सिम्युलेशन विचारसरणी आणि जीवनाची उत्पत्ती

संवादातून परिणाम जमा होत असलेल्या घटनांना योग्य प्रकारे समजून घेण्यास आपल्याला अनेकदा अडचण येते.

एक सामान्य गणितीय समस्या आहे: एक नातू आपल्या आजोबांना महिन्याभरासाठी दररोज आदल्या दिवसाच्या दुप्पट रक्कम, एक येनने सुरू करून, भत्ता म्हणून मागतो.

जर आजोबांनी निष्काळजीपणे सहमती दर्शवली, तर एका महिन्यानंतर भत्त्याची रक्कम एक अब्ज येन होईल.

ही चूक अशा प्रवृत्तीमुळे उद्भवते की, जर काही वेळा एक येन दुप्पट केल्याने लक्षणीय रक्कम होत नसेल, तर त्यानंतरच्या दुप्पट क्रिया समान नमुना पाळतील.

मात्र, जर या संचय आणि संवादाच्या परिणामांचा टप्प्याटप्प्याने काळजीपूर्वक मागोवा घेतला, तर प्रगत गणितीय ज्ञान किंवा अंतर्ज्ञान नसतानाही ती रक्कम प्रचंड असेल हे स्पष्ट होते.

म्हणून, ही ज्ञान किंवा क्षमतेची समस्या नाही, तर विचार करण्याच्या पद्धतीची समस्या आहे.

संचय आणि संवादाचा टप्प्याटप्प्याने मागोवा घेऊन, परिणामांना तार्किकपणे समजून घेण्याच्या या विचारपद्धतीला मी "सिम्युलेशन विचारसरणी" म्हणू इच्छितो.

जीवनाच्या उत्पत्तीतील पहिले पाऊल

त्याचप्रमाणे, आपल्याला जीवनाची उत्पत्ती समजून घेण्यास अडचण येते.

जीवनाची उत्पत्ती हा प्रश्न उपस्थित करते की, प्राचीन पृथ्वीवर, जिथे सुरुवातीला फक्त साधे रासायनिक पदार्थ होते, तिथे जटिल पेशी कशा उदयास आल्या.

या समस्येचा विचार करताना, स्पष्टीकरण कधीकधी एका क्षणिक, अपघाती चमत्कारावर अवलंबून असतात.

तथापि, संचय आणि परस्परसंवादाच्या दृष्टिकोनातून, याला अधिक वास्तववादी घटना म्हणून समजून घेता येते.

पृथ्वीवर, पाणी आणि हवा विविध ठिकाणी वारंवार फिरत असते. या परिसंचरणामुळे, रासायनिक पदार्थ स्थानिक पातळीवर फिरतात आणि नंतर संपूर्ण ग्रहावर पसरतात.

या विविध पुनरावृत्तीमुळे रासायनिक पदार्थ एकमेकांवर प्रतिक्रिया देतात.

परिणामी, पृथ्वी साध्या रासायनिक पदार्थांच्या सुरुवातीच्या अवस्थेतून अशा अवस्थेत संक्रमण करेल ज्यात थोडे अधिक जटिल रासायनिक पदार्थ समाविष्ट असतील. अर्थात, अनेक साधे रासायनिक पदार्थ अजूनही उपस्थित असतील.

आणि कारण थोडे अधिक जटिल रासायनिक पदार्थ हे साध्या पदार्थांचे संयोजन असतात, त्यामुळे त्यांची एकूण संख्या कमी असली तरी, त्यांची विविधता साध्या रासायनिक पदार्थांपेक्षा जास्त असेल.

हे स्थिती संक्रमण केवळ पृथ्वीच्या लहान, स्थानिक क्षेत्रांमध्येच घडत नाही; ते संपूर्ण ग्रहावर एकाच वेळी घडते.

