A menudo nos cuesta comprender fenómenos donde los resultados se acumulan e interactúan.
Existe un problema matemático común: un nieto le pide a su abuelo una mesada, comenzando con un yen y duplicándola cada día durante un mes.
Si el desprevenido abuelo acepta, terminaría debiendo mil millones de yenes un mes después.
Este error surge porque tendemos a asumir que si duplicar un yen unas pocas veces no suma mucho, entonces la progresión continuará por el mismo camino lineal.
Sin embargo, al trazar cuidadosamente los resultados de esta acumulación e interacción, se puede entender que el resultado será una suma enorme, incluso sin conocimientos matemáticos avanzados o intuición.
Por lo tanto, este no es un problema de conocimiento o habilidad, sino más bien un problema de metodología de pensamiento.
Y este método de pensamiento, donde uno rastrea progresivamente la acumulación y la interacción para comprender lógicamente el resultado, es lo que me gustaría llamar "pensamiento de simulación".
El primer paso en el origen de la vida
De manera similar, nos cuesta comprender el origen de la vida.
El origen de la vida es la cuestión de cómo surgieron células complejas en la Tierra antigua, que inicialmente contenía solo sustancias químicas simples.
Al considerar este problema, a veces se ofrecen explicaciones que se basan en un milagro momentáneo y accidental.
Sin embargo, desde la perspectiva de la acumulación e interacción, puede entenderse como un fenómeno más realista.
El agua y el aire circulan repetidamente en varias partes de la Tierra. Las sustancias químicas se mueven así localmente y luego viajan de forma difusa por todo el planeta.
A través de estas diversas repeticiones, las sustancias químicas reaccionan entre sí.
Esto debería conducir a una transición de un estado inicial, que contenía solo sustancias químicas simples, a un estado que incluye sustancias químicas ligeramente más complejas. Por supuesto, muchas sustancias químicas simples seguirían estando presentes.
Y dado que las sustancias químicas ligeramente más complejas son combinaciones de sustancias químicas simples, su número es menor, pero su variedad es mayor que la de las sustancias químicas simples.
Esta transición de estado no solo ocurre en áreas pequeñas y localizadas de la Tierra; sucede de forma simultánea y paralela en todo el planeta.
Además, debido a la circulación del agua y la atmósfera de la Tierra, lo que sucede en una pequeña área se difunde en su entorno, haciendo que las sustancias químicas se mezclen por toda la Tierra. Esto da como resultado una Tierra donde ahora existe una diversa gama de sustancias químicas, ligeramente más complejas que el estado inicial.
La trascendencia del primer paso
No hay pruebas de esta transición del estado inicial al estado actual; es una inferencia. Sin embargo, nadie podría negarla. Más bien, para negarla, habría que explicar por qué este mecanismo universal, observable incluso hoy en día, no funcionaría.
Este mecanismo ya posee automantenimiento, replicación y metabolismo para sustancias químicas ligeramente más complejas. Sin embargo, no se trata del automantenimiento, replicación y metabolismo avanzados, extremadamente cercanos a los de los organismos vivos.
Todas las sustancias químicas ligeramente más complejas pueden tanto descomponerse como formarse. Sin embargo, a escala planetaria, cada sustancia química ligeramente más compleja mantiene una cierta cantidad constante.
El hecho mismo de que una cantidad constante se mantenga a través de la formación y descomposición repetidas demuestra la naturaleza del automantenimiento a través del metabolismo.
Además, las sustancias químicas ligeramente más complejas no existen como moléculas individuales; aunque su proporción sea pequeña, su número es vasto.
Si bien esto no es autorreplicación, es una actividad productiva que genera más de la misma sustancia química. Aunque el término "replicación" podría ser ligeramente diferente, produce un efecto similar.
En otras palabras, el fenómeno innegable de la Tierra pasando de contener solo sustancias químicas simples a incluir sustancias químicas ligeramente más complejas es tanto el primer paso como la esencia del origen de la vida.
Hacia el siguiente paso
Por supuesto, este estado, que incluye sustancias químicas ligeramente más complejas, no es la vida misma.
Tampoco es razonable considerarlo como la actividad de la vida a escala planetaria. Es simplemente un estado en el que las sustancias químicas ligeramente más complejas están presentes debido a reacciones químicas repetidas.
Y esto ciertamente puede ocurrir en planetas distintos de la Tierra. El hecho de que la vida no surgiera en otros planetas pero sí en la Tierra sugiere que algo diferente ocurrió en la Tierra en comparación con otros planetas.
Considerar qué es ese algo, es la siguiente etapa.
