Propiedade emerxente

Unha propiedade emerxente fai referencia a aquela propiedade ou proceso dun sistema non reducible a unha propiedade ou proceso das partes constituíntes de tal sistema.
O concepto de propiedade emerxente ou emerxencia aplica ao proceso de formación de modelos complexos a partir de regras simples. Este pode ser un proceso dinámico no tempo, como a evolución do cerebro humano a través de millares de xeracións sucesivas; ou tamén relacionado coa escala, como as interaccións entre un conxunto de neuronas producindo un cerebro humano capaz de pensar (sen que unha neurona individual teña consciencia propia). Para que unha propiedade se nomee emerxente nun sistema, debe xeralmente ser inesperada e imprevisíbel en función da descrición dos elementos constituíntes de tal sistema, nos que xeralmente tal propiedade non existe ou existen só algúns trazos no nivel máis baixo.
O concepto de emerxencia relaciónase estreitamente cos conceptos de autoorganización e superveniencia e defínese en oposición aos conceptos de reducionismo e dualismo. A mente, por exemplo, é considerada por moitos como un fenómeno emerxente xa que xorde da interacción distribuída entre diversos procesos neuronais (incluíndo tamén algúns corporais e da contorna) sen que poida reducirse a ningún dos compoñentes que participan no proceso (ningunha das neuronas por separado é consciente). O concepto de emerxencia é moi discutido na ciencia e na filosofía debido á súa importancia como base das ciencias e as posibilidades de redución entre as mesmas. O concepto de emerxencia adquiriu renovada forza a raíz do auxe das ciencias da complexidade e xoga un papel fundamental na filosofía da mente e a filosofía da bioloxía. Introdución histórica
Aínda que o emerxentismo como postura filosófica presenta innumerables antecedentes históricos, non foi ata fins do s. XIX e comezos do s. XX cando o concepto de emerxencia se desenvolveu explicitamente como tal, dando lugar a un prolongado e sofisticado debate filosófico. A orixe deste debate debémoslla á polémica entre os vitalistas e os mecanicistas (Emmeche, Koppe e Stjernfelt, 1997) na definición e caracterización dos fenómenos vivos (no contexto do desenvolvemento das ciencias químicas e a mecánica clásica). Os emerxentistas opóñense tanto aos vitalistas como aos mecanicistas: fronte ao vitalismo, negan a existencia de substancias, forzas ou entidades de carácter sobrenatural como o élan vital; fronte ao mecanicismo, oponse á redución das propiedades dos organismos a simples procesos químicos e mecánicos. "O todo", argumentan, "é máis que a suma das partes".
John Stuart Mill: a distinción entre leis homopáticas e heteropáticas
Stuart Mill, na súa obra A system of Logic (1843), estableceu a distinción entre leis homopáticas e heteropáticas. As leis homopáticas seguen o principio de Composición de Causas que dita que o efecto conxunto de varias causas é igual á suma dos seus efectos por separado. Este principio cúmprese na mecánica clásica, por exemplo, no efecto conxunto de diversas forzas actuando sobre o mesmo corpo. Con todo, non todas as leis naturais seguen este principio. O exemplo paradigmático ao que alude Mill é o das reaccións químicas. En química as propiedades do composto resultante non poden formularse como a suma das propiedades dos compostos reactivos (a auga ten propiedades que non poden reducirse á suma das propiedades do osíxeno e o hidróxeno). Polo tanto, algunhas leis científicas non cumpren o principio da Composición de Causas. A este tipo de leis Mill chamoulles leis heteropáticas. Sería un alumno seu, George Henry Lewis, quen, por primeira vez, acuñaría o termo emerxente para referirse, precisamente, aos efectos heteropáticos. A distinción entre propiedades últimas e propiedades derivadas (de grande importancia no debate posterior sobre a emerxencia) tamén lla debemos a Mill. As propiedades últimas son características das substancias elementais e non se poden derivar doutras, mentres que as propiedades derivadas poden, como o seu nome indica, derívanse das primeiras.
