A Teoria do Nível Funcional Sistêmico - NFS e a sua consequência, a Lei do Aumento da Informação Funcional - LIFI

Relembrando a definição de NFS: O Nível Funcional Sistêmico seria uma medida ou grau do funcionamento de um sistema no sentido do aumento da sua complexidade, dada pela combinação entre matéria, energia e informação, a quantidade de informação gerada, armazenada, transmitida e processada por ele, tendo esta um maior “peso” que as outras duas “variáveis” Por exemplo, temos menos massa que um leão, gastamos menos energia, mas a quantidade de informação processada por nós, devido ao nosso cérebro, faz com que o NFS seja maior. Como estamos lidando com sistemas complexos é impossível colocar tudo isto em fórmulas, mas seria algo como a massa x energia x informação; e pode ser diferente. Se ele cresce, a Informação Funcional também cresce, sendo dependente dele.

A Teoria do Nível Funcional Sistêmico - NFS postula que a evolução de qualquer sistema — seja ele mineral, biológico ou tecnológico — é governada por um aumento concomitante em sua base material, energética e informacional. Segundo esta teoria, a Informação Funcional não surge de forma isolada, mas como um resultado direto da elevação do NFS do sistema.

1. O Axioma da Trindade Sistêmica

Para que haja um aumento na funcionalidade, o sistema deve necessariamente alterar ou otimizar a relação entre três pilares:

Massa (M): o suporte físico ou a grandeza estrutural.

Energia (E): o potencial de ligação, o fluxo de manutenção ou o processamento.

Informação (I): a configuração específica, design, código ou simetria, que atribui propósito ou utilidade aos outros dois.

Postulado central: a Informação Funcional, expressa na Lei do Aumento da Informação Funcional - LIFI (Wong, Michael L. et al.), é a manifestação da organização da matéria e da energia em níveis de complexidade crescente. Sem a modificação da matéria/energia, a informação não pode ser armazenada nem transmitida.

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2. O Mecanismo de seleção para função

A LIFI propõe que a natureza seleciona por persistência e novidade. O NFS explica que essa seleção ocorre através do refinamento da estrutura:

• Persistência estática (ex: diamante): o aumento do NFS aqui é visto na transição de átomos de carbono isolados para uma rede cristalina. A configuração espacial (ângulos de 109,5°) maximiza a energia de ligação e a dureza, transformando informação estrutural em utilidade física.

• Persistência dinâmica (ex: estrelas e células): sistemas que mantêm um fluxo constante. No caso das estrelas, a evolução de Hidrogênio e Hélio para elementos pesados aumenta o número de prótons e níveis de energia (camadas eletrônicas), elevando o NFS cósmico.

• Geração de novidade (ex: membranas biológicas): no meu  exemplo da molécula ‘C’ que inibe a destruição por ‘B’ demonstra que o NFS aumenta quando o sistema adiciona uma ‘camada’ extra de proteção, massa, e um novo código de reconhecimento, a  informação.

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3. Comparativo: LIFI vs. NFS

A tabela abaixo sintetiza como o NFS atua como o motor por trás das observações da LIFI:

Característica LIFI	Explicação pelo Nível Funcional Sistêmico (NFS)
Universalidade	Ocorre do átomo ao software, pois tudo o que existe ocupa massa e processa energia.
Aumento de complexidade	É o resultado da compactação de mais funções em estruturas com configurações espaciais específicas.
Informação com propósito	A informação só é ‘funcional’ se houver uma estrutura física (M) capaz de realizar o trabalho (E).
Contraponto à entropia	O NFS é um ‘acumulador local de ordem’, utilizando energia externa para organizar a matéria e reduzir a desordem informacional.

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4. A Singularidade do Sistema Triclínico (o exemplo da turquesa)

Podemos utilizar a turquesa para ilustrar o aumento da informação através da quebra de simetria. No sistema triclínico (a ≠ b ≠ c e ângulos diferentes de 90°), o ‘baixo nível de simetria’ exige, paradoxalmente, uma maior quantidade de informação específica para descrever a estrutura do que um sistema cúbico simples. Isso prova que a evolução mineral não é apenas um amontoado de átomos, mas um refinamento da ‘informação de posição’ e de ligação.

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Síntese final

A Lei do Aumento da Informação Funcional é o efeito; o Nível Funcional Sistêmico é a causa. O universo tende a organizar sistemas onde a matéria e a energia são moldadas pela informação para garantir a persistência. Os compostos de carbono (PINTO, 2025) são as "centelhas da vida" porque possuem a versatilidade necessária para atingir níveis funcionais sistêmicos altíssimos, permitindo a transição da química para a biologia.

