Existem níveis lá fora?

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Original em Scientia Salon por Markus Eronen

Tudo na filosofia aparenta vir em níveis. Existem níveis de organização, níveis de abstração, níveis de ser, níveis de explicações, níveis de complexidades, níveis de análise… e a lista segue. Por exemplo, emergentistas britânicos tais como Samuel Alexander e C. Lloyd Morgan acreditavam que existem diversos níveis de existência, onde fenômenos e propriedades de níveis mais altos emergiam dos níveis mais baixos (vida emerge do nível químico, mente emerge do nível biológico, e assim em diante. Fisicalistas não redutivistas como Jerry Fodor argumenta que ciência em níveis altos não se reduz a ciência dos níveis mais baixo, enquanto reducionistas querem reduzir tudo para o que eles veem como o nível físico fundamental.

Cientistas também gostam de falar de níveis, ao menos quando estão em “modo” filosófico ou teórico. Psicologistas e cientistas cognitivos diversas vezes falam do nível comportamental, do nível psicológico, do nível do cérebro, do nível celular, e assim por diante. Em biologia evolutiva, existe um debate a respeito da possibilidade que seleção natural ocorra em vários níveis: O nível genético, o nível das células, o nível dos organismos, o nível das espécies… . A estrutura da proteína é muitas vezes descrita em termos de quatro níveis de organização: sequências de aminoácidos,   sub-estruturas, estruturas tridimensionais, e a estrutura de toda a proteína dobrada.

Mas existem de fatos níveis na natureza? Os “níveis” tem papel substancial em teorias cientificas e explicações, ou análises filosóficas?

Nesse ensaio, eu (Markus Eronen) vou argumentar que a resposta para ambas é negativa. Entretanto, como um primeiro embargo, deve ser claro dos exemplos acima que o termo “nível” pode significar coisas bastante diferentes em diferentes contextos. Aqui minha mira é analisar criticamente apenas um específico (e importante) noção de níveis: níveis de organização. Apesar de acreditar que uma análise similar pode ser aplicada a noção de níveis, não vou tentar argumentar isso aqui. Como um segundo embargo, eu foco aqui os níveis da ciência da vida. Eu não acredito que o prospecto de níveis são de qualquer forma melhor nas ciências físicas ou sociais, mas essa questão está além do foco desse ensaio.

Por níveis de organização quero dizer que há relações parte-inteiro: simplesmente, existem coisas inteiras nos níveis elevados e suas partes em níveis mais baixos. Como um exemplo, considere um ser humano. É possível analisar um ser humano em vários níveis : como parte de um grupo social, como um organismo biológico, como um complexo sistemático composto de células, no nível das moléculas que compõe a célula, no níveo dos átomos, e finalmente, no nível das partículas elementais, onde um reducionista espera encontrar explicações, entidades e teorias fundamentais, das quais todo o resto segue. Então, nos temos seis níveis de organização: grupos sociais, (multicelular) coisas vivas, células, moléculas, átomos, e partículas elementares. As entidades de cada nível são componentes das entidades do próximo (mais elevado) nível.

Essa imagem geral dos níveis de organização foi proposta por Oppenheim e Putnam no extremamente influente paper: “The Unity of Science as a Working Hypothesis”[1] (Unidade da ciência como hipótese funcional), e quando filósofos e cientistas pensam de níveis de organização ou níveis da natureza, eu diria que usualmente eles tem uma versão ou refinamento dessa imagem em mente. Talvez existem grandes variações nos níveis exatos e seus números, mas a ideia básica de níveis de organização que cortam através da natureza e são baseados em relações de parte-todo é tanto nem espalhada quanto intuitiva.

