Complexidade Potencial

Utilizando o exemplo da semente que é uma estrutura mais simples do que a árvore e contém potencialmente a árvore, podemos usar a germinação como metáfora para o fenômeno do incremento de complexidade na natureza.

Teorias são como "programas de computador" que geram como saída os teoremas do mundo natural[1], logo também se aplica de forma geral a metáfora:

semente --> programa

árvore     --> output

Um programa "semente" é aquele cuja complexidade algorítmica é menor do que a sua saída. Nessa metáfora ilustrativa o output tem a capacidade de se tornar um novo programa para outros outputs, realimentando o sistema.

Complexidade Atual: Informação em Ato

Complexidade Potencial: Informação em Potência

 Metáfora Semente-Árvore

Uma tela em branco de um software de desenho, num computador com uma tela de 1080p e sistema de cor preto e branco tem 1920 x 1080 = 2.073.600 pixels, totalizando aproximadamente 2.1 megabits de informação cada tela.

Dependendo da complexidade da imagem de bitmap, o tamanho do arquivo de imagem comprimido vai variar, refletindo diferentes complexidades algorítmicas. A tela age como um substrato físico que delimita a quantidade máxima de complexidade que pode ser atualizada, ou seja, o estado default de complexidade da tela tem complexidade potencial de 2.1 megabits.

Um algoritmo fractal que constrói os ramos e as folhas de uma árvore automaticamente, reduz bastante a quantidade de informação necessária para desenhar a árvore na tela.

Nesse sentido, o algoritmo fractal representa a "semente" da árvore desenhada na tela.

Dicionário:
A tela em branco - Default de complexidade potencial
O algoritmo que codifica a figura - A semente
A figura pronta na tela - A árvore

Informação do Genoma e Genoma Comprimido

O Genoma Humano tem cerca de 750 Megabytes de dados
6 x 10^9 bases= 6 x 10^9 bits [2]
6.000.000.000 bits = 750.000.000 bytes = 750 Megabytes

A informação genética do genoma humano depois de uma compressão sem perdas (um zip das instruções genéticas) é cerca de 4 megabytes ou 32 milhões de bits. Isso significa que seja o que for a nossa consciência com sua complexidade atualizada, sua "semente" tem menos do que 4 megabytes de complexidade.

Na metáfora proposta, o DNA é a "semente" e o Cérebro é a "árvore". E a germinação da complexidade continua em outro degrau de complexidade, com o Cérebro fazendo o papel de semente para germinar a Consciência. 

A estrutura regular do neocórtex cerebral humano é uma "tela de escrita" com grande redundância, parte dessa complexidade potencial foi atualizada na gênese do sistema nervoso como a consciência do indivíduo.

Num outro nível acima, um ser consciente tem a complexidade potencial para imaginar e conceber muitas coisas, para se tornar virtualmente qualquer pessoa.

Consciência (semente) --> Personalidade (árvore)

Como a Complexidade é Atualizada

As previsões dizem que a informação digital gerada pela humanidade em 2020 alcançará o total de 40.000 exabytes ou 40 trilhões de gigabytes. 

Não é o montante de informação que determina a complexidade e a qualidade da informação. A informação algorítmica contida nos dados brutos produzidos em 2020 deve ser um valor inferior a 40.000 exabytes, sendo comparável a um grande arquivo zip com o conteúdo produzido em todas as mídias digitais na internet.

É notável como a complexidade refletida nos dados produzidos pela humanidade em 2020, sendo superior a complexidade dos 4 megabytes do nosso genoma, provavelmente não vai conter a explicação científica de como o código genético da consciência é comprimido no DNA (algo que o DNA "sabe"). 

Esse fato gera certa perplexidade filosófica, mas podemos explicar como ele ocorre usando os conceitos de complexidade potencial e de complexidade atual.  Podemos entender que futuramente quando a solução do problema da consciência for publicada num artigo científico, a sua respectiva informação algorítmica vai incrementar a complexidade atual da civilização. Uma civilização que conhece mais, inclusive quando esse conhecimento se refere a própria consciência, é mais complexa.

O aumento no montante de informação digital gerada pela humanidade e que é atualizada todos os anos é apenas o fruto da complexidade potencial do cérebro humano e da civilização que desde o início já excedem em várias ordens de grandeza a complexidade atual do genoma humano.

A seleção natural e a evolução forjaram o ser humano para enfrentar os desafios imediatos a sua sobrevivência, porém a capacidade real do que podemos fazer excede em muitas vezes as requisições mínimas da vida selvagem. A mesma biologia do ser humano primitivo e que existe hoje será a matéria prima para os upgrades da civilização do futuro, numa cultura complexa que excederá em várias ordens de grandeza a complexidade do genoma que só ficou pronto depois de um período de testes de mais de 300.000 anos.

É surpreendente que a maquinaria genética humana consiga fazer tanta coisa, gerar tanto espaço para a cultura; a neuropsicologia e a ciência cognitiva devem prestar mais atenção ao estudo da complexidade potencial e como ela surge a partir das leis da física.

A natureza está guardando bem esse segredo, primeiro através das leis da física, o modo que consegue comprimir tanta coisa com leis tão simples e depois através das leis da biologia do código genético, viabilizando uma complexidade potencial difícil de precisar. 

Um princípio de otimização

De algum modo, ainda pouco entendido, o universo parece ter sido otimizado para a complexidade potencial, mesmo com tão pouca complexidade atual como semente; a informação, as leis da física e as constantes naturais  conspiram para germinar e atualizar complexidade. 

O primeiro passo na engenharia do universo para atualizar qualquer complexidade é disponibilizar a "tela de escrita" onde a complexidade pode ser atualizada. Se o princípio holográfico for confirmado como a chave da gravidade quântica, essa tela de escrita com grande complexidade potencial é o vácuo quântico. 

O novo paradigma seria assim enunciado:
O espaço físico é nativamente o dispositivo computacional ótimo, disponível por default.

O maravilhamento que temos pela totalidade do que a civilização humana produziu de informação algorítmica pode ser transposto para o maravilhamento que temos pela produção de um só indivíduo, que por sua vez pode ser resumido pelo maravilhamento que temos pelo que o código genético pode produzir, indivíduos e coletividades.

E essa prospecção científica, a medida que generalizamos mais e mais da complexidade atual para a potencial, só termina nas leis da física. É difícil negar a sugestão que o universo tem um estado default de complexidade, pois mais importante que uma realização complexa qualquer são suas condições de possibilidade.

Potential Complexity Default (P.C.D.)
Leis da Física + Espaço Vazio = Vácuo Quântico

Realimentação da Complexidade

A complexidade depois de atualizada num nível se torna complexidade potencial para o nível seguinte:

Leis da Física (semente) --> Bioquímica (árvore)
Bioquímica (semente) --> DNA (árvore)
DNA (semente) --> Cérebro (árvore)
Cérebro (semente) --> Inteligência (árvore)
Inteligência (semente) --> Matemática (árvore)

Notas:

[1] - Meta Math!, Gregory Chaitin
[2] - Metafísica, Metamatemática e Metabiologia, Gregory Chaitin