Qual é a real beleza da foto acima (roubada de optik)? Certamente não são as cores isoladamente, mas sim essa mistura rica e caótica de cores, que dá um efeito tão agradável e provocador da imaginação. Pessoas diferentes vêm formas diferentes. Tudo isso devido à mistura e a interação entre as cores.

O mesmo ocorre com a ciência. Diferentes pensamentos, nas mais distintas tonalidades, são criados, se desenvolvem e interagem entre si, na tentativa de montar um quadro melhor do mundo e unverso em que vivemos. Mas para que isso ocorra de verdade, a interação, replicação e mistura devem estar presentes, de forma que o estudo de uma pessoa interaja e influa outros que vierem.

E nesse quesito a internet fez uma verdadeira revolução. Hoje você tem acesso (infelizmente não todos) a décadas de publicação científica à distância de uma busca. Um trabalho feito na Tailândia pode servir de base a uma tese no Brasil, um experimento feito nos Estados Unidos pode ser comparado a um semelhante feito na Russia sem nenhuma dificuldade. A redundância nos trabalhos feitos diminuiu, pois se alguém já fez ou está fazendo o que se pretende, pode-se mudar o enfoque e enriquecer a ciência.

O problema das publicações científicas, no entanto, é que em geral elas não dão dados suficientes para a replicação do que foi feito, e muitas vezes isso nem é por culpa dos autores, mas devido à falta de espaço. Outros, no entanto, se aproveitam desse fato para divulgarem resultados “adaptados” à realidade desejada. E o argumento geral é que não haveria espaço para divulgar os enormes pormenores da pesquisa.

Pois bem, anos passaram, a internet é uma realidade há um bom tempo. Hoje em dia, ao entrar na página de um pesquisador, você em geral tem acesso a todos os artigos escritos por ele. Poucos, no entanto, disponibilizam as ferramentas e dados para que os experimentos sejam replicados ou alterados.

Esse deve ser o próximo passo. A ciência open-source. Não apenas os artigos resumidos devem ser disponibilizados, mas sim todos os dados necessários para a verificação do trabalho, e, principalmente, a utilização rápida e segura desse trabalho como base. Espaço não falta mais. Os artigos deveriam ter sempre o endereço na internet onde o leitor poderia obter todas as informações, dados, programas, etc, para utilizá-lo como base.

Acredito fortemente que esse é o caminho certo. A última coisa que a ciência pode fazer é guardar segredos. E sua riqueza aumenta conforme a comunicação, a interação e a incorporação aumentarem também.

Ou seja, essa dinâmica em que a universidade pública está, de greves constantes, está tendo um efeito bem diferente do almejado pelos funcionários. Os sindicatos, atrasados e enferrujados, estão mais preocupados em se colocar em evidência para seus sindicalizados do que de fato ajudando-os. E estão fazendo o “serviço neoliberal terceirizador da reitoria” eles mesmos.

Concordo que a terceirização tenha efeitos negativos, como redução do nível salarial, mas também acredito que, diante da falta de verbas e mudanças nas relações trabalhistas, uma atitude menos conservadora, míope e egoísta dos sindicatos seriam fundamentais, mudando o tipo de relação que mantêm com a reitoria.

O problema é que, quanto mais complexo o modelo, mais difícil é impor que isso ocorra. Você tem que montar suposições cada vez mais fortes sobre o sistema, para que o mesmo apresente equilíbrio ou ciclo no longo-prazo. Se essas suposições não fossem feitas, o sistema teria um comportamento explosivo, levando-o a uma situação impossível.

Para mim isso não fazia sentido. A consequência é que acreditar que as relações que regem um determinado fenômeno real sejam complexas, e ao mesmo tempo acreditar que o mesmo converge para um equilíbrio equivale a acreditar no sobrenatural. Sim, porque a consequência dessas duas características em um modelo matemático resulta em restrições fortíssimas sobre os parâmetros do sistema. Caso essas restrições não sejam atendidas, o sistema “explode”. Ou seja, é como se andássemos o tempo todo no fio da navalha de olhos vendados, e nunca caíssemos nem ao menos nos desequilibrássemos.

