Hva mener man om dem?

Na tentativa de estabelecermos alguns indicadores de uma concepção de natureza informada pelo conhecimento científico, que pudessem auxiliar-nos no diagnóstico do grau de compatibilidade da visão de mundo dos alunos com o pensamento da ciência contemporânea, adaptamos o conjunto de compromissos epistemológicos e metafísicos mínimos apresentado na definição de Cobern e Loving (2001), incorporando a ele proposições oriundas da análise de Mayr (1988) acerca das propriedades especificas dos sistemas vivos e os compromissos teóricos do organicismo e emergentismo examinados por El-Hani e Emmeche (2000) e El-Hani (2002).

A seguir, são apresentadas as proposições que foram consideradas indicadoras de uma descrição de natureza consistente com discurso da ciência, mais especificamente, das ciências biológicas, ao tomar-se como referência as contribuições citadas acima:

(1.0) A natureza é ordenada

Como foi visto anteriormente, o pressuposto de que existe uma ordem permeando os processos naturais foi historicamente fundamental para o desenvolvimento da ciência moderna. Pessoa Jr. (1996: 136) destaca que o termo „ordem‟ é mais freqüentemente definido pelos físicos como a existência de uma regularidade no espaço ou no tempo, ou a observação de padrões que permitem a descrição de um sistema complicado em termos de poucas variáveis. Ao examinar de modo direto, ainda que não seja necessário ser um materialista para ser um naturalista. Para maiores

medidas sistêmicas apresentadas na literatura, Pessoa Jr. identifica outros conceitos de ordem. Algumas definições de ordem, com base em uma interpretação probabilística da entropia, entendem a ordem como o estado mais improvável de ocorrer num sistema. A ordem pode ser concebida também como confiabilidade, ou seja, como a capacidade de um sistema de retornar a um mesmo estado macroscópico após alterações aleatórias de seus elementos (Pessoa Jr. 1996:136). Pessoa Jr. (1996: 135-136) relaciona esta última concepção de ordem à medida de organização de um sistema enquanto adaptabilidade: o sistema tem „boa organização‟ quando sua adaptação ao ambiente é boa.

É importante diferenciar „ordem‟ de „organização‟ (ver Pessoa Jr. 1996). A organização é definida no espaço de conexões, ou seja, no espaço que inclui todas as redes de relações que podem constituir um determinado tipo de sistema. A ordem, por sua vez, é definida no espaço de estados, no qual todos os estados possíveis de um sistema são representados. Uma medida de ordem não se refere, assim, à estrutura de conexões de um dado sistema, mas ao comportamento global do mesmo no espaço de estados.

(2.0) A natureza é complexa.

Pessoa Jr. (1996: 138-140) também examina diferentes definições de complexidade, com o intuito de tornar mais precisa a intuição de que determinados sistemas são „complexos‟. Ele cita seis definições de complexidade:

(i) Complexidade enquanto número de elementos: Esta medida de complexidade é comum no campo de engenharia de sistemas, restringindo-se ao número de elementos de um sistema necessários para realização de uma tarefa, sem levar muito em conta quão intrincadas são as interconexões entre estes elementos. (ii) Complexidade enquanto quantidade de retroalimentação: Esta definição é um

refinamento da precedente, ao levar em conta não só o número de elementos, mas especialmente a quantidade de conexões de retroalimentação no sistema. (iii) Complexidade enquanto heterogeneidade: Nesta noção, a complexidade é

função do número de tipos diferentes de elementos em um coletivo.

(iv) Complexidade enquanto dificuldade de descrição: Refere-se à dificuldade de descrever um sistema pela falta de informação que temos a seu respeito. detalhes, ver Honderich (1995).

(v) Complexidade enquanto não-coincidência descritiva: Refere-se à propriedade de alguns sistemas, como os sistemas biológicos, de poderem ser descritos sob várias perspectivas teóricas, cada uma delas fornecendo uma „decomposição‟ diferente do sistema em subsistemas. Tais decomposições podem não apresentar fronteiras que coincidam espacialmente.

