Nous avons souvent du mal à percevoir correctement les phénomènes où les résultats s'accumulent par interaction.
Il existe un problème de mathématiques courant : un petit-enfant demande à son grand-père une allocation, en commençant par un yen et en doublant le montant chaque jour pendant un mois.
Si le grand-père accepte sans réfléchir, l'allocation s'élèverait à un milliard de yens après un mois.
Cette erreur vient de la tendance à supposer que si doubler un yen quelques fois ne représente pas un montant significatif, alors les doublages suivants suivront un schéma similaire.
Cependant, si l'on suit attentivement les résultats de cette accumulation et interaction étape par étape, il devient clair que le montant sera énorme, même sans connaissances ou intuition mathématiques avancées.
Par conséquent, ce n'est pas un problème de connaissances ou de capacités, mais un problème de méthode de pensée.
J'aimerais appeler cette méthode de pensée – qui consiste à tracer progressivement l'accumulation et l'interaction pour comprendre logiquement les résultats – la « pensée par simulation ».
La première étape de l'origine de la vie
De même, nous avons du mal à comprendre l'origine de la vie.
L'origine de la vie pose la question de savoir comment des cellules complexes ont émergé sur la Terre antique, qui ne contenait initialement que de simples substances chimiques.
Lorsque l'on aborde ce problème, les explications reposent parfois sur un miracle fugace et accidentel.
Cependant, du point de vue de l'accumulation et de l'interaction, cela peut être compris comme un phénomène plus réaliste.
Sur Terre, l'eau et l'air circulent de manière répétée à divers endroits. Grâce à cette circulation, les substances chimiques sont déplacées localement puis se diffusent sur toute la planète.
Ces diverses répétitions provoquent la réaction des substances chimiques entre elles.
En conséquence, la Terre devrait passer d'un état initial de simples substances chimiques à un état qui inclut des substances chimiques légèrement plus complexes. Bien sûr, de nombreuses substances chimiques simples seraient toujours présentes.
Et parce que les substances chimiques légèrement plus complexes sont des combinaisons de substances simples, bien que leur nombre total puisse être plus petit, leur variété serait plus grande que celle des substances chimiques simples.
Cette transition d'état ne se produit pas seulement dans de petites zones localisées de la Terre ; elle se produit simultanément sur toute la planète.
De plus, en raison de la circulation globale de l'eau et de l'atmosphère terrestre, les événements se produisant dans des espaces confinés se diffusent vers l'extérieur, provoquant un mélange des substances chimiques sur toute la Terre. Il en résulte une Terre contenant une gamme diversifiée de substances chimiques légèrement plus complexes que dans son état initial.
La signification de la première étape
Il n'existe aucune preuve directe de la transition de l'état initial à cet état actuel ; il s'agit d'une hypothèse. Cependant, il serait difficile pour quiconque de la nier. En fait, pour la nier, il faudrait expliquer pourquoi ce mécanisme universel, observable même aujourd'hui, n'aurait pas fonctionné.
Ce mécanisme, concernant des substances chimiques légèrement plus complexes, possède déjà des capacités d'auto-entretien, de réplication et de métabolisme. Cependant, il ne s'agit pas de l'auto-entretien, de la réplication et du métabolisme hautement sophistiqués que l'on trouve chez les organismes vivants.
Toutes les substances chimiques légèrement plus complexes peuvent être à la fois détruites et générées. Pourtant, à l'échelle planétaire, chaque type de ces substances chimiques légèrement plus complexes maintient une certaine quantité constante.
Le fait même qu'une quantité constante soit maintenue au milieu de cette génération et destruction répétées démontre la nature de l'auto-entretien par le métabolisme.
De plus, ces substances chimiques légèrement plus complexes n'existent pas comme de simples unités isolées ; bien que leur proportion puisse être faible, leur nombre absolu est énorme.
Même si ce n'est pas de l'auto-réplication, c'est une activité productive qui génère des substances chimiques identiques. Bien que cela diffère légèrement du terme « réplication », cela produit un effet similaire.
En d'autres termes, le phénomène indéniable du passage de la Terre, ne contenant que de simples substances chimiques, à une Terre incluant des substances légèrement plus complexes, est à la fois la première étape et l'essence de l'origine de la vie.
Vers la prochaine étape
Bien sûr, cet état, qui inclut des substances chimiques légèrement plus complexes, n'est pas la vie elle-même.
Il n'est pas non plus plausible de le considérer comme l'activité de la vie à l'échelle planétaire. Il s'agit simplement d'un état où des substances chimiques légèrement plus complexes sont présentes en raison de réactions chimiques répétées.
De plus, ce phénomène pourrait certainement se produire sur d'autres planètes que la Terre. Le fait que la vie n'ait pas émergé sur d'autres planètes mais l'ait fait sur Terre suggère que quelque chose de différent s'est produit sur Terre par rapport à d'autres planètes.
