Spesso fatichiamo a comprendere fenomeni in cui i risultati si accumulano e interagiscono.
C'è un comune problema di matematica: un nipote chiede alla nonna una paghetta, iniziando con un solo yen e raddoppiandolo ogni giorno per un mese.
Se la nonna, ignara, accettasse, si ritroverebbe a dover pagare un miliardo di yen un mese dopo.
Questo errore sorge perché tendiamo a supporre che se raddoppiare un yen poche volte non produce un grande importo, allora la progressione continuerà lungo lo stesso percorso lineare.
Tuttavia, tracciando attentamente i risultati di questa accumulazione e interazione, si può comprendere che il risultato sarà una somma enorme, anche senza conoscenze o intuizioni matematiche avanzate.
Pertanto, questo non è un problema di conoscenza o abilità, ma piuttosto un problema di metodologia di pensiero.
E questo metodo di pensiero, in cui si traccia progressivamente l'accumulazione e l'interazione per comprendere logicamente il risultato, è ciò che vorrei chiamare "pensiero simulativo".
Il Primo Passo nell'Origine della Vita
Allo stesso modo, fatichiamo a comprendere l'origine della vita.
L'origine della vita è la questione di come cellule complesse siano emerse sulla Terra primordiale, che inizialmente conteneva solo sostanze chimiche semplici.
Quando si considera questo problema, a volte vengono offerte spiegazioni che si basano su un miracolo momentaneo e accidentale.
Tuttavia, dalla prospettiva dell'accumulazione e dell'interazione, può essere compreso come un fenomeno più realistico.
Acqua e aria circolano ripetutamente in varie parti della Terra. Le sostanze chimiche vengono così spostate localmente e poi si diffondono per l'intero pianeta.
Attraverso queste varie ripetizioni, le sostanze chimiche reagiscono tra loro.
Questo dovrebbe portare a una transizione da uno stato iniziale, che conteneva solo sostanze chimiche semplici, a uno stato che include sostanze chimiche leggermente più complesse. Naturalmente, molte sostanze chimiche semplici sarebbero ancora presenti.
E poiché le sostanze chimiche leggermente più complesse sono combinazioni di sostanze chimiche semplici, il loro numero è inferiore, ma la loro varietà è maggiore rispetto a quella delle sostanze chimiche semplici.
Questa transizione di stato non si verifica solo in piccole aree localizzate della Terra; avviene simultaneamente e in parallelo su tutto il pianeta.
Inoltre, a causa della circolazione dell'acqua e dell'atmosfera terrestre, ciò che accade in una piccola area si diffonde nei suoi dintorni, causando la mescolanza delle sostanze chimiche in tutta la Terra. Ciò si traduce in una Terra dove ora esiste una vasta gamma di sostanze chimiche, leggermente più complesse rispetto allo stato iniziale.
Il Significato del Primo Passo
Non ci sono prove per questa transizione dallo stato iniziale a questo stato attuale; è un'inferenza. Tuttavia, nessuno potrebbe negarla. Anzi, per negarla, si dovrebbe spiegare perché questo meccanismo universale, osservabile anche oggi, non dovrebbe funzionare.
Questo meccanismo possiede già auto-mantenimento, replicazione e metabolismo per sostanze chimiche leggermente più complesse. Tuttavia, non si tratta dell'auto-mantenimento, della replicazione e del metabolismo avanzati ed estremamente vicini a quelli degli organismi viventi.
Tutte le sostanze chimiche leggermente più complesse possono sia scomporsi che formarsi. Eppure, su scala planetaria, ogni sostanza chimica leggermente più complessa mantiene una certa quantità costante.
Il fatto stesso che una quantità costante sia mantenuta attraverso ripetute formazioni e scomposizioni dimostra la natura dell'auto-mantenimento attraverso il metabolismo.
Inoltre, le sostanze chimiche leggermente più complesse non esistono solo come singole molecole; sebbene la loro proporzione possa essere piccola, il loro numero è vasto.
Anche se questa non è auto-replicazione, è un'attività produttiva che genera più della stessa sostanza chimica. Sebbene il termine "replicazione" possa essere leggermente diverso, produce un effetto simile.
In altre parole, il fenomeno innegabile della Terra che transita dal contenere solo sostanze chimiche semplici all'includere sostanze chimiche leggermente più complesse è sia il primo passo che l'essenza dell'origine della vita.
Verso il Passo Successivo
Naturalmente, questo stato, che include sostanze chimiche leggermente più complesse, non è la vita stessa.
Né è ragionevole considerarlo come l'attività della vita su scala planetaria. È semplicemente uno stato in cui sostanze chimiche leggermente più complesse sono presenti a causa di reazioni chimiche ripetute.
E questo può certamente accadere su pianeti diversi dalla Terra. Il fatto che la vita non sia emersa su altri pianeti ma lo abbia fatto sulla Terra suggerisce che qualcosa di diverso sia accaduto sulla Terra rispetto ad altri pianeti.
