No Campus com Helder Coelho

Dinâmica e modelos baratos

Imagem abstrata Ciências ULisboa

A complexidade emerge das interações locais de agentes adaptativos (mesmo simples), e que através de um conjunto de regras de envolvimento podemos imitar padrões do mundo real em que estamos interessados ou em recriar fenómenos que queremos entender

Ciências ULisboa
Helder Coelho
Helder Coelho
Fonte ACI Ciências ULisboa

“A ordem é a repetição de unidades. O chaos é a multiplicidade sem ritmo”
M. C. Escher (1898-1972).

Todos sabemos que qualquer modelo (barato) é uma grande simplificação da complexidade do mundo real. Mas, mesmo assim vale a pena estimularmos e fazermos experiências (simulações) se tivermos em conta não só as limitações (dos agentes, do contexto, do ambiente), mas também de algumas das propriedades dos sistemas que escolhemos para trabalhar.

A retrospetiva ESCHER, uma apresentação de 200 obras do visionário artista holandês, serve de contraponto, pois as suas criações marcaram as mentes dos cientistas, a imaginação dos designers e dos artistas em geral, produzindo ainda um impacto muito forte no mundo da arte. A provocação exige pensarmos no que ele fez.

Surrealismo, relatividade, múltiplas vistas, e não só exposição parada e estática. Existe diversão, movimento, experiências científicas, educação, e combinações quanto baste para atrair os visitantes, e obrigar todos a um esforço para entender perspetivas impossíveis ou improváveis.

Para explicarmos, prevermos ou, mesmo, formular políticas nacionais (e regionais) nada melhor que elaborar instalações experimentais (laboratórios, oficinas virtuais, lab/fabs) onde possamos explorar, exigir, reclamar e fornecer (mecanismos) sobre os sistemas que parecem vivos e ativos (realidade artificial e aumentada).

Comecemos por assumir que a complexidade emerge das interações locais de agentes adaptativos (mesmo simples), e que através de um conjunto de regras de envolvimento podemos imitar padrões do mundo real em que estamos interessados ou em recriar fenómenos que queremos entender.

Obviamente, sabemos que existem poucas relações com o mundo em que habitamos (sociedades artificiais), mas através da via analógica criamos mundos esquisitos, e depois podemos refletir. E, aquela provocação permite visualizar e construir uma dinâmica imaginária do mundo real com entidades “vivas”, capazes de realizar trocas, e de se articularem em redes para fazerem ações individuais e coletivas. Assim, podemos cruzar colaborações e cooperações, estabelecer negociações ou simples interações.

As conexões levam-nos às instituições e às organizações sociais. Claro que antes existirão táticas e estratégias, competições e jogos variados. Enfim, mudanças, flutuações, catrástofes e choques (avalanches, tsumanis, terramotos, inundações, crises, replicações, crescimentos exponenciais e destruições). Não nos esqueçamos que a terra está a aquecer, e as mudanças são cada vez mais frequentes.

Em 1928, Arthur Eddington introduziu a ideia que o tempo era unidirectional (a seta do tempo, só viaja para a frente), e que não podíamos inverter a maioria dos processos físicos e biológicos (a noção de tempo absoluto ou físico não é útil em Biologia). Isto liga-se à Segunda Lei da Termodinâmica que diz que os sistemas fechados tendem a aumentar a entropia. Logo, não podemos voltar para trás porque, em sistemas fechados, a entropia não pára de crescer. Ora, a simulação, artificial, acaba com esta limitação no mundo natural. Em 2017, o Santa Fe Institute (SFI) criou um projeto de investigação “Envelhecimento, Adaptação, e a Seta do Tempo”, para perguntar se uma teoria do tempo complexo pode ajudar-nos a explicar o envelhecimento através dos sistemas físicos e biológicos. Sabemos que os animais maiores vivem mais tempo que os pequenos, e que as empresas têm tempos de vida menores do que as faculdades. Isto quer dizer que o tempo move-se para a frente com várias escalas para sistemas diferentes.

A compreensão do tempo pode ser feita em função dos ganhos e perdas de informação. Assim, a adaptação é um ganho de informação, a degradação é um tipo de perda e implica um aumento de entropia. Os fenómenos complexos aparecem entre os estados de baixa e os de alta entropia, onde a baixa entropia dá-nos a ordem da complexidade.

Referências
Hofstädter, D. R. Gödel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid, Basic Books, 1979.
Mitchell, M. Complexity: A Guide Tour, Oxford University Press, 2011.

Helder Coelho, professor do Departamento de Informática de Ciências ULisboa
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt

Estudo internacional com participação da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (CIÊNCIAS) traz nova explicação para os grandes sismos que afetaram Lisboa em 1755 e 1969.  