Considérer ce que pourrait être ce « quelque chose » est la prochaine étape.
Cependant, après avoir compris cette première étape, nous ne devrions plus être en mesure de concevoir la prochaine étape de l'origine de la vie de manière localisée. La prochaine étape, comme la première, doit également être considérée comme un phénomène global de la Terre.
Et la prochaine étape est que la Terre passe à un état contenant des substances chimiques encore légèrement plus complexes.
À mesure que cette étape se répète, les substances chimiques deviennent progressivement et cumulativement plus complexes.
Parallèlement, les mécanismes d'auto-entretien, de réplication et de métabolisme deviennent également de plus en plus complexes.
L'effet des polymères et de la topographie terrestre
La présence de polymères joue ici un rôle significatif. Les protéines et les acides nucléiques sont des polymères. Les polymères peuvent créer cumulativement des polymères complexes et divers à partir de seulement quelques types de monomères. L'existence de monomères capables de former des polymères renforce la nature évolutive de ce mécanisme.
De nombreux lacs et étangs sur Terre fonctionnent comme des sites expérimentaux scientifiques isolés. Il a dû y avoir des millions de tels endroits à travers le globe. Chacun offrait un environnement différent tout en permettant l'échange de substances chimiques grâce à la circulation globale de l'eau et de l'atmosphère.
Le pouvoir de la pensée par simulation
Une fois que l'origine de la vie est envisagée de cette manière, il devient impossible de faire autre chose que de la critiquer en disant « il n'y a pas de preuves ». Au lieu de cela, il faudrait chercher un mécanisme qui réfute ce mécanisme. Cependant, je ne peux concevoir un tel mécanisme.
En d'autres termes, comme le grand-père dans l'exemple de l'allocation, nous n'avons tout simplement pas compris l'origine de la vie. En employant la pensée par simulation, en considérant l'accumulation et l'interaction à partir des faits que nous connaissons déjà, de la même manière que l'on peut comprendre comment l'allocation devient énorme après 30 jours, on peut aussi comprendre comment la vie aurait pu prendre naissance sur Terre.
L'hypothèse du nuage de poussière
Un fort rayonnement ultraviolet à la surface de la Terre entrave l'échange de substances chimiques. Cependant, la Terre antique, avec son activité volcanique fréquente et ses impacts de météorites, devait être recouverte d'un nuage de cendres volcaniques et de poussière, qui l'aurait protégée des rayons ultraviolets.
De plus, l'atmosphère contenait de l'hydrogène, de l'oxygène, du carbone et de l'azote – des atomes qui sont des matières premières clés pour d'importants monomères nécessaires à la vie – et la poussière contenait d'autres atomes rares. La surface de la poussière servait également de catalyseur pour la synthèse chimique des monomères.
En outre, le frottement de la poussière aurait généré de l'énergie sous forme de chaleur et d'éclairs, tandis que le soleil fournissait continuellement de l'énergie sous forme de lumière ultraviolette et de chaleur.
Ce nuage de poussière était l'usine à monomères ultime, fonctionnant 24 heures sur 24, 365 jours par an, utilisant la Terre entière et toute l'énergie solaire qui y affluait.
Interaction des mécanismes
Rappelons l'étape initiale : la transition vers une Terre contenant des substances chimiques légèrement plus complexes.
Sur une planète où ce mécanisme fonctionne, il existe une usine à monomères ultime, le principe d'accumulation de la complexité en polymères est réalisé, et des millions de laboratoires scientifiques interconnectés existent.
Même si cela n'explique pas entièrement l'origine de la vie, il ne fait aucun doute que cela constitue un mécanisme pour générer les substances chimiques complexes requises par les organismes vivants.
Et souvenez-vous de l'argument selon lequel l'étape initiale contient déjà l'essence de la vie.
Une Terre produite comme une extension de cette étape, contenant des substances chimiques très complexes, doit donc incarner l'essence de la vie à un niveau plus avancé.
Nous pouvons voir comment cela conduit à une Terre où sont présents une gamme diverse de substances chimiques très complexes et des phénomènes sophistiqués essentiels à la vie.
Les dernières touches
Nous pouvons maintenant envisager l'origine de la vie en partant d'une Terre ayant atteint un état hautement avantageux, une prémisse qui n'est généralement pas admise dans les discussions existantes.
Que manque-t-il d'autre pour l'émergence des organismes vivants ?
Il s'agit de la création et de l'intégration des mécanismes fonctionnels dont les organismes vivants ont besoin.
Cela ne semble pas nécessiter d'arrangements particulièrement spéciaux et apparaît explicable comme une extension naturelle de la discussion menée jusqu'à présent.
La méthode de la pensée par simulation
La pensée par simulation diffère de la simulation elle-même.
Par exemple, essayer de simuler le mécanisme de l'origine de la vie tel que décrit ici sur un ordinateur ne serait pas facile.
