Frequentemente, temos dificuldade em perceber fenómenos onde os resultados se acumulam através da interação.
Existe um problema de matemática comum: um neto pede ao avô uma mesada, começando com um iene e duplicando o valor todos os dias durante um mês.
Se o avô aceitar descuidadamente, a mesada ascenderia a mil milhões de ienes após um mês.
Este erro surge da tendência de assumir que, se duplicar um iene algumas vezes não resulta num valor significativo, então as duplicações subsequentes seguirão um padrão semelhante.
No entanto, se se traçar cuidadosamente os resultados desta acumulação e interação passo a passo, torna-se claro que o valor será enorme, mesmo sem conhecimento matemático avançado ou intuição.
Portanto, este não é um problema de conhecimento ou habilidade, mas um problema de método de pensamento.
Gostaria de chamar a este método de pensamento — que envolve traçar progressivamente a acumulação e a interação para compreender logicamente os resultados — "pensamento de simulação".
O Primeiro Passo na Origem da Vida
De forma semelhante, debatemo-nos para compreender a origem da vida.
A origem da vida levanta a questão de como células complexas emergiram na Terra antiga, que inicialmente continha apenas substâncias químicas simples.
Ao considerar este problema, as explicações por vezes baseiam-se num milagre fugaz e acidental.
No entanto, da perspetiva da acumulação e interação, pode ser compreendido como um fenómeno mais realista.
Na Terra, a água e o ar circulam repetidamente em vários locais. Através desta circulação, as substâncias químicas são movidas localmente e depois difundem-se por todo o planeta.
Estas várias repetições fazem com que as substâncias químicas reajam umas com as outras.
Como resultado, a Terra deveria transitar de um estado inicial de apenas substâncias químicas simples para um estado que inclui substâncias químicas ligeiramente mais complexas. É claro que muitas substâncias químicas simples ainda estariam presentes.
E porque as substâncias químicas ligeiramente mais complexas são combinações de substâncias simples, embora o seu número total possa ser menor, a sua variedade seria maior do que a das substâncias químicas simples.
Esta transição de estado não ocorre apenas em pequenas áreas localizadas da Terra; acontece simultaneamente em todo o planeta.
Além disso, devido à circulação global da água e da atmosfera da Terra, os eventos que ocorrem em espaços confinados difundem-se para o exterior, fazendo com que as substâncias químicas se misturem por toda a Terra. Isto resulta numa Terra que contém uma gama diversa de substâncias químicas ligeiramente mais complexas do que no seu estado inicial.
O Significado do Primeiro Passo
Não há evidências diretas para a transição do estado inicial para este estado atual; é uma hipótese. No entanto, seria difícil para alguém negá-la. Na verdade, para negá-la, seria necessário explicar por que este mecanismo universal, observável mesmo hoje, não teria funcionado.
Este mecanismo, referente a substâncias químicas ligeiramente mais complexas, já possui auto-manutenção, replicação e metabolismo. Contudo, não se trata da auto-manutenção, replicação e metabolismo altamente sofisticados encontrados em organismos vivos.
Todas as substâncias químicas ligeiramente mais complexas podem ser destruídas e geradas. No entanto, em escala planetária, cada tipo destas substâncias químicas ligeiramente mais complexas mantém uma certa quantidade constante.
O próprio facto de uma quantidade constante ser mantida em meio a esta geração e destruição repetidas demonstra a natureza da auto-manutenção através do metabolismo.
Além disso, estas substâncias químicas ligeiramente mais complexas não existem apenas como unidades únicas; embora a sua proporção possa ser pequena, o seu número absoluto é enorme.
Mesmo que não seja auto-replicação, é uma atividade produtiva que gera substâncias químicas idênticas. Embora isso difira ligeiramente do termo "replicação", produz um efeito semelhante.
Por outras palavras, o fenómeno inegável da Terra em transição de conter apenas substâncias químicas simples para incluir substâncias ligeiramente mais complexas é tanto o primeiro passo como a essência da origem da vida.
Rumo ao Próximo Passo
Claro, este estado, que inclui substâncias químicas ligeiramente mais complexas, não é a vida em si.
Nem é plausível vê-lo como a atividade da vida em escala planetária. É meramente um estado onde substâncias químicas ligeiramente mais complexas estão presentes devido a reações químicas repetidas.
Além disso, este fenómeno poderia certamente ocorrer em outros planetas além da Terra. O facto de a vida não ter emergido em outros planetas, mas ter emergido na Terra, sugere que algo diferente aconteceu na Terra em comparação com outros planetas.
