So, I have a strange career. I know it because people come up to me, like colleagues, and say, "Chris, you have a strange career."
خب، انگار من حرفهی عجیبی دارم. این را میدانم چون مردم، مثلا همکارهام، وقتی به من برمیخورند بهم میگن: «کریس، تو شغل عجیبی داری.»
(Laughter)
(خنده)
And I can see their point, because I started my career as a theoretical nuclear physicist. And I was thinking about quarks and gluons and heavy ion collisions, and I was only 14 years old -- No, no, I wasn't 14 years old. But after that, I actually had my own lab in the Computational Neuroscience department, and I wasn't doing any neuroscience. Later, I would work on evolutionary genetics, and I would work on systems biology.
و من آنها را درک میکنم، چون من کارم را به عنوان یک نظریهپرداز فیزیک هستهای شروع کردم. و داشتم درباره کوارکها و گلوانها (ذرات بنیادی در فیزیک) و برخوردهای یونهای سنگین فکر میکردم، و فقط چهارده ساله بودم. نه، نه، چهارده ساله نبودم. ولی بعد از آن، من واقعا آزمایشگاه خودم را در دپارتمان محاسبات علوم عصبشناختی داشتم، من واقعا آزمایشگاه خودم را در دپارتمان محاسبات علوم عصبشناختی داشتم، و هیچ کاری مربوط به علم عصب شناختی انجام نمیدادم. بعدها، در زمینه ژنتیک فرگشتی (تکاملی) کار کردم، و همچنین در زمینه زیستشناسی سیستمها کار کردم.
But I'm going to tell you about something else today. I'm going to tell you about how I learned something about life. And I was actually a rocket scientist. I wasn't really a rocket scientist, but I was working at the Jet Propulsion Laboratory in sunny California, where it's warm; whereas now I am in the mid-West, and it's cold. But it was an exciting experience. One day, a NASA manager comes into my office, sits down and says, "Can you please tell us, how do we look for life outside Earth?" And that came as a surprise to me, because I was actually hired to work on quantum computation. Yet, I had a very good answer. I said, "I have no idea."
ولی امروز میخوام درباره چیز دیگری با شما صحبت کنم. میخوام بهتان بگم که چطور دربارهی حیات چیزی آموختم. من عملا یک محقق موشکی بودم. واقعا یک محقق موشکی نبودم، ولی مشغول کار در آزمایشگاه نیروی محرکه جت بودم. در کالیفرنیای آفتابی که هوا گرم است؛ در حالی که الان در غرب میانه هستم، و هوا سرد است. اما یک تجربه هیجانانگیز بود. یک روز یک مدیر از «ناسا» وارد دفترکار من شد، نشست و بهم گفت: «میشه لطفا به ما بگی، که چطور به دنبال حیات در خارج از کره زمین بگردیم؟» و این برای من غیر منتظره بود، چرا که من در واقع استخدام شده بودم که روی محاسبات کوانتومی کار کنم. در آن زمان، یک جواب خوب داشتم. من گفتم: «من هیچ نظری ندارم.»
(Laughter)
و او به من گفت، «علائم زیستی،
And he told me, "Biosignatures, we need to look for a biosignature." And I said, "What is that?" And he said, "It's any measurable phenomenon that allows us to indicate the presence of life." And I said, "Really? Because isn't that easy? I mean, we have life. Can't you apply a definition, for example, a Supreme Court-like definition of life?"