(vi) Complexidade enquanto beira do caos: Refere-se a um estado de complexidade que surge espontaneamente quando sistemas atingem um ponto crítico entre ordem e caos. Segundo Langton e Kauffman (apud Pessoa Jr. 1996), este seria o regime próprio dos seres vivos, caracterizado por elevada evolvabilidade, em que é possível, a partir de pequenas variações na estrutura do sistema, produzir alterações no seu comportamento que podem propiciar a evolução, sem comprometer sua adaptação ao ambiente.

Feito este exame das diferentes noções de complexidade, fica claro que a complexidade dos sistemas naturais não deve ser interpretada meramente como sinônimo de complicação ou confusão. Os sistemas naturais são complexos no sentido de que encerram muitos elementos de diferentes tipos e este se integram por meio de numerosas conexões, incluindo sofisticados mecanismos de retroalimentação. Os sistemas vivos podem ser considerados complexos, também, pela propriedade de poderem ser descritos sob diferentes perspectivas teóricas, que os decompõem em diferentes subsistemas (órgãos, tecidos, células, biomoléculas), ou ainda pela capacidade de auto-organização no regime de comportamento situado entre a ordem e o caos.

(2.1) A complexidade da natureza não é casual, mas organizada; os componentes dos sistemas complexos estão organizados segundo um conjunto definido de padrões.

A complexidade dos sistemas vivos não é casual. A matéria viva se encontra estruturada segundo princípios organizacionais, de maneira a produzir padrões de organização aos quais são submetidas as diversas entidades físico-químicas que compõem um sistema vivo. Desta forma, explica-se, por exemplo, a natureza diferente das reações químicas que ocorrem no mundo inanimado em relação àquelas que ocorrem no interior de um sistema vivo. A organização celular impõe restrições ao comportamento e à atividade das moléculas que a compõem.

Como foi discutido anteriormente, a noção de padrão ou forma tem sido utilizada (Emmeche et.al. 2000; El-Hani 2000; El-Hani & Emmeche 2000; El-Hani & Videira 2001) – tomando-se como base uma perspectiva neo-aristotélica sobre a causalidade em sistemas complexos – para explicar o tipo de ação causal que um sistema complexo pode exercer sobre seus componentes, gerando a emergência de propriedades novas, a cada nível de complexidade. As interações causais eficientes entre os componentes (por exemplo, as interações entre moléculas) realizam a forma (por exemplo, a organização celular) e a função (por exemplo, o metabolismo e a auto-replicação) na entidade de nível superior (no exemplo, uma célula), mas a forma, em contrapartida, restringe as atividades dos componentes no nível inferior, fazendo com que estes exibam uma distribuição muito mais ordenada no espaço e no tempo do que teriam na ausência da célula.

Esta interpretação da relação parte-todo em sistemas complexos pode ser utilizada para explicar como os sistemas vivos mantêm a homeostase que os caracteriza: “(...) quando um sistema complexo vem a ser, (...) são perdidas possibilidades de relação ao nível dos componentes para ganhar-se coordenação, estabilidade dinâmica, numa palavra, homeostase no sistema complexo” (El-Hani & Videira 2001: 321)

Uma concepção de natureza minimamente informada pelas Ciências Biológicas deve fazer menção à complexidade dos sistemas vivos, entendendo-a como resultado de uma intricada relação entre „partes‟ e „todos‟, mesmo que esta relação não seja conceitualizada como uma relação causal. Espera-se, também, de uma descrição da natureza consistente com o discurso contemporâneo das ciências biológicas, reconhecendo a existência de padrões organizacionais que unificam a diversidade dos sistemas vivos.

(3. 0) A natureza é estruturada em níveis hierárquicos de organização.

Inserindo-se no pensamento emergentista e organicista, Stanley Salthe (1985:9), ao buscar uma filosofia da natureza coerente, coloca-se a questão de qual seria a estrutura ou ordem básica do mundo. Após estabelecer uma série de requisitos aos quais tal estrutura deveria responder, ele conclui que uma das representações do mundo em que os requisitos propostos por ele são melhor observados é a estrutura hierárquica de níveis de organização. De acordo com esta visão, a natureza estaria

estruturada em uma hierarquia de entidades que se apresentam em diferentes níveis de complexidade. Estes níveis são diferentes e discretos, consistindo de totalidades ou sistemas irredutíveis às suas partes, caracterizados por pelo menos uma propriedade emergente.17

