Resumo
Argumento que a nova Lei do Aumento da Informação Funcional, LIFI em inglês, proposta por Michael L. Wong, Robert Hazen e colaboradores (Wong et al. 2023), pertencem a esta Teoria do Nível Funcional Sistêmico, TNFS, que apresento aqui no decorrer deste texto junto à LIFI, porque a informação necessita de matéria e energia para ser gerada, armazenada, transmitida e processada, no qual o Aumento da Informação Funcional é o efeito e o Nível Funcional Sistêmico, NFS, é a causa.
Palavras-chave: Lei do Aumento da Informação Funcional, LIFI, Michael L. Wong, Nível Funcional Sistêmico, NFS, Teoria do Nível Funcional Sistêmico, TNFS, Energia, Matéria, Informação, Sistemas e a Origem da Vida
Introdução
O Nível Funcional Sistêmico* (NFS) é uma medida ou grau do funcionamento de um sistema em termos de complexidade crescente, dada pela combinação de matéria, energia e informação. A quantidade de informação gerada, armazenada, transmitida e processada pelo sistema tem um ‘peso’ maior do que as outras duas ‘variáveis’. Por exemplo, temos menos massa que um tigre, gastamos menos energia, mas a quantidade de informação que processamos, devido ao nosso cérebro, faz com que o Nível Funcional Sistêmico seja mais elevado. Como estamos lidando com sistemas complexos, é impossível expressar tudo isso em fórmulas, mas seria algo como massa x energia x informação. Ele mostra como funciona o materialismo emergente, no qual as propriedades emergentes estão presentes, aumentando os níveis de funcionalidade dos sistemas, contradizendo aqueles que pensam que o reducionismo é a forma como os cientistas pensam, o que está muito errado, porque a emergência faz toda a diferença na formação de sistemas complexos.
O nível funcional emerge quando a interação entre os componentes de um sistema gera propriedades emergentes que não existem nas partes isoladas. Essa abordagem holística sugere que os sistemas — de átomos a seres sociais — evoluem por meio da estabilização de configurações que desempenham funções específicas.
A Teoria do Nível Funcional do Sistema (TNFS) expande o conceito de Nível Funcional Sistêmico, não se fixando em apenas um caso, o de seres vivos, mas em outros sistemas complexos como formatos de galáxias, células cristalinas dos minerais, cristais, à origem da vida, à vida inteligente etc., descrevendo a organização da realidade em níveis hierárquicos de complexidade. Ela entende que o universo, do jeito que é e sempre foi desde há muito tempo, possui o potencial de gerar estruturas organizadas, complexas ou não e contra a entropia, nas quais a matéria, a energia e a informação crescem conjuntamente, em condições raríssimas, mas que existem, formando sistemas complexos de muitas maneiras diferentes.
Existe uma relação direta da TNFS com a Lei do Aumento da Informação Funcional. Ela reside na convergência de seus princípios: ambas postulam que os sistemas naturais, vivos ou não, tendem a aumentar sua complexidade ao longo do tempo. Na TNFS, o nível funcional é o estágio onde ocorre a seleção; na LIFI, essa evolução é quantificada pelo aumento da informação funcional. Ou seja, o universo seleciona configurações que promovem estabilidade, persistência dinâmica ou novidade funcional. Se o Nível Funcional Sistêmico aumenta, a informação funcional também aumenta, sendo dependente dele. Meu objetivo é mostrar que a Lei do Aumento da Informação Funcional é uma consequência da Teoria do Nível Funcional Sistêmico.
Em suma, este texto antecipa a visão de que a evolução não é exclusiva da biologia darwiniana, mas um processo universal de sistemas complexos que buscam níveis mais elevados de organização funcional.
1. A TNFS
A Teoria do Nível Funcional Sistêmico 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. De acordo com essa teoria, a informação funcional não surge isoladamente, mas como resultado direto da elevação do nível funcional do sistema.
