Observações:
1. Este texto, como o próprio nome sugere, é especulativo, para opiniões das mais diversas dos leitores, porque suas duas concepções ainda não estão estabelecidas. Não tenho a pretensão de dizer sim ou não à pergunta do título;
2. Se você já conhece estes dois conceitos, comece a ler este texto pela Parte II;
3. No meu texto "A Lei do Aumento da Informação Funcional (LIFI) em relação com o Nível Funcional Sistêmico (NFS) feita pela IA"*, existem comparações com os dois conceitos, mas, neste agora, elaborado apenas por mim, são as minhas ideias sobre o assunto.
Parte I
Deixo aqui dois exemplos do meu livro Sistemas e a origem da vida** a fim de mostrar a semelhança entre os dois conceitos do título do texto:
""... Pretendo expor agora a principal ideia às nossas discussões nas quais caberá em primeiro momento um exemplo bem simples, embora não pertencente à física, à química ou a biologia, para depois voltar diretamente às questões da natureza. Imagine uma pequena empresa onde as pessoas trabalham com tarefas tão comuns a este tipo de sistema como o registro de entrada de mercadorias, vendas, cobrança, entregas dos produtos etc. Cinco pessoas realizam eficientemente todo o trabalho com uma carga horária de oito horas por dia cada uma. A chegada de um computador pode ser uma ameaça aos empregos dos funcionários, pois ao realizar tarefas rotineiras com maior rapidez ele deixa algumas dessas pessoas com um maior tempo livre. Mas os dirigentes preferem canalizar esse tempo extra para os funcionários ajudarem-nos no crescimento desta empresa. Eles seriam usados em novas funções visando um maior faturamento e novas tarefas aparecem como uma novidade para eles: um dos funcionários passaria de burocrata a vendedor, outro ajuda seu chefe em novas metas de vendas enquanto o volume de mercadorias aumenta. E o tempo gasto para se gerenciar o fluxo dessas mercadorias, mesmo usando o computador, poderá aumentar, pois a quantidade delas cresceu em um ritmo desproporcional ao esperado, requerendo mais trabalho de um terceiro funcionário.
O crescimento da empresa se torna algo viável onde o fluxo de informações se torna maior juntamente com o fluxo de mercadorias e do objeto principal de um sistema desta natureza, o dinheiro.
Não há como negar que existem mais coisas envolvidas em situações deste tipo como uma boa administração, visão para novos negócios etc., mas a ideia básica de aumento na quantidade de informação e fluxo de mercadorias se revela algo muito importante na qual esse sistema obteve então uma transição de fase, digamos assim, de um plano mais baixo para outro mais alto em termos de funcionamento. Introduziu-se um elemento, o computador, que ao processar mais rápido e com qualidade as informações necessárias a um aumento da produtividade da empresa, ajudaram-na em seu crescimento. Eu disse mais qualidade no sentido de buscar alternativas imprescindíveis a um empreendimento destes antes impossíveis aos funcionários e aos dirigentes. [Este trecho foi uma experiência acontecida comigo quando o dono da empresa na qual eu trabalhava colocou um computador, para mim, na tentativa bem-sucedida de se chegar a informações não conhecidas por ele mesmo. Encontrei números sobre ela, realizando tarefas desconhecidas pelo dono, mesmo tendo ele quinze anos à frente daquela empresa.]
Entrando na química, se uma substância na qual batizamos de A, é reagente com B para uma determinada reação no interior de um envoltório ou membrana em suspensão, e C é o produto desta reação, podemos dizer que a membrana efetua constantemente uma seleção no meio ambiente, pois, dentre centenas ou milhares de outras substâncias, apenas algumas serão aceitas. A eliminação de C, ao reconhecê-la como "algo sem importância”, evitará um acúmulo talvez indesejável desta substância no interior do sistema. Além dele possuir energia, pois em qualquer reação química ela está presente, notamos também um processamento, embora muito simples, de informação.
Outra membrana poderá deixar entrar em seu interior um número maior de moléculas ou átomos. Imagine então três substâncias como as citadas anteriormente, A, B e C, e na qual outra, D, penetre no interior da membrana prejudicando a reação em andamento. O sistema poderá ser destruído pelo menos no que se refere à reação, mas a presença de uma quinta substância, digamos, E, se ligar em A, não a prejudicando e formando um subsistema limitando a ação de D. O fato de se acoplar, reagir, em qualquer caso, demonstra afinidade, reconhecimento, troca de informação. Então, em termos de matéria, informação e energia esse pequeno sistema passou de um nível a outro, agora superior na medida destas três variáveis.