Salthe propõe, ainda, uma forma de representar a dinâmica e as interações fundamentais de uma entidade nesta hierarquia, o sistema triádico básico. De acordo com o sistema triádico básico, ao estudar-se uma entidade na estrutura hierárquica, deve-se considerá-la em seu próprio nível, o nível focal, mas também analisá-la em termos das partes que a compõem no nível imediatamente inferior e das entidades do nível imediatamente superior, nas quais ela entra como parte constituinte. Faz-se necessária uma análise dos três níveis, uma vez que tanto o nível inferior como o superior impõem restrições aos processos que ocorrem no nível focal. No nível inferior, estão as condições iniciais para os processos que emergem no nível focal, e, no nível superior, as condições de contorno que regulam a dinâmica do nível focal ( Salthe 1985; El-Hani 2000; El-Hani 2002).

De acordo com tal pensamento hierárquico, para que se possa obter um verdadeiro conhecimento integrado da biologia, é preciso compreender-se os fenômenos biológicos tendo-se em vista pelo menos estes três níveis: focal, imediatamente inferior e imediatamente superior. Espera-se das descrições de natureza dos alunos, para que possamos considerá-las informadas pelo discurso das ciências biológicas, pelo menos uma menção a diferentes níveis hierárquicos de organização, relacionando-os ao surgimento de propriedades novas, características dos sistemas vivos.

(4.0) A natureza é mutável

A preocupação de compreender o problema da mudança na natureza remonta a Aristóteles. Embora a mecânica do século XVII tenha voltado-se para a explicação do movimento, concebendo-o não mais como uma categoria de mudança, mas como um estado, o problema aristotélico de explicar a mudança foi retomado pela biologia, haja visto o papel central do pensamento evolutivo na estrutura conceitual desta ciência (El-Hani & Videira 2001)

17 _{Em seu discurso, é possível que os alunos se refiram apenas a propriedades características dos sistemas}

Para manter-se consistente com o discurso contemporâneo da biologia, é fundamental que se reconheça a existência de dois tipos de processos de mudança, os processos variacionais e os processos transformacionais, e que se estabeleça uma distinção clara entre eles. As mudanças transformacionais são resultantes do desdobramento de potenciais intrínsecos ao próprio sistema em modificação. É o que ocorre, por exemplo, no desenvolvimento ontogenético dos organismos. As mudanças variacionais dizem respeito às mudanças nas proporções das diferentes variantes que podem ser encontradas entre os membros de uma população, ao longo do tempo. É o que ocorre no processo de evolução dos organismos.

Antes de Darwin, as teorias históricas de mudança eram transformacionais. A teoria da evolução orgânica de Lamarck, por exemplo, era transformacional, considerando que as espécies mudavam à medida que cada organismo individual ia transformando-se (Levins & Lewontin, 1985:85). Em contraste, ao propor a seleção natural como mecanismo evolutivo, Darwin desenvolveu um princípio variacional para a evolução das espécies, de acordo com o qual os membros individuais de uma população diferem uns dos outros em um conjunto de propriedades, sendo parte da variação herdável e parte da variação suscitando vantagens adaptativas para o organismo, e a espécie evolui por meio de mudanças nas proporções das diferentes variantes nas populações, ao longo do tempo (Levins & Lewontin, 1985:86).

Portanto, no discurso contemporâneo da ciência, não há mais lugar para as antigas analogias entre desenvolvimento e evolução dos organismos, sendo fundamental concebê-los como dois processos de mudança de natureza distinta. Ao considerar o caráter mutável da natureza, deve-se ter em vista a ocorrência de processos de mudança transformacional, referindo-se ao desenvolvimento ou ciclo de vida dos organismos, ou, ainda, a processos físicos, como a transformação de uma estrela. Deve-se levar em consideração, contudo, também a evolução dos organismos, entendendo-a como uma mudança variacional. Para tanto, é preciso ter em mente o conceito de biopopulações, as quais diferem das classes de objetos inanimados pela propensão a variações entre os indivíduos, pela coesão-interna e pela restrição espaço temporal a que estão submetidas (Mayr 1988: 15).

(5.0) Na natureza, há lugar para processos de auto-organização

emergentes‟.

