Auto-organização.

Auto organização é um tema fascinante. Quando Darwin estabeleceu a teoria da evolução estava também a descrever cientificamente um processo pelo qual a organização emergia espontâneamente. Estava pela primeira vez a romper com uma longa tradição intelectual assente em que as coisas mais complexas tinham de vir das mais complexas ainda. Por outro lado as leis da termodinâmica, provavelmente as leis mais bem estabelecidas de toda a ciência não apontavam claramente para essa possibilidade. A regra geral é a entropia. E a entropia é a desorganisação.

Hoje sabemos que a entropia é melhor compreendida como um noção estatística, de uma tendência. Num sistema que caminha para o seu fim entrópico, como previsto por estas leis, podem haver focos pontuais de organização. Se houver uma quantidade enorme de energia livre a desequilibrar o sistema. Formam-se as chamadas estruturas dissipativas, que por assim dizer "dissipam" o excesso de energia sob a forma bizarra (no contexto universal) de organização.

Adicionalmente, descobriu-se também que este fenómeno está-se sempre a dar a um nível molecular. Em milhares de moleculazinhas num determinado sistema, lá vão estar algumas (uma muito pequena minoria) que estão no sentido oposto ao da entropia. A energia não é distribuída perfeitamente e alguns focos de dissipação pontuais lá aparecem. É uma das razões pelas quais o campo da nanotecnologia pode ser tão importante. As nanocoisas podem ter propriedades que pela sua "improbabilidade nos grandes numeros" não aparecem em coisas grandes. E isto sem entrar em fenómenos quânticos mais hard-core.

Mas o primeiro fenómeno de auto-organisação bem explicado, é na realidade um dos ainda mais fascinates de estudar, o da própria evolução da vida. O assunto não é fácil e muitos ainda hoje  negam a possibilidade de existir algo como a auto-organização,  nomeadamente os adeptos de algumas crenças religiosas milenares.

Mas a vida conta com uma fonte de energia formidável à escala planetária que permite a sua evolução na Terra. É o Sol. E o que me motivou escrever este post foi uma experiência que encontrei há uns dias que ilustra o fenómeno de uma maneira muito simples e eficaz.

Ai está o vídeo:

http://vimeo.com/58651167#

Quando a luz acende as moléculas começam a organizar-se, quando apaga, a falta de energia  não o permite e começam a dispersar entropicamente. A explicação é a dada no texto acima.

Via Ars Technica, aqui.

Estruturas dissipativas II - Sistemas cognitivos que evoluiem e os outros.

A teoria dos memes, vem da analogia que há entre como as ideias se propagam e evoluem e a forma como o fazem as nossas características fenotípicas. O gene e o meme são as unidades básicas e funcionais de cada um dos processos.

Acerca do "post" de ontem (1) , sobre auto-organização, não pude deixar de reparar o seguinte:

As estruturas dissipativas só surgem em sistemas abertos, com uma fonte de energia externa, em sistemas longe do ponto de equilíbrio. 

E agora vou especular um bocadinho:

E se a entrada de energia é a questão crítica para um sistema físico evoluir contra a entropia, tendo portanto de ser aberto, então a entrada de informação será o factor crítico para um sistema cognitivo evoluir também. Sistemas cognitivos só evoluem se forem abertos. Se entrar constantemente informação. Sistemas cognitivos fechados onde a informação não entra não evoluem. Tornam-se dogmáticos e mantém-se estáveis e imutáveis ao longo do tempo. Como por exemplo o criacionismo.

A ciência não. A sua natureza empírica e o seu naturalismo metódico obrigam a procurar extrair toda a  informação que se conseguir do mundo físico. Foi isso um dos factores mais importantes que a terá permitido  evoluir. Isso, e a abertura à critica. 

Por isso refutações, sugestões e ideias são bem vindas. Há espaço embaixo para isso.

(1) http://cronicadaciencia.blogspot.com/2009/08/estruturas-dissipativas.html

Estruturas dissipativas.

Ilya Prigogine, prémio Nobel da quimica em 1977, dedicou-se ao estudo do aparecimento de estruturas mais organisadas, em contradição aparente com as leis da termodinamica que dizem que tudo caminha no sentido da desordem.

O que Prigogine descobriu é que em determinadas condições - sistemas abertos longe do ponto de equilibrio - se podem formar estas estruturas dissipativas (de entropia) e enquadrar focos de auto-organização. Uma estrutura dissipativa captura energia e exibe ordem.

Ele notou que apenas sistemas abertos evoluiem, os fechados não. Apontou como exemplos os fenomenos de cristalização, e da formação de furacões. Pode parecer estranho mas aquela coisa a andar à roda e a mover-se pela superficie do planeta é uma estrutura mais organisada que as moléculas de ar a baterem uma contra as outras desordenadamente.

Sistemas abertos são aqueles que trocam energia ou matéria com o meio exterior. Como na Terra, a entrada constante de energia solar. A entropia no Sol aumenta brutalmente, mas na Terra, não. No entanto se se considerar o Sol e a Terra como o mesmo sistema, já temos um sistema em que a entropia aumenta. Conclusão obvia é que não vai durar para sempre.

Prigogine conciliou deste modo a Teoria da Evolução com as Leis da Termodinâmica.