O emerxentismo británico
En 1920 xorde a corrente dos emerxentistas británicos, que sentan as bases do debate moderno (McLaughlin, 1992). Entre eles destacan Samuel Alexander (Space, Estafe and Deity, 1922), C. Lloyd Morgan (Emergent Evolution, 1923) e Charlie D. Broad (The Mind and its Place in Nature, 1925). Nesta última obra, Broad expón o problema da redución, non só dalgunhas propiedades especialmente controvertidas (como a vida ou a mente), senón das propias disciplinas científicas entre si. O concepto de emerxencia enmárcase no debate sobre a posibilidade da redución da psicoloxía á bioloxía, da bioloxía á química, e desta, finalmente, á ciencia máis fundamental, a física. Broad defende que só hai dúas opcións coherentes para o científico: o mecanicismo ou o emerxentismo. Para Broad, o mecanicismo concibe só un tipo de materia (ou elemento constitutivo da realidade) e unha soa lei de composición de relación entre estes compoñentes e as súas agregacións de niveis superiores. Isto permite unha redución progresiva dunhas ciencias a outras. Para o mecanicismo, xa que logo, todas as ciencias son estudos de casos particulares da física, ciencia última e universal cuxas leis definen a unidade ontolóxica de toda realidade. O emerxentista, en cambio, aínda que coincide na existencia dunha última e única substancia física, considera que esta materia organízase en niveis caracterizados por propiedades específicas non reducibles aos niveis inferiores. Máis concretamente, para Broad, unha propiedade dunha estrutura E é emerxente sempre que non poida ser deducida do coñecemento máis completo posible das propiedades dos seus compostos tomados illadamente ou integrados noutros sistemas diferentes a E: Esta definición marcará o debate posterior sobre a emerxencia e a noción de lei emerxente: "De acordo con Broad, a lei que conecta a propiedade emerxente dunha estrutura coas propiedades dos compoñentes desa estrutura, é unha lei única, última e irreducible".
A caída do emerxentismo nos anos 30 e o seu rexurdimento
A pesar do auxe dos emerxentistas británicos durante os anos 20, o concepto foi perdendo forza na década dos 30 debido, segundo McLaughlin (1992), ao desenvolvemento da mecánica cuántica (que permitía explicar as reaccións químicas en termos subatómicos) e, posteriormente, da bioloxía molecular (que prometía dar conta dos fenómenos vivos en termos dos seus compoñentes moleculares). Outro factor determinante para a caída do emerxentismo, segundo Kim (1999), é a influencia do positivismo lóxico na filosofía e na psicoloxía. O marcado carácter reducionista e anti-metafísico desta escola filosófica procuraba eliminar toda referencia a conceptos metafísicos. Un exemplo palpable é o do reducionismo condutista que evita facer alusión a termos mentalistas que non sexan directamente definibles en termos condutuais. Con todo, durante os anos 70 e 80, o emerxentismo volveu renacer da man de posturas máis sofisticadas filosoficamente en relación ao problema mente-corpo e a fundamentación da psicoloxía (en concreto o funcionalismo) que desbancaron ao fisicalismo reducionista que defendían algúns positivistas lóxicos. Tamén o auxe das ciencias da complexidade (vida artificial, bioloxía de sistemas, teoría do caos etc. ) e as simulacións por computador de propiedades sistémicas deron lugar a un novo interese polo termo. Características do emerxentismo
O concepto de emerxencia pode implicar aspectos tan variados como a natureza cuántica dos procesos físicos, a capacidade de xerar modelos simulados por computador, a relación entre a perspectiva fenomenolóxica (subxectiva) e fenoménica (obxectiva) da realidade ou propiedades matemáticas como o caos. Ademais, o concepto é aplicado a ámbitos do coñecemento tan diferentes como a psicoloxía ou a termodinámica. A diversidade de teorías da emerxencia e as súas aplicacións é, xa que logo, enorme e difícil de sintetizar. Podemos, con todo, profundar no concepto de emerxencia salientando certas características comúns ás diversas posturas emerxentistas e distinguindo diversos tipos de emerxencia.
Naturalismo anti-reducionista
Unha característica común a todas as posturas emerxentistas é unha combinación de naturalismo e anti-reducionismo: de acordo co naturalismo, non existen substancias sobrenaturais ou especiais que non poidan ser explicadas cientificamente; de acordo co antireducionismo, existen propiedades de nivel superior que non poden reducirse ás do nivel inferior. Compaxinar ambas as posturas é unha das maiores dificultades do emerxentismo. Dependendo do concepto de redución e de substancia ou compoñente natural, definiranse unhas ou outras formas de emerxentismo. Por exemplo, o filósofo e científico Mario Bunge (1977), considérase a si mesmo emerxentista en oposición á redución por separación de compoñentes (ao modo dun enxeñeiro mecánico) e define como emerxente toda propiedade sistémica de carácter holista. Con todo, segundo algunhas concepcións do reducionismo, como a de Nagel (1960), Bunge non sería un emerxentista senón un reducionista xa que, a pesar de invocar a natureza holista dalgunhas propiedades, estas serían, en última instancia, redefinibles en termos dunha teoría máis xeral (p. e. a física).