O conceito de auto-organização pretende reconhecer e abarcar processos nos quais são produzidas modificações do padrão de relação entre os elementos e das condições de restrição de um sistema, podendo resultar na formação de um membro de um nível superior a partir de componentes de um nível inferior. O que distingue este processo, no entanto, é o fato de que ele se dá de forma espontânea, sem que seja necessário um agente externo como princípio organizador. Esta organização tampouco é devida à imposição por algum elemento privilegiado do sistema (El-Hani 2000: 162-163).

Segundo Pessoa Jr. (1996), podemos encontrar duas noções de auto- organização. A primeira deles se refere ao aumento de ordem, e não propriamente de organização, e tem lugar espontaneamente, após as conexões entre os elementos de um sistema serem estabelecidas de maneira aleatória (1996: 145) . A segunda noção de auto-organização se refere ao aumento de „evolvabilidade‟ de sistemas que atingem um regime intermediário entre a ordem e o caos, designado como regime „complexo‟, localizado „à beira do caos‟ (1996:146). Sistemas que se encontram neste tipo de regime evoluiriam de maneira mais eficiente, uma vez que pequenas variações na sua estrutura poderiam geram alterações significativas, dada a ordenação relativamente baixa (quando comparada com sistemas no regime ordenado, como, por exemplo, cristais). Mas, como o sistema não se encontra em um regime caótico, tais alterações não seriam tão grandes a ponto do sistema não conseguir manter-se adaptado ao ambiente.

De acordo com a interpretação de Pessoa Jr. (1996:146), tendo-se em vista que a „evolvabilidade‟ pode ser considerada um tipo especial de organização (organização enquanto adaptabilidade), esta segunda noção de auto-organização pode ser considerada um exemplo de auto-organização por seleção natural. A noção de „auto-organização‟ como „auto-ordenação‟ explicaria características como o número de células em um organismo, a estabilidade dos tipos celulares e o número restrito de tipos celulares nos quais célula embrionária pode diferenciar-se. Estas seriam, de acordo com os teóricos da auto-organização, como Stuart Kauffman, características que não podem ser explicadas pela seleção natural.

Espera-se de uma descrição de natureza compatível com a ciência contemporânea o reconhecimento da propriedade dos sistemas naturais de

aumentarem sua organização interna, sem que, para tanto, seja necessária a intervenção de um agente externo.

(6.0) Os fenômenos naturais estão relacionados a processos causais que podem ser explicados e descritos em termos materiais, sem que seja necessário lançar- se mão de forças e entidades sobrenaturais.

A causalidade não deixou de ser considerada um determinante das modalidades da racionalidade científica, mesmo quando se tornou dominante, no século XVII, quando da emergência da ciência moderna, uma interpretação positivista da causalidade, na qual se supunha ser impossível obter conhecimento a respeito das causas verdadeiras dos fenômenos naturais, optando-se por apenas constatar e descrever as regularidades existentes entre eles (El-Hani & Videira 2001: 314).

Embora tenha predominado, durante muito tempo, a concepção de causalidade da física clássica, a qual atribuía exclusividade à causalidade eficiente, autores contemporâneos (Mayr 1988; El-Hani 2000; El-Hani & Emmeche 2000; Emmeche et al. 2000; El-Hani & Videira 2001) têm examinado a insuficiência deste tipo de causalidade para a explicação de sistemas complexos, como, por exemplo, os sistemas biológicos. Os fenômenos e processos biológicos respondem a uma série de fatores e são determinados não por uma única causa, mas sim por um conjunto de causas, de diferentes naturezas. Foi discutida, por exemplo, a importância das causalidades formal e funcional para a compreensão das relações entre sistemas complexos e seus componentes. Ao abordar o problema da teleologia, Mayr (1988) defende a legitimidade e o poder heurístico da linguagem teleológica na explicação e descrição de processos biológicos dirigidos para uma meta, resgatando, também, o lugar da causalidade funcional na explicação de fenômenos vivos. Ele ressalta, contudo, a ilegitimidade de descrever-se processos evolutivos como se estes fossem dirigidos para um propósito futuro, bem como de aplicar-se o termo „teleológico‟ a sistemas funcionais como um todo.

