A CERVEJARIA – Muitas ideias grandes e inspiradas ocorreram a pensadores enquanto estavam completamente desconectados de sua tarefa mental. Uma ideia ou solução há muito procurada pode surgir espontaneamente durante um momento de relaxamento e distração, um “Aha!” momento.
AFINIDADE – Experimentos conduzidos dentro de um meio fluido com moléculas muito pequenas apresentam um impasse único quando o experimento depende dessas moléculas entrarem em contato umas com as outras – de modo a se unirem para formar uma unidade funcional maior. As peças são tão pequenas e a gota de fluido tão grande que é improvável que as moléculas se encontrem, a menos que sejam programadas para se atrair.
ANDAIME INTERNO – As células biológicas contêm redes de barras, suportes e cabos em escala molecular – o citoesqueleto. Constantemente sendo ajustado e reconstruído, o citoesqueleto dá às células sua forma. A capacidade de criar tais redes – embora muitas vezes de forma mais simples – é uma propriedade inerente a muitos polímeros, mesmo os não biológicos, permitindo aos químicos explorar eticamente os princípios desta forma de auto-organização.
ANDY ELLINGTON Não podemos saber como a vida começou na Terra ou como ela começou em outro lugar, mas explorar como substâncias químicas simples se montam, reagem e evoluem em laboratório dá aos cientistas uma imaginação enriquecida e mais fundamentada sobre como os primeiros organismos podem ter sido — e já levou a biotecnologias interessantes.
A FORÇA DA IMPOSSIBILIDADE – Em matemática, pode-se definir objetos (como conjuntos ou funções) que são impossíveis de computar. No entanto, esses objetos impossíveis podem fornecer informações que esclarecem o que é possível. Na arte e na ciência, alcançar um determinado resultado é uma pequena parte de um longo processo.
A PERDA DE ENTROPIA – A vida podería ter surgido de cristais minerais naturais que se replicaram por processos mineralógicos espontâneos, eventualmente fornecendo a estrutura e estimulando a produção de moléculas orgânicas que formam a base para os organismos modernos. (Veja também ‘Matriz Terrestre’)
ÁRVORE DE AUTOMONTAGEM – A automontagem é um processo onipresente em escala molecular (cristais, vírus, citoesqueletos) e escala macroscópica (coelhinhos de poeira, dunas de areia, estrelas). As formas de árvores também são onipresentes na natureza e são auto-organizadas em muitas escalas (rios, carboidratos, padrões de tráfego). Essas formas universais podem ser encontradas aparentemente em qualquer lugar.
ASAS – A Junta de Sierpinski é um fractal matemático construído cortando repetidamente o meio de cada triângulo. Ou, mais parecido com o crescimento do cristal, pode ser gerado começando com uma camada de 0’s com um único 1, então construindo novas camadas colocando um 0 acima e entre cada par de bits idênticos, enquanto coloca um 1 acima e entre cada par de bits diferentes.
A SOMBRA DA PERFEIÇÃO – A matemática estuda objetos perfeitos – o ideal platônico – mas muitas vezes as provas podem ser complicadas e confusas.
AUTODIDATA – Algumas das coisas mais preciosas na ciência – e na vida – são a capacidade de aprender por si mesma, explorar sua própria perspectiva e interesses únicos e fazê-lo com um sentimento de alegria.
AVANÇANDO – Quando nos sentimos confortáveis em um ambiente, particularmente um natural, nossas energias e atenção podem se fundir prontamente com o fluxo de energia, de eventos e a ordem das coisas ao nosso redor, levando a grandes ideias e entendimentos. Aqueles com acesso a recursos, tranquilidade e talvez assistência estão em melhor posição para agir com base nessas ideias e entendimentos.
AVENTURAS NO PENSAMENTO MECÂNICO – As máquinas podem aprender, pelo menos um pouco. Com os avanços científicos, eles continuarão a se tornar mais inteligentes e, eventualmente, poderão descobrir e perceber o mundo à sua maneira.
BAIATHETA – Durante o sono, a atividade neural se torna bem diferente de quando você está acordado. Isolado do mundo exterior, o cérebro desliza para uma progressão de modos rítmicos, e ondas de atividade flutuan através as estruturas cerebrais, mudando a cada estágio de sono e sonho. Conforme você acorda, esses ritmos se reorganizam para encontrar a realidade de vigília.
