A Prospectiva Tecnológica: Previsão com um Simples Modelo Matemático.

José Israel Vargas(*)
“L’homme est ce qu’il fait”- André Malraux em

(*) Membro Titular da Academia Brasileira de Ciências.
Email: jivargas@abc.org.br

Sou convocado a resumir em algumas linhas toda a experiência de uma longa vida; opto claramente pela listagem de fatos, de pessoas e de locais que de alguma maneire influíram em minha trajetória vital. Licenciei-me em Química na UFMG em 1952 com interregno na USP onde liguei-me particularmente à Física. Convidado por Paulus Aulus Pompéia e Abraão de Morais, dirigi-me ao ITA, ao seu Departamento de Física, onde permaneci dois anos. Um curso realizado no Chile na Universidade de Concepcion, organizado pela Universidade de Cambridge, abriu-me a possibilidade de realizar PhD em Ciências Nucleares, na velha instituição. Minha tese, passada em 1959, versou sobre as conseqüências físico-quimicas das transformações nucleares nos sólidos. A elucidação do estado de átomos que sofreram tais transformações, exigiu que utilizasse vários métodos físicos que envolvendo medidas das interações hiperfinas: correlação angular perturbada, efeito Mossbauer, variação da meia vida, além do emprego de outras técnicas correlatas como a ressonância magnética nuclear e ressonância eletrônica paramagnética nas matrizes em exame. Estes trabalhos desenvolveram-se, posteriormente, durante seis anos em Grenoble sob a influência estimulante e amiga de Louis Néel , Pierre Baligand e Daniel Dautreppe e André Moussa. A discussão com Louis Néel dos resultados obtidos, levou freqüentemente ao exame da possibilidade de obtenção de patentes. A estada em Grenoble foi antecedida por regresso à UFMG e ao antigo Instituto de Pesquisas Radioativas onde haviam sido continuadas as trabalhos iniciados em Cambridge. Tornei-me, nesta altura, professor catedrático da Cadeira de Físico-Química e Química Superior tendo, então, a eata altura já orientado várias teses e, à mesma época, fui conduzido à direção do Instituto de Pesquisas Radioativas da UFMG. À volta ao Brasil e à Universidade, seguiu-se convite, de Aureliano Chaves, recém-eleito Governador de Minas Gerais, para organizar e dirigir, a primeira Secretaria de Ciência e Tecnologia do Brasil que, aliás, também cuidava, pioneiramente de problemas ambientais. Ao término dessa administração e pelas mãos do mesmo político e de João Camilo Penna, passei a exercer, durante cinco anos e meio, o cargo de Secretário de Tecnologia Industrial do Ministério de Indústria e Comércio. Eleito, em 1975, membro titular da Academia Brasileira de Ciência estabeleci fraternas relações com seus dirigentes e colegas, particularmente com Aristides Pacheco Leão – que viria ser seu Presidente Emérito - e com Maurício Peixoto, que o sucedeu e, em cuja administração, servi ao órgão durante onze anos como seu Vice-Presidente. Eleito membro do Conselho Executivo da UNESCO em 1981, nele permaneci até 1989 tendo exercido sua Vice-Presidência em um biênio e a Presidência no seguinte. O desempenho dessas variadas funções científicas, acadêmicas e diplomáticas terá motivado minha convocação pelos presidentes Itamar Franco e Fernando Henrique Cardoso para o exercício do cargo de Ministro da Ciência e Tecnologia que ocupei durante seis anos e meio. Indicou-me o segundo como Representante do Brasil (2000 a 2003) junto à UNESCO, após tê-lo de assessorado, durante quase dois anos, na organização da Comissão Interministerial das Mudanças Climáticas Globais. Recordo, como atividades particularmente significativas: a Presidência da Comissão Presidencial para Revisão do Programa Nuclear Brasileiro (que levou posteriormente ao estabelecimento das inspeções mútuas entre Brasil e Argentina); a participação do Comitê para o renascimento da Biblioteca de Alexandria; a chefia de quatro Conferências das Partes para a implementação das Convenções resultantes da Eco-92, tendo tido destacado papel na formulação do chamado Protocolo de Quioto; o sucesso alcançado pelos meu inumeráveis alunos e colaboradores espalhados pelo mundo afora do que muito me orgulho; a sucessão de Abdus Salan na Presidência Academia de Ciências do Terceiro Mundo (que conta entre seus membros com os mais destacados cientistas de cerca de cinqüenta países) ofereceu-me oportunidade única de contribuir para o desenvolvimento da Ciência nos países mais pobres, particularmente nos da África; e, finalmente, ter servido durante vários anos no Conselho da Fundação Lampadia, que através de suas filiais Andes, no Chile, Antorchas na Argentina e Vitae no Brasil vêm prestando inestimáveis serviços ao desenvolvimento, da ciência, da educação e da cultura desses países - nela fiz novos e queridos amigos. Sirvo atualmente como Vice-Presidente do Conselho Executivo da UNESCO; na Junta Diretiva do Instituto de Estudos Avançados da Universidade das Nações Unidas Tóquio e no Instituto Internacional de Aplicações da Energia Nuclear ao Meio Ambiente - ICENS (Jamaica). Mais recentemente, por influência dos trabalhos de C. Marchetti, decidi retomar intensa atividade em modelagem de sistemas econômico-sociais, particularmente os tecnológicos e energéticos, com os quais já havia estado bastante ocupado no Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas - CBPF e na Academia de Ciências, desde o início dos anos noventa. (Adaptado do Portal da Academia Brasileira de Ciências http://www.abc.org.br)