ما در جستجوی علامت زیستی هستیم.» و من گفتم: «چی هست؟» و او گفت: «هر پدیده قابل اندازهگیری است که به ما اجازه میده وجود حیات را نشان بده.» که به ما اجازه میده وجود حیات را رصد کنیم.» و من گفتم: «واقعا؟ چون این به این سادگیها نیست. منظورم اینه که، ما حیات را در اختیار داریم. آیا نمیتونید از یک تعریف استفاده کنید، به عنوان مثال، یک تعریف از حیات که از سوی دیوان عالی کشور تعیین شده باشه؟»
And then I thought about it a little bit, and I said, "Well, is it really that easy? Because, yes, if you see something like this, then all right, fine, I'm going to call it life -- no doubt about it. But here's something." And he goes, "Right, that's life too. I know that." Except, if you think that life is also defined by things that die, you're not in luck with this thing, because that's actually a very strange organism. It grows up into the adult stage like that and then goes through a Benjamin Button phase, and actually goes backwards and backwards until it's like a little embryo again, and then actually grows back up, and back down and back up -- sort of yo-yo -- and it never dies. So it's actually life, but it's actually not as we thought life would be. And then you see something like that. And he was like, "My God, what kind of a life form is that?" Anyone know? It's actually not life, it's a crystal.
و بعد کمی به آن فکر کردم، و گفتم: «خب، آیا واقعا به همین سادگیست؟ چون، آره، اگر شما چیزی شبیه این ببینید، اشکالی ندارد، من آن را حیات مینامم - هیچ شکی در آن نیست. ولی این را ببینید.» و او پاسخ داد: «درسته، این هم حیاتست، میدانم.» فقط اینکه، اگر تصور کنید که زندگی را میتوان بر اساس چیزهایی که میمیرند هم تعریف کرد، در مورد این یکی چندان خوششانس نخواهید بود، چون در واقع این یک ارگانیسمِ خیلی عجیب است، اینجوری رشد میکند و وارد مرحلهی بلوغ میشه و بعد وارد یک مرحله «بنجامین باتن»ی میشه، و عملا عقب عقب میره تا وقتی که دوباره به صورت یک جنین کوچک درمیاد، بعد دوباره رشد میکند، و دوباره کوچک میشه و دوباره بزرگ میشه - یه جور یویو - و هیچوقت نمیمیرد. پس این در واقع یک زندگیست، اما عملا آنچه که ما درباره زندگی فکر میکردیم نیست. اما عملا شبیه به آنچه که ما درباره زندگی فکر میکردیم نیست. و بعد شما یک چیز شبیه به این میبینید. و میگین: «خدای من، این دیگر چه جور حیاتی است؟» کسی میداند؟ در واقع این حیات نیست، این یک کریستال است.
So once you start looking and looking at smaller and smaller things -- so this particular person wrote a whole article and said, "Hey, these are bacteria." Except, if you look a little bit closer, you see, in fact, that this thing is way too small to be anything like that. So he was convinced, but, in fact, most people aren't. And then, of course, NASA also had a big announcement, and President Clinton gave a press conference, about this amazing discovery of life in a Martian meteorite. Except that nowadays, it's heavily disputed. If you take the lesson of all these pictures, then you realize, well, actually, maybe it's not that easy. Maybe I do need a definition of life in order to make that kind of distinction.
پس وقتی شما شروع به نگاه کردن و کندوکاو میکنید در چیزهای کوچکتر و کوچکتر - خب این شخص بخصوص یک مقاله کامل در این باره نوشته و گفته: «هی! اینها باکتری هستند.» در حالیکه که اگر شما از نزدیکتر نگاه کنید، میبینید که در واقع خیلی کوچکتر از این حرفهاست که بخواد حیات داشته باشد. خب او قانع شد، اما عملا، خیلی از مردم اینگونه نیستند. و بعد، البته، ناسا یک خبررسانی باشکوه انجام داد، و رئیس جمهور کلینتون یک کنفرانس مطبوعاتی درباره این دستآورد حیرت آور برگزار کرد، و رئیس جمهور کلینتون یک کنفرانس مطبوعاتی درباره این دستآورد حیرت آور برگزار کرد، وجود حیات در یک شهاب سنگ مریخی. که البته این روزها، بسیار مورد اختلاف نظر قرار گرفته است. اگربخواید از همهی این عکسها درس بگیرید، آن وقت متوجه میشید، که شاید به این سادگیها هم نباشد. شاید من واقعا به یک تعریف از زندگی نیاز دارم شاید من واقعا به یک تعریف از زندگی نیاز دارم تا بتونم این تمایز را قائل بشم.