Infelizmente, isso também é completamente problemático, como vários filósofos já apontaram ([2-3]). A essência do problema é que a natureza é muito complexas para níveis arrumados de hierarquia: Existe uma grande quantidade de coisas que não são facilmente colocadas em nenhum nível simples tais quais a hierarquia de Oppenheim e Putnam. Considere entidades como organelas, axônios, chips de silício, geleiras, livros, furações, etc… Organelas, por exemplo, não aparentam se encaixar nem no nível de células (porque não são células, são componentes de células) nem no nível de moléculas (porque não são moléculas). Uma pessoa poderia adicionar o nível intermediário de “organelas” a hierarquia, mas se isso é feito todas as vezes que alguma entidade não se encaixa em um nível, o resultado vão ser centenas ou milhares de níveis. O problema é que há uma enorme variedade e complexidade na natureza, de forma que se quisermos colocar tudo dentro de níveis singulares de hierarquia, a hierarquia não vai ser arrumada e apelativa como camadas de um bolo, mas um constructo monstruosamente complicado e não-intuitivo.

Então, ao invés de tentar encaixar tudo numa única imagem, é muito mais plausível pensar em níveis como locais: talvez existem um conjunto diferente de níveis na retina de uma carpa, outro diferente no pâncreas de um humano, em ainda mais numa trufa. Essa é a ideia guia da proposta de “Níveis de Mecanismo” de Bill Bechtel e Carl Craver [2-5], que é, argumentalmente, a melhor abordagem de níveis de organização da literatura.

Como o título indica, níveis de mecanismos são definidos no contexto de “novos mecanismos” que é popular na filosofia da ciência contemporânea. Níveis de mecanismos são baseados em relações componente-mecanismo: existem mecanismos agindo em níveis elevados e seus componentes funcionando em níveis menos elevados. Isso é, em níveis elevados temos mecanismos realizando certa função, e em níveis mais baixos temos partes trabalhando para contribuir para operação do mecanismo. Essa ideia de dois níveis pode ser expandida em uma hierarquia multi-nível, quando se inclui a possibilidade das partes funcionais de um mecanismos serem um mecanismo elas mesmas: os componentes desse mecanismo “encaixado” formam então outro nível, que é dois níveis mais baixo que o mecanismo como um todo. Esse processo pode ser iterado quantas vezes for necessário.

Níveis de mecanismos estão apenas definidos para os mecanismos de interesse, e não se estendem horizontalmente através da natureza, ou mesmo através de todo o sistema estudado. Por exemplo, existem certos níveis de hierarquia no mecanismo respiratório humano, e diferentes níveis de hierarquia na transdução da luz na retina, e não faz sentido comparar o níveis de coisas que estão em diferentes mecanismos.

O paradigmático exemplo dado por Craver [2] é o mecanismo da memória especial no hipocampo (de um rato), onde ele identifica quatro níveis: O nível da memória espacial, o nível da formação do mapa espacial, o nível celular-eletrofisiológico, e o nível molecular. Nessa hierarquia, um receptor de NMDA no nível molecular é componente do mecanismo de LTP no nível celular, e o mecanismo LTP por sua vez é componente do mecanismo de consolidação da memória no hipocampo (no nível de formação do mapa espacial). O mecanismo de consolidação de memória do hipocampo então contribui para o mecanismo completo de memória espacial, que é o nível mais elevado coisas como o rato realizando tarefas comportamentais (navegar um labirinto inundado, por exemplo).

Bechtel e Craver argumentam que essa abordagem local e caso-específica para níveis é suficiente para analisar problemas como as reduções de causação cima-baixo, e que isso captura a organização da natureza e a conversa de níveis na ciência mais precisamente que a alternativa (e mais global) captura. Eu concordo que tornar níveis locais é um passo na direção certa. Entretanto, num olhar mais próximo, é questionável se níveis mecanismos são níveis de qualquer forma.