2. O Axioma da Trindade Sistêmica
Para que a funcionalidade aumente, um sistema deve necessariamente otimizar a relação entre três pilares fundamentais. Enquanto a termodinâmica tradicional se concentra nos dois primeiros, na lista do próximo parágrafo, a Teoria do Nível Funcional Sistêmico postula que a evolução da complexidade é impulsionada pela interação destes com uma terceira variável não conservativa:
Massa M: o substrato físico, a magnitude estrutural e o suporte gravitacional/inercial.
Energia E: o potencial para conexão, fluxo de manutenção, trabalho e processamento metabólico ou computacional.
Informação I: a configuração, o projeto, a simetria específica ou o código que atribui propósito e restrições à massa e à energia.
Para formalizar essa interdependência, a Teoria do Nível Funcional Sistêmico é expressa como uma função dessas variáveis:
TNFS ≈ f(M ⋅ E ⋅ I^α)
Nesta expressão, α representa o fator de escala não linear, ou ‘peso’ informacional. Enquanto M e E são regidos por leis de conservação estritas, a informação I não é conservativa e é cumulativa. O expoente α explica por que sistemas com massa e consumo de energia relativamente baixos — como o cérebro humano em comparação com mamíferos maiores — podem atingir níveis funcionais de ordens em magnitude superiores. Essas três variáveis são diretamente proporcionais porque um aumento, por exemplo, da matéria e da energia, fazem com que seja possível mais informação ser gerada, transmitida, armazenada ou processada, valendo a cada uma delas em separado.
À medida que um sistema evolui, a densidade informacional começa a crescer exponencialmente, atuando como o principal motor da Lei do Aumento da Informação Funcional. Sem essa modificação da base material/energética por meio da ponderação informacional, a funcionalidade permaneceria estática.
Abro aqui um parêntese para esclarecer o significado desta expressão matemática. Embora a Teoria do Nível Funcional Sistêmico seja representada de forma simplificada por TNFS≈f(M⋅E⋅I^α), essa formulação deve ser entendida apenas como uma indicação conceitual das principais variáveis envolvidas, e não como um modelo matemático completo. Os sistemas vivos, desde os organismos unicelulares até os seres humanos, apresentam níveis extraordinários de organização, interações não lineares, propriedades emergentes e múltiplas escalas de funcionamento que tornam extremamente difícil, e possivelmente inviável na prática, a construção de um modelo matemático capaz de descrever integralmente sua dinâmica. Assim, esta expressão tem a finalidade de fornecer ao leitor uma visão intuitiva da estrutura geral da teoria, sem a pretensão de representar quantitativamente toda a complexidade inerente aos sistemas biológicos. Além disso, muitos processos biológicos dependem de interações probabilísticas, históricas, ambientais e emergentes, o que limita a aplicação de modelos estritamente determinísticos para representar, de forma completa, o funcionamento desses sistemas.
Postulado central: a informação funcional, expressa na Lei do Aumento da Informação Funcional, 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 ou transmitida.
3. O Mecanismo de Seleção para a Função
A Lei do Aumento da Informação Funcional propõe que a natureza seleciona por persistência e novidade. A Teoria do Nível Funcional Sistêmico explica que essa seleção ocorre por meio do refinamento da estrutura:
Persistência estática (ex.: diamante): o aumento do Nível Funcional Sistêmico aqui é observado na transição de átomos de carbono isolados para uma rede cristalina. A configuração espacial de ângulos de 109,5° maximiza a energia de ligação e a dureza, transformando a informação estrutural em utilidade física.
Persistência dinâmica (ex.: estrelas e células): sistemas que mantêm um fluxo constante. No caso das estrelas, a evolução do hidrogênio e do hélio em elementos mais pesados aumenta o número de prótons e níveis de energia (camadas eletrônicas), elevando o Nível Funcional Sistêmico cósmico.
