TEORIA GERAL DOS SISTEMAS. Parte 1

 

1 - Introdução.

O pensamento em termos de sistemas desempenha um papel dominante em uma ampla série de campos. Apareceram nos últimos anos profissões e empregos desconhecidos até pouco tempo atrás, tendo os nomes de projeto de sistemas, análise de sistemas, engenharia de sistemas e outros. Seus executantes são os “novos utopistas” de nosso tempo e em contraste com a raça clássica estão em ação criando um Mundo Novo. A tecnologia foi levada a pensar não em termos de máquinas isoladas, mas em termos de “sistemas”. As relações entre homem e máquina passam a ter importância e entram também em jogo inumeráveis problemas financeiros, econômicos, sociais e políticos. São numerosos os problemas que estão surgindo na produção, no comércio e nos armamentos.

Tornou-se necessário um “enfoque sistêmico”, pois, dado um certo objetivo, a descoberta dos meios e modos que levem à sua realização requer um especialista de sistemas para examinar as soluções possíveis e escolher as que prometem ter caráter ótimo com a máxima eficiência e o mínimo custo numa rede tremendamente complexa de interações. Isto exige técnicas complicadas e computadores para resolverem problemas que transcendem de muito a capacidade de qualquer matemático individual e tanto o “hardware” quanto o “software” dos computadores representam uma nova tecnologia, que tem sido chamada como Segunda Revolução Industrial.

Esta evolução seria simplesmente mais uma das múltiplas facetas da modificação que se passa em nossa sociedade tecnológica contemporânea se não fosse a existência de um importante fator que pode não ser devidamente compreendido pelas técnicas altamente complicadas e necessariamente especializadas da ciência dos computadores, da engenharia dos sistemas e campos relacionados com estas últimas. Trata-se de uma transformação nas categorias básicas de pensamento da qual as complexidades da moderna tecnologia são apenas uma manifestação. De alguma maneira, somos forçados a tratar com complexos, com “totalidade” ou “sistemas” em todos os campos do conhecimento, que implica uma reorientação do pensamento científico.

Em física, sabe-se bem que os enormes progressos realizados nas últimas décadas engendraram também novos problemas que evidenciam melhor aos leigos no número indefinido de centenas de partículas elementares das quais a física atualmente não pode dar explicações nem razões. O progresso ulterior da física nuclear exige muito trabalho experimental, assim como a criação de novos e poderosos métodos para o tratamento de sistemas com muitas partículas.

Nos últimos anos os triunfos da biologia moleculares nos seus diversos campos tornaram-se conhecimento comum. Mas devido a uma percepção aprofundada conseguida pela biologia “molecular”, tornou-se visível à necessidade de uma biologia “organísmica”. A biologia não tem de ocupar-se apenas com o nível físico-químico ou molecular, mas também com os níveis mais elevados de organização da matéria viva.

A concepção básica em psicologia costumava ser o “modelo robô”. O comportamento tinha de ser explicado pelo esquema mecanicista estímulo-resposta. O condicionamento, de acordo com o padrão das experiências em animais, era julgado ser o fundamento do comportamento humano. O “significado” devia ser substituído pela resposta condicionada e a especificidade do comportamento humano devia ser negada. A psiquiatria assumiu o ponto de vista dos sistemas mais fortemente do que a psicologia.

Os fenômenos sociais devem ser considerados como “sistemas”, por mais difíceis e mal estabelecidos que sejam atualmente as definições das entidades sócio-culturais. A moderna pesquisa dos sistemas pode fornecer a base de uma estrutura capaz de fazer justiça às complexidades e propriedades dinâmicas do sistema sócio-cultural.

Contemplando a história contemporânea no próprio ato de se desenrolar, é difícil atribuir o que nela há de irracionalidade e bestialidade unicamente aos indivíduos. Ao contrário, parece que somos vítimas de “forças históricas”, qualquer que seja o significado deste termo. Os acontecimentos parecem implicar mais do que unicamente as decisões e ações individuais, sendo determinados mais por “sistemas” sócio-culturais, quer sejam preconceitos, ideologias, grupos de pressão, tendências sociais, crescimento e declínio de civilizações.

A questão das regularidades ou das leis dos sistemas sócio-culturais é dotada de sentido, embora não signifique necessariamente inevitabilidade histórica. Um panorama histórico é, contudo uma história dos sistemas históricos. Esta concepção penetra em campos aparentemente situados fora dela, e é assim que já se disse que “a escola arqueológica do processo” “tirou o embrião de seu desenvolvimento da concepção de Ludwig von Bertalanffy, segunda a qual os sistemas desencadeiam o comportamento em conjunturas críticas e, uma vez isso acontecido, não podem mais voltar à sua condição original”.