Autoorganización e emerxencia: niveis micro e macro
O emerxentismo diferenza entre os niveis micro e macro nun proceso autoorganizado. Considérase que das interaccións locais entre os compoñentes dunha rede (nivel micro) emerxe unha estrutura ou patrón global (nivel macro). Por exemplo un furacán pode considerarse un proceso emerxente (o nivel micro está constituído polas moléculas de aire en movemento e o nivel macro polo patrón en espiral que observamos).
En relación ao reducionismo, cabe destacar que gran parte da literatura sobre a emerxencia está relacionada coas propiedades non-lineais dos sistemas autoorganizados. En concreto, algúns tipos de redes, cuxos compoñentes interactúan de forma non-lineal, resultan analiticamente intratables. As ecuacións diferenciais que rexen o seu comportamento non se poden resolver analiticamente e calcular o cambio dunha variable no sistema esixe calcular o cambio simultáneo nas demais variables. Xa que logo, calquera transición de microestados require facer referencia a todo o sistema, dando lugar a un holismo irredutible. Por este motivo, os sistemas complexos non están suxeitos a unha redución localizacionista (Bechtel e Richardson, 1993) e as súas propiedades adoitan considerarse emerxentes. As simulacións por computador (que fan uso do cálculo numérico para realizar un estudo cualitativo do comportamento) utilízanse para "naturalizar" estes sistemas e estudalos cientificamente sen reducilos a agregados dos seus compoñentes.
Novidade e impredictibilidade
Os fenómenos emerxentes están xeralmente asociados á novidade ou a sorpresa e á impredictibilidade da súa aparición dado un estado previo. Con todo, para moitos autores (p. e. Collier e Muller, 1999), a novidade ou a impredictibilidade supón un criterio demasiado débil para a emerxencia. Que algo sexa novo ou impredicible é unha propiedade relacional entre o observador e o fenómeno observado (algo pode resultar novo a primeira vez pero absolutamente predicible logo de familiarizarse co fenómeno). Ademais, segundo váiase estudando a natureza dos procesos emerxentes e váianse clasificando, a impredictibilidade, argumentan, deixará de ser un factor determinante da noción de emerxencia. Doutra banda, podemos entender a impredictibilidade a través da teoría do caos determinista. Neste caso, un sistema pode pasar por estados caóticos pero tamén por outros non caóticos e doadamente predicibles, o que faría que un sistema fose ao mesmo tempo emerxente e non-emerxente dependendo do momento en que se atope. Xa que logo, e en relación á impredictibilidade, o importante para unha caracterización axeitada da emerxencia é a impredictibilidade en principio (é dicir, independente da falta de coñecementos previos ou da falta de capacidade de cálculo do observador) e antes de que aconteza por primeira vez (Stephan, 1999a). Tipos de emerxentismo
Emerxencia fraca e forte
O termo emerxencia utilizouse para describir fenómenos moi diversos que, en moitos casos, non poden considerarse estritamente emerxentes (o son só en aparencia ou ben en relación a unha teoría considerada incompleta). Para distinguir ambos os tipos de fenómenos acuñáronse os termos de emerxencia débil e emerxencia forte: Emerxencia fraca
Fálase de emerxencia fraca ou emerxencia débil cando existen propiedades que son identificadas como emerxentes por un observador externo pero que poden explicarse a partir das propiedades dos constituíntes primarios do sistema. É o caso da cristalización das moléculas de auga: as calidades do cristal non pertencen nin ao hidróxeno nin ao osíxeno, pero poden explicarse e predicirse a partir deles. En moitos casos, os fenómenos de emerxencia débil denomínanse epifenómenos, xa que se consideran unha construción lóxica do observador que non ten consecuencias causais na realidade (por riba das que poden explicarse en relación cos seus compoñentes). O exemplo do tornado (mencionado anteriormente) sería considerado por moitos como un exemplo de emerxencia débil.