So can life be defined? Well how would you go about it? Well of course, you'd go to Encyclopedia Britannica and open at L. No, of course you don't do that; you put it somewhere in Google. And then you might get something.
خب آیا حیات قابل تعریف است؟ شما چگونه با این موضوع برخورد میکنید؟ خب البته، شما به سراغ دانشنامهي بریتانیکا میرید و حرف «ز» را باز میکنید. نه، معلومه که این کار را نمیکنید؛ آن را در یک جایی مثل گوگل جستجو میکنید. و آن وقت ممکن است چیزی دستگیرتان بشه.
(Laughter)
و بعد چیزی که دستتان را میگیرد -
And what you might get -- and anything that actually refers to things that we are used to, you throw away. And then you might come up with something like this. And it says something complicated with lots and lots of concepts. Who on Earth would write something as convoluted and complex and inane? Oh, it's actually a really, really, important set of concepts. So I'm highlighting just a few words and saying definitions like that rely on things that are not based on amino acids or leaves or anything that we are used to, but in fact on processes only. And if you take a look at that, this was actually in a book that I wrote that deals with artificial life. And that explains why that NASA manager was actually in my office to begin with. Because the idea was that, with concepts like that, maybe we can actually manufacture a form of life.
و هر چیزی که واقعا ما را به آنچه که بهش عادت داریم ارجاع بده، دور بندازید. و بعد ممکن است به چیزی شبیه به این برسید. و این از چیز پیچیدهای حرف میزند که سرشار از مفاهیمست. و این از چیز پیچیدهای حرف میزند که سرشار از مفاهیمست. چه کسی ممکنه چنین چیزی بنویسد به این درهمی و پیچیدگی و و پوچی؟ به این درهمی و پیچیدگی و و پوچی؟ آه، البته این مجموعهای است از مفاهیم بسیار بسیار مهم. من تنها چند کلمه از آن را برجسته میکنم و میگم که مفاهیمی مانند این مبتنی بر چیزهای غیر از آمینواسیدها یا برگها مبتنی بر چیزهای غیر از آمینواسیدها یا برگها یا هر چیزی که ما به آن عادت داریم است، در واقع تنها متکی بر فرآیندهاست. و اگر کمی به آن دقت کنید، این در اصل در کتابی آمده که من دربارهی زندگی مصنوعی نوشتم. و توضیح میده که چرا آن مدیر ناسا به دفتر من آمده بود. چون نیت این بود که، با مفاهیمی مانند این، شاید بتونیم دراصل نوعی از حیات را تولید کنیم. شاید بتونیم دراصل نوعی از حیات را تولید کنیم.
And so if you go and ask yourself, "What on Earth is artificial life?", let me give you a whirlwind tour of how all this stuff came about. And it started out quite a while ago, when someone wrote one of the first successful computer viruses. And for those of you who aren't old enough, you have no idea how this infection was working -- namely, through these floppy disks. But the interesting thing about these computer virus infections was that, if you look at the rate at which the infection worked, they show this spiky behavior that you're used to from a flu virus. And it is in fact due to this arms race between hackers and operating system designers that things go back and forth. And the result is kind of a tree of life of these viruses, a phylogeny that looks very much like the type of life that we're used to, at least on the viral level.