Outro recente desenvolvimento foi a teoria das estruturas planejadas, tais como um exército, a burocracia, uma empresa comercial, etc. Esta teoria é “moldada em uma filosofia que adota a premissa de que a única maneira inteligível de estudar uma organização é estuda-la como sistema”, uma vez que a análise dos sistemas trata “a organização como um sistema de variáveis mutuamente dependentes”.

A elaboração de métodos específicos para a investigação dos sistemas é a tendência geral do conhecimento científico atual, assim como para a ciência do século XIX era característica a concentração primordial da atenção na elaboração de formas e processos elementares da natureza.

O novo mundo cibernético não se refere a pessoas, mas a “sistemas”. O homem torna-se substituível e consumível. Para os novos utopistas da engenharia de sistemas, é o “elemento humano” que se revela ser precisamente o componente falível de suas criações. Este elemento ou tem de ser eliminado de todo e substituído pelos equipamentos dos computadores, pela maquinaria auto-regulável e coisas semelhantes, ou tem de ser tornado tão digno de confiança quanto possível, isto é, mecanizado, conformista, controlado e padronizado. Em termos mais ásperos, o homem no Grande Sistema tem de ser um débil mental, um idiota amestrado ou dirigido por botões, isto é, altamente treinado em alguma estreita especialização ou então tem de ser simples parte da máquina.

Portanto, existe acordo em todos os principais campos sobre a necessidade de reorientação da ciência. As realizações da tecnologia moderna reforçam esta tendência.

Recentemente se tornou visível à necessidade e a exeqüibilidade da abordagem dos sistemas. A necessidade resultou do fato do esquema mecanicista das séries causais isoláveis e do tratamento por partes ter se mostrado insuficiente para atender aos problemas teóricos, especialmente das ciências biossociais, e aos problemas práticos propostos pela moderna tecnologia. A viabilidade resultou de várias novas criações que, embora ainda no começo, tornaram progressivamente realizável o enfoque dos sistemas.

O autor deste livro, na década de 1920, ficou intrigado com as evidentes lacunas existentes na pesquisa e na teoria da biologia. O enfoque mecanicista então prevalecente, parecia desprezar ou negar de todo exatamente aquilo que é essencial nos fenômenos da vida. O autor advogava uma concepção organísmica na biologia, que acentuasse a consideração do organismo como totalidade ou sistema e visse o principal objetivo das ciências biológicas na descoberta dos princípios de organização em seus vários níveis. O aparecimento simultâneo de idéias semelhantes independentemente umas das outras e em diferentes continentes era um sintomático indício de uma nova tendência que necessitaria, porém de tempo para chegar a ser aceita.

Em conexão com o trabalho experimental sobre o metabolismo e o crescimento, de um lado, e o esforço para concretizar o programa organísmico, do outro, a teoria dos sistemas abertos foi proposta, baseada no fato bastante trivial de que o organismo é um sistema aberto, embora na época não existisse nenhuma teoria desse tipo. A biofísica aparecia assim exigir uma expansão da teoria física convencional no sentido da generalização dos princípios cinéticos e da teoria termodinâmica (sendo conhecido mais tarde como termodinâmica irreversível).

Em muitos fenômenos biológicos e também nas ciências sociais e do comportamento são aplicáveis os modelos e as expressões matemáticas, que evidentemente não se incluem entre as entidades da física e da química e nesse sentido transcendem a física como paradigma da “ciência exata”. Tornou-se aparente a semelhança estrutural desses modelos e seu isomorfismo em diferentes campos, e justamente revelaram-se centrais os problemas de ordem, organização, totalidade, teleologia, etc., que eram excluídos dos programas da ciência mecanicista. Esta foi, portanto, a idéia da “teoria geral dos sistemas”.