Ceci parce que mon explication manque des expressions formelles rigoureuses nécessaires à une simulation.
Cependant, cela ne signifie pas que ma pensée est imprécise.
Bien que le mode d'expression soit un texte verbal, il repose sur une structure logique solide, des faits scientifiques connus et un raisonnement objectif enraciné dans notre expérience.
Il est donc tout à fait possible de saisir les tendances générales et les changements de propriétés. S'il y a des erreurs, elles ne sont pas dues à un manque de formalisation, mais plutôt à l'oubli de conditions sous-jacentes ou des effets d'interactions spécifiques.
Ainsi, la pensée par simulation est possible en utilisant le langage naturel, même sans définir d'expressions formelles.
Je crois que même sans expressions formelles, les concepts mathématiques peuvent être rigoureusement exprimés en utilisant le langage naturel.
J'appelle cela les mathématiques naturelles.
Avec les mathématiques naturelles, l'effort et le temps requis pour la formalisation sont éliminés, permettant à davantage de personnes de saisir et de comprendre mathématiquement un éventail plus large de concepts qu'avec les mathématiques existantes.
Et la pensée par simulation est précisément une méthode de réflexion qui utilise la simulation basée sur le langage naturel.
Développement logiciel
La pensée par simulation est une compétence indispensable pour les développeurs de logiciels.
Un programme est une répétition de calculs utilisant des données dans l'espace mémoire et plaçant les résultats dans les mêmes données ou dans d'autres données de l'espace mémoire.
En d'autres termes, un programme est une interaction cumulative en soi.
De plus, l'objectif du développement logiciel est généralement appréhendé à travers des documents et des entretiens avec la personne qui commande le développement.
Puisque le but ultime est de le réaliser sous forme de programme, son contenu doit finalement être l'interaction cumulative de données.
Cependant, la personne qui commande le développement logiciel n'est pas un expert en programmation. Par conséquent, elle ne peut pas décrire rigoureusement ce qu'elle souhaite réaliser en utilisant des expressions formelles.
En conséquence, ce qui est obtenu des documents et des entretiens sont des textes en langage naturel, ainsi que des diagrammes et des tableaux supplémentaires. Le processus de conversion de ceux-ci en expressions formelles rigoureuses est ce qu'implique le développement logiciel.
Au cours du processus de développement logiciel, il y a des tâches telles que l'analyse des exigences et l'organisation des exigences, et la définition des spécifications, où le contenu du développement est organisé à partir des documents du client.
De plus, sur la base des résultats de la définition des spécifications, la conception de base est effectuée.
Les résultats de ces tâches jusqu'à présent sont principalement exprimés en langage naturel. Au fur et à mesure que le travail progresse, le contenu devient logiquement plus rigoureux, ce qui facilite la création du programme final.
Et au stade de la conception de base, centrée sur le langage naturel, le résultat doit être quelque chose qui peut fonctionner sur un ordinateur et réaliser ce que le client désire.
C'est précisément là que la pensée par simulation, utilisant les mathématiques naturelles, est requise. De plus, une pensée par double simulation est nécessaire ici.
L'une est la pensée par simulation pour confirmer si l'opération attendue peut être réalisée comme une interaction entre l'espace mémoire de l'ordinateur et le programme.
L'autre est la pensée par simulation pour confirmer si ce que le client veut réaliser est effectivement concrétisé.
La première nécessite la capacité de saisir le fonctionnement interne de l'ordinateur par la pensée par simulation. La seconde nécessite la capacité de saisir les tâches que le client effectuera en utilisant le logiciel par la pensée par simulation.
De cette manière, les développeurs de logiciels possèdent la capacité de pensée par double simulation – à la fois la pensée par simulation de principe et la pensée par simulation sémantique – comme une compétence empirique.
Conclusion
De nombreux scientifiques et individus intellectuellement curieux étudient l'origine de la vie. Cependant, aborder l'origine de la vie de la manière décrite ici n'est pas courant.
Cela suggère que la pensée par simulation est un mode de pensée qui fait souvent défaut à de nombreuses personnes, quelles que soient leurs connaissances ou leurs capacités.
D'un autre côté, les développeurs de logiciels exploitent la pensée par simulation pour traduire divers concepts en systèmes.
Bien sûr, la pensée par simulation n'est pas l'apanage des développeurs de logiciels, mais le développement logiciel exige particulièrement cette capacité et est idéalement adapté pour la perfectionner.
En utilisant la pensée par simulation, on peut non seulement construire et comprendre la vue d'ensemble de mystères scientifiques complexes et avancés comme l'origine de la vie, mais aussi des sujets complexes tels que les structures organisationnelles et sociétales.
Par conséquent, je crois que dans la société du futur, les individus dotés de compétences en pensée par simulation, à l'instar des développeurs de logiciels, joueront un rôle actif dans divers domaines.