و خب اگر شما برید و از خودتان بپرسید: «حیات مصنوعی دیگه چیه؟»، اجازه بدید من یک توضیح سریع بدهم درباره اینکه این چیزها کلا دارند از چی حرف میزنند. و این بحثها تقریبا ازمدتی پیش شروع شد زمانی که یک نفر یکی از اولین ویروسهای کامپیوتری موفق را نوشت. زمانی که یک نفر یکی از اولین ویروسهای کامپیوتری موفق را نوشت. و شماهایی که آنقدر پیر نیستید که به خاطر بیارید، روحتان هم خبر ندارد که این آلودگی چگونه عمل میکرد - یعنی، از طریق این دیسکهای نرم (فلاپیها). اما نکته جالب درباره این آلودگیهای کامپیوتری این بود، که اگر شما به نرخ رشدی که ویروس بر اساس آن عمل میکرد توجه کنید، این بود، که اگر شما به نرخ رشدی که ویروس بر اساس آن عمل میکرد توجه کنید، از خودشان یک رفتار فورانی را نشان میدادند که قبلا نمونهاش را در ویروس آنفولانزا دیدهاید. و درواقع این به خاطر رقابت تسلیحاتی بین هکرها و طراحان سیستم عاملهاست که و درواقع این به خاطر رقابت تسلیحاتی بین هکرها و طراحان سیستم عاملهاست که آن چیزها مدام پیش میرن و پس مینشینند. و نتیجهاش شبیه به یک درخت حیات از این ویروسها است، و نتیجهاش شبیه به یک درخت حیات از این ویروسها است، یک تکامل نژادی که بسیار شبیه به نوع حیاتی است که ما آن را میشناسیم، دستکم در سطح ویروسی.
So is that life? Not as far as I'm concerned. Why? Because these things don't evolve by themselves. In fact, they have hackers writing them. But the idea was taken very quickly a little bit further, when a scientist working at the Santa Fe Institute decided, "Why don't we try to package these little viruses in artificial worlds inside of the computer and let them evolve?" And this was Steen Rasmussen. And he designed this system, but it really didn't work, because his viruses were constantly destroying each other. But there was another scientist who had been watching this, an ecologist. And he went home and says, "I know how to fix this." And he wrote the Tierra system, and, in my book, is in fact one of the first truly artificial living systems -- except for the fact that these programs didn't really grow in complexity.
خب پس آیا این حیات است؟ نه تا آنجا که من در جریان هستم. چرا؟ چون این چیزها به خودی خود فرگشت نمییابند. در حقیقت، آنها را هکرها را مینویسند. اما این ایده اندکی پس از آن خیلی زود پس گرفته شد، درست زمانی که یک دانشمند در «موسسه علمی» مصمم شد: «چرا ما این ویروسهای کوچک را در یک دنیای مصنوعی در درون کامپیوتر بستهبندی نکنیم و اجازه بدیم که تکامل پیدا کنند؟» و این دانشمند «اِستین راسموسن» بود. او این سیستم را طراحی کرد، اما واقعا کار نمیکرد، چون ویروسهای او مرتبا در حال نابود کردن یکدیگر بودند. اما یک دانشمند دیگر هم بود که این آزمایش را رصد میکرد، یک بوم شناس. و او به خانه رفت و گفت «من میدانم چطور این مشکل را حل کنم.» و او سیستم تیِرا را نوشت. و از نظر من، واقعا یکی از اولین سازگانهای حیات مصنوعی است - و از نظر من، واقعا یکی از اولین سازگانهای حیات مصنوعی است - به جز این حقیقت که این برنامهها از نظر پبچیدگی رشد نمیکردند.
So having seen this work, worked a little bit on this, this is where I came in. And I decided to create a system that has all the properties that are necessary to see, in fact, the evolution of complexity, more and more complex problems constantly evolving. And of course, since I really don't know how to write code, I had help in this. I had two undergraduate students at California Institute of Technology that worked with me. That's Charles Ofria on the left, Titus Brown on the right. They are now, actually, respectable professors at Michigan State University, but I can assure you, back in the day, we were not a respectable team. And I'm really happy that no photo survives of the three of us anywhere close together.