Lembro que Cesare Marchetti, a quem tive a honra de encontrar várias vezes, disse-me há anos que o modelo a ser aqui apresentado ocorreu-lhe devido à sua profunda convicção de que quando se buscam explicações para processos complexos, deve-se desde logo perguntar como a vida enfrentara situações análogas. Ele argumentou que, afinal de contas, de acordo com a moderna interpretação molecular da evolução biológica, inumeráveis experiências comandadas pelo DNA geraram e liberaram no meio ambiente enorme variedade de organismos vivos, competindo entre si, na coleta e consumo de alimento ao longo de três bilhões de anos. A evolução consistindo, pois, na mutação e seleção dos mais aptos a sobreviverem e a se multiplicarem, para finalmente se difundirem pelo planeta afora. Este comportamento teria assim cristalizado leis de comportamento controladoras das ações de todos os seres, e, segundo o pesquisador italiano, também dos próprios seres humanos, tanto no aspecto material como cultural.

Tendo sido solicitado a investigar a possibilidade de previsão da crise do petróleo de 1973, que afetou profundamente a economia mundial, Marchetti e seus colaboradores valeram-se basicamente dos modelos de competição ecológica, desenvolvidos por Volterra no, seu famoso “La theorie mathématique de la lute pour la vie”[1], por Lotka[2] e por Verhulst[3], que formularam, em linguagem matemática, a teoria darwinista da evolução das espécies.

Assim, partiu Marchetti da hipótese de que diferentes energias primárias se comportariam no mercado mundial como se fossem espécies vivas competindo por um nicho de acordo com a representação matemática formulada pelos autores acima mencionados e posteriormente revista por Montrol[4]. O tratamento original do caso mais simples da competição entre duas espécies, único então passível de solução analítica, foi mais tarde estendido a maior número de competidores através de enfoque puramente numérico[ii][5]. A quase perfeita concordância entre teoria e observações acumuladas sobre o comportamento do “sistema energia” conduziu Marchetti a aplicações mais amplas e inovadoras do modelo.

Constatou ele, primeiramente, que o crescimento do total de energias primárias no mundo e principalmente nos Estados Unidos – devido a grande disponibilidade de dados estatísticos para este país -obedecia à equação, dita logística, solução particular da equação diferencial de Volterra. Em seguida, em abordagem bastante ousada, ele notou a ocorrência de estreita conexão entre o comportamento temporal do mercado de energias primárias e a evolução das invenções e inovações que foram independentemente descritas por Mensch[6] (abrangendo cerca duzentos anos). De fato, notou-se também que ambas oscilavam com uma periodicidade de 55 anos. Esta periodicidade do mercado de energias primárias foi também notada por Fisher e Pry[7]. A estreita correlação entre invenções e inovações com a entrada de novas formas de energia - consideradas como as efetivas propulsoras das flutuações da própria economia mundial - já havia sido examinada por Schumpeter[8]. Finalmente, a ligação entre a capacidade de produzir trabalho (que constitui a definição mais elementar da energia) e as atividades puramente intelectuais, envolvidas nas invenções e inovações, bem como as diversificadas atividades sociais conduziram o pesquisador italiano a estender com sucesso seu modelo à cerca de 3.000 aplicações, com o que englobou atividades cada vez mais abstratas.