याव्यतिरिक्त, पृथ्वीवरील पाणी आणि वातावरणाच्या जागतिक परिसंचरणामुळे, मर्यादित जागांमध्ये घडणाऱ्या घटना बाहेर पसरतात, ज्यामुळे रासायनिक पदार्थ संपूर्ण पृथ्वीवर मिसळतात. यामुळे पृथ्वीवर तिच्या सुरुवातीच्या अवस्थेपेक्षा थोडे अधिक जटिल रासायनिक पदार्थांची वैविध्यपूर्ण श्रेणी असलेली पृथ्वी निर्माण होते.

पहिल्या टप्प्याचे महत्त्व

सुरुवातीच्या अवस्थेतून या सध्याच्या अवस्थेत झालेल्या संक्रमणाचे कोणतेही थेट पुरावे नाहीत; ही एक गृहीतक आहे. तथापि, कोणालाही ते नाकारणे कठीण जाईल. किंबहुना, ते नाकारण्यासाठी, आजही निरीक्षण करता येणारी ही वैश्विक यंत्रणा का कार्य करत नसावी याचे स्पष्टीकरण देणे आवश्यक आहे.

किंचित अधिक जटिल रासायनिक पदार्थांशी संबंधित ही यंत्रणा आधीच स्व-देखभाल, प्रतिकृती आणि चयापचय (metabolism) या क्षमतांनी युक्त आहे. तथापि, हे सजीव प्राण्यांमध्ये आढळणारे अत्यंत अत्याधुनिक स्व-देखभाल, प्रतिकृती आणि चयापचय नाही.

सर्व किंचित अधिक जटिल रासायनिक पदार्थ नष्ट होऊ शकतात आणि तयारही होऊ शकतात. तरीही, ग्रह स्तरावर, या किंचित अधिक जटिल रासायनिक पदार्थांचा प्रत्येक प्रकार एक निश्चित स्थिर प्रमाण राखतो.

या वारंवार निर्मिती आणि विनाशाच्या दरम्यान एक स्थिर प्रमाण राखले जाणे हेच चयापचयाद्वारे स्व-देखभालीचे स्वरूप दर्शवते.

याव्यतिरिक्त, हे किंचित अधिक जटिल रासायनिक पदार्थ केवळ एकच युनिट म्हणून अस्तित्वात नसतात; जरी त्यांचे प्रमाण कमी असले तरी, त्यांची निरपेक्ष संख्या प्रचंड असते.

जरी हे स्व-प्रतिकृती नसले तरी, ही एक उत्पादक क्रिया आहे जी समान रासायनिक पदार्थ तयार करते. जरी हा शब्द "प्रतिकृती" पेक्षा थोडा वेगळा असला तरी, त्याचा परिणाम समान असतो.

दुसऱ्या शब्दांत, पृथ्वीवर केवळ साधे रासायनिक पदार्थ असण्यापासून किंचित अधिक जटिल पदार्थ समाविष्ट होण्यापर्यंतचे अटळ संक्रमण हे जीवनाच्या उत्पत्तीचे पहिले पाऊल आणि त्याचे सार दोन्ही आहे.

पुढील टप्प्याकडे

अर्थात, ही स्थिती, ज्यात थोडे अधिक जटिल रासायनिक पदार्थ समाविष्ट आहेत, ती स्वतः जीवन नाही.

किंवा याला ग्रहीय स्तरावरील जीवनाची क्रिया म्हणून पाहणे देखील योग्य नाही. हे केवळ वारंवार रासायनिक अभिक्रियांमुळे थोडे अधिक जटिल रासायनिक पदार्थ उपस्थित असल्याची एक स्थिती आहे.

शिवाय, ही घटना पृथ्वीव्यतिरिक्त इतर ग्रहांवरही नक्कीच घडू शकते. इतर ग्रहांवर जीवनाची उत्पत्ती झाली नाही, पण पृथ्वीवर झाली, यावरून असे सूचित होते की पृथ्वीवर इतर ग्रहांपेक्षा काहीतरी वेगळे घडले.

ते "काहीतरी" काय असावे याचा विचार करणे हा पुढील टप्पा आहे.