A finalidade da teoria geral dos sistemas foi recebida com incredulidade, sendo julgada fantástica ou presunçosa. Além do mais, a teoria era trivial, porque os supostos isomorfismos eram simplesmente exemplos do truísmo segundo o qual a matemática pode aplicar-se a todas as espécies de coisas e, portanto não tem maior peso do que a “descoberta” de que 2+2=4 é igualmente verdadeira para maçãs, dólares e galáxias. Dizia-se também que era uma teoria falsa e desnorteadora, porque as analogias superficiais escamoteiam as diferenças reais e assim conduzem a conclusões erradas e mesmo moralmente inaceitáveis. Ou, ainda uma vez, dizia-se que a teoria era filosófica e metodologicamente infundada, porque a alegada “irredutibilidade” dos níveis superiores aos inferiores tendia a impedir a pesquisa analítica, cujo sucesso era evidente em vários campos, tais como na redução da química aos princípios físicos ou dos fenômenos da vida à biologia molecular.

Aos poucos foi-se compreendendo que estas objeções não atingiam o alvo no que diz respeito à natureza da teoria dos sistemas, a saber, a tentativa de uma interpretação e uma teoria científica em assuntos nos quais anteriormente não existiam, e chegar a uma generalidade mais alta do que as ciências especiais. A teoria geral dos sistemas atendia a uma secreta tendência de várias disciplinas.

Em 1954 foi criado a Sociedade de Pesquisa Geral dos Sistemas para impulsionar o desenvolvimento dos sistemas teóricos aplicáveis a mais de um dos tradicionais departamentos do conhecimento e tinha como principais funções: a) investigar a isomorfia dos conceitos, leis e modelos em vários campos e promover a transferência útil de um campo para outro; b) encorajar a criação de modelos teóricos adequados em campos onde atualmente não existem; c) reduzir ao mínimo a duplicação do esforço teórico em diferentes campos; d) promover a unidade da ciência mediante a melhoria da comunicação entre os especialistas.

Os conceitos de comportamento finalista e de teleologia desde muito eram associados a uma misteriosa capacidade de auto-aperfeiçoamento, ou de procura de um fim, ou uma causa final, em geral de origem sobre-humana ou sobrenatural. Para poder prosseguir no estudo dos acontecimentos o pensamento científico teve de rejeitas essas crenças na finalidade e estes conceitos de operações teleológicas, substituindo-os por uma concepção da natureza estritamente mecanicista ou determinista. Esta concepção mecanicista tornou-se firmemente estabelecida com a demonstração de que o universo baseava-se na operação de partículas anônimas que se movem ao acaso, de maneira desordenada, dando origem, por sua multiplicidade, como na física clássica e na lei dos gases. O indiscutível sucesso desses conceitos e métodos em física e em astronomia, e mais tarde em química, deram à biologia e à fisiologia sua principal orientação. Este enfoque dos problemas dos organismos foi reforçado pela preocupação analítica da cultura e das línguas das européias ocidentais. As suposições fundamentais de nossas tradições e as persistentes implicações da linguagem que usamos quase nos impelem a abordar o estudo de qualquer objeto supondo-o composto de partes ou fatores separados, discretos, que devemos isolar e identificar como causas poderosas. Daí decorre o estudo da relação de duas variáveis. Tem-se hoje a procura de novas abordagens para novos e mais amplos conceitos e métodos capazes de tratar de grandes totalidades de organismos e personalidades. O conceito de mecanismos teleológicos pode ser considerado uma tentativa de escapar daquelas velhas formulações mecanicistas, que agora se mostram inadequadas e fornecer novas e mais fecundas concepções e metodologias mais eficazes para estudarem processos auto-reguladores, sistemas e organismos auto-orientados e personalidades que se dirigem a si mesmas.

Uma revolução científica é definida pelo aparecimento de novos esquemas ou “paradigmas” conceituais. Estes põem em evidência aspectos que não eram anteriormente vistos nem percebidos, ou eram mesmo suprimidos na ciência “normal”, isto é, ciência geralmente aceita e praticada no momento. Por conseguinte, há um deslocamento nos problemas observados e estudados e uma mudança das regras da prática científica, comparável à troca nas gestalten perceptíveis nas experiências psicológicas, quando, por exemplo, a mesma figura pode ser vista como constituída por dois perfis ou por uma taça, um pato ou coelho. É bem compreensível que nessas fases críticas seja acentuada a importância da análise filosófica, que não é sentida com a mesma necessidade em períodos de crescimento da ciência “normal”. As primitivas versões de um novo paradigma resolvem poucos problemas e as soluções dadas aos problemas individuais estão longe de serem perfeitas. Há uma profusão e competição de teorias, cada uma das quais limitadas no que diz respeito ao número de problemas a que se referem e à solução elegante daqueles que são levados em consideração. Contudo, o novo paradigma abrange novos problemas, especialmente os que anteriormente eram rejeitados como “metafísicos”.

