Spesso fatichiamo a percepire correttamente i fenomeni in cui i risultati si accumulano attraverso l'interazione.
Esiste un comune problema matematico: un nipote chiede al nonno una paghetta, iniziando con un yen e raddoppiando l'importo ogni giorno per un mese.
Se il nonno accetta con leggerezza, la paghetta ammonterebbe a un miliardo di yen dopo un mese.
Questo errore deriva dalla tendenza a supporre che se raddoppiare un yen poche volte non produce un importo significativo, allora i successivi raddoppi seguiranno un modello simile.
Tuttavia, se si tracciano attentamente, passo dopo passo, i risultati di questa accumulazione e interazione, diventa chiaro che l'importo sarà enorme, anche senza conoscenze matematiche avanzate o intuizione.
Pertanto, questo non è un problema di conoscenza o abilità, ma un problema di metodo di pensiero.
Vorrei chiamare questo metodo di pensiero – che implica tracciare progressivamente l'accumulazione e l'interazione per comprendere logicamente i risultati – "pensiero di simulazione".
Il Primo Passo nell'Origine della Vita
Allo stesso modo, facciamo fatica a comprendere l'origine della vita.
L'origine della vita pone la domanda su come cellule complesse siano emerse sulla Terra primordiale, che inizialmente conteneva solo sostanze chimiche semplici.
Quando si considera questo problema, le spiegazioni a volte si basano su un miracolo fugace e accidentale.
Tuttavia, dalla prospettiva dell'accumulazione e dell'interazione, può essere compreso come un fenomeno più realistico.
Sulla Terra, acqua e aria circolano ripetutamente in vari luoghi. Attraverso questa circolazione, le sostanze chimiche vengono spostate localmente e poi si diffondono su tutto il pianeta.
Queste varie ripetizioni fanno sì che le sostanze chimiche reagiscano tra loro.
Di conseguenza, la Terra dovrebbe passare da uno stato iniziale di sole 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 quelle semplici, sebbene il loro numero totale potrebbe essere minore, la loro varietà sarebbe maggiore di quella delle sostanze chimiche semplici.
Questa transizione di stato non avviene solo in piccole aree localizzate della Terra; essa si verifica contemporaneamente su tutto il pianeta.
Inoltre, a causa della circolazione globale di acqua e atmosfera terrestre, gli eventi che si verificano in spazi confinati si diffondono verso l'esterno, facendo sì che le sostanze chimiche si mescolino su tutta la Terra. Ciò si traduce in una Terra contenente una gamma diversificata di sostanze chimiche leggermente più complesse rispetto al suo stato iniziale.
Il Significato del Primo Passo
Non esiste una prova diretta della transizione dallo stato iniziale a questo stato attuale; è un'ipotesi. Tuttavia, sarebbe difficile per chiunque negarlo. Infatti, per negarlo, si dovrebbe spiegare perché questo meccanismo universale, osservabile ancora oggi, non avrebbe funzionato.
Questo meccanismo, riguardante sostanze chimiche leggermente più complesse, possiede già auto-mantenimento, replicazione e metabolismo. Tuttavia, non si tratta dell'auto-mantenimento, della replicazione e del metabolismo altamente sofisticati che si trovano negli organismi viventi.
Tutte le sostanze chimiche leggermente più complesse possono essere sia distrutte che generate. Eppure, su scala planetaria, ogni tipo di queste sostanze chimiche leggermente più complesse mantiene una certa quantità costante.
Il fatto stesso che una quantità costante sia mantenuta in mezzo a questa ripetuta generazione e distruzione dimostra la natura dell'auto-mantenimento attraverso il metabolismo.
Inoltre, queste sostanze chimiche leggermente più complesse non esistono come singole unità; sebbene la loro proporzione possa essere piccola, il loro numero assoluto è enorme.
Anche se questa non è auto-replicazione, è un'attività produttiva che genera sostanze chimiche identiche. Sebbene ciò differisca leggermente dal termine "replicazione", produce un effetto simile.
In altre parole, il fenomeno innegabile del passaggio della Terra dal contenere solo sostanze chimiche semplici all'includere quelle leggermente più complesse è sia il primo passo che l'essenza dell'origine della vita.
Verso il Prossimo Passo
Naturalmente, questo stato, che include sostanze chimiche leggermente più complesse, non è la vita stessa.
Né è plausibile considerarlo come l'attività della vita su scala planetaria. È semplicemente uno stato in cui sono presenti sostanze chimiche leggermente più complesse a causa di reazioni chimiche ripetute.
Inoltre, questo fenomeno potrebbe certamente verificarsi 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 possa essere questo "qualcosa" è la fase successiva.