De acordo com essa abordagem, apenas coisas que estão numa relação de componente-mecanismo podem estar em níveis mais ou menos elevados com respeito uns aos outros, e apenas componentes (diretos ou imediatos) do mesmo mecanismo estão no mesmo nível [2,4]. Uma implicação disso é que entidades que pertencem a dois mecanismo diferentes não podem estar  no mesmo nível, mesmo se forem o mesmo tipo de entidade. Por exemplo, receptores de ácido glutâmico no mecanismo de transdução de luz da retina e receptores de ácido glutâmico no mecanismo de memória espacial do hipocampo não estão no mesmo nível. Isso ainda pode ser palatável, mas piora: mesmo duas entidades que são o mesmo mecanismo por muitas vezes não estão no mesmo nível. Já que apenas partes funcionais diretas de um mecanismo estão no mesmo nível, os componentes de dois sub-mecanismos diferentes não podem mais estar no mesmo nível. Por exemplo, se você tem dois tipos diferentes de células no mesmo mecanismo, e ambos tem receptores de ácidos glutâmicos, esses receptores não estão no mesmo nível.

Isso também implica que não existe um único “nível molecular” no mecanismo de memória espacial, mas ao invés, diversos níveis moleculares que não se conectam em um nível só. Cada tipo de célula, ou até mesmo cada componente da célula, tem seu próprio nível molecular que consiste das moléculas que contribuem para o sub-mecanismo. Quando considerandos um sub-mecanismo diferente (da mesma ou de uma célula diferente), esse sub-mecanismo tem um nível molecular distinto, e as moléculas de cada sub-mecanismo não estão no mesmo nível em respeito umas as outras.

Então, por conta dos níveis, a abordagem mecanicista sofre de uma completa falta de generalidade. De fato, alguém poderia argumentar que os ‘níveis’ de Bechtel e Craver não são níveis, ao menos não num sentido interessante. Eles são simplesmente conjuntos de componentes (diretos) de um mecanismo. Bechtel e Craver estão certamente corretos quando apontam que isso é muitas vezes muito natural e frutífero para analisar sistemas biológicos complexos como mecanismos que possuem partes funcionais, e várias vezes essas partes podem ser mecanismos elas mesmas que possuem partes funcionais, e assim por diante. Todavia, porque deveríamos pensar nessa hierarquia composicional como “níveis”? É mais acurado e menos ambíguo descrever eles simplesmente em termos dos componentes e mecanismos, especialmente dado que o termo “nível” traz consigo intuições não desejáveis,  como aquela de um único nível molecular num mecanismo.

É muitas vezes dito, também por Bechtel e Craver, que níveis são “ubíquos” ou “prevalentes” nas ciências da vida [5,6]. Entretanto, está longe de ser claro se esse é de fato o caso, ao menos quando se leva em conta publicações de pesquisa. Uma pesquisa completa no Journal of Neuroscience (Jornal de Neurociência) mostra que o termo “nível celular” aparece em menos de 3.5% dos artigos publicados nos últimos 10 anos. Os resultados de termos como “nível molecular” ou “níveis de organização” são ainda menores. Uma busca similar no Cell revela resultados um pouco mais elevados, “nível molecular” sendo o nome mais comumente usado (5-10%, dependendo dos parâmetros), mas isso ainda está longe de ser ubíquo. Claro, esses resultados são apenas sugestivos, mas eu penso que é justo dizer que a clama de ubiquidade e importância dos níveis na ciência estão precisando de mais evidências para serem suportados.

Em consideração, níveis de mecanismo são dificilmente níveis de qualquer forma, e a conversa de níveis não é assim tão comum em artigos científicos. Existe esperança então de encontrar um significado substancial e cientificamente relevante no qual existem níveis de organização? Eu penso que ainda existem duas abordagens que talvez resultem em resultados interessantes. A primeira dessas é baseada no inspirado trabalho de William Wimsatt em níveis (o qual eu não posso discutir em detalhes aqui, veja [7] para mais). Uma das suas ideias mais interessantes é que níveis podem ser pensados como máximos locais ou picos de regularidade e predizibilidade quando plotados em certa escala. O que isso significa é que, por exemplo, se existe um “nível molecular”, nos deveríamos encontrar um pico de regularidade e predizibilidade no nível das moléculas (em contrato com escalas ligeiramente maiores ou menores). O principal problema com essa abordagem é que está longe de claro como que poderíamos medir regularidade e predizibilidade [2]. Uma opção seria avaliar a quantidade de generalizações (casuais) explicatórias encontradas em cada escala, mas isso seria uma tarefa intimidadora em si. No geral, apesar de Wimsatt ter provido um interessante ponto inicial, até que seja desenvolvido em mais detalhes, nos temos que permanecer agnósticos em relação a existência de níveis nesse sentido.