Sin embargo, después de comprender este paso inicial, no deberíamos poder pensar en el siguiente paso en el origen de la vida de manera localizada. Al igual que el primer paso, el siguiente paso también debe concebirse como un fenómeno a escala planetaria.
Y el siguiente paso es que la Tierra transite a un estado que contenga sustancias químicas aún ligeramente más complejas.
A medida que este paso se repite, las sustancias químicas se vuelven gradual y acumulativamente más complejas.
Al mismo tiempo, los mecanismos de automantenimiento, replicación y metabolismo también se vuelven incrementalmente más complejos.
El papel de los polímeros y la topografía terrestre
Aquí, la presencia de polímeros desempeña un papel significativo. Las proteínas y los ácidos nucleicos son polímeros. Los polímeros pueden crear acumulativamente polímeros complejos y diversos a partir de unos pocos tipos de monómeros. La existencia de monómeros capaces de formar polímeros mejora la naturaleza evolutiva de este mecanismo.
Los numerosos lagos y estanques de la Tierra funcionan como sitios aislados de experimentos científicos. Debió haber millones de lugares así en todo el planeta. Cada uno habría sido un entorno diferente, aunque capaz de intercambiar sustancias químicas a través de la circulación global del agua y el aire.
El poder del pensamiento de simulación
Una vez que el origen de la vida se concibe de esta manera, se vuelve imposible ofrecer algo más que la crítica de la "falta de pruebas". En cambio, habría que buscar un mecanismo que refute este. Sin embargo, no puedo concebir tal mecanismo.
En otras palabras, al igual que el abuelo en el ejemplo de la mesada, simplemente no hemos entendido el origen de la vida. Así como podemos entender la enorme mesada después de 30 días aplicando el pensamiento de simulación a hechos conocidos, considerando la acumulación y la interacción, también podemos entender el surgimiento de la vida en la Tierra.
La hipótesis de la nube de polvo
Una fuerte luz UV en la superficie dificultaría el intercambio de sustancias químicas. Sin embargo, la Tierra antigua debió haber estado cubierta por nubes de ceniza volcánica y polvo debido a la frecuente actividad volcánica y a los impactos de meteoritos. Estas nubes habrían bloqueado la radiación ultravioleta.
Además, la atmósfera contenía hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno —átomos que son componentes clave para importantes monómeros biológicos—, mientras que el polvo incluía otros átomos raros. Asimismo, la superficie del polvo podría actuar como catalizador para la síntesis química de monómeros.
Por otra parte, la fricción del polvo genera energía como calor y relámpagos, y el sol suministra continuamente energía como radiación UV y calor.
Esta nube de polvo es la fábrica de monómeros definitiva, funcionando 24 horas al día, 7 días a la semana, utilizando toda la Tierra y toda la energía solar que se vierte en ella.
Interacción de mecanismos
Recordemos el primer paso: la transición a una Tierra que contiene sustancias químicas ligeramente más complejas.
En un planeta donde este mecanismo funciona, existe una fábrica de monómeros definitiva, se realiza el principio de acumulación de complejidad en polímeros y hay millones de laboratorios científicos interconectados.
Incluso si esto no explica completamente el origen de la vida, no hay duda de que proporciona un mecanismo para la creación de las sustancias químicas complejas requeridas por los organismos vivos.
Y recordemos el argumento de que el primer paso ya contiene la esencia de la vida.
Una Tierra que contenga sustancias químicas altamente complejas, creadas como una extensión de este paso, debe encarnar la esencia de la vida en un nivel más avanzado.
De esto, podemos ver que ahora ha surgido una Tierra con una diversa gama de sustancias químicas altamente complejas y fenómenos esenciales de vida altamente avanzados.
El toque final
Hemos llegado a un punto en el que podemos considerar el origen de la vida asumiendo una Tierra que ha alcanzado un estado altamente ventajoso, una premisa que no suele considerarse en las discusiones existentes.
¿Qué más se necesita para el surgimiento de la vida?
Es la creación e integración de los mecanismos funcionales requeridos por los organismos vivos.
Esto parece no requerir artilugios particularmente especiales y puede explicarse como una extensión natural de la discusión hasta ahora.
El método del pensamiento de simulación
El pensamiento de simulación es diferente de la simulación misma.
Por ejemplo, intentar simular el mecanismo del origen de la vida aquí explicado con una computadora no sería fácil.
Esto se debe a que mi explicación carece de las expresiones estrictas y formales necesarias para una simulación.
Sin embargo, esto no significa que mi pensamiento no sea riguroso.