O problema metodológico da teoria dos sistemas consiste em preparar-se para resolver problemas que, comparados aos problemas analíticos e somatórios da ciência clássica, são de natureza mais geral. Existem vários enfoques para tratar desses problemas, sendo que os mais importantes são os seguintes:

• Teoria clássica dos sistemas: aplica o cálculo;
• Computação e simulação: aplica o cálculo e simulações em laboratório;
• Teoria dos compartimentos: define que um sistema consiste em subunidades com certas condições de fronteiras entre as quais pode haver processos de transporte; Utiliza as transformações de Laplace, introdução das redes e dos gráficos;
• Teoria dos conjuntos: as propriedades formais gerais dos sistemas, fechados ou abertos, etc., podem ser axiomatizadas;
• Teoria dos gráficos: elabora as estruturas relacionais representado-as em um espaço topológico; utiliza álgebra das matrizes;
• Teoria das redes: ligada à teoria dos conjuntos, dos gráficos, dos compartimentos, etc. e aplica-se a sistemas tais como as redes nervosas;
• Cibernética: sistema de controle baseada na comunicação entre o sistema e o meio e dentro do sistema, e do controle da função dos sistemas com respeito ao ambiente; utiliza a biologia e matemática;
• Teoria da informação: baseada no conceito da informação;
• Teoria dos autômatos: é a teoria dos autômatos abstratos, com entrada, saída, possivelmente ensaios e erros e aprendizagem. Tudo o que é logicamente possível pode ser simulado;
• Teoria dos jogos: refere-se ao comportamento dos jogadores supostamente racionais para obter o máximo de ganhos e o mínimo de perdas mediante adequadas estratégias contra o outro jogador;
• Teoria da decisão: teoria matemática que trata de escolhas entre alternativas;
• Teoria da fila: otimização de arranjos em condições de aglomeração.

Mesmo pouco homogênea e incompleta como é, esta enumeração é suficiente para mostrar que existe um conjunto de enfoques para a investigação dos sistemas.

Naturalmente, existe freqüentemente uma contradição entre modelo e realidade. Há modelos matemáticos altamente complicados e requintados, mas continua sendo uma questão duvidosa saber como podem ser aplicados aos casos concretos.

Portanto, existe um arranjo de modelos de sistemas, mais ou menos avançado e complexo. Certos conceitos são largamente aplicáveis aos sistemas materiais, psicológicos e sócio-culturais. Outros se limitam a certas subclasses. A prática da análise aplicada aos sistemas mostra que é preciso aplicar diversos modelos de sistemas, de acordo com a natureza do caso e os critérios operacionais.

2 – O Significado da teoria geral dos sistemas.

A ciência moderna é caracterizada por sua crescente especialização, sendo assim dividida em inumeráveis disciplinas que geram continuamente novas subdisciplinas e independente uns dos outros, problemas e concepções semelhantes surgiram em campos amplamente diferentes.

É necessário estudar não somente partes e processos isoladamente, mas também resolver os decisivos problemas encontrados na organização e na ordem que os unifica, resultante da interação dinâmica das partes, tornando o comportamento das partes diferentes quando estudado isoladamente e quando tratado no todo.

O paralelismo dos princípios cognoscitivos gerais em diferentes campos é ainda mais impressionante quando se considera o fato de que estes desenvolvimentos ocorreram independentemente uns dos outros, na maioria dos casos sem qualquer conhecimento do trabalho e da pesquisa realizados em outros campos. O rumo no sentido das teorias generalizadas está ocorrendo em muitos campos e em grande variedade de modos.

Existem modelos, princípios e leis que se aplicam a sistemas generalizados ou suas subclasses, qualquer que seja seu tipo particular, a natureza dos elementos que os compõem e as relações ou “forças” que atuam entre eles. Parece legítimo exigir-se uma teoria não dos sistemas de um tipo mais ou menos especial, mas de princípios universais aplicáveis aos sistemas em geral. Deste modo, foi postulada uma nova disciplina chamada Teoria Geral dos Sistemas. Seu conteúdo é a formulação e derivação dos princípios válidos para os “sistemas” em geral.