Tuttavia, dopo aver compreso questo passo iniziale, non dovremmo più essere in grado di pensare al passo successivo nell'origine della vita in modo localizzato. Il passo successivo, come il primo, deve essere considerato anche come un fenomeno globale della Terra.
E il passo successivo è la transizione della Terra verso uno stato che contiene sostanze chimiche ancora leggermente più complesse.
Man mano che questo passo viene ripetuto, le sostanze chimiche diventano gradualmente e cumulativamente più complesse.
Contemporaneamente, anche i meccanismi di auto-mantenimento, replicazione e metabolismo diventano progressivamente più intricati.
L'Effetto dei Polimeri e della Topografia Terrestre
La presenza di 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 rafforza la natura evolutiva di questo meccanismo.
Numerosi laghi e stagni sulla Terra funzionano come siti sperimentali scientifici isolati. Ci devono essere stati milioni di questi luoghi in tutto il globo. Ognuno forniva un ambiente diverso, pur consentendo lo scambio di sostanze chimiche attraverso la circolazione globale di acqua e atmosfera.
Il Potere del Pensiero di Simulazione
Una volta che l'origine della vita è concepita in questo modo, diventa impossibile fare altro che criticarla dicendo "non ci sono prove". Invece, si dovrebbe cercare un meccanismo che confuti questo meccanismo. Tuttavia, non riesco a concepire un tale meccanismo.
In altre parole, come il nonno nell'esempio della paghetta, semplicemente non abbiamo compreso l'origine della vita. Impiegando il pensiero di simulazione, considerando l'accumulazione e l'interazione a partire dai fatti che già conosciamo, proprio come si può capire come la paghetta diventi enorme dopo 30 giorni, si può anche capire come la vita possa aver avuto origine sulla Terra.
L'Ipotesi della Nube di Polvere
Una forte radiazione ultravioletta sulla superficie terrestre impedisce lo scambio di sostanze chimiche. Tuttavia, la Terra antica, con la sua frequente attività vulcanica e gli impatti di meteoriti, deve essere stata coperta da una nube di cenere vulcanica e polvere, che l'avrebbe schermata dai raggi ultravioletti.
Inoltre, l'atmosfera conteneva idrogeno, ossigeno, carbonio e azoto – atomi che sono materie prime chiave per importanti monomeri per la vita – e la polvere conteneva altri atomi rari. La superficie della polvere serviva anche da catalizzatore per la sintesi chimica dei monomeri.
In aggiunta, l'attrito della polvere avrebbe generato energia come calore e fulmini, mentre il sole forniva continuamente energia sotto forma di luce ultravioletta e calore.
Questa nube di polvere era la fabbrica di monomeri definitiva, operativa 24 ore al giorno, 365 giorni all'anno, utilizzando l'intera Terra e tutta l'energia solare che vi si riversava.
Interazione dei Meccanismi
Ricordiamo il passo iniziale: 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 definitiva, il principio di accumulazione della complessità in polimeri è realizzato e esistono milioni di laboratori scientifici interconnessi.
Anche se questo non spiega completamente l'origine della vita, non c'è dubbio che costituisca un meccanismo per generare le sostanze chimiche complesse richieste dagli organismi viventi.
E ricordiamo l'argomento secondo cui il passo iniziale contiene già l'essenza della vita.
Una Terra prodotta come estensione di questo passo, contenente sostanze chimiche altamente complesse, deve quindi incarnare l'essenza della vita a un livello più avanzato.
Possiamo vedere come questo porti a una Terra dove è presente una vasta gamma di sostanze chimiche altamente complesse e fenomeni sofisticati essenziali per la vita.
I Tocchi Finali
Possiamo ora considerare l'origine della vita basandoci su una Terra che ha raggiunto uno stato altamente vantaggioso, una premessa non tipicamente assunta nelle discussioni esistenti.
Cos'altro è necessario per l'emergere degli organismi viventi?
È la creazione e l'integrazione dei meccanismi funzionali di cui gli organismi viventi hanno bisogno.
Ciò non sembra richiedere alcun accorgimento particolarmente speciale e appare spiegabile come una naturale estensione della discussione finora.
Il Metodo del Pensiero di Simulazione
Il pensiero di simulazione differisce dalla simulazione stessa.
Ad esempio, tentare di simulare il meccanismo dell'origine della vita, come descritto qui, su un computer non sarebbe facile.
Questo perché la mia spiegazione manca delle espressioni formali rigorose necessarie per una simulazione.
Tuttavia, ciò non significa che il mio pensiero sia impreciso.