Na palestra, realizada pelo autor na Secretaria Especial para Assuntos Estratégicos em abril de 1995, foi apresentado um grande número de gráficos devidos a Marchetti sobre o tema, contidos em artigos listados no Anexo 1, acompanhado de considerável número de figuras relativas à aplicação do modelo a algumas situações brasileiras[9]^,[10]. A ausência de explicações sobre os resultados contidos nas figuras deveu-se à expectativa de que perguntas fossem suscitadas pela audiência, que ofereceriam oportunidade para esclarecimentos adicionais. Também em conseqüência do limitado tempo disponível para a preparação da Palestra, a transcrição finalmente destinada à publicação continha certos erros, tanto nas legendas das ilustrações (apresentadas em inglês e freqüentemente em português), como ainda na própria apresentação de uma equação matemática. A versão original em português (sem as correspondentes ilustrações) foi, entretanto, disponibilizada na Internet sem o conhecimento prévio do autor, possivelmente em conseqüência da difusão eletrônica da revista “Parcerias Estratégicas” onde o texto da conferência fora publicado. Estes fatos levaram o autor a preparar o presente texto, presumivelmente sem os defeitos acima mencionados. Agradeço, nessa revisão, a valiosa colaboração de Frida Eidelman e Carlos Feu Alvim.

O objetivo primordial da ciência é de construir modelos capazes de descreverem o mundo exterior. Para a consecução deste objetivo, vale-se, primordialmente, dos tradicionais conceitos do determinismo e da causalidade, cernes da explicação clássica do mundo[11]^,[12]. Conseqüentemente, a pedra de toque dos modelos científicos é sua capacidade de prever futuros eventos. Como a ciência é parte do mundo externo – uma criação humana, parte de sua cultura – ela deveria também prestar-se a exame, alicerçando-se nos mesmos conceitos – isto é, no método científico. Entretanto, cabe observar que os cientistas raramente tentaram modelar a ciência adotando sua própria metodologia na busca de leis que conectassem variáveis presumivelmente reveladoras da evolução temporal das descobertas científicas e tecnológicas. Tais indicadores deveriam representar sempre frações quantificáveis, de sorte a permitirem previsões mais seguras.

Esta circunstância, provavelmente, decorre do fato de que sendo a própria ciência, como já foi assinalado, considerada uma atividade social –parte da cultura humana e logo aberta a reflexões – ela venha sendo tratada apenas pelos filósofos e sociólogos. Estes, embora perfeitamente capazes de manipular complexos conceitos verbalizáveis de grade delicadeza, os mesmos revelam-se freqüentemente limitados no lidar com as abordagens matemáticas, necessárias ao exercício de modelagens mais quantitativas. Mas, como é bem sabido, desde Pitágoras e explicitado por Galileu o Livro da Natureza está escrito em números. Logo, para deslindar as ações observadas (que, insistamos, podem incluir as próprias ações humanas) torna-se necessário valer-se da poderosa e flexível linguagem matemática. Somente seu uso permite identificar a ocorrência de regularidades que iluminem muitos aspectos da vida social, inclusive aqueles que se refiram à ciência e tecnologia, objetos desta palestra. De fato, pretendemos mostrar que tal exercício pode ser realizado graças à aplicação do modelo já referido, nos vários trabalhos listados no Anexo 1, e mais particularmente na referência[13].

Segundo esse modelo, as ações humanas resultariam da adoção de paradigmas de ação[iii] (decisões de ação) surgidas nas profundezas da própria sociedade. Novas idéias, conceitos, invenções, inovações e produtos, surgem em roupagens diferentes das que pré-existiam – em resposta a necessidades vigentes ou como inovações de melhor performance. Assim, idéias, novos objetos ou mecanismos e serviços – incluindo aqueles de caráter puramente intelectual – são inventados ou criados via mutações e assim podem ser tratados pelo modelo que descreveremos agora. Tais ações devem ser representadas por indicadores numéricos cuidadosamente selecionados.

Segundo pesquisadores da Universidade de Lund[14], Suécia, a aceitação dessas inovações, “mutantes” implica na ação de pequeno grupo (núcleo) de indivíduos organizados para a troca de informações sobre o assunto que são, inicialmente, apenas verbalizadas, sobre o assunto (idéias sobre ações inovadoras) em consideração. Para estes pesquisadores, cada núcleo deve ser constituído por não menos de uma centena de indivíduos, a fim de que a inovação possa difundir-se eficazmente. Uma vez convenientemente filtrada pela competição a inovação eventualmente aceita difunde-se pela sociedade (mercado, comunidade, etc.). Portanto, o filtro é a competição entre “mutantes”

No caso da tecnologia, o mercado impõe que ela seja aceitável e confiável. Para que seja aceitável, é necessário que apareça no momento azado (por razões a serem esclarecidas mais adiante); ela será confiável caso sobreviva, após os testes de competição atuantes no mercado; finalmente ela deve ser, sem dúvida, mais aceitável do que a “espécie” que substituirá.