O significado desta disciplina pode ser definido da seguinte maneira. A física trata de sistemas de diferentes níveis de generalidade e nada obriga a pôr um termo aos sistemas tradicionalmente tratados em física. Ao contrário, podemos aspirar a princípios aplicáveis aos sistemas em geral, quer sejam de natureza física, biológica ou sociológica. Se estabelecermos esta questão e definirmos de modo conveniente o conceito de sistema, verificaremos que existem modelos, princípios e leis que se aplicam aos sistemas generalizados qualquer que seja seu tipo particular e os elementos e “forças” implicadas.

De fato, conceitos, modelos e leis similares apareceram muitas vezes em campos bastante diferentes, independentemente e com base em fatos totalmente diferentes. Há muitos casos em que princípios idênticos foram descobertos várias vezes porque os pesquisadores que trabalhavam em um campo ignoravam que a estrutura exigida já estava bem desenvolvida em outro campo. A teoria geral dos sistemas terá de percorrer longo caminho a fim de evitar esta desnecessária duplicação do trabalho.

Que princípios são comuns aos vários níveis de organização, podendo assim ser legitimamente transferidos de um nível para outro, e quais os que são específicos, de tal modo que a transferência conduz a perigosas falácias? As sociedades e as civilizações podem ser consideradas como sistemas? Parece que uma teoria geral dos sistemas seria um instrumento útil capaz de fornecer modelos a serem usados em diferentes campos e transferidos de uns para outros, salvaguardando ao mesmo tempo do perigo de analogias vagas, que muitas vezes prejudicaram o progresso nesses campos.

Porém, existe outro e mais importante aspecto da teoria geral dos sistemas. U problema básico proposto à ciência moderna é o da teoria da organização. Em princípio, a teoria geral dos sistemas é capaz de dar definições exatas desses conceitos e, nos casos adequados, submete-los à análise quantitativa.

Foi feita a objeção de que a teoria geral dos sistemas não vai além do fato trivial de que alguma espécie de que alguma espécie de matemática pode ser aplicada a diferentes classes de problemas. A resposta a isto é que no desenvolvimento da teoria geral dos sistemas, a questão não consiste na aplicação de expressões matemáticas bem conhecidas. Ao contrário, são propostos problemas originais, que estão parcialmente longe de terem solução. Os modos clássicos de pensar deixam de ter êxito no caso da interação de um número grande, mas limitados de elementos ou processos. Surgem problemas que são definidos por noções tais como totalidade, organização, etc., exigindo novos meios de pensamento matemático.

Concepções e pontos de vistas gerais semelhantes surgiram em várias disciplinas da ciência moderna. Enquanto no passado a ciência procurava explicar os fenômenos observáveis reduzindo-os à interação de unidades elementares investigáveis independentemente umas das outras, na ciência contemporânea aparecem concepções que se referem ao que é chamado um tanto vagamente de “totalidade”, isto é, problemas de organização, fenômenos que não se resolvem em acontecimento locais, interações dinâmicas manifestadas na diferença de comportamento das partes quando isoladas ou quando em configuração superior, etc. Em resumo, aparecem “sistemas” de várias ordens, que não são inteligíveis mediante a investigação de suas respectivas partes isoladamente. Concepções e problemas desta natureza surgiram em todos os planos da ciência quer o objeto de estudo fossem coisas inanimadas quer fossem organismos vivos ou fenômenos sociais. Esta correspondência é tanto mais significativo quanto o desenvolvimento das ciências individuais se faz de modo mutuamente independente, em grande parte com desconhecimento recíproco e baseado em fatos diferentes e filosofias contraditória. Isto indica uma modificação geral na atitude e nas concepções científicas.

Freqüentemente encontramos leis formalmente idênticas ou isomórficas em campos diferentes. Parece existirem leis gerais dos sistemas que se aplicam a qualquer sistema de certo tipo, independentemente das propriedades particulares dos sistemas e dos elementos em questão.

A teoria geral dos sistemas, portanto é uma ciência geral da “totalidade”, que até agora era considerada um conceito vago, nebuloso e semimetafísico. Em forma elaborada, seria uma disciplina lógico-matemática, em si mesma puramente formal, mas aplicável às várias ciências empíricas. Para as ciências que tratam de “todos organizados” teria uma significação semelhante à que tem a teoria das possibilidades para as ciências que se ocupam de “acontecimentos casuais”. Os principais propósitos da teoria geral dos sistemas:

• Há uma tendência geral no sentido da integração nas várias ciências, naturais e sociais.
• Esta integração parece centralizar-se em uma teoria geral dos sistemas.
• Esta teoria pode ser um importante meio para alcançar uma teoria exata nos campos não físicos da ciência.
• Desenvolvendo princípios unificadores que atravessam “verticalmente” o universo das ciências individuais, esta teoria aproxima-nos da meta da unidade da ciência.
• Isto pode conduzir a integração muito necessária na educação científica.