Uma  outra possibilidade poderia ser entender níveis em termos de  entidades típicas e paradigmáticas que ocupam um nível. Por exemplo, poderia ser argumentado que existe um nível celular-sináptico no cérebro, que inclui tudo que é ou suficiente similar com um neurônio ou com a sinapse. No nível molecular, o a entidade paradigmática seria a molécula (talvez a neurotransmissora), e tudo que é ou lembra suficientemente a molécula pertenceria a esse nível. Similarmente, os níveis de organização na estrutura da proteína poderiam ser entendidos em termos das estruturas paradigmáticas de cada nível. Níveis nesse sentido podem ser locais no sentido de estarem restritos ao sistema ou organismo de interesse, e não-exaustivo no sentido que nem tudo num sistema precisa pertencer  a um nível. Eu penso que essa abordagem talvez é merecedora de ser desenvolvida em mais detalhes, mas é melhor vista como heuristicamente útil, não é provável que resulte em um corte claro ou robusto em níveis de ontologia.

Isso me traz para meu próximo ponto. Mesmo que aconteça de que não existe sentido no qual o termo “nível” se destaque como uma categoria distinta e natural, não é necessário exigir que níveis sejam eliminados da ciência e da filosofia. Eu acredito que conversas sobre níveis são relativamente inofensivas, e podem até mesmo ser uteis heuristicamente,  enquanto for entendida como não compromissados e não técnicos , e não intendidos a se referir a uma categoria robusta e bem definida. Um lugar natural para esse tipo de conversa de níveis não técnica é em introduções e discussões, onde níveis são também mais comuns em textos científicos. Num contexto como esse, a ambiguidade e falta de especificidade do termo fazem pouca diferença.

Por exemplo, no clássico livro texto Principles of Neural Science (Princípios da Ciência Neural), Eric Kandel apresenta a seguinte ideia numa seção entitulada “Nerve Cells Differ Most at the Molecular Level” (Células Nervosa diferem mais o nível molecular): “porque o sistema nervoso tem tantos tipos de tipos de células e variações a nível molecular, é mais suscetível a mais doenças (tanto psicológicas quanto neurológicas) do qualquer outro órgão do corpo” [8]. Nesse caso, o ponto que Kandel esta fazendo é tão geral que a ambiguidade da expressão “nível molecular” é inofensiva. Ainda mais, o ponto pode ser reformulado sem perdas de significado (na verdade, de forma mais precisa) in termos sem usar níveis: a afirmação reformulada pode ser, por exemplo, que o sistema nervoso é suscetível a mais doenças que outros órgãos porque há maior variação na composição molecular das células nervosa do que em moléculas que compõe outros tipos de células.

Uma raciocínio similar se aplica a filosofia. Considere a afirmação (que Bechtel e Craver também fazem) que nós precisamos explicações ou teorias em diferentes níveis e não apenas no nível físico. A confiança dos Não Reducionistas nessa afirmação geral está além e acima do exato significado de ‘níveis’ –  a ambiguidade (ou falta de precisão) não faz mal aqui. Se pressionado, ou necessário, é possível também reformular o especificar a afirmação sem usar terminologia de níveis, por exemplo, afirmar que nós precisamos de explicações e teorias em várias escalas, ou de vários tipos, ou através das hierarquias de composição.