O preço do produto talvez seja a característica menos importante, pois ele terá apenas uma pequena influência na aceitabilidade mercadológica da inovação. Vale enfatizar que a inovação - idéia, conceito, dispositivo, serviço ou tecnologia - deve ser mais eficiente do que a idéia, o conceito, o dispositivo, o serviço ou a tecnologia que irá substituir. Certamente, é difícil medir a eficiência de uma idéia ou conceito, apesar das clássicas exceções bem conhecidas. No mundo biológico, como nos sistemas humanos, tais como aqueles que envolvam alternativas tecnológicas competitivas, uma diferença de 1% na eficiência entre espécies e técnicas em competição pode ser suficiente para que certa variedade (ou espécie) ocupe gradualmente dado nicho ecológico ou de mercado, levando, às vezes, à virtual eliminação – no devido tempo, ou a redução da participação das espécies ou empresas de menor eficiência.

O paradigma de ação, tal como opera nesse setor, implica em que, após seleção competitiva, novas idéias difundam-se pela cabeça dos indivíduos do grupo em tela tornando-se nova moda, caracterizada por objetos e conceitos tidos como tão essenciais que a vida tornar-se-ia insuportável em sua (inimaginável) ausência.

Para descrever quantitativamente essas idéias e, mais uma vez, seguindo Marchetti, adotemos como exemplo a descrição da Peste que afetou Londres¹² em 1666. Uma vez corretamente escolhidos, os indicadores de ação (números de eventos ao longo do tempo), a descrição formal é idêntica para todos os paradigmas de ação referentes aos sistemas competitivos, que envolvam uma só espécie ou uma mesma classe de evento em difusão. Assim, o número de indivíduos mortos na peste de Londres, por unidade de tempo, é o indicador escolhido. Esse número deve ser proporcional:

i) ao número N de pessoas já mortas, após a infecção. Isto é, quanto maior o número de pessoas infectadas maior a probabilidade de outras pessoas venham a sê-lo.

ii) ao número de indivíduos que faltam morrer, (N* - N), onde N* é a totalidade da população suscetível de se infectar e morrer. Analiticamente teremos:

Esta é uma equação diferencial não linear que, uma vez resolvida para N(t) (número de mortes no tempo t), leva à expressão:

Onde a é uma constante de proporcionalidade que determina a velocidade de propagação da peste e b é a constante de integração.

A primeira equação pode ser representada graficamente por uma curva em forma de sino, como mostrado na Figura 1. No início da epidemia, N é pequeno e, portanto, dN/dt é pequeno porque N(N* - N) é pequeno e N é, pois praticamente constante. Com o passar do tempo, dN/dt eventualmente chega a um máximo quando N=0,5N* quando a metade da população susceptível terá morrido; após o que, N(N*-N) diminui, o número de mortes tendendo a zero.

A equação (2) é a denominada equação logística ou epidemiológica obtida pela integração de (1). Ela é graficamente representada por curva em forma de S e muito conhecida dos epidemiologistas e demógrafos. Ela está mostrada na Figura 2. Se adotarmos a representação relativa para esta equação, tomando-se F=N/N* (F sendo a fração de ocupação do nicho N*), após algumas operações simples, obtém-se:

F/(1-F) = exp (at + b) (3)

que assume o formato linear (a chamada representação de Fisher-Pry) obtida ao se tomar o logaritmo dos dois lados da equação (3), como indicado abaixo

Um intervalo de tempo DT é definido como o tempo necessário para que o processo evolua de F=0,1 para F=0,9 (de 10 a 90%). Ele representa 80% da realização do processo total; a relação entre DT e a é DT=4,39/a.

A data que mede a metade do processo é T₀= b/a. O número N*, que é, como se sabe, a medida do tamanho do nicho, é também fornecido em cada gráfico representativo do fenômeno em exame.

A determinação do tamanho do “nicho” N* para um único competidor (por exemplo, envolvido na coleta de alimento) é uma operação delicada. Para uma única espécie biológica, ele pode representar a totalidade do alimento disponível ao consumo da espécie “intrusa”; o alimento exaure-se gradativamente ao transforma-se em indivíduos adicionais da referida espécie. Em outros casos, o tamanho do nicho já é fisicamente definido como, por exemplo, no caso do potencial hidrelétrico disponível em país ou região dados. Porém ele é mais freqüentemente obtido como o número que forneça o melhor ajuste à reta da representação de Fischer-Pry (aquele que apresente o melhor coeficiente de correlação entre as variáveis).