خب پس از دیدن این کار، و کمی کار بر روی آن، این زمانی بود که من وارد شدم. و من تصمیم گرفتم یک سیستم بسازم که دارای تمام مشخصههاییست که نیاز داریم داشته باشیم تا تکامل در پیچیدگی را نیز مشاهده کنیم، مشکلهای پیچیده بیشتر و بیشتری پیوسته در حال تکامل هستند. و البته چون من اصلا نمیدانم چطوری باید کد نوشت، کمک گرفتم. من دو دانشجوی در حال تحصیل در کنارم داشتم که در موسسه فنآوری کالیفرنیا با من کار میکردند. این «چارلز آفریا» است در چپ و «تایتوس براون» در راست. اونها الان استادهای خوشنامی در دانشگاه ایالتی میشیگان هستند، اونها الان استادهای خوشنامی در دانشگاه ایالتی میشیگان هستند، ولی من به شما اطمینان میدم که در آن روزها، ما یک گروه خوشنام و معتبر نبودیم. و من واقعا خوشحالم که هیچ عکسی از ما سه تا در کنار هم باقی نمانده. و من واقعا خوشحالم که هیچ عکسی از ما سه تا در کنار هم باقی نمانده.
But what is this system like? Well I can't really go into the details, but what you see here is some of the entrails. But what I wanted to focus on is this type of population structure. There's about 10,000 programs sitting here. And all different strains are colored in different colors. And as you see here, there are groups that are growing on top of each other, because they are spreading. Any time there is a program that's better at surviving in this world, due to whatever mutation it has acquired, it is going to spread over the others and drive the others to extinction.
اما این چهجور سیستمیست؟ خب در واقع نمیتونم وارد جزئیات بشم، ولی چیزی که در اینجا میبینید قسمتی از اندرونیِ سیستم است. اما چیزی که من میخواستم روی آن متمرکز بشم این نوع ساختار جمعیتی است. در حدود ۱۰هزار برنامه در اینجا قرار گرفتند. و نژادهای مختلف در اینجا با رنگهای مختلف رنگ آمیزی شدهاند. و همانطور که در اینجا میبینید، گروههایی وجود دارند که در حال رشد روی همدیگر هستند، چون دارند پخش میشن. در هر زمان که برنامهای وجود دارد که بهتر در این دنیا زنده میماند، که این بسته به نوع جهشی که به دست آورده، بر روی دیگران پخش میشود وآنها را به انقراض میکشاند.
So I'm going to show you a movie where you're going to see that kind of dynamic. And these kinds of experiments are started with programs that we wrote ourselves. We write our own stuff, replicate it, and are very proud of ourselves. And we put them in, and what you see immediately is that there are waves and waves of innovation. By the way, this is highly accelerated, so it's like a 1000 generations a second. But immediately, the system goes like, "What kind of dumb piece of code was this? This can be improved upon in so many ways, so quickly." So you see waves of new types taking over the other types. And this type of activity goes on for quite a while, until the main easy things have been acquired by these programs. And then, you see sort of like a stasis coming on where the system essentially waits for a new type of innovation, like this one, which is going to spread over all the other innovations that were before and is erasing the genes that it had before, until a new type of higher level of complexity has been achieved. And this process goes on and on and on.
خب من حالا میخوام یک فیلم به شما نشان بدم که در آن شما آنگونه از پویایی و تکاپو را ببینید. و این شیوه از آزمایشها با برنامههایی آغاز شد که ما خودمان نوشتیم. و این شیوه از آزمایشها با برنامههایی آغاز شد که ما خودمان نوشتیم. ما موادمان را خودمان تهیه میکردیم، آنها را بازآزمایی میکردیم و واقعا به خودمان افتخار میکردیم. ما آنها را به کار میگرفتیم، و چیزی که بلافاصله میتونید ببینید اینه که پدیداری چیزهای تازه در آنجا موج میزند. به هرحال، این روی دورِ تند در حال پخشست. و انگار هزاران نسل در ثانیه متولد میشن. اما بلافاصله سیستم اینجوری پیش میره که «این دیگر چهجور کد احمقانهایه؟ این میتونه از خیلی نظرها به راحتی تغییر کند و بهتر بشه.» این میتونه از خیلی نظرها به راحتی تغییر کند و بهتر بشه.» بنابراین شما موجی از گونههای تازه را میبینید که دارند بر گونههای دیگر چیره میشن. و این نوع فعالیت برای مدتی ادامه پیدا میکند، تا اینکه چیزهای اساسی ساده توسط این برنامهها فرا گرفته میشه. و سپس میبینید که حالتی از ایستایی رخ میده که در آن، سیستم ضرورتا منتظر یک چیز تازه، مانند این، میماند، که در آن، سیستم ضرورتا منتظر یک چیز تازه، مانند این، میماند، که قرارست بر روی همهی گونههای تازهای که پیشتر آنجا بودند، پخش بشه که قرارست بر روی همهی گونههای تازهای که پیشتر آنجا بودند، پخش بشه و ژنهایی که پیشتر داشته را محو میکند، تا اینکه گونهی تازهای از سطح بالاتری از پیچیدگی به دست بیاد. و این فرآیند ادامه پیدا میکند.
