Livro CI 2008

Termodinâmica e Complexidade em Sistemas Biológicos
Termodinâmica e Complexidade em Sistemas Biológicos
Algumas Definições:
Breno Santos
Laboratório de Fisiologia Teórica
Antes de começarmos nossa discussão sobre termodinâmica e complexidade em
sistemas biológicos precisamos, primeiramente, estabelecer duas definições: a definição de
complexidade e a definição de sistema, começando pela segunda delas. Vamos observar
definições de sistema advindas de mundos (aparentemente!) muito distintos.
“A system is a combination of components that act together and perform a certain objective.
A system is not limited to physical ones. The concept of the system can be applied to
abstract, dynamic phenomena such as those encountered in economics. The word system
should, therefore, be interpreted to imply physical, biological, economics, and the like,
systems.”
Ogata, K., Modern Control Engineering
“... system is defined as a unit by the relations between its components which realize the
system as a whole, and its properties as a unity are determined by the way this unity is
defined, and not by the particular properties of its components.”
Varela, F. G., Maturana, H. R. e Uribe, R., Autopoiesis: The Organization of Living Systems,
Its Characterization and a Model
Podemos perceber então, que as ciências exatas e as ciências biológicas possuem
um denominador comum a respeito da definição do termo sistema; é um conjunto de partes
as quais estabelecem relações entre si. Se podemos reduzi-lo à soma de suas partes
constituintes, ou se apresenta as chamadas propriedades emergentes, isso é discussão
para outra hora e local!
E quanto à complexidade? O senso comum chama de simples os sistemas que,
aparentemente, possuem um ou poucos objetos e ações constituintes. Imagine um mol de
um gás às CNTP, em equilíbrio, encerrado em uma caixa de 1cm³. Isso é um sistema
simples ou complexo? Muitos diriam que é um sistema simples, pois não percebemos
nenhuma atividade coordenada ou forma de dinâmica, esse sistema “não faz nada” nem “vai
para lugar algum”. Porém perceba que estamos falando de, nessas condições, 6,023 x 10²³
moléculas de gás, comportando-se individualmente (dado que a interação entre elas ocorre
em escalas de angstroms), ou seja, estamos falando do que Boltzmann chamou de caos
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