Considerar o que esse "algo" pode ser é a próxima etapa.
No entanto, depois de compreender este passo inicial, não devemos mais ser capazes de pensar no próximo passo na origem da vida de uma forma localizada. O próximo passo, tal como o primeiro, também deve ser considerado como um fenómeno global da Terra.
E o próximo passo é a Terra transicionar 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 auto-manutenção, replicação e metabolismo também se tornam progressivamente mais intrincados.
O Efeito dos Polímeros e da Topografia da Terra
A presença de polímeros desempenha um papel significativo aqui. Proteínas e ácidos nucleicos são polímeros. Polímeros podem criar cumulativamente polímeros complexos e diversos a partir de apenas alguns tipos de monómeros. A existência de monómeros capazes de formar polímeros fortalece a natureza evolutiva deste mecanismo.
Numerosos lagos e lagoas na Terra funcionam como locais experimentais científicos isolados. Devem ter existido milhões de tais locais em todo o globo. Cada um proporcionava um ambiente diferente, ao mesmo tempo que permitia a troca de substâncias químicas através da circulação global da água e da atmosfera.
O Poder do Pensamento de Simulação
Uma vez que a origem da vida é visualizada desta forma, torna-se impossível fazer algo mais do que criticá-la, dizendo "não há evidências". Em vez disso, seria necessário procurar um mecanismo que refute este mecanismo. No entanto, não consigo conceber tal mecanismo.
Por outras palavras, como o avô no exemplo da mesada, simplesmente não compreendemos a origem da vida. Ao empregar o pensamento de simulação, considerando a acumulação e a interação a partir dos factos que já conhecemos, tal como se pode compreender como a mesada se torna enorme após 30 dias, também se pode compreender como a vida poderia ter-se originado na Terra.
A Hipótese da Nuvem de Poeira
A forte radiação ultravioleta na superfície da Terra impede a troca de substâncias químicas. No entanto, a Terra antiga, com a sua frequente atividade vulcânica e impactos de meteoritos, deve ter estado coberta por uma nuvem de cinzas vulcânicas e poeira, que a teria protegido dos raios ultravioleta.
Além disso, a atmosfera continha hidrogénio, oxigénio, carbono e nitrogénio — átomos que são matérias-primas essenciais para monómeros importantes para a vida — e a poeira continha outros átomos raros. A superfície da poeira também serviu como catalisador para a síntese química de monómeros.
Adicionalmente, o atrito da poeira teria gerado energia, como calor e relâmpagos, enquanto o sol fornecia continuamente energia na forma de luz ultravioleta e calor.
Esta nuvem de poeira era a fábrica de monómeros definitiva, operando 24 horas por dia, 365 dias por ano, utilizando a totalidade da Terra e toda a energia solar que sobre ela incidia.
Interação de Mecanismos
Recorde o passo inicial: a transição para uma Terra contendo substâncias químicas ligeiramente mais complexas.
Num planeta onde este mecanismo está a funcionar, existe uma fábrica de monómeros definitiva, o princípio de acumular complexidade em polímeros é realizado, e milhões de laboratórios científicos interconectados existem.
Mesmo que isto não explique completamente a origem da vida, não há dúvida de que forma um mecanismo para gerar as substâncias químicas complexas exigidas pelos organismos vivos.
E lembre-se do argumento de que o passo inicial já contém a essência da vida.
Uma Terra produzida como uma extensão deste passo, contendo substâncias químicas altamente complexas, deve, portanto, incorporar a essência da vida a um nível mais avançado.
Podemos ver como isto leva a uma Terra onde uma gama diversa de substâncias químicas altamente complexas e fenómenos sofisticados essenciais para a vida estão presentes.
Os Toques Finais
Podemos agora considerar a origem da vida com base numa Terra que atingiu um estado altamente vantajoso, uma premissa não tipicamente assumida nas discussões existentes.
O que mais é necessário para o surgimento de organismos vivos?
É a criação e integração dos mecanismos funcionais que os organismos vivos exigem.
Isso não parece exigir quaisquer arranjos particularmente especiais e parece explicável como uma extensão natural da discussão até agora.
O Método do Pensamento de Simulação
O pensamento de simulação difere da simulação em si.
Por exemplo, tentar simular o mecanismo da origem da vida, tal como descrito aqui, num computador não seria fácil.
Isto deve-se ao facto de a minha explicação carecer das expressões formais rigorosas necessárias para uma simulação.
No entanto, isto não significa que o meu pensamento seja impreciso.