Quando se considera a competição entre duas espécies, a evolução da razão entre as mesmas com o tempo simplifica a questão: um competidor decresce logisticamente na mesma taxa com que o outro competidor cresce. Supõe-se que, inicialmente, o nicho encontra-se totalmente preenchido pela primeira espécie. Portanto, F2 = (1-F1) e o tamanho do nicho está, pois, normalizado a 1 (100%). Pode acontecer, conforme mostrado por Haldane¹⁴, que um intruso de outra espécie 2 apresentando uma vantagem reprodutiva k sobre a espécie 1, fará com que a razão de indivíduos das duas espécies varie no tempo de 1/(1-k) em cada geração. Se n é o número de gerações, de valor zero (n=0) no momento inicial (t=0), pode-se escrever:

Para k pequeno (tipicamente ele é da ordem de 0,1 por cento em sistemas biológicos), pode-se escrever:

que é análoga à da equação (3), exceto pelo fato de que temos como condição inicial R_oem vez de N*. Isto significa que, neste caso, em termos relativos, a evolução do sistema não é sensível ao tamanho do nicho, propriedade que, conforme lembrado por Marchetti, constitui característica muito útil aos exercícios de prospecção[15] (14).

Para apresentar um caso concreto de aplicação do modelo, consideremos a descrição anteriormente mencionada da peste que afetou Londres no século XVII, e ilustrada na Figura 4. Representa-se nela o número de mortes, retendo, como hipótese bastante plausível, que o número de mortos constituía todo o tempo fração constante do número de doentes.

A precisão com que são descritos os eventos é simplesmente espetacular. Tendo começado de modo significativo (1% de mortos), a velocidade de propagação e o término da peste poderiam ter sido fielmente previstos. Recorde-se que a difusão da doença (na descrição logística) torna-se extremamente lenta quando são decorridos 90% do processo. A descrição nesta fase pode revelar-se errática devido aos grandes erros relativos na escala logarítmica (pois N se aproxima de N*). Diz-se então que o sistema entra em fibrilação, em analogia ao que freqüentemente ocorre em ataques cardíacos.

Não cabe aqui entrar em maiores detalhes sobre a conexão entre esse processo epidêmico e a difusão de paradigmas de ação – incluindo os mais abstratos – que dominam a sociedade. Recordemos apenas que, ao analisar o grande número de dados obtidos por Mensch⁶ (veja a Tabela anexa 1) sobre a evolução temporal das inovações e invenções, ao longo de cerca de duzentos anos, Marchetti mostrou que, ao contrário do que comumente se acredita, o progresso não acontece a taxas continuamente crescentes, mas, em realidade, ela segue a trajetória seqüencial em ondas, como evidenciado na Figura 5. Este comportamento é logístico como mostrado na Figura 6.

Curvas indicadas com números ímpares referem-se a invenções, as de número par
referem-se a inovações

A perfeita sincronização entre o número de inovações e a introdução no mercado de novas formas de energias primárias foi evidenciado quantitativamente por Marchetti, como pode ser visto na Figura 7.

Tornou-se evidente que a própria energia total penetrava no mercado mundial de maneira exponencial, típica da fase inicial da curva logística, como demonstra a Figura. 8. Para a energia elétrica nos Estados Unidos (Figura 9) e a energia hidroelétrica no Brasil (Figura 10), a penetração nos mercados respectivos é logística.

Figura 8

A descrição logística precisa da evolução do consumo de energia e a previsão de sua futura performance, como mostrado nesta figura, devem ser comparadas àquelas que evidenciam os erros cometidos nos clássicos exercícios de planejamento, como aqueles feitos na Suécia (mostrado na Figura 11) ou no próprio Brasil (Figura 12), do qual resultou um excesso de energia, certamente em resposta aos anseios de planejadores excessivamente otimistas[iv].

Se maior atenção tivesse sido prestada ao comportamento de longo prazo da economia local – tal como se procede no presente modelo -, conclusões errôneas teriam sido evitadas. Uma das conseqüências do “milagre econômico” brasileiro é de fato ilustrada na Figura 12 onde a evolução das instalações representadas em negrito supera, em muito, o comportamento logístico descrito pela curva. Observe-se a clara tendência de retorno ao padrão normal, definido pelo modelo logístico.