तथापि, हे प्रारंभिक पाऊल समजून घेतल्यानंतर, आपण जीवनाच्या उत्पत्तीतील पुढील पाऊल स्थानिक पद्धतीने विचार करू शकणार नाही. पुढील पाऊल, पहिल्या पावलाप्रमाणेच, पृथ्वीची एक जागतिक घटना म्हणूनच विचारात घेतले पाहिजे.

आणि पुढील पाऊल म्हणजे पृथ्वीचे आणखी थोडे अधिक जटिल रासायनिक पदार्थ असलेल्या स्थितीत संक्रमण करणे.

हे पाऊल पुन्हा पुन्हा घेतल्याने, रासायनिक पदार्थ हळूहळू आणि संचयी पद्धतीने अधिक जटिल बनतात.

त्याचबरोबर, स्व-देखभाल, प्रतिकृती आणि चयापचय (metabolism) च्या यंत्रणा देखील हळूहळू अधिक गुंतागुंतीच्या होतात.

पॉलिमर आणि पृथ्वीच्या भूभागाचा परिणाम

येथे पॉलिमरची उपस्थिती महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. प्रथिने (Proteins) आणि न्यूक्लिक ऍसिड (Nucleic acids) हे पॉलिमर आहेत. पॉलिमर केवळ काही प्रकारच्या मोनोमरपासून (monomers) संचयितपणे जटिल आणि विविध पॉलिमर तयार करू शकतात. पॉलिमर तयार करण्यास सक्षम असलेल्या मोनोमरचे अस्तित्व या यंत्रणेचे उत्क्रांतीवादी स्वरूप मजबूत करते.

पृथ्वीवरील असंख्य सरोवरे आणि तलाव विलग वैज्ञानिक प्रयोगाची ठिकाणे म्हणून कार्य करतात. जगभरात अशी लाखो ठिकाणे असावीत. प्रत्येकाने एक भिन्न वातावरण प्रदान केले, त्याचबरोबर जागतिक जल आणि वायुमंडलीय परिसंचरणाद्वारे रासायनिक पदार्थांच्या देवाणघेवाणीस परवानगी दिली.

सिम्युलेशन विचारसरणीची शक्ती

एकदा जीवनाची उत्पत्ती या पद्धतीने कल्पिली गेली की, "पुरावा नाही" असे म्हणून त्याची टीका करण्याशिवाय दुसरे काहीही करणे अशक्य होते. त्याऐवजी, या यंत्रणेला खोडून काढणारी एक यंत्रणा शोधावी लागेल. तथापि, मला अशी कोणतीही यंत्रणा सुचत नाही.

दुसऱ्या शब्दांत, भत्त्याच्या उदाहरणातील आजोबांप्रमाणेच, आपण जीवनाची उत्पत्ती अद्याप समजून घेतली नाही. सिम्युलेशन विचारसरणीचा वापर करून, आपल्याला आधीच ज्ञात असलेल्या तथ्यांवरून संचय आणि परस्परसंवादाचा विचार केल्यास, जसे 30 दिवसांनंतर भत्ता प्रचंड कसा होतो हे समजू शकते, तसेच पृथ्वीवर जीवनाची उत्पत्ती कशी झाली असावी हे देखील समजू शकते.

धुळीच्या ढगाची गृहीतक

पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील तीव्र अतिनील किरणोत्सर्ग रासायनिक पदार्थांच्या देवाणघेवाणीत अडथळा निर्माण करतो. तथापि, प्राचीन पृथ्वी, तिच्या वारंवार होणाऱ्या ज्वालामुखी क्रिया आणि उल्कापिंडांच्या आघातांमुळे, ज्वालामुखीची राख आणि धुळीच्या ढगाने व्यापलेली असावी, ज्यामुळे ती अतिनील किरणांपासून संरक्षित झाली असावी.

याव्यतिरिक्त, वातावरणात हायड्रोजन, ऑक्सिजन, कार्बन आणि नायट्रोजन—जे जीवनासाठी महत्त्वपूर्ण मोनोमरसाठी (monomers) मुख्य कच्चा माल आहेत—हे अणू होते आणि धुळीमध्ये इतर दुर्मिळ अणू होते. धुळीच्या पृष्ठभागाने मोनोमरच्या रासायनिक संश्लेषणासाठी उत्प्रेरक (catalyst) म्हणूनही काम केले.