BAÚ DO TESOURO – Todos os objetos materiais são feitos de apenas uma coisa: átomos. Se você pudesse separar os átomos de um objeto e juntá-los novamente com extrema precisão, alguém poderia concebivelmente
criar outro objeto.
BUSCANDO A FONTE – Uma bactéria simples, com apenas um mícron de tamanho, pode encontrar sustento (digamos, açúcar) “cheirando” seu odor. Ele nada em uma direção aleatória e, se o cheiro ficar mais forte, ele continua; caso contrário, ele tenta uma nova direção, eventualmente alcançando a fonte. Da mesma forma, os cientistas podem vislumbrar uma verdade superior a partir de experimentos individuais e cegamente fazer o mesmo.
CACHOEIRA – Veículos robóticos autônomos processam uma cascata desconcertante de informações de câmeras, sonares, giroscópios e muitos outros sensores. Localmente, a informação é barulhenta; somente quando toda a cena é considerada é que o padrão e o significado emergem.
CAMPOS MOLECULARES PARA SEMPRE – Na escala humana, uma superfície plana é uma coisa simples. Mas mais de perto, sua incrível complexidade se torna aparente. A engenharia molecular pode controlar parte dessa complexidade, usando a automontagem para revestir a superfície e colocar moléculas complexas em locais específicos.
CAPACIDADE DE CALOR – Para alimentar nanomáquinas, um combustível molecular deve armazenar energia de forma estável – estável até que seja liberada.
CAPTURADA – É difícil pegar uma molécula; eles são muito rápidos e muito pequenos. Assim, os cientistas fazem com que outros os capturem, fazendo moléculas para capturar moléculas. Então eles podem ser estudados e programados.
CEFALÓPONO – Os programadores de computador podem ser bastante imaginativos. O próprio termo “bug” é uma metáfora fantasiosa. Alguns programadores têm bugs em seus programas; outros têm chocos.
CÉU E TERRA – Em nossas vidas multifacetadas, aquelas coisas que nos ancoram na terra, que nos aterram e fornecem uma base, podem permitir que nossas mentes sutis vagueiem, sonhem e visitem reinos distantes em nossos pensamentos. Aqui os pensamentos e sensações viajam mais rápido que a luz.
CHUVA DE ABSTRAÇÕES – Os problemas técnicos muitas vezes são resolvidos com soluções para equações complexas. Em algumas áreas da ciência da computação, a solução mais elegante para um problema é alcançada simplesmente definindo as representações abstratas corretas de dados e processos, para uma solução surpreendentemente simples.
CIDADE DA VIDA – Organismos inteiros – sejam eles árvores, baleias, sapos ou humanos – se desenvolvem a partir de uma única célula. Quando as células se dividem, cada metade “sabe” inatamente qual parte do organismo ela deve se tornar a seguir.
COMPRESSÃO – A luz espremida (fótons cujas vibrações são limitadas em comparação com a luz normal) pode ser fabricada em laboratório.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS – Organismos e suas partes de alguma forma ‘sabem’ quando começar, mudar ou parar de crescer. Assim como os computadores contam de forma algorítmica, logarítmica ou binária, a biologia também “conta” em sua própria forma bioquímica.
CONSONÂNCIA E DISSONÂNCIA – Usando estruturas de DNA automontadas como modelos, os cientistas aplicam litografia suave, microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica (EM), microscopia eletrônica criogênica (cryoEM), espectroscopia de fluorescência, difração de raios X, microfluídica, cultura de células, e síntese química como ferramentas para desenvolver métodos de nanofabricação, como redes de nanofios. Algumas ideias simples e puras, como topologia e teoria dos nós, são infinitamente aplicáveis em reinos reais e imaginários.
CONTRA TODAS AS PROBABILIDADES – Ocasionalmente a história de vida de alguém pode parecer roteirizada ou planejada a ponto de ser impossível – uma série de eventos extraordinários, coincidências, grandes dificuldades e escolhas cruciais que levam ao trabalho e experiência únicos dessa pessoa, como se fosse uma receita.
CRIANDOR – Com determinação e muita paciência, o buscador é muitas vezes recompensado com a descoberta de resultados únicos e extraordinários.