Emerxencia forte
A emerxencia forte fai referencia a propiedades independentes de toda observación e con "poderes" causais propios. Trátase de propiedades intrínsecas ao sistema e que actúan cos outros constituíntes do mesmo dun modo orixinal. A emerxencia da vida a partir do inanimado ou da mente a partir do sistema nervioso son os exemplos clásicos de emerxencia forte. Así, por exemplo, fálase de causalidade descendente cando as propiedades do nivel emerxente teñen efectos causais sobre as propiedades ou procesos de nivel inferior. Campbell alude para ilustralo ao caso da selección natural: o organismo como un todo (estendido no tempo en sucesivas xeracións) ten un efecto causal sobre as moléculas de ADN, xa que é o organismo (o fenotipo como un todo) o que se selecciona, causando un cambio nas frecuencias e disposicións dos seus compoñentes de micronivel (os nucleótidos de ADN no xenotipo). A pesar de que o exemplo característico de Campbell é o da evolución (unha forma de emerxencia diacrónica) o uso do concepto de causación descendente estendeuse no ámbito da filosofía da mente e é usado para facer referencia ao poder causal das propiedades mentais (como a intencionalidade ou o desexo) sobre as físicas; p. e. o efecto causal da intención de mover un obxecto (nivel emerxente, psicolóxico ou mental) sobre a posición do obxecto (nivel inferior, físico).
Emerxencia epistemolóxica e ontolóxica
O concepto de emerxencia pode definirse en función de criterios ontolóxicos (relativos á estrutura da realidade mesma) ou epistemolóxicos (relativos á capacidade do ser humano de coñecer esa realidade). Emerxencia epistemolóxica
Desde o punto de vista epistemolóxico, a emerxencia fai referencia á imposibilidade do observador de predicir o xurdimento de propiedades novas no sistema que estuda. Cariani (1989, 1991) definiu este tipo de emerxencia como emerxencia en relación a un modelo. Segundo esta concepción, dado un modelo do funcionamento dun sistema, un fenómeno emerxente acontece cando, para predicir o seu comportamento adecuadamente, é necesario introducir un novo elemento ou propiedade no modelo (que non sexa a simple combinación dos seus elementos anteriores).
Emerxencia ontolóxica
O emerxentismo ontolóxico contempla o problema desde a perspectiva das propiedades intrínsecas do sistema, independente da súa relación epistémica cun suxeito. Segundo esta concepción, o mundo físico está constituído por estruturas físicas, simples ou compostas, pero estas últimas non son sempre meros agregados das simples. Os distintos niveis organizativos teñen unha autonomía tanto esencial como causal que requirirá tanto conceptos como leis distintas.
Moitos autores consideran que a emerxencia epistemolóxica é un tipo de emerxencia débil, xa que depende das capacidades preditivas do observador. Con todo, o problema radica na imposibilidade de pronunciarse sobre a realidade se non é presupondo un aparello teórico e a dificultade de distinguir, en última instancia, entre que propiedades son epistemolóxicas e cales ontolóxicas.
Emerxencia diacrónica e sincrónica
Emerxencia diacrónica
Desde o punto de vista diacrónico, a emerxencia defínese como unha relación temporal entre os estadios que un sistema atravesa desde un estadio simple a outro complexo. Neste contexto, a emerxencia identifícase coa impredictibilidade: as propiedades emerxentes son propiedades dos sistemas complexos que non poden ser preditas a partir do estado pre-emerxente. A impredictibilidade é unha propiedade epistemolóxica, pois non implica indeterminismo.
Mark Bedau (1997) define este tipo de emerxencia como "emerxencia débil": nestes casos, os estados macroscópicos poden deducirse (non sempre predicirse con exactitude) a partir do coñecemento da microdinámica do sistema e das condicións externas, pero só mediante a súa simulación. É o caso dos sistemas caóticos, cuxa non-linearidade failles sensiblemente dependentes das condicións iniciais. Emerxencia sincrónica
Desde o punto de vista sincrónico, a emerxencia defínese no contexto das relacións entre nivélelos micro e macro dun sistema. Desde esta perspectiva, a emerxencia identifícase coa irredutibilidade conceptual: as propiedades e leis emerxentes son trazos sistémicos de sistemas complexos gobernadas por leis irredutibles ás da física por razóns conceptuais (tales patróns macroscópicos non poden ser aprehendidos polos conceptos e a dinámica da física).
Este é o tipo de emerxencia definido por Paul Teller e Andy Clark. Para Paul Teller (1992), unha propiedade é emerxente se e soamente se non é explicitamente definible en termos das propiedades non relacionais de calquera das partes do obxecto en cuestión. Andy Clark (1996) suxire que un fenómeno é emerxente só no caso de que sexa mellor comprendido atendendo aos valores cambiantes dunha variable colectiva. Unha variable colectiva é aquela que debuxa o patrón resultante das interaccións entre múltiples elementos dun sistema (en teoría de sistemas dinámicos a variable colectiva é tamén chamada parámetro de control). Cando a variable colectiva inclúe elementos tanto internos como externos ao sistema, estamos ante un fenómeno de emerxencia interactiva (Hendrick-Jansen, 1996).