शिवाय, धुळीच्या घर्षणामुळे उष्णता आणि वीज यांसारखी ऊर्जा निर्माण झाली असावी, तर सूर्य सतत अतिनील प्रकाश आणि उष्णतेच्या स्वरूपात ऊर्जा पुरवत राहिला.

हा धुळीचा ढग एक अंतिम मोनोमर कारखाना होता, जो पृथ्वीचा आणि तिच्यावर पडणाऱ्या सर्व सौर ऊर्जेचा वापर करून दिवसाचे २४ तास, वर्षाचे ३६५ दिवस कार्यरत होता.

यंत्रणांचा परस्परसंवाद

सुरुवातीचा टप्पा आठवा: पृथ्वीवर थोडे अधिक जटिल रासायनिक पदार्थ असलेल्या अवस्थेत संक्रमण.

ज्या ग्रहावर ही यंत्रणा कार्य करत आहे, तिथे एक अंतिम मोनोमर कारखाना आहे, पॉलिमरमध्ये गुंतागुंत जमा करण्याचे तत्त्व साकार झाले आहे आणि लाखो परस्परांशी जोडलेल्या वैज्ञानिक प्रयोगशाळा अस्तित्वात आहेत.

जरी हे जीवनाच्या उत्पत्तीचे पूर्णपणे स्पष्टीकरण देत नसले तरी, सजीवांना आवश्यक असलेल्या जटिल रासायनिक पदार्थांच्या निर्मितीसाठी एक यंत्रणा तयार करते यात शंका नाही.

आणि लक्षात ठेवा की सुरुवातीच्या टप्प्यातच जीवनाचा सार (essence of life) असतो हे मत.

या टप्प्याच्या विस्तारातून निर्माण झालेली पृथ्वी, ज्यात अत्यंत जटिल रासायनिक पदार्थ आहेत, त्यामुळे जीवनाचा सार अधिक प्रगत स्तरावर मूर्त स्वरूप धारण करतो.

अशा प्रकारे हे कसे एका पृथ्वीकडे नेते हे आपण पाहू शकतो, जिथे अत्यंत जटिल रासायनिक पदार्थांची विविधता आणि अत्याधुनिक जीवन-आवश्यक घटना उपस्थित आहेत.

अंतिम स्पर्श

आता आपण जीवनाच्या उत्पत्तीचा विचार अशा पृथ्वीच्या आधारावर करू शकतो जी अत्यंत फायदेशीर स्थितीत पोहोचली आहे, जी अस्तित्वात असलेल्या चर्चांमध्ये सामान्यतः गृहीत धरली जात नाही.

सजीवांच्या निर्मितीसाठी आणखी कशाची आवश्यकता आहे?

ती म्हणजे सजीवांना आवश्यक असलेल्या कार्यात्मक यंत्रणांची निर्मिती आणि एकत्रीकरण.

यासाठी कोणतीही विशेष व्यवस्था आवश्यक वाटत नाही आणि आतापर्यंतच्या चर्चेचा एक नैसर्गिक विस्तार म्हणून हे स्पष्ट करता येते असे दिसते.

सिम्युलेशन विचारसरणीची पद्धत

सिम्युलेशन विचारसरणी ही सिम्युलेशनपेक्षा वेगळी आहे.

उदाहरणार्थ, येथे वर्णन केलेल्या जीवनाच्या उत्पत्तीच्या यंत्रणेचे संगणकावर सिम्युलेशन करण्याचा प्रयत्न करणे सोपे नाही.

याचे कारण असे की, माझ्या स्पष्टीकरणामध्ये सिम्युलेशनसाठी आवश्यक असलेल्या कठोर औपचारिक अभिव्यक्तींचा अभाव आहे.

तथापि, याचा अर्थ असा नाही की माझे विचार अचूक नाहीत.