So what we see here is a system that lives in very much the way we're used to how life goes. But what the NASA people had asked me really was, "Do these guys have a biosignature? Can we measure this type of life? Because if we can, maybe we have a chance of actually discovering life somewhere else without being biased by things like amino acids." So I said, "Well, perhaps we should construct a biosignature based on life as a universal process. In fact, it should perhaps make use of the concepts that I developed just in order to sort of capture what a simple living system might be."
پس آنچه که ما در اینجا میبینیم سیستمیست که بسیار همانند روشی زندگی میکند که ما عادت داریم به عنوان زندگی ببینیم. سیستمیست که بسیار همانند روشی زندگی میکند که ما عادت داریم به عنوان زندگی ببینیم. اما آنچه که ناسا واقعا از من پرسید این بود: «این یاروها هرچی که هستند نشانهی زیستی دارند؟ آیا ما میتونیم این گونه از حیات را اندازهگیری کنیم؟ چون اگر بتونیم، شاید شانس این را داشته باشیم که حیات را در یک جای دیگر کشف کنیم بدون اینکه خودمان را با چیزهایی مانند آمینواسیدها درگیر کنیم.» بدون اینکه خودمان را با چیزهایی مانند آمینواسیدها درگیر کنیم.» بنابراین من گفتم: «خب، شاید باید یک نشانهی زیستی بسازیم بنابراین من گفتم: «خب، شاید باید یک نشانهی زیستی بسازیم که به زندگی به عنوان یک فرآیند جهانشمول نگاه کند. درحقیقت، شاید لازم باشد که از مفاهیمی که من پرداختم بهره ببریم درحقیقت، شاید لازم باشد که از مفاهیمی که من پرداختم بهره ببریم فقط برای اینکه بتونیم به طریقی مجسم کنیم که یک سازگان زندهی ساده چی میتونه باشد.»
And the thing I came up with -- I have to first give you an introduction about the idea, and maybe that would be a meaning detector, rather than a life detector. And the way we would do that -- I would like to find out how I can distinguish text that was written by a million monkeys, as opposed to text that is in our books. And I would like to do it in such a way that I don't actually have to be able to read the language, because I'm sure I won't be able to. As long as I know that there's some sort of alphabet. So here would be a frequency plot of how often you find each of the 26 letters of the alphabet in a text written by random monkeys. And obviously, each of these letters comes off about roughly equally frequent.
و چیزی که بهش رسیدم - من باید اول یک مقدمه دربارهی این موضوع براتون بگم، و شاید این بیشتر ردیابِ معنا باشد، تا یک ردیابِ حیات. و راهی که میخواستیم باهاش این کار را انجام بدیم - من میخواستم بفهمم که چطور میتونم متنی را یک میلیون میمون نوشتند، من میخواستم بفهمم که چطور میتونم متنی را یک میلیون میمون نوشتند، در برابر متنهای موجود در کتابهامون تشخیص بدم. و میخواستم این را به شیوهای انجام بدم که در اصل نیازی به این نباشد که بتونم به آن زبان بخوانم، چون مطمئن هستم که از پَسِ این برنخواهم آمد. تا آنجایی که من میدانم در همهی زبانها یه جور الفبا وجود دارد. اینجا یک نمودار فراوانی را میبینید از اینکه چندوقت یکبار هریک از ۲۶ حرف الفبا را از اینکه چندوقت یکبار هریک از ۲۶ حرف الفبا را در یک متنی که توسط میمونها نوشته شده خواهید یافت. و آشکارا هر یک از این حروف تقریبا با فراوانی یکسانی ظاهر میشن.