Além destes fatos, observaram-se flutuações na descrição logística da evolução do crescimento da própria energia primária, a cada cinqüenta e cinco anos, identificadas como manifestações de ocorrência dos ciclos longos que supostamente afetam a atividade econômica. Elas tornaram-se bem conhecidos, graças ao economista russo (Nicolai Kondratiev), que em 1928 antecipou não só a grande crise da economia mundial dos anos trinta mas também aquelas que periodicamente a sucederam[16].[v]

Esta periodicidade no comportamento da economia mundial foi também observada para a evolução dos índices de preços ao consumidor na Inglaterra ao longo de cinco séculos, como referido por Modis¹⁵. Tal comportamento parece de fato confirmar a existência de ciclos econômico num grande mercado ocidental, tal como ilustrado na Figura 13. Para revisão deste fenômeno veja Paquett[17].

Recordando a definição de energia como produtora de trabalho, a observação de flutuações no consumo deste bem pode fornecer indicações preciosas sobre a atividade produtiva da sociedade: maior utilização durante as fases de bonança econômica e decréscimo durante recessões. A prova da existência desses ciclos no consumo de energia foi belamente evidenciada em estudo realizado por Stewart e ilustrada nas Figuras 14 e 15.

Nelas estão representados os desvios percentuais que se manifestam entre o consumo real de energia primária e seu consumo teórico resultantes do melhor ajuste da reta obtida da linearização da curva logística, segundo a representação de Fischer-Pry. O fenômeno refere-se aos Estados Unidos para período que se estende desde 1835 a 1995. De fato podemos identificar nas diferenças observadas – que podem atingir 20%, ilustrando a ocorrência dos progressos havidos nos chamados “gloriosos anos vinte”, bem como da recessão dos anos oitenta. (Veja nota 1 que indica comportamento equivalente no Brasil).

Infelizmente, a recessão, de acordo com as previsões do modelo, deve retornar de pronto, vez que o sistema "mundo", como bem sabemos é sincronizado: o que é válido para os países industrializados é válido para o Brasil, a menos de diferenças de fase que podem manifestar-se entre vários desses países.

O comportamento dos diversos sistemas econômico-sociais, conforme descrito pela expressão logística, é, pois fractal. Isto significa que o fenômeno estudado pode ser descrito pelo mesmo algoritmo, independentemente do nível hierárquico que ocupe. Bons exemplos deste comportamento são oferecidos pelos sistemas ligados à energia, mostrados anteriormente: um mesmo tipo de equação descreve o crescimento do uso da energia nos Estados Unidos e no Brasil ( Figuras 9 e 10, respectivamente).

Examinemos com mais detalhe a sincronização entre inovação-invenção e energia, mostrada nas Figuras 15 e 16. Pode-se notar que:

1º As inovações ocorrem sempre nos períodos de recessão, nos mínimos dos ciclos de Kondratiev, mostrados na Figura 17 (e evidenciado nas Figuras 15 e 16 que mostram claramente a conexão entre utilização máxima de petróleo, em 1980, e invenções-inovações – máximas em 1968 e 1993, respectivamente). Como diz Guimarães Rosa, "o sapo pula não é por boniteza, mas por precisão".

Os máximos das ondas de inovação também distam entre si de cinqüenta e cinco anos, repetindo os mesmos ciclos longos anteriormente referidos. As inovações de nossa própria onda atingiram um máximo em 1993, havendo, pois, ainda disponibilidade de mais dez anos de trabalho ... antes que seja repetida muito mais adiante.

2º A distância temporal entre as invenções e as inovações representadas nas ondas, reduzem-se progressivamente. A confirmação deste comportamento nota-se na Figura 5, onde a crescente aproximação entre as curvas representativas de invenções e inovações do referido comportamento está representada. Esta característica foi amplamente notada, independentemente deste modelo, refletindo talvez a esperança de ser permanente a crescente redução de tais diferenças. De outra parte nota-se que as invenções em uso hoje em dia já ocorreram em 1968.

Na Figura 17 mais um exemplo notável, entre centenas de outros estudados de Marchetti e colaboradores, é apresentado. A evidência real dos ciclos longos de Kondratiev é novamente ilustrada. A figura descreve a disseminação seqüencial de três tecnologias básicas de transporte implantadas ao longo de mais de um século: as construções de canais, das estradas de ferro e das rodovias. Pode-se notar, como ocorre em outros exemplos, a superposição no tempo das várias modalidades em competição; a figura indica ainda que o transporte aéreo emerge gradualmente como um competidor significativo. A representação é puramente logística (em forma de S), as ordenadas representando as percentagens de ocupação do nicho. No lapso de tempo considerado, o processo refere-se a ocupação gradativa de todo o país. O mesmo fenômeno é apresentado em escala logarítmica na Figura 18, tornando mais clara a competição já referida.