जरी अभिव्यक्तीची पद्धत शाब्दिक मजकूर असली तरी, ती एका भक्कम तार्किक रचनेवर, ज्ञात वैज्ञानिक तथ्यांवर आणि आपल्या अनुभवात रुजलेल्या वस्तुनिष्ठ तर्कांवर आधारित आहे.

म्हणून, एकूण प्रवृत्ती आणि गुणधर्मांमधील बदल समजून घेणे पूर्णपणे शक्य आहे. जर काही त्रुटी असतील, तर त्या औपचारिकतेच्या अभावामुळे नसून, मूळ परिस्थिती किंवा विशिष्ट परस्परसंवादाच्या परिणामांकडे दुर्लक्ष केल्यामुळे असतील.

अशा प्रकारे, औपचारिक अभिव्यक्ती परिभाषित न करताही, नैसर्गिक भाषेचा वापर करून सिम्युलेशन विचारसरणी शक्य आहे.

माझा विश्वास आहे की औपचारिक अभिव्यक्तींशिवायही, गणितीय संकल्पना नैसर्गिक भाषेचा वापर करून कठोरपणे व्यक्त केल्या जाऊ शकतात.

मी याला नैसर्गिक गणित (Natural Mathematics) म्हणतो.

नैसर्गिक गणितामुळे, औपचारिकतेसाठी लागणारे श्रम आणि वेळ वाचतात, ज्यामुळे अधिक लोकांना अस्तित्वात असलेल्या गणितापेक्षा संकल्पनांची विस्तृत श्रेणी गणितीय दृष्ट्या समजून घेता येते.

आणि सिम्युलेशन विचारसरणी ही नैसर्गिक भाषेवर आधारित सिम्युलेशन वापरणारी विचारपद्धती आहे.

सॉफ्टवेअर विकास

सॉफ्टवेअर विकासकांसाठी सिम्युलेशन विचारसरणी हे एक अपरिहार्य कौशल्य आहे.

एक प्रोग्राम म्हणजे मेमरी स्पेसमध्ये डेटा वापरून गणिते करणे आणि परिणाम त्याच किंवा वेगळ्या डेटा मेमरी स्पेसमध्ये ठेवणे याची पुनरावृत्ती.

दुसऱ्या शब्दांत, प्रोग्राम म्हणजे स्वतःच संचयी संवाद.

याव्यतिरिक्त, सॉफ्टवेअर विकसित करून जे काही साध्य करायचे आहे, ते सहसा विकास कार्याची मागणी करणाऱ्या व्यक्तीसोबतच्या दस्तऐवज आणि मुलाखतीद्वारे समजून घेतले जाते.

अंतिम ध्येय ते एका प्रोग्राममध्ये साकारणे असल्याने, त्याची सामग्री शेवटी डेटाची संचयी परस्परक्रिया असणे आवश्यक आहे.

तथापि, सॉफ्टवेअर विकासाची मागणी करणारी व्यक्ती प्रोग्रामिंग तज्ञ नसते. त्यामुळे, त्यांना काय साध्य करायचे आहे ते औपचारिक अभिव्यक्ती वापरून कठोरपणे वर्णन करता येत नाही.

परिणामी, दस्तऐवज आणि मुलाखतीतून नैसर्गिक भाषेतील मजकूर, आणि पूरक आकृत्या व सारण्या प्राप्त होतात. याला कठोर औपचारिक अभिव्यक्तींमध्ये रूपांतरित करण्याची प्रक्रिया म्हणजे सॉफ्टवेअर विकास.

सॉफ्टवेअर विकास प्रक्रियेदरम्यान, आवश्यकता विश्लेषण आणि आवश्यकता संघटन, आणि तपशील निर्धारण यांसारखी कार्ये असतात, जिथे ग्राहकांच्या दस्तऐवजांच्या आधारावर विकास सामग्रीचे आयोजन केले जाते.

याव्यतिरिक्त, तपशील निर्धारणाच्या निष्कर्षांवर आधारित, मूलभूत डिझाइन केले जाते.