Considerare cosa sia quel qualcosa è la fase successiva.
Tuttavia, dopo aver compreso questo passo iniziale, non dovremmo essere in grado di pensare al passo successivo nell'origine della vita in modo localizzato. Come il primo passo, anche il passo successivo deve essere concepito come un fenomeno su scala planetaria.
E il passo successivo è che la Terra transiti verso uno stato contenente sostanze chimiche che sono ancora leggermente più complesse.
Man mano che questo passo si ripete, le sostanze chimiche diventano gradualmente e cumulativamente più complesse.
Contemporaneamente, anche i meccanismi di auto-mantenimento, replicazione e metabolismo diventano progressivamente più complessi.
Il Ruolo dei Polimeri e della Topografia Terrestre
Qui, la presenza dei polimeri gioca un ruolo significativo. Proteine e acidi nucleici sono polimeri. I polimeri possono creare cumulativamente polimeri complessi e diversi a partire da pochi tipi di monomeri. L'esistenza di monomeri capaci di formare polimeri accresce la natura evolutiva di questo meccanismo.
I numerosi laghi e stagni sulla Terra funzionano come siti di esperimenti scientifici isolati. Devono esserci stati milioni di tali luoghi in tutto il pianeta. Ognuno sarebbe stato un ambiente diverso pur essendo in grado di scambiare sostanze chimiche attraverso la circolazione globale di acqua e aria.
Il Potere del Pensiero Simulativo
Una volta che l'origine della vita viene immaginata in questo modo, diventa impossibile offrire altro che la critica della "mancanza di prove". Invece, si dovrebbe cercare un meccanismo che confuti questo. Tuttavia, non riesco a concepire un tale meccanismo.
In altre parole, proprio come il nonno nell'esempio della paghetta, semplicemente non abbiamo compreso l'origine della vita. Così come possiamo capire l'enorme paghetta dopo 30 giorni applicando il pensiero simulativo a fatti noti, considerando accumulazione e interazione, possiamo anche comprendere l'emergere della vita sulla Terra.
L'Ipotesi della Nube di Polvere
Una forte luce UV sulla superficie ostacolerebbe lo scambio di sostanze chimiche. Tuttavia, la Terra primordiale doveva essere coperta da nubi di cenere vulcanica e polvere derivanti da frequenti attività vulcaniche e impatti meteoritici. Queste nubi avrebbero bloccato la radiazione ultravioletta.
Inoltre, l'atmosfera conteneva idrogeno, ossigeno, carbonio e azoto – atomi che sono componenti chiave per importanti monomeri biologici – mentre la polvere includeva altri atomi rari. Per di più, la superficie della polvere avrebbe potuto agire da catalizzatore per la sintesi chimica dei monomeri.
Inoltre, l'attrito della polvere genera energia come calore e fulmini, e il sole fornisce continuamente energia come radiazioni UV e calore.
Questa nube di polvere è l'ultima fabbrica di monomeri, in funzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7, che utilizza l'intera Terra e tutta l'energia solare che vi si riversa.
Interazione dei Meccanismi
Ricordiamo il primo passo: la transizione verso una Terra contenente sostanze chimiche leggermente più complesse.
Su un pianeta dove questo meccanismo è in funzione, esiste una fabbrica di monomeri per eccellenza, il principio dell'accumulo di complessità nei polimeri è realizzato, e ci sono milioni di laboratori scientifici interconnessi.
Anche se questo non spiega completamente l'origine della vita, non c'è dubbio che fornisca un meccanismo per la creazione delle complesse sostanze chimiche richieste dagli organismi viventi.
E ricordiamo l'argomento secondo cui il primo passo contiene già l'essenza della vita.
Una Terra contenente sostanze chimiche altamente complesse, create come estensione di questo passo, deve incarnare l'essenza della vita a un livello più avanzato.
Da ciò, possiamo vedere che una Terra con una vasta gamma di sostanze chimiche altamente complesse e fenomeni essenziali della vita altamente avanzati è ora venuta all'esistenza.
Il Tocco Finale
Siamo ora giunti a un punto in cui possiamo considerare l'origine della vita assumendo una Terra che ha raggiunto uno stato estremamente vantaggioso, una premessa non tipicamente considerata nelle discussioni esistenti.
Cos'altro è necessario per l'emergere della vita?
È la creazione e l'integrazione dei meccanismi funzionali richiesti dagli organismi viventi.
Questo sembra non richiedere accorgimenti particolarmente speciali e può essere spiegato come una naturale estensione della discussione finora.
Il Metodo del Pensiero Simulativo
Il pensiero simulativo è diverso dalla simulazione stessa.
Ad esempio, tentare di simulare il meccanismo dell'origine della vita qui spiegato con un computer non sarebbe facile.