A questão que deve ser frisada aqui é a de que, a despeito de todo o pluralismo causal potencialmente envolvido nos fenômenos biológicos, a causalidade nos sistemas vivos não entra em conflito com as leis e os princípios de organização estabelecidos pela física e pela química. As explicações causais que recorrem a agentes de natureza imaterial ou sobrenatural não têm legitimidade no conhecimento

biológico contemporâneo e, além disso, são consideradas inconsistentes com o discurso científico em geral.

Espera-se de uma descrição de natureza compatível com o discurso científico o reconhecimento de relações causais entre eventos ocorridos no mundo natural e da possibilidade de explicá-los em termos naturalistas.

(7.0) A natureza é possível de ser conhecida

Até o momento, falamos de pressupostos ontológicos a respeito da natureza. As três últimas proposições que comentaremos dizem respeito a pressupostos epistemológicas que podem vir a ser mencionados ao longo de um discurso sobre a natureza, em particular, quando são feitas referências acerca do conhecimento humano sobre o mundo natural.

O pressuposto epistemológico mínima para que alguém se envolva com a ciência é a de que a racionalidade, da qual nós, humanos, somos dotados, pode construir, potencialmente, uma compreensão da ordem e causalidade inerentes aos fenômenos naturais.18

(8.0) A natureza é previsível (pelo menos em algum grau e em certos sentidos) Na ciência moderna, a crença num universo regulado por leis universais invariáveis, que poderiam ser desveladas pela dedução matemática e pelo método experimental, levou à suposição de que seria possível chegar-se à predição absoluta de quaisquer fenômenos naturais. Na teoria clássica da causalidade, o critério para avaliar o valor de uma explicação causal consistia no seu poder preditivo (Mayr 1988: 31). Todavia, atualmente reconhecemos que, tanto na biologia como em outras ciências que lidam com sistemas complexos, a exemplo da meteorologia, a possibilidade de predição, no sentido vernacular de previsão de eventos futuros, é precária (Mayr 1988: 19-20). Alguns fenômenos estudados pela física permitem previsões temporais muito confiáveis, como, por exemplo, no caso da previsão de eclipses. No entanto, existem processos na natureza inanimada que não podem ser previstos de maneira absoluta, em conseqüência do grande número de opções

18 _{Cobern e Loving (2001) ao apresentarem uma proposição semelhante a esta, fazem a distinção entre}

duas maneiras de concebê-la, uma realista e outra idealista. Adotamos aqui uma posição filosófica que concebe o conhecimento científico como uma descrição viável da realidade. Pressupomos, também, que a

possíveis em cada fase e das inúmeras interações de processos que ocorrem simultaneamente. Nestes casos, as predições são possíveis, mas em sentido probabilístico, e não absoluto.

A impossibilidade de fazer-se previsões absolutas é ainda maior nas ciências biológicas. Na biologia, especialmente na biologia evolutiva, as explicações descrevem eventos passados mais do que prevêem o futuro. Nas palavras de Mayr (1992: 77), “ninguém poderia ter previsto, no início do Cretáceo, que o florescente grupo dos dinossauros se extinguiria ao final daquela era”. Mayr (1988) identifica quatro classes de razões que, individualmente ou combinadas, contribuem para reduzir a precisão da predição dos fenômenos biológicos: (1) o fato de muitos processos biológicos envolverem eventos fortuitos, como é o caso das mutações espontâneas causadas por erros na replicação do DNA; (2) a singularidade de todas as entidades nos níveis superiores de integração biológica, o que torna qualquer proposição ao seu respeito válida apenas em sentido estatístico; (3) a extrema complexidade dos sistemas vivos, expressa na riqueza de relações de retroalimentação e mecanismos de homeostase, o que torna sua descrição completa quase impossível; e (4) a emergência de propriedades nos níveis superiores de organização, as quais não são, necessariamente, conseqüências lógicas ou previsíveis das propriedades dos componentes nos níveis inferiores.

Isso não significa dizer, contudo, que todos os eventos no mundo vivo são imprevisíveis, mas sim que as previsões de fenômenos biológicos são quase sempre de natureza estatística. O sexo do próximo filho de uma família, por exemplo, não pode ser previsto antes da concepção. Mas pode-se prever com grande acuidade que