Irei falar em nível funcional sistêmico tendo em mente o fato do sistema trabalhar com matéria, energia e informação presentes em quantidades passíveis de serem medidas, ou pelo menos comparadas com quaisquer outros sistemas. Quero com este termo criar um conceito novo, ajudando a explicar de maneira satisfatória alguns fatos relativos a vários sistemas no que se refere às suas maneiras de "funcionar". É o próprio funcionamento do sistema, encerrando certa medida dessas variáveis, a que chamarei de nível funcional. Ele seria o conjunto delas, um parâmetro onde a estrutura do todo, com o seu funcionamento, pudesse ser avaliada.
Em sistemas simples como esses descritos acima, o número de estados de qualquer conjunto de variáveis, se tomadas com respeito a partículas unitárias como os átomos, é muito grande, impossível de se medir. Só as suas posições, em contínua mudança no interior da membrana, seria objeto da estatística e não de sistemas determinísticos. Mas o que importa para nós é o fato do recebimento de matéria do exterior, reação com uma ou talvez mais substâncias e posterior eliminação do subproduto. Isto sim é passível de conceituarmos em nível funcional sistêmico ou nível funcional, tornando este sistema uma fábrica de determinada substância.
As coisas então ocorreram em nossos exemplos de uma maneira que o nível funcional do sistema pôde se elevar, aumentando também a sua quantidade de matéria organizada. Nenhuma fantasia ou truque da natureza: ela, através das leis da física e da química age por si só desta maneira. A própria membrana possuía, antes de se formar, fechar, determinada quantidade de energia e informação encerradas pelas forças de união entre suas moléculas, ou átomos, se fosse deles constituída. Veja também que o sistema estava em equilíbrio dinâmico antes da chegada da substância D e continuou assim depois da presença de E. Em primeiro lugar, equilíbrio significava, em linhas simples, o conjunto de estados nas quais o sistema passava com respeito à reação de A com B, produção de C e sua posterior eliminação ou saída. Logo depois significou a reação de A com B, entrada de E, entrada de D, produção de C e posterior eliminação ou saída. Na realidade, esta sequência encerra em si uma dose de arbitrariedade, pois poderíamos, por exemplo, ter a entrada de D antes que E, vindo esta última, se não demorasse, a salvar o funcionamento do sistema. O nível funcional então aumentou e levou o sistema para outro ponto ou conjunto de estados na qual se estabeleceu novamente o equilíbrio. Vale notar que o equilíbrio significou a sobrevivência do sistema perante a presença de uma substância nociva já presente no meio circundante ou que apareceu devido a mudanças no meio ambiente.
Considere agora uma molécula intrometida a qual possui a capacidade de sintetizar outras moléculas. Ela e seus subprodutos poderão ou não, se ajustarem ao sistema. Muitas possibilidades podem ocorrer: fabricação de substâncias às quais aumentariam o nível funcional do sistema através de reações químicas ou acoplamentos, desintegração de parte do sistema com subsequente substituição de componentes etc. Essa molécula poderia até ser capaz de formar, sem necessitar de um "hospedeiro", uma membrana e a partir daí começar um ciclo de "vida" autônomo. A ideia básica é o aumento do nível funcional, mesmo partindo de uma só molécula, quando tratamos de compostos orgânicos.
O nível funcional sistêmico revela se um sistema possui muita informação em uma pequena quantidade de matéria e energia, muita energia, mas pouco transporte de matéria e processamento de informação etc.
Nosso cérebro possui uma massa por volta de 1.300 gramas e uma potência elétrica de aproximadamente 25 watts, nem o suficiente para uma lâmpada iluminar um quarto ou um cômodo de uma casa. Mesmo se juntássemos vários processadores de computador até atingir essa massa e uma quantidade de energia elétrica bem maior, não conseguiríamos um processamento de informação tão refinado quanto o de nossa mente. A rapidez na realização de cálculos é maior até em computadores antigos, mas o nosso cérebro é capaz de proezas jamais alcançadas até agora por nenhuma máquina. Intuição, imaginação, raciocínio abstrato e em cima de conceitos etc., fazem dele algo incomparável na tecnologia e na natureza. Sua atividade sistêmica é alta em informação, a maior que existe, devido a esses complexos mecanismos do pensamento. Digamos que o peso do processamento da informação neste caso é maior que a energia e a matéria. Um computador de dezenas de quilos e utilizando correntes elétricas capazes de eletrocutar uma pessoa não tem um nível funcional como o cerebral.