CRIATURA NERVOSA – Organismos envolvem uma unidade informacional independente inundada por correntes e forças, processando, decifrando e respondendo ao seu ambiente. Criar redes neurais e analisar seu comportamento requer a interconexão de teorias matemáticas de informação, computação, otimização e adaptação.
CURADORA DIGITAL – Um chip microfluídico é uma rede de tubos, válvulas, câmaras de reação e sensores embalados em um pequeno dispositivo capaz de fazer diagnósticos médicos sofisticados.
DANÇARINA DE DATOS – Chips microarray de DNA permitem que médicos e cientistas leiam o funcionamento interno de uma célula. Um único chip pode ter centenas de milhares de pixels, cada um dos quais pode detectar a presença de RNA para um gene específico ou uma certa mutação genética. Esses dados podem levar a novas descobertas e diagnósticos perspicazes.
DENTRO FORA – Seu cérebro nem sempre soube que seu braço é seu braço. Pode ter aprendido da mesma forma que alguém com um membro protético aprende a experimentar o membro artificial como parte de seu próprio corpo. O uso extensivo de ferramentas (imagine uma raquete de raquetebol, violino ou mesmo uma prótese mecanizada) também pode levar à sensação de que a ferramenta ou máquina faz parte do seu corpo.
DISCRETIZAÇÃO – A mudança tecnológica na eletrônica do analógico para o digital foi acompanhada por uma mudança de paradigma na matemática, com a matemática discreta e combinatória substituindo a tradicional matemática analítica contínua. Objetos contínuos agora são convertidos em representações discretas para processamento em computadores digitais.
DO QUE SÃO FEITOS OS SONHOS – Moléculas, sistemas moleculares e materiais podem ser simulados e projetados em computadores, permitindo que cientistas visionários imaginem e criem ambientes a partir dos átomos.
ENXAME E FORMA – Um indivíduo é uma coleção auto-organizada de partes menores, muitas vezes presentes em duas categorias: movimento global e interações de elementos errantes (como abelhas ou células sanguíneas) e arranjos locais de elementos fixos dispostos geometricamente (como ninhos ou células cerebrais).
EU ESTAVA TÃO ENVOLVIDO – Cientistas e artistas ficam absortos em seu trabalho, esquecendo-se de comer ou perdendo a noção do tempo, do lugar e (quando é realmente bom) até de si mesmo.
FABRICANTES DE VASOS – As pessoas há por muito tempo usam materiais biológicos – pele, cabelo, osso, madeira – como material de construção para criar maravilhas tecnológicas – botas de couro, suéteres de lã, facas de marfim, barcos a vela. Hoje podemos usar polímeros biológicos, como DNA, RNA e proteínas, para criar maravilhas em escala molecular também.
FIBRA ARCO-ÍRIS – A ciência interdisciplinar requer a capacidade de sintetizar muitos fios de conhecimento, uni-los e testar sua força, para então extrair informações pertinentes.
FÍSICA NA FORMAÇÃO – As formas materiais requerem uma série de forças, pesos, densidades, vetores e outros ingredientes para fazer até mesmo uma partícula minúscula. Uma miríade de combinações facetadas de calor, massa, movimento, luz e vibrações se combinam e se entrelaçam perfeitamente para formar o mundo ao nosso redor.
FLORESTA DE ALGAS – Na superfície de um chip de DNA usado para prototipar uma célula artificial, os filamentos de DNA são amarrados ao solo, as enzimas rastejam para cima e para baixo nos filamentos, sintetizando novas moléculas que flutuam lentamente. Algumas áreas são ativas e lotadas; mais tarde, a onda de atividade seguirá em frente.
FLORESTA DE FIOS – A natureza constrói computadores poderosos, sendo seu cérebro um excelente exemplo. A automontagem molecular permite que os cientistas criem circuitos elétricos ao cultivá-los.
FLUORESCÊNCIA – Quando a luz bombardeia uma molécula, um fóton pode ser absorvido, caso em que a energia extra faz com que as ligações da molécula vibrem mais vigorosamente. Parte dessa energia vibracional extra se dissipa no ambiente da molécula como calor. Se a energia não for completamente dissipada, as vibrações podem se alinhar para criar e emitir um novo fóton com menor energia e (geralmente) comprimento de onda mais longo; isto é, eles fluorescem.