Apenas por curiosidade, o padrão de competição entre essas mesmas tecnologias é idêntico ao observada para o nicho russo. Realmente o presente modelo operou com igual sucesso na descrição da evolução das referidas tecnologias, inclusive durante a vigência do regime comunista, como é mostrada na Figura 19 em escala logarítmica.

Outra característica marcante a ser ressaltada e que confirma as presentes observações é de que a substituição de energias primárias tanto para os Estados Unidos (desde 1850), como para o Brasil segue as mesmas leis (como mostrado nas Figuras 20, 21 e 22). A crescente participação do gás natural no mercado global de energia merece especial menção.

Cabe notar mais uma vez que qualquer tecnologia que tenha penetrado mais de 2 a 3% em determinado mercado, e que apresente certa vantagem competitiva (maior eficiência), em relação a outras tecnologias competidoras, virá ocupá-lo inevitavelmente e assim conquistá-lo ao final de um lapso de tempo previsível, ainda que no início a ocupação possa começar a nível muito mais baixo.

Exercício de previsão ex-post facto realizado por Marchetti: os dados no alto da figura referem-se aos anos compreendidos entre 1900 e 1920 (a); com o modelo calculou tanto o passado quanto o futuro da participação de energias primárias (b). Os resultados são comparados com o que foi efetivamente observado (c).

Assim pode-se notar que os processos de substituições seqüenciais das energias primárias são extremamente longos. Lembremos que a própria energia nuclear, já responsável por 5% da energia total consumida a nível mundial, somente alcançou uma fatia de 15% na geração de eletricidade após 50 anos de sua introdução. Portanto, o modelo prevê que sua participação continuará certamente a crescer apesar da forte oposição exercida pelos ambientalistas que não levam em conta tanto o longo tempo para que atingisse os níveis de participação apontados, como a enorme importância econômica e estratégica que inegavelmente goza no mundo moderno.

Contrariamente às expectativas comuns da opinião pública, o desenvolvimento dos sistemas sociais e das tecnologias é sempre estável, previsível e lento. Seu comportamento é, pois, eminentemente regular. Note-se, a propósito, que a evolução das energias primárias ao longo de quase um século e meio, representada na Figura 20, sofreu apenas ligeiras alterações em conseqüência tanto da grande crise econômica de 1930, como de duas guerras mundiais. As flutuações decorrentes no uso dessas energias devidas aos eventos apontados tendo sido rapidamente reabsorvidas, seguindo assim cada uma delas as trajetórias originalmente previstas pelo modelo. Tal comportamento é, pois, homeostático como o dos seres vivos.

Insistamos, pois, que ambos funcionam como se fossem dominados por inflexível lógica subjacente, que comandaria tanto os grandes sistemas, "duros", como também as tecnologias “leves” e as atividades essencialmente "intelectuais". Repitamos que, aparentemente contrariando o que de ordinário se espera, tudo parece se modificar sempre lentamente

A Figura de 23 mostra que, a exemplo do que acontece com as tecnologias tão “duras” quanto as novas técnicas de produção de aço, a ocupação do mercado pelas tecnologias soft é igualmente lenta. Note-se, por exemplo, que a tecnologia soft envolvida na transição das tinturas baseadas no óleo para aquelas baseadas na água durou tanto quanto as mudanças técnicas envolvidas na fabricação do aço (50 anos em ambos os casos). São ainda exemplos interessantes de sistemas puramente soft, os seguintes:

a) construção de catedrais góticas, ao longo de quase duzentos anos, conforme descrito por Marchetti e mostradas na Figura 24;

b) inspirado nesse surpreendente exemplo, o presente autor examinou a construção de igrejas em Ouro Preto e Mariana[18] durante os séculos 18 e 19. Os resultados são apresentados nas Figuras 25 e 26.

Por conexão óbvia com o assunto, também mostramos a evolução da produção de ouro no período colonial em Minas Gerais. O ritmo mais acelerado de construção de igrejas coincide com os anos de máxima produção do metal (1750) como é mostrado na Figura 27. Com a descoberta do ouro, a construção de igrejas tornou-se rapidamente a principal atividade na região. No início desta extraordinária saga, construíram-se igrejas para agradecer à Divina Providência o feliz achado; depois, era indispensável achar-se mais ouro para manter ativo o vasto número de irmandades que empregavam pedreiros, pintores, músicos, inclusive os extraordinários Lobo de Mesquita, músico, e o próprio Aleijadinho, escultor máximo das Américas. A primeira orquestra sinfônica do continente também vicejou em São João Del Rei em Minas[19]. O ouro fazia toda a sociedade pulsar... Mais tarde, ao final do século 19, a produção de ouro chegou virtualmente ao fim e interrompeu-se a construção de igrejas. Afinal, acabou o ouro ou estiolou-se a fé? De fato esvaiu-se o ouro de aluvião explorável apenas pela tecnologia então existente.