Podemos ilustrar a teoria geral dos sistemas mediante a alguns exemplos:

• Sistemas fechados e abertos: limitações da física convencional;
• Informação e entropia;
• Causalidade e teleologia;
• Organização.

A concepção mecanicista do mundo, considerando o jogo das partículas físicas como a realidade última, encontrou sua expressão numa civilização que glorifica a tecnologia física que levou finalmente às catástrofes de nosso tempo. Possivelmente o modelo do mundo como uma grande organização ajude a reforçar o sentido da reverência pelos seres vivos, que quase perdemos nas últimas sanguinárias décadas da história humana.

3 - alguns conceitos dos sistemas considerados em termos matemáticos elementares.

Ao tratar de complexos de “elementos”, podemos fazer três diferentes espécies de distinções:

1) de acordo com seu número;

2) de acordo com sua espécie;

3) De acordo com as relações dos elementos.

O significado da expressão “o todo é mais que a soma das partes” consiste simplesmente em que as características constitutivas não são explicáveis a partir das características das partes isoladas. As características do complexo comparadas às dos elementos parecem “novas” ou “emergentes”. Se, porém conhecermos o total das partes contidas em um sistema e as relações entre elas o comportamento do sistema pode ser derivado do comportamento das partes. Pode-se dizer também que enquanto podemos conceber uma soma como sendo composta gradualmente, um sistema, enquanto total de partes com suas inter-relações, tem de ser concebido como constituído instantaneamente.

Fisicamente, estes enunciados são triviais, mas podem tornar-se problemáticos e conduzir a concepções confusas em biologia, psicologia e sociologia somente por causa de uma interpretação errônea da concepção mecanicista, uma vez que existe a tendência para a resolução dos fenômenos em elementos independentes e cadeias causal, enquanto as inter-relações eram deixadas de lado.

Em um desenvolvimento rigoroso a teoria geral dos sistemas seria de natureza axiomática, isto é, as proposições que exprimem propriedades e princípios dos sistemas deveriam ser deduzidas da noção de “sistema” e de um adequado conjunto de axiomas. Um sistema pode ser definido como um complexo de elementos em interação.

Existem diversas equações matemáticas que pretendem simplesmente indicar o propósito geral e as direções da teoria geral dos sistemas. Outras tarefas seriam de um lado exprimir esta teoria em forma estritamente lógico-matemática; de outro lado, os princípios válidos para qualquer tipo de sistemas teriam de ser mais desenvolvidos. Este é um problema concreto. Uma teoria geral das periodicidades parecia ser um objetivo de vários campos da ciência. Por conseguinte, terão de ser feitos esforços no sentido da criação de princípios como os de mínima ação, condições de soluções estacionárias e periódicas, existência de estados estáveis e problemas semelhantes em forma generalizada com respeito à física e válidos para os sistemas em geral.

A teoria geral dos sistemas, portanto, não é um catálogo de equações diferenciais conhecidas e suas soluções, mas desperta novos e bem conhecidos problemas, que em parte não aparecem em física, mas têm importância fundamental em campos não físicos. Justamente porque esses fenômenos não são tratados pela física ordinárias, tais problemas apareceram muitas vezes como metafísicos ou vitalistas.

A teoria geral dos sistemas deveria ainda ser um importante dispositivo regulador da ciência. A existência de leis de estrutura semelhante em diversos campos torna possível o uso de modelos mais simples, ou melhor, conhecidos para fenômenos mais complicados ou de mais difícil manejo. Portanto, a teoria geral dos sistemas deveria ser metodologicamente um importante meio para controlar e investigar a transferência de princípios de um campo para outro, a fim de que não seja mais necessário duplicar ou triplicar a descoberta dos mesmos princípios em diferentes campos isolados uns dos outros. Ao mesmo tempo, formulando critérios exatos, a teoria geral dos sistemas precavém-se contra as analogias superficiais, inúteis na ciência e nocivas em suas conseqüências práticas.