FOLHA DE MAPLE – Na ciência, você raramente pode ver diretamente o que está estudando. Os resultados experimentais são coloridos por como uma questão é colocada e qual aparato experimental é usado. Esta questão é particularmente proeminente na física quântica.
GOTA – Experimentos bioquímicos geralmente requerem pequenos volumes de líquido – microlitros, ou menos… uma fração de uma gota de chuva.
GRUN – A elegância da simplicidade é um fim cobiçado nas comunidades científicas ao longo do tempo, lugar e campo de pesquisa. “O que pode ser feito com menos é feito em vão com mais.” William of Occam.
HOMUNCULUS – Como seres inteligentes que aprendem com seu ambiente, nós incorporamos espelhos do mundo e até mesmo espelhos de nós mesmos. Um exemplo notável é que, se você olhar para o córtex sensorial e motor do cérebro e perguntar a que parte do corpo ele pertence, obterá um mapa (distorcido) do corpo.
INDECIFRÁVEL – É uma questão simples amarrar um nó complexo ou definir uma combinação ou código. É muito mais difícil desatar o nó ou decifrar o código.
INDO ALÉM – Os caçadores de emoção adoram sondar o desconhecido. Para alguns, é a neve fresca na encosta de uma montanha desconhecida. Para outros, é o terreno inesperado de um novo campo científico. Para alguns, são os dois.
INSTANCIAÇÃO – Os programas de computador devem criar constantemente novos objetos de dados à medida que são necessários. Freqüentemente, um modelo padrão é usado e vários elementos numéricos, textuais ou algorítmicos do formulário são preenchidos para construir o objeto de interesse específico. Para entender o mundo ao nosso redor, a mente também cria novas ideias preenchendo modelos gerais em cache com informações sobre o assunto em questão.
INTROSPECÇÃO MOLECULAR – Quando moléculas informativas, como DNA, RNA e proteínas, dobram-se de uma cadeia linear flexível para uma forma concreta, como uma enzima ou outra nanomáquina, o processo é direcionado por subsequências ao longo da cadeia que procuram subsequências correspondentes em outras partes da cadeia. corrente e, em seguida, amarre e prenda para estabilizar a dobra.
JARDINS SUSPENSOS – Engenheiros moleculares podem projetar e sintetizar polímeros complexos que crescem de formas quase realistas. Como uma aranha, uma molécula modificada pode desencadear a inserção de subunidades de polímero atrás dela, efetivamente “excretando” um fio ao qual permanece ligado. À medida que as fronteiras da engenharia se expandem, comportamentos ainda mais realistas serão alcançados.
LIBÉLULAS – Objetos trocam moléculas ao entrar em contato. O resíduo deixado por cada um pode iniciar um novo padrão de crescimento, como a cristalização, em seu novo hospedeiro.
LUZ INTERIOR – A intuição se fortalece com o uso e o cultivo, e tem uma maneira poderosa de romper as convenções e restrições impostas pelas abordagens tradicionais.
MATRIZ TERRESTRE – A.G. Cairns Smith levanta a hipótese de que os cristais de argila geraram a vida. A treliça cristalina, à medida que crescia e se desfazia, fornecia um andaime para novos crescimentos de cristais. À medida que esses cristais incorporavam mais moléculas orgânicas em sua estrutura, eles acabaram se tornando sofisticados o suficiente para cooptar a matriz de seu hospedeiro e flutuar, talvez na próxima maré, como vida autônoma. (Veja também ‘A Perda de Entropia’)
MISTURA – Matéria misturada em todos os níveis, de neutrinos ao cosmos, existe necessariamente em um recipiente. A importância incipiente do espaço ‘vazio’ é muitas vezes negligenciada simplesmente porque ‘não está lá’.
MOTOR DO CITOESQUELETO – O citoesqueleto de uma célula consiste em uma rede de “feixes I” em escala molecular que mantém a célula em sua forma. Algumas células modificadas podem rastejar aumentando seu citoesqueleto de um lado enquanto o dissolvem do outro lado.
MYMOSH EL AUTOGERADO – Em um conto de Stanislaw Lem, Mymosh acidentalmente surgiu quando um objeto alijado de uma nave espacial que passava sacudiu um depósito de lixo pós-nuclear, fazendo com que vários objetos caíssem, colidissem e se prendessem, formando um ser pensante.