Aunque el modo de expresión es el lenguaje natural, se basa en una sólida estructura lógica, hechos científicos conocidos y un razonamiento objetivo arraigado en nuestra experiencia.
Por lo tanto, es perfectamente capaz de captar tendencias generales y cambios en las propiedades. Si se equivoca, no se debe a una falta de formalización, sino más bien a una omisión de las condiciones subyacentes o a la influencia de interacciones específicas.
Así, el pensamiento de simulación es posible utilizando el lenguaje natural, incluso sin definir expresiones formales.
Creo que, incluso sin expresiones formales, es posible expresar rigurosamente conceptos matemáticos utilizando el lenguaje natural.
A esto lo llamo "matemáticas naturales".
Con las matemáticas naturales, el esfuerzo y el tiempo para la formalización son innecesarios, lo que permite a un público más amplio comprender y aprehender matemáticamente un ámbito más amplio que con las matemáticas existentes.
Y el pensamiento de simulación es precisamente un método de pensamiento que emplea la simulación utilizando el lenguaje natural.
Desarrollo de software
El pensamiento de simulación es una habilidad indispensable para los desarrolladores de software.
Un programa realiza cálculos repetidamente utilizando datos en el espacio de memoria y coloca los resultados en los mismos o diferentes datos en el espacio de memoria.
En otras palabras, un programa es acumulación e interacción en sí mismo.
Además, lo que un desarrollador de software pretende lograr se entiende generalmente a través de documentos y entrevistas con la persona que encarga el desarrollo.
Dado que el objetivo final es realizar algo con un programa, el contenido, cuando se examina a fondo, debe ser la interacción acumulativa de datos.
Sin embargo, la persona que encarga el desarrollo de software no es un experto en programación. Por lo tanto, no puede describir rigurosamente lo que quiere lograr en expresiones formales.
En consecuencia, lo que se obtiene de documentos y entrevistas son textos en lenguaje natural, junto con diagramas y tablas de referencia. La tarea de convertir esto en expresiones formales rigurosas es el desarrollo de software.
En el proceso de desarrollo de software, hay tareas como el análisis de requisitos y la organización de requisitos, y la definición de especificaciones, donde el contenido del desarrollo se organiza basándose en los documentos del cliente.
Además, basándose en los resultados de la definición de especificaciones, se realiza el diseño básico.
Los resultados de estas tareas se expresan principalmente utilizando lenguaje natural. A medida que avanza el trabajo, el contenido se vuelve lógicamente riguroso para facilitar la creación del programa final.
Y en la etapa de diseño básico, que se centra en el lenguaje natural, el producto debe ser capaz de operar en una computadora y cumplir lo que el cliente desea lograr.
Aquí es precisamente donde se requiere el pensamiento de simulación a través de las matemáticas naturales. Además, aquí es necesaria una doble capa de pensamiento de simulación.
Una es el pensamiento de simulación para confirmar si el comportamiento esperado puede lograrse como una interacción entre el espacio de memoria de la computadora y el programa.
La otra es el pensamiento de simulación para confirmar si lo que el cliente quiere lograr se realiza realmente.
La primera requiere la capacidad de comprender el funcionamiento interno de una computadora a través del pensamiento de simulación. La segunda requiere la capacidad de comprender las tareas que el cliente realizará utilizando el software a través del pensamiento de simulación.
Así, los desarrolladores de software poseen estas dos habilidades de pensamiento de simulación —el pensamiento de simulación basado en principios y el pensamiento de simulación semántico— como una habilidad empírica.
Conclusión
El origen de la vida es un tema en el que muchos científicos e individuos con curiosidad intelectual están trabajando. Sin embargo, comprender el origen de la vida de la manera aquí explicada no es común.
Esto sugiere que el pensamiento de simulación es una forma de pensar que a muchas personas les resulta fácil carecer, independientemente de sus conocimientos o habilidades.
Por otro lado, los desarrolladores de software utilizan intensamente el pensamiento de simulación para traducir diversos conceptos a sistemas.
Por supuesto, el pensamiento de simulación no es exclusivo de los desarrolladores de software, pero el desarrollo de software lo requiere de manera particular y es excelente para entrenar esta habilidad.
Mediante el pensamiento de simulación, uno no solo puede ensamblar y comprender la imagen completa de misterios científicos complejos y avanzados como el origen de la vida, sino también temas complejos como las estructuras organizacionales y sociales.
Por lo tanto, creo que en la sociedad futura, las personas con habilidades de pensamiento de simulación, como los desarrolladores de software, desempeñarán papeles activos en diversos campos.