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

Já só faltam dois eventos para a digressão Ignite IAstro terminar. Amanhã acontece um deles, na Covilhã, o último irá ocorrer na Guarda, a 3 de dezembro.

Onde estou? Para onde vou? As células do lugar ajudam-nos a cartografar (guiar) as nossas viagens no mundo, e constituem uma espécie de andaime espaço/temporal/cerebral que suporta a memória autobiográfica. Como o cérebro computa? Não é com Java, mas com um outro tipo de linguagem ainda a descobrir. O caminho para a compreensão dos códigos neuronais da cognição está aberto, e o desafio está lançado simultaneamente à Biologia, à Ciência da Computação e à Filosofia.

capa do livro

A banda desenhada "Reportagem Especial - Adaptação às Alterações Climáticas em Portugal" é lançada em Ciências esta segunda-feira, 7 de novembro de 2016, pelas 17h00, no auditório da Fundação da Faculdade, sito edifício C1, piso 3.

A ciência contemporânea enfrenta um conjunto de novos desafios que podem limitar a sua legitimidade, o seu valor e alcance. Estas notas abordam alguns destes riscos tentando apontar possíveis caminhos para os ultrapassar.

O ESPRESSO vai permitir descobrir planetas semelhantes à Terra, estudar a variabilidade das constantes fundamentais da Física e será essencial para complementar os dados da missão espacial PLATO.

Faleceu recentemente, com 95 anos, Ricardo Augusto Quadrado. Foi um professor de Cristalografia e Mineralogia da FCUL, e da Universidade da Madeira, extremamente marcante para quantos tiveram o privilégio de com ele privar. 

“Ainda há muito para fazer”, responde Nuno Araújo, quando questionado quanto ao futuro desta investigação, que dá um passo significativo num dos maiores desafios da Física da Matéria Condensada e que diz respeito ao desenvolvimento de técnicas experimentais, económicas e eficazes, capazes de sintetizar as estruturas desejadas de forma espontânea.

“O mergulho científico não se reduz à Biologia (…). Se estás interessado em fazer mergulho científico, esta é uma ótima oportunidade para dares os primeiros passos”, esta é a mensagem em jeito de convite do Núcleo de Mergulho Científico de Ciências ULisboa para alunos, professores, investigadores e outros funcionários de Ciências.

Os cientistas João C. Duarte, Filipe M. Rosas e Wouter P. Schellart apresentam o novo supercontinente chamado Aurica.

As florestas de Madagáscar estão em risco, mas um estudo publicado online na revista “Biological Conservation” demonstra que as áreas protegidas da ilha estão a ser eficazes no combate à desflorestação.

Pela primeira vez uma cientista portuguesa é a presidente eleita da European Society for the History of Science.

Na Science de 7 de outubro, no vol. 354, issue 6308, Pamela J. Hines explica como o cérebro se constrói, a mobilidade dos neurónios, das zonas onde proliferam para as localizações finais, e revela que qualquer problema que ocorra durante a migração pode afetar o desenvolvimento de uma criança, nos aspetos físicos e comportamentais.

A resistência aos antimicrobianos é um fenómeno inevitável, pelo que a vigilância, prevenção e controlo são fulcrais, mesmo que futuramente se desenvolvam novos antibióticos, pois será apenas uma questão de tempo até que a resistência a estes seja desenvolvida.

O que fazem e o que pensam alguns membros da comunidade de Ciências? O décimo Dictum et factum é com Fernando Lopes, coordenador do Gabinete de Apoio à Investigação da Direção de I&D de Ciências.

Com o objetivo de sensibilizar e preparar para o risco sísmico e melhorar a qualidade de ensino da Sismologia e das Ciências da Terra em Portugal, Susana Custódio, Graça Silveira, Luís Matias e Catarina Matos desenvolveram um estudo sobre a educação para os sismos, adaptado à realidade de Portugal e a diferentes grupos etários e que foi capa de uma das edições deste ano da revista “Seismological Research Letters”.

O projeto RESISTIR coordenado por Ciências e pela Maxdata Software e cofinanciado pelo Portugal 2020 visa criar até abril de 2019 um sistema de informação - inovador, modular, inteligente e adaptável - para apoiar a tomada de decisão clínica no domínio da vigilância epidemiológica, resistência aos antimicrobianos, controlo de infeção e gestão hospitalar.

O “coração da cidade” foi invadido por uma “onda de ciência e tecnologia” em mais uma edição da Noite Europeia dos Investigadores. O tema deste ano foi a “Ciência no dia-a-dia”.

“Geography and major host evolutionary transitions shape the resource use of plant parasites” da autoria de Joaquín Calatayud, José Luis Hórreo, Jaime Madrigal-González, Alain Migeon, Miguel Á. Rodríguez, Sara Magalhães e Joaquín Horta salienta a necessidade de estudos mais globais em Ecologia.

Aos alunos deixo uma sugestão: aproveitarem as unidades curriculares para experimentarem as suas ideias e terem projetos de novas apostas tecnológicas (em Salvador, Brasil, no campus de Ondina da UFBA existe um enorme espaço, com equipamentos informáticos e professores, para que os alunos possam ser ajudados a experimentar ideias). E, com um portefólio de exemplos vem um passo seguinte: usarem pós-graduações (por exemplo, mestrados) para construírem protótipos que se vejam em feiras e exposições. As empresas vêm em seguida.

A estudante de doutoramento em Paleontologia do Departamento de Geologia de Ciências e a equipa multidisciplinar que assina “A juvenile allosauroid theropod (Dinosauria, Saurischia) from the Upper Jurassic of Portugal” preparam-se para apresentar os resultados deste artigo no próximo congresso anual da Society of Vertebrate Paleontology e que ocorrerá em outubro na cidade de Salt Lake City, nos Estados Unidos da América.

“A juvenile allosauroid theropod (Dinosauria, Saurischia) from the Upper Jurassic of Portugal” da autoria de Elisabete Malafaia, Pedro Mocho, Fernando Escaso e Francisco Ortega descreve um exemplar ainda juvenil de um dos grandes dinossáurios carnívoros do Jurássico, com cerca de 150-145 milhões de anos, e foi publicado este mês na revista “Historical Biology”.

"É curioso, constatar que todas as teorias da ciência não são sobre a forma, mas sim sobre a função. Isto é, são sobre como as coisas se desenvolvem e mudam. São acerca de processos."

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