Esses sistemas celulares que venho descrevendo encerram reações químicas importantes à manutenção do conjunto, do sistema em si. O nível funcional aumenta com a entrada e acoplamento de moléculas, grupos de moléculas, possíveis reações, átomos ou íons etc. Se o todo for levado a patamares de funcionamento onde existe equilíbrio, ele permanecerá como tal. É aí que acontece a passagem de níveis de organização da matéria onde também necessitamos da química acima da física, e da biologia acima da química, para estudarmos os fenômenos resultantes nesta escalada da natureza em organização.
Podemos pensar em nível funcional na retroação? Como a vimos só existir se energia e informação estiverem presentes, em condições especiais, evidentemente. Ela nada mais é que um conjunto ininterrupto de transmissão de informação para o sistema se ajustar a um determinado fim. O sistema do êmbolo no recipiente com um determinado líquido requer menos energia e informação que a do atirador usando sua visão, cérebro e músculos. A retroação, tão necessária à manutenção da vida, pois ela mesma se mantém devido a mecanismos de regulação e controle, se apresenta de muitas maneiras e quantidades nas engrenagens vitais e então podemos falar em nível funcional na retroação para qualquer ser vivo [...].
Parte II
A lei do aumento da informação funcional ou LIFI é uma proposta científica relativamente nova que busca descrever uma tendência universal observada em sistemas complexos, tanto biológicos quanto não biológicos, a fim de aumentar sua informação funcional e complexidade ao longo do tempo.
Em termos mais simples, ela sugere que, em sistemas que preenchem três critérios específicos, a informação que lhes permite realizar uma função ou ter um propósito tende a crescer e se tornar mais elaborada.
O que é a informação funcional?
É a informação que está relacionada a uma função ou propósito específico do sistema. Não é apenas a quantidade de informação em si (que poderia aumentar na forma de desordem, como na segunda lei da termodinâmica), mas sim a informação que é útil e significativa para a performance do sistema.
Por exemplo:
1) Em um organismo vivo, a informação funcional está no DNA que codifica proteínas essenciais para a sobrevivência.
2) Em um mineral, a informação funcional pode estar na sua estrutura cristalina que lhe confere certas propriedades físicas.
3) Em um sistema tecnológico, seria o código ou o design que permite que ele execute sua tarefa.
Vamos detalhar três critérios para sistemas evolutivos, segundo a LIFI, expondo as semelhanças para cada um com o nível funcional sistêmico, sendo por mim chamado agora de NFS. Para que um sistema seja considerado "evolutivo" e, portanto, sujeito à LIFI, ele precisa apresentar:
1a. Numerosos componentes e configurações: o sistema deve ser composto por muitas partes que podem se organizar de uma vasta quantidade de maneiras diferentes. Pense em átomos que formam moléculas, ou células que formam tecidos, ou até mesmo linhas de código que formam um programa.
- Este critério está implícito na Parte I da minha descrição do computador sendo introduzido em uma empresa e das reações químicas dentro de uma membrana.
2a. Geração contínua de novas configurações: o sistema deve ter processos que geram constantemente novas combinações e arranjos desses componentes. Na biologia, isso seria a mutação e a recombinação genética. Em outros sistemas, pode ser a exploração de novas possibilidades.
- A mutação e a recombinação genética realizam mudanças nas proles de indivíduos, e, no mínimo, deixam o NFS no mesmo patamar de matéria, energia e informação quanto antes. Ocorrendo mudanças nas quais as proles sobreviverão a novos desafios ambientais, é muito fácil pensar que houve mudanças nas estruturas dos organismos das proles e isso envolve alterações na matéria, na energia e nos processamentos de informações, como, em um simples exemplo, um indivíduo que enxerga melhor que seus irmãos dentro de uma caverna onde houve uma situação na qual ela se tornou mais escura. As funções de lentes, córnea e cristalino, e de fotorreceptor, retina, de nós humanos, também estão presentes nos olhos dos peixes, mas com modificações adaptadas ao seu ambiente.
3a. Seleção baseada na função: deve haver um mecanismo pelo qual as configurações que cumprem uma determinada função de forma mais eficaz, ou são mais estáveis, tendem a ser preservadas ou replicadas, enquanto as menos funcionais são descartadas. Na biologia, isso é a seleção natural. Em outros contextos, pode ser a seleção de materiais mais duráveis ou designs mais eficientes.