Geração de novidade (ex.: membranas biológicas): em uma membrana sendo destruída internamente por um elemento 'A', permitindo a entrada de um inibidor 'B', devido a qualquer transformação em sua estrutura sem alterar o Nível Funcional Sistêmico, demonstra-se que o NFS aumenta porque o sistema adiciona esse elemento extra de proteção, massa, e um novo código de reconhecimento, a informação.
4. Comparação: Lei do Aumento da Informação Funcional, LIFI, vs. Nível Funcional Sistêmico, NFS.
As relações abaixo resumem como o Nível Funcional Sistêmico atua como o motor por trás das observações da Lei do Aumento da Informação Funcional:
LIFI: Universalidade
NFS: ocorre do átomo ao software, pois tudo o que existe ocupa massa e processa energia.
LIFI: Complexidade aprimorada
NFS: é o resultado da compactação de mais funções em estruturas com configurações espaciais específicas.
LIFI: Informação proposital
NFS: a informação só é funcional se houver uma estrutura física M capaz de realizar trabalho E.
LIFI: Contraponto à entropia
NFS: o Nível Funcional Sistêmico é um acumulador de ordem. Neste contexto, ele atua como um acumulador local de ordem que, ao processar fluxos de energia externa para organizar a matéria, converte a negentropia em informação funcional estruturada e persistente. Isso permite ao sistema reduzir a desordem informacional e aumentar sua resiliência contra a degradação ambiental.
5. A Singularidade do Sistema Triclínico (o exemplo da turquesa)
Podemos usar a turquesa para ilustrar o aumento de informação através da quebra de simetria, sendo uma evidência de armazenamento de informação estrutural. No sistema triclínico dessa rocha (a ≠ b ≠ c, comprimentos das arestas, a, b e c, e ângulos entre os átomos diferentes de 90°), o baixo nível de simetria paradoxalmente requer uma quantidade maior de informação específica para descrever a estrutura do que uma estrutura cúbica simples. Isso prova que a evolução mineral não é apenas uma mistura de átomos, mas um refinamento da informação posicional e das ligações.
Conclusão
O aumento da Informação Funcional é o efeito emergente, enquanto o aumento do Nível Funcional Sistêmico é a causa fundamental. O universo tende a organizar sistemas onde matéria e energia são moldadas pela informação para garantir a persistência; contudo, esse processo não é arbitrário. Ele é governado pela capacidade do sistema de atuar como um acumulador local de ordem, convertendo a negentropia ambiental em estruturas funcionais estáveis.
Dentro dessa estrutura, os compostos de carbono são como ‘centelhas da vida’ (PINTO, 2025) não apenas devido à sua afinidade química, mas porque possuem versatilidades geométrica e energética únicas, necessárias para atingir níveis funcionais sistêmicos excepcionalmente altos. Essa transição da química para a biologia marca o ponto em que o componente informacional da Trindade Sistêmica (M, E, I) começa a aumentar de forma não linear, permitindo a geração de novidade e persistência dinâmica. Em última análise, a Lei do Aumento da Informação Funcional serve como a métrica macroscópica para um impulso termodinâmico mais profundo: a busca sistêmica por níveis funcionais mais elevados.
Nota
(*) Nível Funcional Sistêmico: termo cunhado por mim em 1997, o qual foi o insight para escrever o livro Sistemas e a origem da vida, registrado, como está nas referências, na Biblioteca Nacional do Rio de Janeiro em 07/01/2000.
Referências
PINTO, Argos Arruda. Sistemas e a origem da vida. São Paulo: [s. n.], 2000. 1 arquivo original datiloscrito. Registro na Biblioteca Nacional (Rio de Janeiro). Disponível em: https://argosarrudapinto.blogspot.com/2019/08/sistemas-e-origem-da-vida_29.html. Acesso em: 22 mar. 2026.
PINTO, Argos Arruda. Compostos de carbono: as centelhas da vida: um texto interdisciplinar. Blog Argos Arruda Pinto. 18 dez. 2025. Disponível em: https://argosarrudapinto.blogspot.com/2025/12/compostos-de-carbono-as-centelhas-da.html. Acesso em: 22 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.