Sebbene la modalità di espressione sia testuale, si basa su una solida struttura logica, fatti scientifici noti e un ragionamento oggettivo radicato nella nostra esperienza.
Pertanto, è del tutto possibile cogliere le tendenze generali e i cambiamenti nelle proprietà. Se ci sono errori, non sono dovuti a una mancanza di formalizzazione, ma piuttosto all'aver trascurato le condizioni sottostanti o gli effetti di interazioni specifiche.
Così, il pensiero di simulazione è possibile utilizzando il linguaggio naturale, anche senza definire espressioni formali.
Credo che, anche senza espressioni formali, i concetti matematici possano essere espressi rigorosamente usando il linguaggio naturale.
Chiamo questo Matematica Naturale.
Con la Matematica Naturale, lo sforzo e il tempo richiesti per la formalizzazione sono eliminati, consentendo a più persone di cogliere e comprendere matematicamente una gamma più ampia di concetti rispetto alla matematica esistente.
E il pensiero di simulazione è precisamente un metodo di pensiero che utilizza la simulazione basata sul linguaggio naturale.
Sviluppo Software
Il pensiero di simulazione è una competenza indispensabile per gli sviluppatori software.
Un programma è una ripetizione di calcoli che utilizzano dati nello spazio di memoria e collocano i risultati negli stessi dati o in dati diversi nello spazio di memoria.
In altre parole, un programma è di per sé un'interazione cumulativa.
Inoltre, ciò che si mira a raggiungere sviluppando software viene solitamente compreso tramite documenti e interviste con la persona che commissiona lo sviluppo.
Poiché l'obiettivo finale è realizzarlo in un programma, il suo contenuto deve essere in ultima analisi l'interazione cumulativa di dati.
Tuttavia, la persona che commissiona lo sviluppo software non è un esperto di programmazione. Pertanto, non può descrivere in modo rigoroso ciò che desidera ottenere utilizzando espressioni formali.
Di conseguenza, ciò che si ottiene da documenti e interviste sono testi in linguaggio naturale, e diagrammi e tabelle supplementari. Il processo di conversione di questi in espressioni formali rigorose è ciò che comporta lo sviluppo software.
Durante il processo di sviluppo software, ci sono attività come l'analisi dei requisiti e l'organizzazione dei requisiti, e la definizione delle specifiche, dove il contenuto di sviluppo è organizzato in base ai documenti del cliente.
Inoltre, in base ai risultati della definizione delle specifiche, viene eseguita la progettazione di base.
I risultati di queste attività fino a questo punto sono espressi principalmente utilizzando il linguaggio naturale. Man mano che il lavoro progredisce, il contenuto diventa logicamente più rigoroso, rendendo più facile la creazione del programma finale.
E nella fase di progettazione di base, incentrata sul linguaggio naturale, deve essere qualcosa che possa operare su un computer e realizzare ciò che il cliente desidera.
È proprio qui che è richiesto il pensiero di simulazione, che utilizza la Matematica Naturale. Inoltre, qui è necessario un doppio pensiero di simulazione.
Uno è il pensiero di simulazione per verificare se l'operazione prevista può essere realizzata come un'interazione tra lo spazio di memoria del computer e il programma.
L'altro è il pensiero di simulazione per verificare se ciò che il cliente desidera raggiungere è effettivamente realizzato.
Il primo richiede la capacità di comprendere il funzionamento interno del computer attraverso il pensiero di simulazione. Il secondo richiede la capacità di comprendere i compiti che il cliente eseguirà utilizzando il software attraverso il pensiero di simulazione.
In questo modo, gli sviluppatori software possiedono la duplice capacità di pensiero di simulazione – sia il pensiero di simulazione di principio che il pensiero di simulazione semantico – come competenza empirica.
Conclusione
Molti scienziati e individui intellettualmente curiosi si dedicano allo studio dell'origine della vita. Tuttavia, affrontare l'origine della vita nel modo qui descritto non è comune.
Ciò suggerisce che il pensiero di simulazione è una modalità di pensiero che molte persone tendono a non possedere, indipendentemente dalle loro conoscenze o abilità.
D'altra parte, gli sviluppatori software sfruttano il pensiero di simulazione per tradurre vari concetti in sistemi.
Naturalmente, il pensiero di simulazione non è esclusivo degli sviluppatori software, ma lo sviluppo software richiede in particolare questa capacità ed è idealmente adatto per affinarla.
Utilizzando il pensiero di simulazione, si può non solo costruire e comprendere il quadro generale 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 del futuro, gli individui con capacità di pensiero di simulazione, proprio come gli sviluppatori software, svolgeranno ruoli attivi in vari campi.