Existem evidentemente três requisitos para a existência de isomorfismos em diferentes campos e ciências. Aparentemente os isomorfismos das leis repousam de um lado em nosso conhecimento, e de outro lado na realidade. É fácil escrever qualquer complicada equação diferencial, e, no entanto mesmo expressões de aparência inocente podem ser difíceis de resolver ou dar, por fim, soluções embaraçosas. O número de expressões matemáticas simples, que serão preferivelmente aplicadas à descrição de fenômenos naturais, é limitado. Por essa razão, leis de estrutura idêntica aparecerão em campos intrinsecamente diferentes. A mesma coisa se aplica aos enunciados em linguagem ordinária. Também aqui o número de esquemas intelectuais é restrito e serão aplicados em domínios completamente diferentes.

Entretanto, estas leis e esquemas seriam de pouco valor se o mundo não fosse tal que tais leis e esquemas pudessem ser aplicados a ele.

Existem três níveis na descrição dos fenômenos de sistemas: analogias, homologias e explicação.

A teoria geral dos sistemas em sua forma desenvolvida substituiria aquilo que é conhecido como “teoria das categorias”, por um sistema exato de leis lógico-matemáticas. Noções gerais até agora expressas em linguagem comum adquiririam a expressão exata e sem ambigüidades somente possível em linguagem matemática.

Acredita-se que a futura elaboração da teoria geral dos sistemas mostrará ser um grande passo no sentido da unificação da ciência. Pode estar destinada na ciência do futuro a desempenhar um papel semelhante ao da lógica aristotélica na ciência da antiguidade. A concepção grega do mundo era estática, sendo as coisas consideradas reflexos de arquétipos ou idéias eternas. Por conseguinte, o problema central da ciência era a classificação, cujo organon fundamental é a definição de subordinação e superordenação dos conceitos. Na ciência moderna, a interação dinâmica parece ser o problema central em todos os campos da realidade. Seus princípios gerais terão de ser definidos pela teoria dos sistemas.

4 – Os processos realizados na teoria geral dos sistemas.

Existe um certo número de recentes criações destinadas a satisfazer as exigências de uma teoria geral dos sistemas que podem ser enumeradas como:

1) A cibernética, baseada no princípio da retroação ou dos encadeamentos causais circulares, fornecendo mecanismos para a procura de uma meta e o comportamento autocontrolador.

2) A teoria da informação, introduzindo o conceito de informação como quantidade mensurável por uma expressão isomórfica da entropia negativa em física e desenvolvendo os princípios de sua transmissão.

3) A teoria dos jogos, analisando, dentro de uma nova moldura matemática, a competição racional entre dois ou mais antagonistas que procuram o máximo de ganho e a mínima perda.

4) A teoria da decisão, analisando igualmente as escolhas racionais nas organizações humanas, baseada no exame de determinada situação e de seus possíveis resultados.

5) A topologia ou a matemática relacional, incluindo campos de natureza não métrica, por exemplo, a teoria das redes e dos gráficos.

6) A análise fatorial, isto é, o isolamento, por meio da análise matemática, de fatores onde existem múltiplas variáveis, em psicologia e em outros campos.

7) A teoria geral dos sistemas em sentido restrito, que procura derivar da definição geral de “sistema” como complexo de componentes em interação, conceitos característicos das totalidades organizadas, tais como interação, soma, mecanização, centralização, competição, finalidade, etc., e aplica-los a fenômenos concretos.

Enquanto a teoria dos sistemas em sentido amplo tem o caráter de uma ciência básica, encontra seu correlato na ciência aplicada, às vezes mencionada com o nome geral de Ciência dos Sistemas. Este desenvolvimento está estreitamente ligado à moderna automação. É possível distinguir os seguintes campos:

• Engenharia de Sistemas;
• Pesquisa de Operações;
• Engenharia Humana.

A inclusão das ciências biológicas, social e do comportamento junto com a moderna tecnologia exige a generalização dos conceitos básicos da ciência. Isto implica novas categorias do pensamento científico, em comparação com as existentes na física tradicional e os modelos introduzidos com esta finalidade são de natureza interdisciplinar.

Um dos importantes aspectos das modernas transformações do pensamento científico é não haver um único “sistema mundial” abrangendo a totalidade das coisas. Todas as construções científicas são modelos que representam certos aspectos ou perspectivas da realidade.

A questão decisiva dos progressos da teoria geral dos sistemas é a do valor explicativo e antecipador das “novas teorias” ao atacar a multidão de problemas que se agrupam em torno das noções de totalidade, teleologia, etc. Está claro que a mudança de clima impreviamente despercebidos ou ver os problemas segundo uma nova luz é em certo sentido mais importante do que qualquer aplicação isolada e especial.