Tendo ficado à margem da revolução industrial, não dispunha Portugal (e nem o Brasil) das tecnologias paradigmáticas da revolução industrial, como a máquina a vapor, os moinhos, a química, etc. De fato, estas tecnologias propiciaram posteriormente, na mesma região, (durante mais de um século e meio) a exploração do ouro na mina de Morro Velho que naturalmente veio a ser de propriedade inglesa. Não surpreende que a exploração do ouro nessa mina obedeça ao mesmo comportamento (Figura 28) logístico que vêm sendo aqui descrito[vi]. A propósito, Ouro Preto deve seu nome a presença de um novo elemento químico – o paládio, descoberto em 1803 e posteriormente encontrado nos lingotes de Minas Gerais[20].

c) a saga da descoberta dos elementos químicos pela comunidade científica em frenética demolição de moléculas, para identificar, ao longo de duzentos anos, aqueles que seriam os constituintes últimos da matéria, os átomos, de Leucipo e Demócrito é mostrada na Figura 29. Para isso, durante centenas de anos, particularmente durante o século 19, organizaram-se associações científicas, editaram-se publicações periódicas, convocaram-se congressos e construíram-se laboratórios e sistemas educativos, envolvendo talvez, milhares de pessoas. Este número cresceu epidemicamente, até o esgotamento do nicho, constituído pelo número total de espécies atômicas disponíveis na natureza atingindo o término da identificação de todas as espécies atômicas existentes[21]. Com Rutherford e uma longa lista de seguidores trabalhando noite e dia, inaugura-se nova mania de quebrar os próprios átomos, seus núcleos em busca das partículas subnucleares ditas elementares. Este impulso de examinar cada vez mais profundamente o âmago da matéria continua. Mas essa é outra história, a ser oportunamente descrita.

As Flutuações no Mercado Americano analisado por Fischer e Pry e mostradas na Figura 14 ocorrem também no Brasil, como mostrado na Figura N1.1 para o intervalo 1952 - 2000, demonstrando que o País ainda está sofrendo uma recessão que, presumivelmente, deverá começar a se reverter no início do novo século.

Notas

[i] Este artigo resultou, em parte, de trabalho anterior de pesquisa extensiva conduzida no âmbito do Programa de Participação Nº 5136 (1990/91) da UNESCO

[ii] Tratamento analítico rigoroso para três competidores foi apresentado: A. Goriely e L.Brenig, Physics Letters A 1990, 145-5, 245; ibid, Physical Review A, 1989, 40-7, 4119; L. Brenig, Physics Letters A, 1988, 133-7,8, 378.

[iii] Decisões de ação, realizáveis ao longo do tempo, expressas cumulativamente mediante o uso de indicadores quantitativos apropriados.

[iv] Outro exemplo de prospecção errônea resultou ao se escolher um tempo muito curto de evolução do PIB como base para o cálculo de demanda de cimento em Minas Gerais: uma imensa diferença entre os investimentos estimados e aqueles efetivamente necessários foi observada.

[v] Segundo ele essa não seria a última crise do capitalismo, mas sim o prelúdio de outras que se seguiriam. Esta visão o levaria ao Gulag, onde veio a falecer.

[vi] Nota por ocasião da revisão do texto: A mina original de Morro Velho, em Nova Lima, vem de encerrar suas atividades, em 2003, no fim do 3º.Kondratiev decorridos de sua existência.

Referências:

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[19] Cidades Históricas Brasileiras - Tradição Musical de São João del-Rei http://www.cidadeshistoricas.art.br/hac/artmus_03_p.htm

[20] Erário Régio S. M. F. de Francisco A. Rabelo 1768, Tarquínio J. B. Oliveira Ed., Escola de Administração Fazendária, Brasília, 1976.

[21] Trifonov, D. N. , Trifonov, “Como fueran Descobiertos los Elementos Químicos”, MIR Ed., Moscow, 1984.

Mais Trabalho e emprego com o mesmo Capital ou Como Incrementar a Produtividade de Capital.

Figura 8