Embora o modo de expressão seja texto verbal, baseia-se numa sólida estrutura lógica, factos científicos conhecidos e raciocínio objetivo enraizado na nossa experiência.
Portanto, é totalmente possível apreender tendências gerais e mudanças nas propriedades. Se houver erros, estes não se devem à falta de formalização, mas sim à negligência de condições subjacentes ou dos efeitos de interações específicas.
Assim, o pensamento de simulação é possível utilizando a linguagem natural, mesmo sem definir expressões formais.
Acredito que, mesmo sem expressões formais, os conceitos matemáticos podem ser rigorosamente expressos utilizando a linguagem natural.
Chamo a isto Matemática Natural.
Com a Matemática Natural, o esforço e o tempo exigidos para a formalização são eliminados, permitindo que mais pessoas compreendam e apreendam matematicamente uma gama mais ampla de conceitos do que com a matemática existente.
E o pensamento de simulação é precisamente um método de pensamento que utiliza a simulação baseada na linguagem natural.
Desenvolvimento de Software
O pensamento de simulação é uma habilidade indispensável para os desenvolvedores de software.
Um programa é uma repetição de cálculos que utilizam dados no espaço de memória e colocam os resultados nos mesmos ou noutros dados no espaço de memória.
Por outras palavras, um programa é a própria interação cumulativa.
Além disso, o que se pretende alcançar ao desenvolver software é geralmente apreendido através de documentos e entrevistas com a pessoa que encomenda o desenvolvimento.
Uma vez que o objetivo final é realizá-lo num programa, o seu conteúdo deve, em última análise, ser a interação cumulativa de dados.
No entanto, a pessoa que encomenda o desenvolvimento de software não é um especialista em programação. Portanto, não pode descrever rigorosamente o que pretende alcançar utilizando expressões formais.
Consequentemente, o que se obtém dos documentos e entrevistas são textos em linguagem natural, e diagramas e tabelas suplementares. O processo de conversão destes em expressões formais rigorosas é o que o desenvolvimento de software implica.
Durante o processo de desenvolvimento de software, existem tarefas como a análise e organização de requisitos, e a definição de especificações, onde o conteúdo do desenvolvimento é organizado com base nos documentos do cliente.
Adicionalmente, com base nos resultados da definição de especificações, é realizado o design básico.
Os resultados destas tarefas até este ponto são expressos principalmente utilizando linguagem natural. À medida que o trabalho avança, o conteúdo torna-se logicamente mais rigoroso, tornando mais fácil criar o programa final.
E na fase de design básico, centrado na linguagem natural, deve ser algo que possa operar num computador e alcançar o que o cliente deseja.
É precisamente aqui que o pensamento de simulação, utilizando a Matemática Natural, é necessário. Além disso, o pensamento de simulação dupla é necessário aqui.
Um é o pensamento de simulação para confirmar se a operação esperada pode ser alcançada como uma interação entre o espaço de memória do computador e o programa.
O outro é o pensamento de simulação para confirmar se o que o cliente pretende alcançar é realmente realizado.
O primeiro requer a capacidade de apreender o funcionamento interno do computador através do pensamento de simulação. O segundo requer a capacidade de apreender as tarefas que o cliente realizará utilizando o software através do pensamento de simulação.
Desta forma, os desenvolvedores de software possuem a capacidade de pensamento de simulação dupla — tanto o pensamento de simulação principiológico quanto o pensamento de simulação semântico — como uma habilidade empírica.
Conclusão
Muitos cientistas e indivíduos intelectualmente curiosos dedicam-se ao estudo da origem da vida. Contudo, abordar a origem da vida da forma aqui descrita não é comum.
Isso sugere que o pensamento de simulação é um modo de pensar que muitas pessoas tendem a não possuir, independentemente do seu conhecimento ou habilidades.
Por outro lado, os desenvolvedores de software utilizam o pensamento de simulação para traduzir vários conceitos em sistemas.
É claro que o pensamento de simulação não é exclusivo dos desenvolvedores de software, mas o desenvolvimento de software exige particularmente esta capacidade e é ideal para a aprimorar.
Ao utilizar o pensamento de simulação, pode-se não só construir e compreender o panorama geral de mistérios científicos complexos e avançados, como a origem da vida, mas também temas complexos como estruturas organizacionais e sociais.
Portanto, acredito que na sociedade do futuro, indivíduos com habilidades de pensamento de simulação, muito semelhantes aos desenvolvedores de software, desempenharão papéis ativos em várias áreas.