Frequentemente, temos dificuldade em compreender fenómenos em que os resultados se acumulam e interagem.
Há um problema de matemática comum: um neto pede aos avós uma mesada, começando com um iene e dobrando o valor todos os dias durante um mês.
Se os avós, sem desconfiar, aceitarem, acabariam por dever mil milhões de ienes um mês depois.
Este erro surge porque tendemos a assumir que, se dobrar um iene algumas vezes não resulta em muito, então a progressão continuará pelo mesmo caminho linear.
No entanto, ao traçar cuidadosamente os resultados desta acumulação e interação, é possível compreender que o resultado será uma soma enorme, mesmo sem conhecimentos matemáticos avançados ou intuição.
Portanto, isto não é um problema de conhecimento ou capacidade, mas sim um problema de metodologia de pensamento.
E este método de pensamento, em que se acompanha progressivamente a acumulação e a interação para compreender logicamente o resultado, é o que eu gostaria de chamar "pensamento de simulação".
O Primeiro Passo na Origem da Vida
De forma semelhante, temos dificuldade em compreender a origem da vida.
A origem da vida é a questão de como células complexas emergiram na Terra antiga, que inicialmente continha apenas substâncias químicas simples.
Ao considerar este problema, por vezes são oferecidas explicações que se baseiam num milagre momentâneo e acidental.
No entanto, da perspetiva da acumulação e interação, pode ser compreendido como um fenómeno mais realista.
Água e ar circulam repetidamente em várias partes da Terra. As substâncias químicas são assim movidas localmente e depois viajam de forma difusa por todo o planeta.
Através destas várias repetições, as substâncias químicas reagem umas com as outras.
Isto deve levar a uma transição de um estado inicial, que continha apenas substâncias químicas simples, para um estado que inclui substâncias químicas ligeiramente mais complexas. Claro que muitas substâncias químicas simples ainda estariam presentes.
E como as substâncias químicas ligeiramente mais complexas são combinações de substâncias químicas simples, o seu número é menor, mas a sua variedade é maior do que a das substâncias químicas simples.
Esta transição de estado não ocorre apenas em pequenas áreas localizadas da Terra; acontece simultaneamente e em paralelo por todo o planeta.
Além disso, devido à circulação da água e da atmosfera da Terra, o que acontece numa pequena área difunde-se para os seus arredores, fazendo com que as substâncias químicas se misturem por toda a Terra. Isto resulta numa Terra onde agora existe uma gama diversificada de substâncias químicas, ligeiramente mais complexas do que no estado inicial.
A Importância do Primeiro Passo
Não há evidências para esta transição do estado inicial para o estado atual; é uma inferência. No entanto, ninguém poderia negá-la. Pelo contrário, para negá-la, seria necessário explicar por que este mecanismo universal, observável ainda hoje, não funcionaria.
Este mecanismo já possui autorregulação, replicação e metabolismo para substâncias químicas ligeiramente mais complexas. No entanto, não se trata da autorregulação, replicação e metabolismo avançados extremamente próximos dos dos organismos vivos.
Todas as substâncias químicas ligeiramente mais complexas podem tanto decompor-se como formar-se. Contudo, à escala planetária, cada substância química ligeiramente mais complexa mantém uma certa quantidade constante.
O próprio facto de uma quantidade constante ser mantida através da formação e decomposição repetidas demonstra a natureza da autorregulação através do metabolismo.
Além disso, as substâncias químicas ligeiramente mais complexas não existem apenas como moléculas únicas; embora a sua proporção possa ser pequena, o seu número é vasto.
Embora isto não seja autorreplicação, é uma atividade produtiva que gera mais da mesma substância química. Embora o termo "replicação" possa ser ligeiramente diferente, produz um efeito semelhante.
Por outras palavras, o fenómeno inegável da transição da Terra de conter apenas substâncias químicas simples para incluir substâncias químicas ligeiramente mais complexas é tanto o primeiro passo como a essência da origem da vida.
Rumo ao Próximo Passo
Claro que este estado, que inclui substâncias químicas ligeiramente mais complexas, não é a vida em si.
Nem é razoável considerar isto como a atividade da vida à escala planetária. É meramente um estado onde substâncias químicas ligeiramente mais complexas estão presentes devido a reações químicas repetidas.
E isto pode certamente acontecer em planetas que não a Terra. O facto de a vida não ter emergido noutros planetas, mas ter emergido na Terra, sugere que algo diferente aconteceu na Terra em comparação com outros planetas.