Entretanto, em contextos onde o termo “nível” é usado um sentido técnico e tem um papel substancial, o termo é potencialmente enganador e danoso. Como um caso do ponto, a abordagem de causação cima-baixo de Craver e Bechtel [5] depende da noção de “níveis de mecanismo” (os quais eu discuti acima). Todavia, durante o artigo de Craver e Bechtel escorregam em pensar em níveis num sentido mais amplo e mais intuitivo, como nessa passagem: “Não existe interações causais além daqueles níveis” (p. 561), “todas as relações de causa são entre-níveis” (p.562).  Já que muitas poucas coisas estão no mesmo nível no sentido técnico de mecanismos, essas afirmações implicam que poucas coisas interagem casualmente, o que faz pouca diferença. O que Craver e Bechtel realmente querem dizer (eu acho) é que não há causação entre-nível no sentido de causação do mecanismo para as partes componentes do mesmo mecanismo, ou vice e versa. Isso teria sido muita mais claro se eles tivessem simplesmente falado da composição mecanicista ao invés de níveis (veja [9] para uma análise mais profunda desse problema).

Eu acredito que esse ponto geralmente se aplica: para o bem da claridade e ordem de evitar enganos intuitivos, é melhor evitar “níveis” e usar termos mais concisos mesmo quando outros, mais complexos, tiverem o mesmo significado/dizerem a mesma coisa. Como eu argumentei em [10], in várias situações (como as discussões de causação cima-baixo) é melhor substituir níveis com entidades de escalas ou relações composicionais. Provavelmente as escalas mais importantes na vida da ciência são a escala do tamanho (o quão grande ou pequeno objetos são) a escala do tempo ( a taxa na qual progresso ocorre). O que eu quero dizer por escala aqui, é simplesmente a ideia que nós medimos uma certa propriedade (tamanho ou taxas) e então arranjamos as coisas num continuum daquela propriedade. Então, por exemplo,  coisas grandes estão acima da escala do que coisas pequenas. Em contraste a níveis, escalas não são tão problemáticas. Tratando de composições, eu acredito que a análise de composição mecanicista (mecanismos e seus componentes diretos) provida por Bechtel e Craver é útil, uma vez que se livremos do termo “Nível” e o tipo de intuição que isso trás consigo. Ainda mais noções do que podem ser usadas em sistemas biológicos incluem controle de variáveis, coleções de variáveis, parâmetros suficientes,  e agregatividade, para nomear alguns.

Em conclusão, a conversa de níveis deveria ser levada como não comprometida e heurística. Enquanto termo técnico, “nível” é problemático e potencialmente danoso, então é melhor evita-lo e buscar por alternativas: Não há níveis lá fora.

Referências:

[1] Oppenheim, P., & Putnam, H. (1958). Unity of science as a working hypothesis. Minnesota Studies in the Philosophy of Science 2, 3-36.

[2] Craver, C. F. (2007). Explaining the Brain. Oxford: Oxford University Press.

[3] Kim, J. (2002). The Layered Model: Metaphysical Considerations. Philosophical Explorations 5, 2-20.

[4] Bechtel, W. (2008). Mental Mechanisms. Philosophical Perspectives on Cognitive Neuroscience. London: Routledge.

[5] Craver, C. F. & Bechtel, W. (2007). Top-down Causation Without Top-down Causes. Biology & Philosophy 20, 715-734.

[6] Kaplan, D. M. (forthcoming). Explanation and Levels in Cognitive Neuroscience. In J. Clausen, N. Levy (eds.) Handbook of Neuroethics. Dordrecht: Springer.

[7] Wimsatt, W. C. (1994/2007). The ontology of complex systems: levels of organization, perspectives, and causal thickets. In W. C. Wimsatt (2007) Re-Engineering Philosophy for Limited Beings. Piecewise Approximations to Reality. Cambridge, MA: Harvard University Press, 193-240. Originally published in Canadian Journal of Philosophy S20, 207-274.

[8] Kandel, E. R., Schwartz, J. H., & Jessell, T. (2000). Principles of neural science, 4th edition. New York: McGraw-Hill.

[9] Eronen, M. I. (2013). No Levels, No Problems: Downward Causation in Neuroscience. Philosophy of Science 80, 1042-1052.

[10] Eronen, M. I. (2015). Levels of Organization: A Deflationary Account. Biology & Philosophy 30(1), 39-58.

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