NATUREZA MORTA COM ACTINOLITE – O naturalista sente afinidade com diversos produtos da natureza em toda a sua peculiaridade e beleza. Sendo cada um de nós único, somos atraídos ou intrigados por diferentes conjuntos de texturas, processos, funções, valores e cores das coisas. Essas coisas e combinações nos afetam de maneiras silenciosas e invisíveis, compartilhadas por toda a humanidade.
NATUREZA MORTA COM AMEIXAS E CHOCOLATE – Quando um novo laboratório começa, é importante mantê-lo abastecido com entusiasmo, energia e especialmente lanches noturnos.
NATUREZA MORTA FLUTUANTE – Aqueles que têm um instinto de avaliar e fazer o que precisa ser feito, e de cuidar das necessidades dos outros, elevam o ânimo e melhoram a vida das pessoas ao seu redor.
NEUROTANGO – Ao ouvir música, os neurônios em seus ouvidos codificam os sons em uma sequência de sinais elétricos, chamados de trens de pico, que registram o ritmo, os tons e a textura do que você está ouvindo. Os trens de pico são enviados ao seu córtex, onde os sons são percebidos, apreciados e interpretados.
NINHO DE ROCHA – Atrás de uma barreira aparentemente impenetrável, muitas vezes há um lugar calmo de sustento silencioso; chegar lá pode ser mais fácil, embora mais tortuoso, do que se pensa.
NOITE SILENCIOSA – Preparando uma amostra para microscopia de força atômica, moléculas complexas automontadas se depositam em uma superfície de mica, onde logo serão obtidas imagens. (Veja também “Asas”.)
NOTAS PARA SI MESMO – Uma variedade de comunicações, como risadas, acenos ou suspiros, são prontamente compreendidas por praticamente qualquer pessoa, e até mesmo por alguns animais. Outros signos e sinais são mais esotéricos, talvez compreendidos apenas por um ou poucos.
959 – O nematóide Caenorhabditis Elegans é matematicamente único, pois os indivíduos do tipo selvagem contêm exatamente 959 células. A posição de cada célula também é determinada com precisão. C. Elegans é transparente, então a função celular e a linhagem são fáceis de rastrear.
O CAMINHO DA BORBOLETA – Eventualmente, deixa-se a segurança de casa e parte-se para o mundo, onde os olhos se abrem para possibilidades e maravilhas, para as pontes deixadas pelos nossos predecessores e para as intrigas da maquinaria da vida.
O CAMINHO QUE SABE – Os cristais podem crescer de maneiras surpreendentemente complexas. Os cristais sintéticos de bismuto se desenvolvem como escadas em espiral de ângulo quadrado. Com a capacidade de projetar macromoléculas, os programadores podem criar cristais que podem responder de forma “inteligente” aos obstáculos que encontram ao longo de um caminho de crescimento intencional.
OFICINA MOLECULAR DE TINKER – Biologia sintética é a engenharia e construção de dispositivos moleculares que funcionam dentro das células. Os materiais de construção são enzimas de restrição para cortar o DNA, polimerases para copiar DNA e RNA, ribossomos para traduzir o RNA em proteína e inúmeros truques químicos para os retoques finais.
O MELHOR DE TODOS OS MUNDOS POSSÍVEIS – O princípio da menor ação afirma que, de todos os caminhos possíveis que uma partícula, como um fóton, poderia seguir, ela seguirá aquele com energia integrada mínima. Princípios de otimização análogos são usados em software que encontra a melhor rota do local A ao local B, encontra o melhor preço para um ingresso de show ou encontra a interpretação mais provável dos dados.
O MILAGRE DA FULIME – Nanotubos e Buckyballs (em homenagem a Buckminster Fuller) são gaiolas de malha em escala atômica, semelhantes a arame de galinha, cujas propriedades notáveis permitem ciência fundamental intrigante e novas aplicações tecnológicas. Encontrados na fuligem do material carbonáceo queimado, eles, como diamante, carvão e grafite, são formados por processos naturais.
O MUNDO DE SEIFERT – Se alguém desenha uma linha ondulada aleatória no papel e, nas interseções, esclarece qual parte vai para cima e qual vai para baixo, existe imaginavelmente uma superfície contida em seu rabisco. Um fio fino dobrado em uma curva torcida, mas fechada, e mergulhado em água com sabão revela tal superfície.