या टप्प्यापर्यंतच्या कार्यांचे परिणाम प्रामुख्याने नैसर्गिक भाषेचा वापर करून व्यक्त केले जातात. जसे कार्य पुढे सरकते, तसतसे अंतिम प्रोग्राम तयार करणे सोपे होईल अशा प्रकारे सामग्री तार्किकदृष्ट्या अधिक कठोर होते.

आणि नैसर्गिक भाषेवर केंद्रित मूलभूत डिझाइनच्या टप्प्यावर, ते असे काहीतरी असणे आवश्यक आहे जे संगणकावर कार्य करू शकेल आणि ग्राहकांना जे हवे आहे ते साध्य करू शकेल.

हेच नेमके ते ठिकाण आहे जिथे नैसर्गिक गणित (Natural Mathematics) वापरून सिम्युलेशन विचारसरणीची आवश्यकता असते. शिवाय, येथे दुहेरी सिम्युलेशन विचारसरणी आवश्यक आहे.

एक म्हणजे संगणक मेमरी स्पेस आणि प्रोग्राम यांच्यातील परस्परक्रिया म्हणून अपेक्षित कार्य साधता येते का हे निश्चित करण्यासाठी सिम्युलेशन विचारसरणी.

दुसरी म्हणजे ग्राहकाला जे साध्य करायचे आहे ते प्रत्यक्षात साकार झाले आहे का हे निश्चित करण्यासाठी सिम्युलेशन विचारसरणी.

पहिल्यासाठी सिम्युलेशन विचारसरणीद्वारे संगणकाच्या अंतर्गत कार्यांना समजून घेण्याची क्षमता आवश्यक आहे. दुसऱ्यासाठी ग्राहकाने सॉफ्टवेअर वापरून जी कार्ये केली आहेत ती सिम्युलेशन विचारसरणीद्वारे समजून घेण्याची क्षमता आवश्यक आहे.

अशा प्रकारे, सॉफ्टवेअर विकासकांना दुहेरी सिम्युलेशन विचारसरणीची क्षमता—तत्त्वनिष्ठ सिम्युलेशन विचारसरणी आणि सिमेंटिक सिम्युलेशन विचारसरणी दोन्ही—अनुभवी कौशल्य म्हणून असते.

निष्कर्ष

अनेक शास्त्रज्ञ आणि बौद्धिक जिज्ञासू व्यक्ती जीवनाच्या उत्पत्तीचा अभ्यास करत आहेत. तथापि, येथे वर्णन केलेल्या पद्धतीने जीवनाच्या उत्पत्तीकडे पाहणे सामान्य नाही.

हे सूचित करते की सिम्युलेशन विचारसरणी ही एक विचारपद्धती आहे जी अनेक लोकांमध्ये, त्यांच्या ज्ञान किंवा क्षमतांची पर्वा न करता, कमी पडण्याची शक्यता असते.

दुसरीकडे, सॉफ्टवेअर डेव्हलपर्स विविध संकल्पना प्रणालींमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी सिम्युलेशन विचारसरणीचा लाभ घेतात.

अर्थात, सिम्युलेशन विचारसरणी केवळ सॉफ्टवेअर डेव्हलपर्सपुरती मर्यादित नाही, परंतु सॉफ्टवेअर विकासाला विशेषतः या क्षमतेची आवश्यकता असते आणि ती वाढवण्यासाठी ते आदर्शपणे अनुकूल आहे.

सिम्युलेशन विचारसरणीचा वापर करून, केवळ जीवनाच्या उत्पत्तीसारख्या जटिल आणि प्रगत वैज्ञानिक रहस्यांचे एकंदर चित्र तयार करणे आणि समजून घेणे शक्य नाही, तर संस्थात्मक आणि सामाजिक रचनांसारख्या जटिल विषयांनाही समजून घेता येते.

म्हणून, माझा विश्वास आहे की भविष्यातील समाजात, सिम्युलेशन विचारसरणी कौशल्ये असलेले व्यक्ती, सॉफ्टवेअर डेव्हलपर्सप्रमाणे, विविध क्षेत्रांमध्ये सक्रिय भूमिका बजावतील.