Esse som é a energia sonora de sua voz, ondas de compressão e rarefação do ar, atingindo o alto-falante, matéria, do seu smartphone. 

Dentro do alto-falante, essas ondas sonoras fazem uma pequena membrana, matéria, vibrar. Essa vibração é uma forma de energia mecânica. 

3. A vibração da membrana no microfone é convertida em sinais elétricos, a corrente elétrica. Isso acontece por meio de um pequeno transdutor, que transforma o movimento em variação de tensão elétrica. Aqui temos elétrons, matéria, em um fio, também matéria, com energia de movimento, cinética. 

4. O sinal elétrico é processado e enviado para o transmissor do smartphone. Esse transmissor converte a energia elétrica dos elétrons em ondas eletromagnéticas (sinais de rádio, energia "pura"), que viajam pelo ar até uma torre de celular. 

5. A torre de celular, matéria, e, posteriormente, o segundo smartphone, recebem as ondas eletromagnéticas. A antena, matéria, no segundo smartphone captura essas ondas e as converte de volta em sinais elétricos e chegam ao fone de ouvido do segundo smartphone. Dentro do fone, um pequeno alto-falante recebe o sinal elétrico e faz sua própria membrana vibrar. Essa vibração gera ondas sonoras que chegam ao ouvido da segunda pessoa, permitindo que ela ouça e entenda a mensagem. 

De tudo isto descrito, inclusive sem citar em detalhes o processo de conversão no ouvido da energia sonora para impulsos nervosos, chegando aos neurônios de redes neurais a serem entendidos pela segunda pessoa, para não ficar cansativo a você, leitor, a energia, através de corpos materiais e energia eletromagnética, muda de forma mais de dez vezes e algo é preservado: a informação. 

Digamos que você queira transmitir também mensagens por meio de imagem de televisão, criar um programa seu. Terá um microfone, aparelhos de transmissão de rádio, tv etc. Seu smartphone não necessariamente terá utilidade, mas seus ouvintes poderão vê-lo através deles. Mais informações serão veiculadas nesse sistema e os ouvintes passarão a ver vários detalhes que antes nada viam: seu rosto, roupa, cenário, movimentos seus com papéis em cima de uma mesa etc. Para tanto houve um aumento de matéria e energia com câmeras que envolvem circuitos elétricos, lentes, pessoas filmando etc. É muito fácil imaginar a superioridade em complexidade entre apenas uma transmissão de voz e outra incluindo imagens. Estas ainda transformam fótons de luz de todo o local onde você está em impulsos elétricos a serem restaurados nos aparelhos das casas de milhões ou dezenas de milhões de telespectadores. É muito mais informações dentro do sistema sendo transmitidas. 

Sinceramente eu não me lembro de qual livro tomei contato com uma descrição a respeito da transmissão de voz via rádio, na qual eu adaptei para um smartphone. Sobre a televisão eu mesmo criei. Talvez fora de um livro do pesquisador de inteligência artificial, engenheiro, neurologista, sociólogo e psiquiatra inglês, W. Ross Ashby (1903-1972), de nome Introdução à Cibernética, mas, o que mais importa é a ideia por mim memorizada do quanto a energia é transformada através de meios materiais preservando a transmissão e a qualidade da informação.

P.S.: nos dois casos citados da transmissão da informação houve um aumento do nível funcional sistêmico, mas não espontâneo, naturalmente.

Nota:

(*) Nível Funcional Sistêmico

É uma medida da estrutura e do funcionamento de um sistema [criado por mim], com base na quantidade de matéria, energia e informação funcional que ele contém.
Eu o defino como o funcionamento de um sistema em si, que abrange uma certa medida das variáveis ​​de matéria, energia e informação funcional. Informação funcional é aquela que é útil e significativa para o desempenho do sistema.
Serve como parâmetro para avaliar a estrutura e o funcionamento do sistema como um todo. É uma maneira satisfatória de explicar como diferentes sistemas funcionam.
A ideia central é que um sistema pode aumentar seu nível funcional quando há um aumento na quantidade e no fluxo de matéria, energia e informação funcional, levando-o a uma "transição de fase" de um plano inferior para um superior de funcionamento.
O nível funcional sistêmico revela a proporção e a interação entre matéria, energia e informação funcional dentro de um sistema, indicando sua capacidade de operar e evoluir. Um exemplo notável é o cérebro humano, que, apesar de sua pequena massa e baixa potência neuroelétrica, demonstra um nível funcional sistêmico extremamente alto devido ao seu complexo processamento de informações.