- A seleção natural, cumprindo o seu papel de preservar os indivíduos mais adaptados aos meios ambientais, é justamente a preservação de indivíduos com novas configurações dos níveis funcionais sistêmicos, matéria, energia e informação.
Em termos gerais, para sistemas vivos e não vivos, o aumento da informação funcional ocorre através de três funções fundamentais:
1b. Estabilidade: a persistência de arranjos estáveis, como átomos ou moléculas. Os sistemas que mantêm a estabilidade são selecionados para continuar.
2b. Dinâmica: a persistência de sistemas dinâmicos que requerem um fornecimento contínuo de energia. Esses sistemas são selecionados por sua capacidade de persistir em movimento.
3b. Novidade: a capacidade de sistemas explorarem novas configurações, gerando inovações, comportamentos ou características inéditas. Essa função é o que impulsiona a complexidade.
Irei compará-los com o NFS:
"1b.": A característica da estabilidade (ou persistência estática) na LIFI refere-se à tendência dos arranjos de matéria que são intrinsecamente estáveis e não requerem um fornecimento contínuo de energia para perdurar no tempo, serem selecionados para persistir.
É a forma mais fundamental de seleção por função, onde a função primária é simplesmente persistir ou existir por longos períodos.
Exemplo: diamantes (formas cristalinas estáveis)
Os diamantes fornecem um excelente exemplo de estabilidade ou persistência estática:
Sistema estável: um diamante é uma forma cristalina do carbono, onde cada átomo de carbono está ligado a outros quatro em uma rede tetraédrica.
Baixa energia e robustez: essa estrutura de rede é extremamente forte e representa uma configuração de energia potencial muito baixa e altamente estável sob as condições normais da superfície da Terra.
Seleção para persistência:
Muitas outras formas de carbono (como o fulereno, carvão, ou arranjos atômicos aleatórios) são menos estáveis e decompõem-se ou reagem mais facilmente ao longo do tempo.
No entanto, a configuração atômica que resulta em um diamante é tão estável que, uma vez formado, ele pode persistir por mil milhões de anos sem qualquer entrada de energia, simplesmente por causa de suas ligações atômicas.
Neste caso, a função é a persistência a longo prazo. A configuração atômica (o arranjo cristalino) que maximiza essa estabilidade é aquela que é "selecionada" e sobrevive, aumentando a informação funcional do sistema (o arranjo do diamante é a "informação" que permite a função de persistência).
Qualquer sistema que cresce e apresenta uma regularidade em suas funções, propriedades e características, poderia se destruir se estes fatores não o levassem a uma estabilidade, tanto estrutural quanto dinâmica. É assim que apresento o NFS: ele persiste, caso contrário será destinado ao fracasso, no mínimo não funcionando direito e não se permitindo passar para fases de maiores complexidades.
"2b.": Um exemplo clássico de um sistema dinâmico selecionado pela sua persistência em movimento, dependente de energia, é a célula viva:
Sistema dinâmico: uma célula está constantemente realizando milhares de reações químicas (metabolismo) e processos (replicação, reparo, transporte). É um sistema ativo e longe do equilíbrio.
Fornecimento contínuo de energia: a célula precisa de um suprimento constante de nutrientes (que são processados em ATP, a "moeda de energia" celular) para alimentar todos esses processos. Se o fornecimento de energia for interrompido, a célula morre e se desintegra (aumentando sua entropia).
Seleção para persistência: a seleção natural (a seleção por função nesse contexto) favorece as células (ou suas configurações genéticas e proteicas) que são mais eficazes na captação, uso e conversão de energia. Essas células mais eficientes persistem e se reproduzem. As configurações celulares que consomem muita energia ou a utilizam de forma ineficiente tendem a desaparecer.
Neste caso, a função é a capacidade de se manter viva e em operação através do fluxo de energia. As configurações (arranjo de moléculas e vias metabólicas) que tornam essa persistência mais robusta e eficiente são as que veem sua informação funcional aumentar e são transmitidas.
A passagem de um sistema não vivo para outro, vivo, feito uma célula, algo difícil ainda de descobrir como foi, é o resultado do aumento do NFS quando este passa de um nível para outro***. Aumenta-se a matéria, a energia e a informação pois, caso contrário, não se chegaria a uma célula com todas as características que lhe são próprias.