Reitoria da ULisboa

A Universidade de Lisboa está entre as 300 melhores universidades do mundo, segundo o mais antigo, influente e conceituado ranking mundial

Sete cientistas dão sugestões de verão

Dos passadiços aos meteoros, passando por livros e geocaching, ninguém fica de fora

Afonso Ferreira, investigador de CIÊNCIAS e MARE

Jovem investigador de CIÊNCIAS distinguido por estudo sobre fitoplâncton da Antártida

Ismael Tereno, professor de CIÊNCIAS

Missão da ESA pode ajudar a revelar alguns dos mistérios do Universo

Atuns-rabilho do Atlântico são capturados numa pescaria

Estudo prevê mudanças significativas na distribuição das principais espécies de atum no Oceano Atlântico

Telescópio de 3,6 metros do Observatório de La Silla

Investigadores de CIÊNCIAS criaram dispositivo de correção de dispersão cromática

O Ser Cientista recebeu 75 jovens do Secundário

Programa Ser Cientista juntou 75 jovens à volta de 17 projetos laboratoriais

Colisão de Theia com a Terra

Artigo científico promete início de novo paradigma para o estudo do planeta 

Cláudio Fernandes e Duarte Almeida

Depois de três meses de trabalhos informais, a nova Comissão recebeu luz verde para a constituição formal, através de um despacho da direção de CIÊNCIAS, que foi lançado no início de julho. A primeira reunião oficial já teve lugar e o novo elenco já começou a preparar os desafios para os próximos dois anos de atividade.

Foto de uma onda no mar

O oceano já faz muito por nós. Absorve cerca de 30% do dióxido de carbono (CO₂) que emitimos e retém mais de 90% do calor em excesso provocado pelas alterações climáticas. Mas será que pode fazer ainda mais?

Foto de Carlos M. Farinha

Carlos M. Farinha, co-responsável do Laboratório de Investigação em Fibrose Quística de CIÊNCIAS e um dos vice-diretores do BioISI – Biosystems and Integrative Sciences Institute, foi reeleito membro da Direção da European Cystic Fibrosis Society (ECFS).

ilustração de CIÊNCIAS

Primeira fase de candidaturas decorre entre 28 de julho e 4 de agosto

alunos no campus de Ciências

Os jovens vão participar em 17 projetos científicos durante uma semana

Margarida Amaral

A Investigadora do BioISI vai assumir novo cargo internacional

Meredith Ringel Morris, investigadora da Google DeepMind

Especialista da Google Deepmind deu palestra no Auditório de CIÊNCIAS 

O Simpósio Internacional sobre Interações e Agregação de Proteínas realizou-se no Caleidoscópio

Mais de 60 investigadores vieram participar no evento organizado por CIÊNCIAS e FCiências.ID

Foto de grupo dos participantes no encerramento da segunda semana do Verão na ULisboa.

Foi com a entrega dos insubstituíveis diplomas que terminou a 11 de julho mais uma edição do programa didático Verão na ULisboa no Campus da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (CIÊNCIAS). Durante duas semanas, 170 alunos do ensino básico e do ensino secundário lançaram mãos a experiências, desafios e explicações de princípios científicos com o propósito de conhecer o mundo que os rodeia e eventualmente novas vocações profissionais. 

Logotipo do 24º Encontro dos Caminhos para a Complexidade

A Inteligência Artificial foi o tema do 24º Encontro dos Caminhos da Complexidade

Ana Simões, professora da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa

Professora de CIÊNCIAS diz que vai aproveitar o novo mandato para promover a inclusão e novas metodologias de estudo

Um astronauta olha em frente num jardim ensolarado

Estão abertas, até dia 30 de julho, as candidaturas para a 2.ª edição da Unite! Research School. Esta edição terá como temas a AI e Cibersegurança, Espaço e Tecnologia e Engenharia Biológica.

Cenário reconstituído do sítio de trilhas de Monte Clérigo, gerado por ferramentas de IA.

Um estudo internacional com participação da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (CIÊNCIAS) identificou as primeiras pegadas fossilizadas atribuídas a Neandertais em território português. O artigo agora publicado na revista Nature Scientific Reports, revela que as pegadas descobertas nas praias do Monte Clérigo e do Telheiro, no Algarve, remontam a cerca de 78 a 82 mil anos atrás.

Rafael Hipólito está a tirar o mestrado de matemática

Aluno de mestrado ganhou competição de cálculos integrais e diz que quer seguir a via da investigação. "O número de problemas em aberto na matemática não tem vindo a diminuir, mas sim a aumentar", recorda Rafael Hipólito  

Bernardo Ferreira e Bruno Cotrim foram premiados com o projeto ArchiveChain

Bernardo Ferreira e Bruno Cotrim foram distinguidos na edição de 2025 dos prémios Arquivo.pt

Foto de teclado com teclas adaptadas a símbolos de acessibilidade.

Um estudo internacional liderado por investigadores de Portugal, Polónia e Irlanda alerta para graves lacunas na acessibilidade digital de grande parte das universidades europeias. A investigação, que envolveu a análise de 171 instituições de ensino superior em 38 países, contou com a participação da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa.

Páginas