A emerxencia como superveniencia
Gran parte da filosofía analítica define a emerxencia en termos de superveniencia: un grupo de propiedades X (nivel macro ou emerxente) superviene dun grupo de propiedades E (nivel micro) cando as propiedades do grupo X están determinadas polas do grupo E.
Versións alternativas á emerxencia como superveniencia
Varios autores opuxéronse á definición da emerxencia como superveniencia, entendendo que a relación entre propiedades primitivas e emerxentes non ten porqué ser univocamente causal: Timothy O'Connor (2000) acode á indeterminación cuántica: se os fenómenos cuánticos non están determinados, entón os fenómenos que seguen a un estado indeterminado poden ser diversos. Así, un electrón pode ser onda ou partícula (propiedades emerxentes) a partir dun mesmo estado de indeterminación (propiedades pre-emerxentes).
Paul Humphreys (1997) define as propiedades emerxentes como resultado dunha "fusión" entre entidades primitivas que, ao formar parte dunha unidade superior e deixar de existir como unidades separadas, perden algúns dos seus poderes causais, mentres que as unidades emerxentes adquiren outros novos. A emerxencia non é aquí superveniencia, pois as condicións de base non coexisten co trazo emerxente. Exemplos de emerxencia
Emerxencia en bioloxía
Moitos dos trazos e procesos estudados polas ciencias biolóxicas son considerados emerxentes: En bioloxía evolutiva, a teoría xerárquica da evolución sostén que a selección actúa sobre individuos evolutivos a moitos niveis xerárquicos (xenes, organismos, demes, especies, clados). Desde esta perspectiva, a selección de nivel superior defínese como a proliferación diferencial de individuos evolutivamente relevantes baseada na interacción causal das súas propiedades (emerxentes) coas contornas circundantes e non no efecto de propiedades características dos individuos de niveis inferiores.
En bioloxía do desenvolvemento, as teorías epixenetistas oponse ao reducionismo xenético que considera á ontoxénese como resultado dun mapeo lineal entre xenes e caracteres fenotípicos. En particular, deféndese que o desenvolvemento animal é resultado da interacción non lineal entre distintos niveis organizativos (xenético, celular e de tecidos) irreducibles entre si. Estas teorías do desenvolvemento tiveron, á súa vez, unha repercusión importante na concepción da evolución.
A bioloxía de sistemas busca integrar a enorme cantidade de datos xerados pola bioloxía molecular en modelos sistémicos de procesos biolóxicos xeralmente coa axuda de simulacións por computador. É o caso das redes regulatorias xenéticas, epixenéticas, metabólicas etc. ).
A definición e investigación da organización básica da vida como fenómeno emerxente das interaccións non-lineais que constitúen as redes metabólicas e xenéticas busca recuperar o espírito holista do vitalismo no novo marco das ciencias da complexidade. Algúns autores argumentan que a relación entre metabolismo e ADN é do tipo da "causación descendente".
Emerxencia en filosofía da mente e ciencias cognitivas
Sen dúbida, o fenómeno emerxente que máis literatura produciu é o da mente e a consciencia. O propio Stuart Mill consideraba que as sensacións (como o sabor ou o cheiro) eran propiedades últimas non reducibles ás propiedades físicas dos obxectos. Hoxe en día séguese defendendo que a mente é un fenómeno emerxente.
En ciencias cognitivas destaca o uso do concepto de emerxencia en robótica situada. Enxeñeiros como Luc Steels chegaron a desenvolver ata unha teoría do funcionalismo emerxente para referirse aos principios de deseño robóticos nos que se explota a interacción recorrente entre o robot e a súa contorna e entre os diferentes compoñentes do controlador do robot para conseguir unha conduta funcional non descompoñible.
Emerxencia na Vida Artificial e na Computación Distribuída
A Vida artificial é fonte de innumerables exemplos que foron utilizados para ilustrar os conceptos de autoorganización e emerxencia. Entre eles destacan: a simulación de bandadas de paxaros de Craig Reynols, os modelos de intelixencia emerxente ou colectiva en formigas, térmites e abellas, e os patróns emerxentes en autómatas celulares.