A metabiologia é uma teoria matemática baseada, principalmente, na teoria da informação algorítmica, nos permitindo estudar a evolução open-ended de programas, isto é, estudar quão rápido os organismos/programas se tornam mais complexos...
moreA metabiologia é uma teoria matemática baseada, principalmente, na teoria da informação algorítmica, nos permitindo estudar a evolução open-ended de programas, isto é, estudar quão rápido os organismos/programas se tornam mais complexos ou mais criativos, sem nunca estagnar num nível máximo de complexidade ou criatividade. Tomamos como base os modelos metabiológicos originais chaitinianos, nos quais os organismos são sistemas computáveis (i.e., sistemas emuláveis por um computador), a natureza (ou meio-ambiente) é um sistema hipercomputável (i.e., um sistema emulável apenas por algum hipercomputador), as mutações são sistemas computáveis aleatoriamente gerados (i.e., mutações algorítmicas aleatórias) e a aptidão dos organismos é medida estritamente por quão grande é o output desses organismos. Nesse âmbito, este trabalho se foca em responder duas questões. A metabiologia seria inapropriada se os organismos não forem sistemas computáveis? Ou, na direção oposta, ela seria inapropriada se a própria Natureza for um sistema computável? Portanto, o objetivo principal é mostrar que a metabiologia caminha em direção a uma teoria geral para evolução open-ended de qualquer sistema, seja ele subcomputável, computável ou hipercomputável. Como objetivo secundário, mostramos que as consequências científicas e filosóficas dos nossos resultados matemáticos podem se alastrar pelas questões fundamentais da biologia e vida artificial, como também, da física e da inteligência artificial. Para satisfazer esses dois objetivos, construímos dois novos modelos metabiológicos para duas configurações, diferentes entre si, de organismos e natureza. Primeiro, mostramos que é possível a evolução metabiológica de subprogramas, dentro da qual tomamos a natureza como sendo computável, o que fez com que os organismos e as mutações passassem a sistemas subcomputáveis. Para essa demonstração, apresentamos e utilizamos o fenômeno da incomputabilidade relativa recursiva (uma versão computável/recursiva da incomputabilidade relativa que ocorre entre as diferentes ordens de hipercomputadores dentro da hierarquia dos graus de Turing). Fazemos com Turing, Radó e Chaitin o que Skolem fez com Cantor: relativizamos a incomputabilidade da função Busy-Beaver atrelada ao número Ω para ela existir, de modo análogo, entre um computador e qualquer subcomputador do mesmo. Em decorrência, apresentamos o “paradoxo” da computabilidade, o qual diz que existe, pelo menos, uma função que não é computável se “olhada de dentro”, mas é computável se “olhada de fora”. Então, correlacionamos esse pseudoparadoxo com problemas da criatividade humana e inteligência artificial, da consciência, da vida artificial e da computabilidade do Universo. Segundo, construímos um modelo metabiológico para a evolução de hiperprogramas, no qual os organismos são sistemas hipercomputáveis de qualquer ordem finita (dentro da hierarquia de Turing) e a natureza é um hiperprograma de ordem ordinal ω. Nesse último modelo, mostramos que é possível uma evolução de organismos/hiperprogramas por meio de mutações algorítmicas aleatórias “cegas” (i.e., que não levam em conta os organismos/hiperprogramas anteriores) que vai levando os organismos/hiperprogramas a serem capazes de resolver qualquer problema na hierarquia aritmética. Aliado a isso, discutimos sobre a computabilidade ou incomputabilidade dos seres vivos e sobre a possibilidade de estudar matematicamente a evolução metabiológica de sistemas que podem ultrapassar, o quanto se queira, a “barreira” do computável.