Referências

PINTO, Argos Arruda. A dependência da informação com a matéria e a energia. São Paulo, out. 2025. Disponível em: https://argosarrudapinto.blogspot.com/2025/10/a-dependencia-da-informacao-com-materia.html. Acesso em: 1 mar. 2026.

PINTO, Argos Arruda. Compostos de carbono: as centelhas da vida - Um texto interdisciplinar. São Paulo, dez. 2025. Disponível em: https://argosarrudapinto.blogspot.com/2025/12/compostos-de-carbono-as-centelhas-da.html. Acesso em: 1 mar. 2026.

Wong, Michael L. et al. "On the roles of function and selection in evolving systems". Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 120, n. 43, e2310223120, 2023.

Definition of Systemic Functional Level (SFL in english)

The Systemic Functional Level (SFL) would be a measure or degree of a system's functioning in terms of increasing complexity, given by the combination of matter, energy, and information. The amount of information generated, stored, transmitted, and processed by it has a greater "weight" than the other two "variables." For example, we have less mass than a lion, we expend less energy, but the amount of information we process, due to our brain, makes the SFL higher. Since we are dealing with complex systems, it's impossible to put all this into formulas, but it would be something like mass x energy x information; and it can be different.

If it grows, the Functional Information also grows, being dependent on it.

Example:

T-Rex vs. Human. The dinosaur possessed tons of mass and energy, but a limited SFL due to its information processing capacity. The human brain, weighing only 1.3 kg and consuming the energy of a 20W LED light bulb, achieves a higher NFS (LIFI) because the efficiency of functional information "leverages" the system to a new phase transition, a higher level.

The Law on Increasing Functional Information - LIFI - already had a foundation in 1998

In 2023, the Law of Increasing Functional Information, (LIFI), proposed by the American astrobiologist Michael L. Wong (@miquai.bsky.social), the American astrobiologist and geologist Robert Hazen (Carnegie Science), and collaborators, was presented to the scientific world. Upon reading about this work, I perceived a strong connection to the concept of Systemic Functional Level, which I documented in a book in 1998.

As a physicist, I saw there the confirmation written in my book *Systems and the Origin of Life* - https://argosarrudapinto.blogspot.com/2019/08/sistemas-e-origem-da-vida_29.html - that complexity does not arise from nothing.

The Systemic Functional Level (SFL) would be a measure or degree of a system's functioning in terms of increasing complexity, given by the combination of matter, energy, and information, the amount of information stored, transmitted, and processed by it, with this having a greater "weight" than the other two "variables." For example, we have less mass than a lion, we expend less energy, but the amount of information processed by us, due to our brain, makes the SFL higher. Since we are dealing with complex systems, it is impossible to put all this into formulas, but it would be something like mass x energy x information; and it may be different.*

LIFI proposes that systems evolve towards greater functional information. But here's the "trick" I've been advocating: Functional Information (FI) does not grow in a vacuum. It is dependent on what I call the Systemic Functional Level (SFL). If it grows, Functional Information also grows. Read the full article here:

[https://argosarrudapinto.blogspot.com/2025/08/a-lei-do-aumento-da-informacao.html]

The New Phase System (NFS) is the real integration between matter, energy, and information.

Why does this matter, for example, for the Origin of Life?

We often try to explain life only through biology, but the prebiotic transition is a Complex Systems Physics event: as another significant example: T-Rex vs. Human. The dinosaur possessed tons of mass and energy, but an NFS limited by information processing. The human brain, weighing only 1.3 kg and consuming the energy of a 20W LED light bulb, achieves a superior NFS because the efficiency of functional information "leverages" the system to a new phase transition, a higher level.

Practical Experience:

Throughout my career, I've realized that in any system—from a single cell to a company with new computers—the increase in information only generates evolution if the material and energetic support allows for raising the Functional Level. Without the correct substrate, the "law" has nowhere to operate.

I'm sharing a detailed article on how the Systemic Functional Level anticipated and complements this new vision of science.

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Note

(*) See more details with examples in my text "The Growth of the Systemic Functional Level through the history of life": https://argosarrudapinto.blogspot.com/2026/02/o-crescimento-do-nivel-funcional.html.