Considerar o que é esse algo é a próxima etapa.
No entanto, depois de compreender este passo inicial, não devemos ser capazes de pensar no próximo passo na origem da vida de uma forma localizada. Tal como o primeiro passo, o próximo passo também deve ser concebido como um fenómeno à escala planetária.
E o próximo passo é a Terra transitar para um estado que contenha substâncias químicas ainda ligeiramente mais complexas.
À medida que este passo é repetido, as substâncias químicas tornam-se gradual e cumulativamente mais complexas.
Concomitantemente, os mecanismos de autorregulação, replicação e metabolismo também se tornam incrementalmente mais complexos.
O Papel dos Polímeros e da Topografia da Terra
Aqui, a presença de polímeros desempenha um papel significativo. Proteínas e ácidos nucleicos são polímeros. Os polímeros podem criar cumulativamente polímeros complexos e diversos a partir de apenas alguns tipos de monómeros. A existência de monómeros capazes de formar polímeros realça a natureza evolutiva deste mecanismo.
Os numerosos lagos e lagoas na Terra funcionam como locais isolados de experiências científicas. Deveria ter havido milhões desses locais por todo o planeta. Cada um teria sido um ambiente diferente, ao mesmo tempo que seria capaz de trocar substâncias químicas através da circulação global de água e ar.
O Poder do Pensamento de Simulação
Uma vez que a origem da vida é concebida desta maneira, torna-se impossível oferecer algo mais do que a crítica de "falta de evidências". Em vez disso, seria necessário procurar um mecanismo que refute este. No entanto, não consigo conceber tal mecanismo.
Por outras palavras, tal como o avô no exemplo da mesada, simplesmente não compreendemos a origem da vida. Assim como podemos compreender a enorme mesada após 30 dias aplicando o pensamento de simulação a factos conhecidos, considerando a acumulação e a interação, também podemos compreender o surgimento da vida na Terra.
A Hipótese da Nuvem de Poeira
Uma forte luz UV na superfície dificultaria a troca de substâncias químicas. No entanto, a Terra antiga deve ter sido coberta por nuvens de cinzas vulcânicas e poeira provenientes de frequente atividade vulcânica e impactos de meteoritos. Essas nuvens teriam bloqueado a radiação ultravioleta.
Além disso, a atmosfera continha hidrogénio, oxigénio, carbono e nitrogénio — átomos que são componentes chave para importantes monómeros biológicos — enquanto a poeira incluía outros átomos raros. Adicionalmente, a superfície da poeira poderia atuar como catalisador para a síntese química de monómeros.
Além disso, a fricção da poeira gera energia como calor e relâmpagos, e o sol fornece continuamente energia como radiação UV e calor.
Esta nuvem de poeira é a fábrica de monómeros definitiva, funcionando 24 horas por dia, 7 dias por semana, utilizando toda a Terra e toda a energia solar que nela se derrama.
Interação de Mecanismos
Recordemos o primeiro passo: a transição para uma Terra contendo substâncias químicas ligeiramente mais complexas.
Num planeta onde este mecanismo funciona, existe uma fábrica de monómeros suprema, o princípio da acumulação de complexidade em polímeros é concretizado, e existem milhões de laboratórios científicos interligados.
Mesmo que isto não explique completamente a origem da vida, não há dúvida de que fornece um mecanismo para a criação das substâncias químicas complexas exigidas pelos organismos vivos.
E lembremo-nos do argumento de que o primeiro passo já contém a essência da vida.
Uma Terra contendo substâncias químicas altamente complexas, criadas como uma extensão deste passo, deve incorporar a essência da vida a um nível mais avançado.
Disto, podemos ver que uma Terra com uma diversidade de substâncias químicas altamente complexas e fenómenos essenciais da vida altamente avançados surgiu agora.
O Toque Final
Chegámos agora a um ponto em que podemos considerar a origem da vida partindo do pressuposto de uma Terra que atingiu um estado altamente vantajoso, uma premissa que não é tipicamente considerada nas discussões existentes.
O que mais é necessário para a emergência da vida?
É a criação e integração dos mecanismos funcionais exigidos pelos organismos vivos.
Isto parece não exigir artifícios particularmente especiais e pode ser explicado como uma extensão natural da discussão até agora.
O Método do Pensamento de Simulação
O pensamento de simulação é diferente da simulação em si.
Por exemplo, tentar simular o mecanismo da origem da vida aqui explicado com um computador não seria fácil.