Questo perché la mia spiegazione manca delle espressioni rigorose e formali necessarie per una simulazione.
Tuttavia, ciò non significa che il mio pensiero non sia rigoroso.
Anche se la modalità di espressione è il linguaggio naturale, essa si basa su una solida struttura logica, fatti scientifici noti e un ragionamento oggettivo radicato nella nostra esperienza.
Pertanto, è perfettamente in grado di cogliere tendenze generali e cambiamenti nelle proprietà. Se è sbagliato, non è dovuto a una mancanza di formalizzazione, ma piuttosto a una svista delle condizioni sottostanti o all'influenza di interazioni specifiche.
Quindi, il pensiero simulativo è possibile utilizzando il linguaggio naturale, anche senza definire espressioni formali.
Credo che, anche senza espressioni formali, sia possibile esprimere rigorosamente concetti matematici usando il linguaggio naturale.
Chiamo questo "matematica naturale".
Con la matematica naturale, lo sforzo e il tempo per la formalizzazione sono superflui, permettendo a un più ampio spettro di persone di cogliere e comprendere matematicamente un ambito più vasto rispetto alla matematica esistente.
E il pensiero simulativo è precisamente un metodo di pensiero che impiega la simulazione usando il linguaggio naturale.
Sviluppo Software
Il pensiero simulativo è una competenza indispensabile per gli sviluppatori di software.
Un programma esegue ripetutamente calcoli utilizzando dati nello spazio di memoria e colloca i risultati negli stessi o diversi dati nello spazio di memoria.
In altre parole, un programma è accumulazione e interazione stessa.
Inoltre, ciò che uno sviluppatore di software intende realizzare è solitamente compreso tramite documenti e interviste con la persona che commissiona lo sviluppo.
Poiché l'obiettivo finale è realizzare qualcosa con un programma, il contenuto, se esaminato a fondo, deve essere l'interazione cumulativa dei dati.
Tuttavia, la persona che commissiona lo sviluppo del software non è un esperto di programmazione. Pertanto, non può descrivere rigorosamente ciò che desidera realizzare in espressioni formali.
Di conseguenza, ciò che si ottiene da documenti e interviste sono testi in linguaggio naturale, insieme a diagrammi e tabelle di riferimento. Il compito di convertire questo in espressioni formali rigorose è lo sviluppo del software.
Nel processo di sviluppo software, ci sono attività come l'analisi dei requisiti e l'organizzazione dei requisiti, e la definizione delle specifiche, in cui il contenuto dello sviluppo è organizzato in base ai documenti del cliente.
Inoltre, basandosi sui risultati della definizione delle specifiche, viene eseguita la progettazione di base.
I risultati di queste attività sono espressi principalmente utilizzando il linguaggio naturale. Man mano che il lavoro procede, il contenuto diventa logicamente rigoroso per facilitare la creazione del programma finale.
E nella fase di progettazione di base, che si concentra sul linguaggio naturale, il prodotto deve essere in grado di operare su un computer e soddisfare ciò che il cliente desidera realizzare.
È proprio qui che è richiesto il pensiero simulativo attraverso la matematica naturale. Inoltre, qui è necessario un doppio strato di pensiero simulativo.
Uno è il pensiero simulativo per confermare se il comportamento atteso può essere raggiunto come un'interazione tra lo spazio di memoria del computer e il programma.
L'altro è il pensiero simulativo per confermare se ciò che il cliente desidera realizzare è effettivamente realizzato.
Il primo richiede la capacità di cogliere il funzionamento interno di un computer attraverso il pensiero simulativo. Il secondo richiede la capacità di cogliere i compiti che il cliente eseguirà utilizzando il software attraverso il pensiero simulativo.
Pertanto, gli sviluppatori di software possiedono queste duplici capacità di pensiero simulativo – pensiero simulativo di principio e pensiero simulativo semantico – come competenza empirica.
Conclusione
L'origine della vita è un argomento su cui molti scienziati e individui intellettualmente curiosi stanno lavorando. Tuttavia, comprendere l'origine della vita nel modo qui spiegato non è comune.
Ciò suggerisce che il pensiero simulativo è un modo di pensare che è facilmente carente per molte persone, indipendentemente dalla loro conoscenza o abilità.
D'altra parte, gli sviluppatori di software utilizzano ampiamente il pensiero simulativo per tradurre vari concetti in sistemi.
Naturalmente, il pensiero simulativo non è esclusivo degli sviluppatori di software, ma lo sviluppo software in particolare richiede e si presta eccellentemente all'allenamento di questa capacità.
Utilizzando il pensiero simulativo, si può non solo assemblare e comprendere il quadro completo di misteri scientifici complessi e avanzati come l'origine della vita, ma anche soggetti complessi come le strutture organizzative e sociali.
Pertanto, credo che nella società futura, gli individui con capacità di pensiero simulativo, come gli sviluppatori di software, svolgeranno ruoli attivi in vari campi.