Definição de Nível Funcional Sistêmico

O Nível Funcional Sistêmico (NFS) seria uma medida ou grau do funcionamento de um sistema no sentido do aumento da sua complexidade, dada pela combinação entre matéria, energia e informação, a quantidade de informação gerada, armazenada, transmitida e processada por ele, tendo esta um maior “peso” que as outras duas “variáveis” Por exemplo, temos menos massa que um leão, gastamos menos energia, mas a quantidade de informação processada por nós, devido ao nosso cérebro, faz com que o NFS seja maior. Como estamos lidando com sistemas complexos é impossível colocar tudo isto em fórmulas, mas seria algo como a massa x energia x informação; e pode ser diferente.

Se ele cresce, a Informação Funcional também cresce, sendo dependente dele.

Exemplo:

O T-Rex vs. Homem. O dinossauro possuía toneladas de massa e energia, mas um NFS limitado pelo processamento de informação. O cérebro humano, com apenas 1,3kg e o consumo de uma lâmpada LED (20W), atinge um NFS superior porque a eficiência da informação funcional "alavanca" o sistema para uma nova transição de fase, um patamar mais alto.

O crescimento do Nível Funcional Sistêmico através da história da vida

A evolução não é um caminho em direção à perfeição, mas um processo em que a complexidade do sistema nervoso surgiu como uma estratégia caríssima — porém extremamente eficiente — para processar informação e garantir a sobrevivência. 

Aqui eu mostro a parte dessa árvore dos seres menos complexos em termos de matéria, energia e informação ao longo da história da vida, de bactérias, protozoários até ao ser humano, ou seja, o crescimento do Nível Funcional Sistêmico*, com também o crescimento da Lei do Aumento da Informação Funcional - LIFI: 

1. A base: excitabilidade celular (unicelulares). Espécies: bactérias, protozoários. 

O sistema: não há sistema nervoso. A "inteligência" é química. 

Matéria e energia: a comunicação ocorre via fluxos de íons através da membrana celular. É o nascimento do potencial de membrana, a base elétrica de todo pensamento futuro. O gasto energético é mínimo, voltado quase totalmente para a manutenção básica (homeostase). 

2. A rede difusa (Primeiros multicelulares). Espécies: cnidários (águas-vivas, anêmonas). 

O sistema: rede nervosa difusa. Não há cérebro; os neurônios estão espalhados pelo corpo. 

Matéria e energia: surgem os primeiros neurônios e sinapses. A energia agora é gasta para coordenar movimentos contráteis básicos. É um sistema "democrático": qualquer parte pode responder ao estímulo. 

3. A cefalização (bilatérios). Espécies: platelmintos (vermes planos). 

O sistema: o surgimento da "cabeça". Os neurônios começam a se agrupar em gânglios na parte frontal. 

Matéria e energia: centralizar o processamento economiza tempo e "fiação". Começamos a ver uma concentração de matéria orgânica especializada em processar sentidos (visão primitiva) na frente do animal. 

4. O tubo neural e o plano vertebrado (peixes e anfíbios). Espécies: primeiros vertebrados. 

O sistema: o sistema nervoso centralizado em um eixo (medula espinhal) e um cérebro dividido em três partes: anterior, médio e posterior. 

Matéria e energia: aqui o investimento energético sobe. O cérebro começa a coordenar funções complexas como natação predatória. A matéria é protegida por osso (crânio/coluna), sinalizando o quão valioso esse "hardware" se tornou. 

5. A expansão do telencéfalo (répteis e aves). O sistema: surgimento de estruturas como o complexo R (instintivo) e o início de processamentos sensoriais mais refinados. 

Matéria e energia: o metabolismo aumenta. Aves, especialmente, possuem neurônios densamente compactados para economizar peso (matéria) sem perder poder de processamento (energia). 

6. O neocórtex e a explosão metabólica (mamíferos a humanos). Espécies: de pequenos mamíferos a primatas e Homo sapiens. 

O sistema: o neocórtex. Esta camada externa "dobrada" (giros e sulcos) permite espremer uma enorme área de superfície dentro de um crânio limitado. 

Matéria e energia: o cérebro humano é o "buraco negro" energético do corpo. 

Massa: representa apenas 2% do peso corporal. 

Consumo: consome cerca de 20% de toda a energia (glicose e oxigênio) do organismo. 

 

Nota – Veja também: 

(*) PINTO, Argos Arruda. A dependência da informação com a matéria e a energia. In: PINTO, Argos Arruda. Argos Arruda Pinto. São Paulo, 6 out. 2025. Disponível em: https://argosarrudapinto.blogspot.com/2025/10/a-dependencia-da-informacao-com-materia.html. Acesso em: 13 fev. 2026.