O OBSTACULO – Na exploração de fronteiras desconhecidas, você nunca sabe quais surpresas virão a seguir. Com curiosidade persistente e pensamento cuidadoso, fatos claramente definidos emergem do caos de múltiplas variáveis e incerteza experimental.
O TECELÃO – Com o entendimento certo e um toque cuidadoso, o DNA pode ser programado para se montar em objetos em nanoescala incrivelmente complexos chamados “origami de DNA”.
PLANO DE 500 ANOS – A viagem interestelar poderia ser gerenciada por naves espaciais auto-montadas, que pousariam em um planeta ou meteoro conveniente, montariam novas peças a partir de matérias-primas disponíveis, fariam reparos e seguiriam seu caminho novamente
PROCISSÃO MIGRATÓRIA – Robôs moleculares distribuídos são manadas de máquinas simples que se comunicam entre si para realizar tarefas coletivas. Como as formigas, esses robôs podem se unir para formar correntes ou andar uns sobre os outros para criar superestruturas coletivas.
PONTES QUÂNTICAS – Uma parte essencial do trabalho nas interfaces da ciência e da tecnologia é a capacidade de inter-relacionar fenômenos em diferentes escalas de comprimento, onde somos forçados a pensar sobre a matéria e suas propriedades de maneiras diferentes.
PROCESSO DE ELIMINAÇÃO – As terapias médicas avançadas envolvem robôs moleculares programados para ‘rastejar’ ao redor das células-alvo (como células cancerígenas) após reconhecer marcadores diagnósticos na superfície celular que as identificam como malignas. À medida que a molécula interage com a membrana celular, ela efetivamente a abre, destruindo a célula.
QUASE REAL – As abstrações matemáticas nunca se parecem com a coisa real, mas muitas vezes são tão poderosas e são frequentemente mais esclarecedoras conceitualmente, de uma forma abstrata.
REAÇÃO – DIFUSÃO – Os processos químicos podem criar padrões semelhantes às manchas dos leopardos, aos retalhos das girafas, às listras das zebras. Padrões mais complexos poderiam ser criados se a química pudesse ser programada.
RECURRÊNCIA – A teoria do controle estuda como os ciclos de feedback entre sensores e atuadores podem ser usados para criar sistemas responsivos robustos, desde o controle de cruzeiro de um carro até robôs em uma fábrica ou circuitos bioquímicos dentro de uma célula.
REINOS ENTRELAÇADOS – As teorias da mecânica quântica e sua validação experimental há muito confundem nosso maquinário e tecnologia, e nossa intuição coletiva da natureza da realidade. Nossa inata falta de capacidade de observar escalas de micro e macropartículas limita nossa compreensão de um cosmos quântico interconectado.
REORGANIZAÇÕES – A automontagem é um processo que cria ordem espontaneamente. Na escala molecular, os componentes de automontagem não “sabem” para onde ir – mas chegam lá. As partículas se combinam e se acomodam de tantas maneiras, encaixando-se aleatoriamente, que eventualmente, pouco a pouco, elas se tornam complexas e podem crescer ainda mais.
RETRATO DE PETER GACS – Desde Pitágoras e provavelmente antes, os matemáticos viam o mundo como sendo composto de números, o que levou a grandes insights.
SE VOCÊ OUSA – A investigação científica nunca está completa. Do ponto de vista de novas experiências e conhecimentos surgem novas direções de busca.
SINCRONIZAÇÃO – Grupos de células (particularmente no sistema nervoso) e grupos de organismos, como um bando de pássaros, um cardume de peixes ou uma colônia de formigas ou vaga-lumes, podem trabalhar juntos em padrões coordenados e sincronizados, como se seguissem sinais percebida apenas por seu grupo. Os cientistas podem algum dia aprender a observar e detectar esses sinais indescritíveis (para nós).
S.S.S. – Por tudo que você viu, há mais coisas que você ainda não viu. A ciência é movida pela percepção do invisível e do desconhecido.