Os sistemas complexos, os modelos multiagentes pareciam um esboço de uma solução. Na verdade o que ocorre não são ciclos ou equilíbrios. São forças distintas, interagindo entre si e influenciando todos os elementos, a cada hora de uma forma diferente. Os comportamentos seriam muito mais dinâmicos, diferentes. Não haveria um equilíbrio, mas sim forças que se complementam e se anulam em momentos diferentes. Parecia a solução.

Mas hoje me ocorreu uma idéia que, posso dizer, abalou minha fé um pouco. Na verdade, me acordou da ingenuidade. A idéia foi simples: em um sistema multiagente, podemos definir um “estado” como sendo o conjunto de características de todos os agentes em um dado instante. Por exemplo, se nosso sistema é composto por agentes caracterizados pelo nome, idade e pela rede de amigos, um registro do tipo ( (inacio,26,[fulano,beltrano]), (fulano,22,[beltrano]), (beltrano,25,[fulano,inacio])) seria um estado. Se o estado a ser alcançado depende apenas do estado anterior (algo até razoável de se pensar), e se supusermos que o mundo é discreto, e não contínuo (o que eu também acredito ser o razoável), temos que, por mais que o número de estados possíveis seja bem grande, uma hora ou outra, o sistema vai voltar a um estado já visitado. Assim, a partir daí haveria uma repetição, ou seja, um ciclo.

Se qualquer uma das duas suposições for descartada, podemos ter infinitos estados, ou caminhos infinitos. Mas para isso, temos que ter uma das seguintes hipóteses sobre o universo:

• Se supusermos que o mundo é contínuo, e não discreto, por tabela acreditamos que o universo é infinito (não sei se existe prova para isso, mas para mim parece razoável pensar que se pudermos analisar qualquer coisa em níveis infinitamente microscópicos, então é razoável supor que podemos estar no meio do caminho entre “o macro e o micro”. Como consequência, viria a infinitude do universo
• Se supusermos que dado um estado anterior podemos alcançar mais de um estado diferente, significa acreditar que não basta a descrição (por mais completa que seja), da realidade para saber o que ocorrerá, pois a “escolha” dos processos que regem a passagem de um estado para o outro está em algum “outro lugar”. Seria algo como “acreditar em deus, espíritos, essas coisas”

Ou seja, são perguntas para as quais não temos resposta (ao menos por enquanto).

E, por consequência, os “sistemas complexos” não passam de um jeito muito mais complicado de chegar à mesma conclusão: equilíbrios e ciclos.

Idéias soltas sobre sistemas complexos e modelagem multiagentes

Sistemas Complexos

O objeto de modelagem multiagente são sistemas complexos. Sistemas complexos são aqueles em que a simples agregação do comportamento atômico do sistema não leva ao comportamento macro observado. São sistemas em que, grosseiramente, 1+1 não é geralmente igual a 2.

A primeira pergunta que vem à mente é o que diferencia um sistema complexo de um tradicional. Observações micro e macro distintas são resultado, mas quais podem ser as causas? De início, é fácil perceber que uma condição é que as ações de um componente do sistema afete um outro, por menor que seja esse fato. Se assim não for, o resultado final será o simples acúmulo das ações previstas para cada agente.

Mas a condição acima é muito restritiva, trivial e de pouca utilização. Afinal, sistemas em que ações individuais não causam maiores conseqüências não são lá muito interessantes e representam simplificações grosseiras da realidade.

Modelagem

O que poderia ser um esboço de um arcabouço geral para a modelagem de sistemas complexos através de agentes? Talvez uma das primeiras perguntas a serem feitas é se faz sentido, e se seria positivo, separar os agentes e o ambiente. Nos exemplos de situações que me vêm à mente, parece muito razoável. Digamos, por exemplo, que estamos modelando tráfego urbano. As ruas e quarteirões parecem ter uma função totalmente diferente dos automóveis, ônibus, trens e etc. Parece mais razoável dizer que os agentes são os veículos, e as ruas e quarteirões são o ambiente em que esses agentes atuam. Surge aí um problema: o que diferencia o ambiente dos agentes?