Isso acontece porque a minha explicação carece das expressões rigorosas e formais necessárias para uma simulação.
No entanto, isso não significa que o meu pensamento não seja rigoroso.
Embora o modo de expressão seja a linguagem natural, ele baseia-se numa sólida estrutura lógica, factos científicos conhecidos e um raciocínio objetivo enraizado na nossa experiência.
Portanto, é perfeitamente capaz de apreender tendências gerais e mudanças nas propriedades. Se estiver errado, não é devido à falta de formalização, mas sim a uma omissão das condições subjacentes ou à influência de interações específicas.
Assim, o pensamento de simulação é possível usando linguagem natural, mesmo sem definir expressões formais.
Acredito que, mesmo sem expressões formais, é possível expressar rigorosamente conceitos matemáticos usando linguagem natural.
Chamo a isso "matemática natural".
Com a matemática natural, o esforço e o tempo para a formalização são desnecessários, permitindo que uma gama mais ampla de pessoas apreenda e compreenda matematicamente um âmbito mais vasto do que com a matemática existente.
E o pensamento de simulação é precisamente um método de pensamento que emprega a simulação usando a linguagem natural.
Desenvolvimento de Software
O pensamento de simulação é uma competência indispensável para os programadores de software.
Um programa executa repetidamente cálculos usando dados na memória e coloca os resultados nos mesmos ou em diferentes dados na memória.
Por outras palavras, um programa é a própria acumulação e interação.
Além disso, o que um programador de software pretende alcançar é geralmente compreendido através de documentos e entrevistas com a pessoa que encomenda o desenvolvimento.
Uma vez que o objetivo final é concretizar algo com um programa, o conteúdo, quando examinado minuciosamente, deve ser a interação cumulativa de dados.
No entanto, a pessoa que encomenda o desenvolvimento de software não é um especialista em programação. Por isso, não consegue descrever rigorosamente o que pretende alcançar em expressões formais.
Consequentemente, o que se obtém dos documentos e das entrevistas são textos em linguagem natural, juntamente com diagramas e tabelas de referência. A tarefa de converter isto em expressões formais rigorosas é o desenvolvimento de software.
No processo de desenvolvimento de software, existem tarefas como a análise de requisitos e a organização de requisitos, e a definição de especificações, onde o conteúdo do desenvolvimento é organizado com base em documentos do cliente.
Adicionalmente, com base nos resultados da definição de especificações, é realizado o design básico.
Os resultados destas tarefas são primariamente expressos usando linguagem natural. À medida que o trabalho avança, o conteúdo torna-se logicamente rigoroso para facilitar a criação do programa final.
E na fase de design básico, que se centra na linguagem natural, o produto deve ser capaz de operar num computador e cumprir o que o cliente pretende alcançar.
É precisamente aqui que o pensamento de simulação através da matemática natural é exigido. Além disso, é necessária uma dupla camada de pensamento de simulação aqui.
Uma é o pensamento de simulação para confirmar se o comportamento esperado pode ser alcançado como uma interação entre o espaço de memória do computador e o programa.
A outra é o pensamento de simulação para confirmar se o que o cliente pretende alcançar é realmente concretizado.
O primeiro exige a capacidade de compreender o funcionamento interno de um computador através do pensamento de simulação. O segundo exige a capacidade de compreender as tarefas que o cliente irá realizar usando o software através do pensamento de simulação.
Assim, os programadores de software possuem estas duas capacidades de pensamento de simulação — o pensamento de simulação principista e o pensamento de simulação semântico — como uma competência empírica.
Conclusão
A origem da vida é um tema em que muitos cientistas e indivíduos curiosos intelectualmente trabalham. No entanto, compreender a origem da vida da forma aqui explicada não é comum.
Isso sugere que o pensamento de simulação é uma forma de pensar que facilmente falta a muitas pessoas, independentemente do seu conhecimento ou capacidade.
Por outro lado, os programadores de software utilizam intensamente o pensamento de simulação para traduzir vários conceitos em sistemas.
Claro que o pensamento de simulação não é exclusivo dos programadores de software, mas o desenvolvimento de software exige particularmente e é excelente para treinar esta capacidade.
Ao usar o pensamento de simulação, pode-se não só montar e compreender o quadro completo de mistérios científicos complexos e avançados, como a origem da vida, mas também assuntos complexos como estruturas organizacionais e sociais.
Portanto, acredito que na sociedade futura, indivíduos com competências de pensamento de simulação, como os programadores de software, desempenharão papéis ativos em várias áreas.