SUSSURRADOR À ROCHA – A tecnologia de chip de computador é basicamente geologia artificial. A litografia, a técnica usada para esculpir fios e transistores em um chip de silício, pode construir muitas camadas de estruturas em uma placa de silício. Mas para dominar verdadeiramente a arte de transformar rocha inanimada em uma máquina pensante, é necessário entender a natureza do material. Ele lhe dirá o que pode fazer; ouvir o silício.
TENSEGRIDADE – Algumas estruturas são feitas de cordas e suportes (como uma ponte suspensa ou os ossos e tendões de criaturas vivas), onde cada suporte é separado e cada cabo é esticado de tal maneira que a estrutura não desmorona. A integridade tensional de um objeto ou sistema criado por esse equilíbrio de membros tensionais é tensegridade, ou coesão flutuante.
UMA MENTE PREPARADA – Muitas vezes o melhor resultado científico é o mais simples. Uma solução ou descoberta pode ser tão simples e óbvia que chega a ser surpreendente ou elegante. No entanto, abordar essa verdade simples pode ter exigido instrumentos sofisticados e métodos complexos para explorar milhares de possibilidades.
UM PRIMEIRO GOSTO – A exposição em tenra idade à alegria da descoberta pode imprimir em alguém e causar uma impressão ao longo da vida no fator curiosidade.
UM RASGO NO TECIDO – Objetos auto-recuperáveis de simples (por exemplo, água) a complexos (por exemplo, cauda de uma salamandra) são capazes de reparar danos à sua estrutura. Na biologia molecular, os fragmentos auto-reparáveis são bons candidatos à mutação e, portanto, à evolução. O próprio processo de descoberta matemática pode ser autocorretivo, pois equilibra a confusão causada pelos paradoxos do mundo real.
UNIÃO/CISÃO – Alguns cientistas acreditam que moléculas orgânicas de vida livre, pré-vida, se juntaram espontaneamente para formar os primeiros organismos. A união e a cisão podem ser vistas em laboratório quando os cientistas criam nanotubos automontados conhecidos como ‘polímeros vivos’.
VAMOS FAZER ISSO – Ao longo da história evolutiva, uma variedade impressionante de formas de vida foi aconteceu de ocorrer, a maioria das quais pareceria estranha e bizarra para nós agora. Durante a era Cambriana, há mais de 500 milhões de anos, muitos animais com estranhos planos corporais e estranhos apêndices (assim como os nossos podem parecer para eles) evoluíram. Cada um dos reinos da vida que conhecemos hoje – os protistas (eucariontes unicelulares), monera (procariontes), archaea, fungos, plantas e animais – começaram com um ancestral distante única.
VENHA JUNTO – Cada uma das 100 trilhões de células em seu corpo tem seu próprio DNA, sua própria fábrica molecular para construir proteínas e seu próprio circuito bioquímico para tomar decisões. Embora independentes, essas células dependem umas das outras e funcionam juntas como um todo unificado. Algumas espécies, como os fungos limosos, vivem como organismos unicelulares independentes em sua juventude e, em seguida, se unem com outras células de fungos limosos em um único organismo adulto multicelular. Roboticistas podem um dia desenvolver pequenos robôs que podem se montar de forma semelhante em um meta-robô.
VISÃO – A retina é uma rede complexa de células neurais que detectam a luz e imediatamente iniciam o processamento do sinal para reduzir o ruído, aumentar a sensibilidade e identificar regiões de contraste e movimento. Enquanto o olho do inseto consiste em uma grade hexagonal regular de células quase idênticas, cada uma com suas próprias lentes e neurônios, o olho de um mamífero tem uma única lente e muitos neurônios fotorreceptores espaçados de forma irregular.
VISÃO FRAGMENTADA – No cérebro, as cenas visuais são divididas em partes elementares – contornos, cores, ângulos, movimento – das quais derivam percepções mais complexas – texturas, formas, ações – e eventualmente as características importantes da cena são reconhecidas. Assim como no sonho, um olhar mais profundo no córtex visual revela uma desintegração ainda mais sutil de cada parte de uma cena, pixelizada e depois reconstruída dentro da cabeça do observador.
ZOO DE PÉROLAS – Em uma emulsão, as gotas de água ficam cercadas e separadas por óleo. Cada gota de água pode ser preenchida com um conjunto diferente de moléculas (talvez aleatórias), cujos comportamentos podem ser observados. Os cientistas podem usar essas gotículas para executar milhões de pequenos experimentos em paralelo.