Congestionamentos e a Dinâmica do Caos

Quando eu me formei em jornalismo, meu trabalho de graduação foi uma revista sobre Fractais, Caos e a emergência da complexidade. Quando fui para o mestrado, um dos livros mais interessantes era Turtles, Termites & Traffic Jams, Explorations in Massively Parallel Microworlds, de Mitchell Resnick do MIT, que através de uma linguagem de programação para crianças chamada StarLogo, demonstrava entre outras coisas simulações de trânsito e da inteligência coletiva de insetos sociais. No caso destes últimos pode-se perceber como regras muito simples em indivíduos nada inteligentes podem gerar efeitos de grande complexidade e "inteligência". Craig Reynolds demonstrou que para simular um cardume de peixes ou um bando de pássaros, vc só precisa embutir três regras simples nos indivíduos. Na simulação de formigas, um conjunto de regras simples (ande a esmo. Se achar comida, traga pro formigueiro deixando um rastro de feromônio. Se achar rastros de feromônio, siga-o.) e em segundos toda a comida foi levada ao formigueiro. Em ambos os casos, uma multidão de agentes "burros" aparenta imensa sofisticação, como se fossem grupalmnte coordenados por uma inteligência central.

Outro livro bacana que trata desse assunto é o do Kevin Kelly, Out of Control: The New Biology of Machines, Social Systems, & the Economic World. Kelly foi fundador e editor da Wired. Um dos capítulos mais legais do livro baseia-se em Borges, notadamente "O jardim de veredas que se bifurcam". Nesse caso a metáfora é uma biblioteca infinita, contendo livros com todas as combinações possíveis de letras. Só posso supor que escritas pelo batalhão infinito de macacos datilógrafos.

No caso do trânsito a simulação mostrava que congestionamentos podem se formar sem causa aparente e que uma vez formados geram uma "onda de choque" que se move no sentido oposto ao do fluxo. O livro de Resnick foi uma das bases para o também bom mas menos revolucionário Emergence, The Connected Lives of Ants, Brains, Cities, and Software de Steven Johnson, que aliás também foi professor lá do ITP e esteve recentemente no Brasil.

Pesquisadores recriaram o experimento no mundo real. Fizeram uma estrada circular, colocaram os carros igualmente espaçados e disseram aos motoristas para tentar manter 30km/h.
O resultado, cortesia da Universidade de Nagoya, você vê aqui:


E para quem quiser ver ou brincar com a simulação digital, basta instalar o StarLogo, e um dos arquivos de exemplo já é a simulação de congestionamento.


Eu poderia passar o resto da vida discutindo sistemas complexos que emergem de regras muito simples, mas em algum momento eu preciso trabalhar de verdade.