"3b.": A característica da novidade na LIFI descreve o mecanismo pelo qual os sistemas evoluem explorando ativamente o seu vasto espaço de possibilidades para encontrar novas e melhores funções.
É a tendência universal de sistemas em evolução gerarem configurações inéditas que, em alguns casos, culminam em novos comportamentos, características ou funcionalidades surpreendentes que são, então, selecionadas para persistir. É o motor da complexidade e da diversidade no universo.
A evolução dos minerais na Terra serve como um exemplo não-biológico poderoso de geração de novidade:
Fase inicial: há 4,5 bilhões de anos, a Terra tinha apenas cerca de 20 tipos de minerais (principalmente arranjos estáveis dos elementos mais abundantes). Essa era a configuração inicial.
Geração de novidade: ao longo do tempo, o planeta gerou novas configurações através de processos geológicos, químicos e, eventualmente, biológicos:
O resfriamento do planeta (mudança de condições);
O desenvolvimento da tectônica de placas (mistura e pressão);
O surgimento da vida (que altera a composição atmosférica e oceânica).
Seleção para novidade: cada evento criou pressões e oportunidades. Por exemplo:
- Quando a vida introduziu oxigênio na atmosfera (o grande evento de oxigenação), isso desencadeou um processo de oxidação que não era possível antes.
- Essas novas condições químicas "selecionaram" a formação de milhares de novos minerais de oxidação que nunca tinham existido.
Resultado: a Terra evoluiu de 20 minerais para mais de 6.000 tipos de minerais conhecidos hoje. A novidade, neste caso, foi a capacidade de o sistema Terra explorar novas condições físico-químicas, gerando e selecionando arranjos atômicos inéditos (novos minerais) que aumentaram a complexidade e a informação funcional do planeta.
Preste atenção nesta última frase: " ... A novidade, neste caso, foi a capacidade de o sistema Terra explorar novas condições físico-químicas, gerando e selecionando arranjos atômicos inéditos (novos minerais) que aumentaram a complexidade e a informação funcional do planeta."
No caso do diamante, o ângulo entre os átomos de carbono nomeado de célula tetraédrica é de aproximadamente 109,5°. Esta quantidade até pode ocorrer em outros cristais, mas é um estado com uma informação inédita no planeta, quer dizer, o NFS aumentando. Outro exemplo é a forma estável do elemento ferro à temperatura ambiente, muito comum na natureza, possuindo o que se chama de rede cristalina com uma forma específica, cúbica, com um átomo em cada vértice e outro bem no meio do cubo desta estrutura ou célula. Os lados de todas as faces são iguais, por isso o nome cúbico, e os ângulos entre os átomos dos vértices são todos de 90°.
Os metais sólidos são materiais cristalinos formando redes, tendo um arranjo ordenado e periódico dos átomos sendo a principal característica dos sólidos cristalinos.
A maior parte da Terra não é de matéria organizada em seres vivos, cristais, metais ou materiais possuindo redes cristalinas, ou fatos parecidos, com regularidades, mas aconteceram vários fenômenos que levaram à formação dessas organizações regulares, digamos assim, indo contra a 2a. lei da termodinâmica. Aqui entram a LIFI e o NFS. Em especial, neste último, ele começa a aumentar antes do aparecimento da capacidade das células tendo o DNA e o RNA a controlar muitas das propriedades especiais de sistemas "quase-vivos" ou vivos, característica, por exemplo, já comentada no começo da Parte II que em "um organismo vivo, a informação funcional está no DNA que codifica proteínas essenciais para a sobrevivência."
Conjecturas e perguntas:
1. Em materiais não vivos parece que o NFS se inicia junto à LIFI, enquanto nos seres vivos ele vem primeiro. O NFS engloba a LIFI?
2. Será que na LIFI estaria faltando incluir matéria e energia, tão necessárias à geração, armazenamento e transmissão da informação? Veja o meu texto "A dependência da informação com a matéria e a energia."****
3. Na LIFI já estaria incluída a matéria e a energia?
Notas
(*) Link: https://argosarrudapinto.blogspot.com/2025/09/a-lei-do-aumento-da-informacao.html
(**) Link: https://argosarrudapinto.blogspot.com/2019/08/sistemas-e-origem-da-vida_29.html
(***) Link: https://argosarrudapinto.blogspot.com/2025/07/definicao-de-nivel-funcional-sistemico.html
(****) Link: https://argosarrudapinto.blogspot.com/2025/10/a-dependencia-da-informacao-com-materia.html
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