Link de Definição de Nível Funcional Sistêmico (resumido): https://argosarrudapinto.blogspot.com/2025/07/definicao-de-nivel-funcional-sistemico.html

Ver mais em:

Nível Funcional Sistêmico
https://argosarrudapinto.blogspot.com/2024/07/nivel-funcional-sistemico.html

Relações entre a lei do aumento da informação funcional e o nível funcional sistêmico

A lei do aumento da informação funcional é uma proposta científica recente que busca unificar e expandir a compreensão da evolução, aplicando-a a uma vasta gama de sistemas complexos, tanto biológicos quanto inorgânicos. O conceito está intimamente ligado ao nível funcional sistêmico, que se refere à capacidade de um sistema de se tornar mais complexo, funcional e adaptável ao longo do tempo.

  

A proposta foi formulada por pesquisadores como Michael L. Wong (astrobiólogo da Carnegie) e colegas, e pretende se juntar a outras leis da natureza, como a da gravidade e da termodinâmica.  

Ela postula que um sistema evolui se suas diferentes configurações forem submetidas a uma seleção para uma ou mais funções. A informação funcional (IF), nesse contexto, é uma medida da raridade e da eficiência de uma configuração para executar uma função específica, ou seja, quanto mais rara e funcional, maior sua IF. 

 

O aumento da informação funcional ocorre através de três funções fundamentais:  

• Estabilidade: a persistência de arranjos estáveis, como átomos ou moléculas. Os sistemas que mantêm a estabilidade são selecionados para continuar. 

• Dinâmica: a persistência de sistemas dinâmicos que requerem um fornecimento contínuo de energia. Esses sistemas são selecionados por sua capacidade de persistir em movimento. 

• Novidade: a capacidade de sistemas explorarem novas configurações, gerando inovações, comportamentos ou características inéditas. Essa função é o que impulsiona a complexidade.  

O Nível funcional sistêmico 

 

O nível funcional sistêmico é a forma como a lei do aumento da informação funcional se manifesta na prática. À medida que a informação funcional aumenta, a complexidade e a capacidade de adaptação do sistema também crescem. Isso significa que os sistemas se tornam mais do que a soma de suas partes, exibindo comportamentos e propriedades que não poderiam ser previstos a partir da análise de seus componentes isolados. As propriedades emergentes.  

 

Exemplos da aplicação da lei do aumento funcional 

• Minerais: o estudo aponta que, no início, existiam apenas algumas centenas de espécies minerais, mas a evolução geológica e a interação com a vida levaram à diversificação de mais de 5.900 tipos de minerais na Terra. 

• Sistemas vivos: de forma similar à evolução biológica de Darwin, a lei explica como a seleção natural atua para gerar organismos mais complexos e eficientes. 

• Sistemas inorgânicos: a lei se aplica a sistemas não vivos, como estrelas e planetas, para explicar como eles evoluíram ao longo do tempo.  

Implicações e relação com a Teoria da Complexidade 

 

Essa nova lei da natureza se conecta com conceitos da teoria da complexidade, que estuda sistemas com múltiplas partes interconectadas, cujas interações resultam em resultados imprevisíveis. A lei do aumento da informação funcional oferece uma lente para entender como esses sistemas complexos se tornam mais organizados e funcionais, mesmo que a segunda lei da termodinâmica (que prega o aumento da entropia ou desordem) permaneça válida. A diferença é que a nova lei se aplica especificamente a sistemas que passam por um processo de seleção para função, superando a tendência geral de aumento da desordem. 

 

O Nível Funcional Sistêmico tem uma relação direta com a Auto-Organização da Matéria e as propriedades emergentes?

Sim, o Nível Funcional Sistêmico tem uma relação direta com as propriedades emergentes.

Para entender a conexão, podemos considerar os três conceitos em conjunto:

• Auto-organização da matéria: É o processo pelo qual a matéria se organiza espontaneamente em estruturas mais complexas e ordenadas.

• Propriedades emergentes: São as características ou comportamentos de um sistema que não podem ser previstos ou explicados pela soma de suas partes isoladas. Elas surgem apenas quando as partes interagem em um nível de complexidade superior.

• Nível Funcional Sistêmico: Representa o grau de função ou a "complexidade funcional" de um sistema.

A auto-organização da matéria é o processo que permite o surgimento de novas estruturas. Com o surgimento dessas estruturas, novas interações entre os componentes se tornam possíveis. É a partir dessas novas interações que as propriedades emergentes se manifestam.

Por exemplo, a vida é uma propriedade emergente da matéria. Nenhuma molécula isolada possui "vida", mas quando as moléculas de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e outras se organizam de uma forma específica, a vida "emerge" como uma nova propriedade do sistema.

Nesse contexto, o Nível Funcional Sistêmico aumenta à medida que essas novas propriedades emergentes tornam o sistema mais adaptável, eficiente ou capaz de realizar novas "funções", como a autorreplicação, o metabolismo ou a consciência. Portanto, as propriedades emergentes são um resultado da auto-organização e, ao mesmo tempo, um motor para o aumento do Nível Funcional Sistêmico.