Primeiramente, me parece que os agentes estão sempre em contato com o ambiente, diferentemente do que ocorre com outros agentes. Dois carros podem estar em lados opostos da cidade, de forma que as ações de um não afete em nada o outro. Na verdade ambos podem desconhecer a existência do outro. O mapa da cidade não, afinal os carros sempre estão numa rua, num quarteirão ou o que seja.

Há diversos exemplos de ambientes espaciais: o universo, o planeta, um tabuleiro, um rio, o espaço aéreo, etc. Mas podem haver também ambientes não-físicos: o ambiente onde se dá um leilão, uma sociedade, uma competição, etc. E talvez esses ambientes não-físicos ajudem a definir o que é um ambiente.

De início, o ambiente pode ser imutável. O universo, por exemplo, pode ser considerado um ambiente que não é alterado pelos agentes planetas. Os planetas se posicionam no universo, suas interações dependem das características do universo, mas, excluindo as tais deformações gravitacionais do espaço, ele permanece o mesmo.

O ambiente dita algumas regras fundamentais que regem as ações e interações dos agentes. O fato de somente ser possível se transitar com um carro nas ruas é uma restrição do ambiente para a liberdade do agente automóvel. Afinal, embora o carro possa virar à esquerda antes da esquina, a restrição física do prédio impede que essa liberdade passe do muro do prédio.

Aqui vem uma observação interessante: embora o prédio seja, de fato, uma limitação à ação do motorista, o próprio motorista, em geral, não vai precisar bater na mureta para que a sua ação seja limitada. Ele mesmo limita ainda mais a sua ação, trafegando apenas pelo asfalto. Além disso, um outro carro pode estar parado à frente dele. Ou seja, embora o ambiente imponha algumas limitações à ação do agente, não necessariamente as limitações partam apenas do ambiente. Ou seja, o conjunto de regras que limitam as ações dos agentes não vêm apenas do ambiente.

Uma condição que me vem à mente é de que o ambiente, diferentemente dos agentes, não age sobre os agentes. Uma ação de um agente sobre o ambiente pode ter conseqüências para ele (por exemplo, um carro passar sobre um buraco na rua tem consequüências sobre o carro), mas o ambiente não pode agir sobre os agentes. Por exemplo, se uma árvore cai sobre um carro, essa árvore não faz parte do ambiente, mas é mais um agente. Não estou ainda muito certo disso, mas talvez uma definição mais precisa dessa idéia seja que, enquanto o agente não atua sobre o ambiente, o ambiente não pode afetar o agente.

No caso de um leilão, por exemplo. O ambiente são as regras de um leilão. O leiloeiro, no entanto, é um agente. Então, se um comprador dá um lance, é registrada a oferta. Passado um tempo limite, não havendo maiores ofertas, quem deu o maior lance é considerado vencedor e fica obrigado a pagar a sua oferta. Embora o ambiente dite as regras, quem vai efetivamente executar essa cobraça é o leiloeiro. Assim, embora desde a última oferta o agente comprador não tenha executado nenhuma ação sobre o ambiente, ele será afetado externamente. Mas não pelo ambiente, pelo leiloeiro.

Isso. Na verdade pode ser promissora a idéia de, restringindo o papel do ambiente, seja possível uma divisão do sistema em dois grandes componentes (ambiente e agentes), e com isso melhorar precisar e simplificar o processo de modelagem. Se de fato o conceito de ambiente for aplicável a qualquer sistema complexo, vale a idéia.

Resumindo:

• o ambiente está sempre limitando as ações de um agente, não importando o estado do mesmo;
• o ambiente pode ser afetado pelas ações do agente;
• o ambiente pode afetar o agente, mas somente quando o mesmo está atuando sobre o ambiente; (esse é o ponto mais complicado e questionável)

Vem agora a pergunta: não podemos ter um agente com essas características? Se detectarmos um agente com essas características, podemos simplesmente incorporá-lo ao ambiente?

Enfim, essa é uma idéia bem crua ainda, mas sobre a qual vale a pena trabalhar. Será realmente possível essa separação ambiente-agentes?

Análise de resultados

Essa talvez seja a área mais quente. Outro dia entro nela.