Não se discute que foram abertos novos horizontes, mas as relações com os fatos empíricos permanecem muitas vezes tênues. Assim, a teoria da informação foi saudada com um enorme avanço, mas fora do campo tecnológico primitivo as contribuições continuaram sendo escassas.

Chegamos finalmente àquelas mais altas e mal definidas entidades chamadas culturas e civilizações humanas. É o campo freqüentemente denominado “filosofia da história”. Este nome exprime o propósito de formar um elo de ligação entre a “ciência” e as “humanidades”, mais particularmente entre as ciências sociais e a história.

A teoria geral dos sistemas trouxe uma contribuição à extensão da teoria científica, conduziu a novas intuições e princípios e abriu novos problemas “pesquisáveis”, isto é, capazes de serem objetos de estudos ulteriores, experimentais ou matemáticos. As limitações da teoria e de suas aplicações em seu estado atual são óbvias, mas os princípios parecem ser essencialmente sólidos, conforme demonstra sua aplicação em diferentes domínios.

5 – O Organismo Considerado Como Sistema Físico.

A aplicação dos princípios físico-químicos de equilíbrio, especialmente da cinética química e da lei de ação das massas, mostrou ter fundamental importância para a explicação dos processos fisiológicos.

Considerando-se o organismo como um todo, apresenta características semelhantes às dos sistemas em equilíbrio. Compreende-se imediatamente que pode haver sistemas em equilíbrio no organismo, mas que o organismo enquanto tal não pode ser considerado um sistema em equilíbrio.

O organismo não é um sistema fechado, mas aberto. Dizemos que um sistema é “fechado” se nenhum material entra nele ou sai. É chamado de “aberto” se há importação e exportação de matéria.

Há um contraste fundamental entre os equilíbrios químicos e os organismos que realizam um metabolismo. O organismo não é um sistema estático fechado ao exterior e contendo sempre componentes idênticos. É um sistema aberto em estado quase estável, mantido constante em suas relações de massa dentro de uma contínua transformação de componentes materiais e energias, no qual a matéria entra continuamente vinda do meio exterior e sai para o meio exterior.

Os verdadeiros equilíbrios nos sistemas fechados e os “equilíbrios” estacionários nos sistemas abertos mostram uma certa semelhança, na medida em que o sistema, tomado como totalidade e do ponto de vista de seus constituintes, permanece constante em ambos os casos. Mas a situação física nos dois casos é fundamentalmente diferente. Os equilíbrios químicos em sistemas fechados baseiam-se em reações reversíveis. Nos sistemas abertos, o estado estável não é reversível em totalidade nem em muitas reações individuais.

Um sistema fechado deve finalmente atingir um estado de equilíbrio independentemente do tempo, definido pela máxima entropia e mínima energia livre, no qual a proporção entre as fases conserva-se constante. Um sistema químico aberto pode atingir um estado estável independente do tempo, no qual o sistema permanece constante em totalidade e em suas fases, embora haja fluxo contínuo de componentes materiais.

Um sistema fechado em equilíbrio não necessita de energia para se conservar, nem é possível a partir dele. A mesma coisa é verdade no que diz respeito a um sistema químico em equilíbrio. Mas não é possível a contínua capacidade de trabalho em um sistema fechado que tente para o equilíbrio logo que possível, somente em um sistema aberto. O aparente equilíbrio encontrado num organismo não é um verdadeiro equilíbrio incapaz de fornecer trabalho, mas ao contraio, é um pseudo-equilíbrio dinâmico mantido constante a certa distância do verdadeiro equilíbrio. É assim capaz de fornecer trabalho, mas, por outro lado, exige contínua importação de energia para manter a distância que o separa do verdadeiro equilíbrio.

Para a conservação do “equilíbrio dinâmico” é necessário que as proporções dos processos sejam harmonizadas. As reações rápidas também no organismo conduzem ao equilíbrio químico. As reações lentas não chegam ao equilíbrio, mas conservam-se em estado estável.

Uma importante característica dos sistemas biológicos é a que se contém em termos tais como “propósito”, “finalidade”, “procura da meta”, etc.

Um aspecto muito característico da ordem dinâmica nos processos organísmicos é o que pode ser denominado equifinalidade. Os processos que se passam em estruturas de tipo das máquinas seguem um caminho fixo. Conseqüentemente, o estado final será modificado se as condições iniciais ou o curso do processo forem alterados.