But if you now look at the same distribution in English texts, it looks like that. And I'm telling you, this is very robust across English texts. And if I look at French texts, it looks a little bit different, or Italian or German. They all have their own type of frequency distribution, but it's robust. It doesn't matter whether it writes about politics or about science. It doesn't matter whether it's a poem or whether it's a mathematical text. It's a robust signature, and it's very stable. As long as our books are written in English -- because people are rewriting them and recopying them -- it's going to be there.
اما اگر شما به توزیع یکسان در متون انگلیسی دقت کنید، شبیه به این خواهد بود. و به شما اطمینان میدم، که این روند در سراسر متون انگلیسی بسیار نیرومندست. و اگر به متون فرانسوی توجه کنیم، اندکی متفاوت خواهد بود، همینطور ایتالیایی یا آلمانی. همهی آنها توزیع فراوانی ویژهی خودشان را دارند، اما این توزیع بسیار نیرومند است. مهم نیست که متن دارد از سیاست حرف میزند یا دربارهی دانش. اهمیتی ندارد که یک شعر است یا یک متن ریاضی. این یک نشانهی نیرومند است، و بسیار پایدار. تا هنگامی که کتابهای ما به زبان انگلیسی نوشته میشن - چون مردم این متنها را بازنویسی و بارخوانی میکنند - این نشانه پابرجا خواهد ماند.
So that inspired me to think about, well, what if I try to use this idea in order, not to detect random texts from texts with meaning, but rather detect the fact that there is meaning in the biomolecules that make up life. But first I have to ask: what are these building blocks, like the alphabet, elements that I showed you? Well it turns out, we have many different alternatives for such a set of building blocks. We could use amino acids, we could use nucleic acids, carboxylic acids, fatty acids. In fact, chemistry's extremely rich, and our body uses a lot of them.
پس این من را به این فکر انداخت که، خب، میتونم از این ایده استفاده کنم، تا نه تنها متنهای تصادفی را از متون دارای مفهوم تشخیص بدم، تا نه تنها متنهای تصادفی را از متون دارای مفهوم تشخیص بدم، بلکه به این حقیقت پی ببرم که در مولکولهای زیستیِ سازندهی حیات، مفهوم موجودست. بلکه به این حقیقت پی ببرم که در مولکولهای زیستیِ سازندهی حیات، مفهوم موجودست. اما نخست باید بپرسم: این واحدهای سازندهی مستقل، مانند الفبا، که به شما نشان دادم چی هستند؟ خب به نظر میاد که ما گزینههای بسیار متفاوتی برای چنین مجموعهای از واحدهای سازنده داریم. میتونیم آمینواسیدها را به کار ببریم، یا از نوکلئیک اسیدها، یا اسیدهای کربوکسیلیک، و یا اسیدهای چرب استفاده کنیم. در حقیقت، شیمی بسیار غنیست، و بدن ما از بسیاری از آنها بهره میگیرد. بنابراین برای اینکه ما در واقع این ایده را آزمایش کنیم،
So that we actually, to test this idea, first took a look at amino acids and some other carboxylic acids. And here's the result. Here is, in fact, what you get if you, for example, look at the distribution of amino acids on a comet or in interstellar space or, in fact, in a laboratory, where you made very sure that in your primordial soup, there is no living stuff in there. What you find is mostly glycine and then alanine and there's some trace elements of the other ones. That is also very robust -- what you find in systems like Earth where there are amino acids, but there is no life.
درآغاز نگاهی به آمینواسیدها و برخی از اسیدهای کربوکسیلیک انداختیم. و نتایج اینجاست. در حقیقت، این چیزیست که اگر به توزیع اسیدهای آمینو در یک شهابسنگ یا فاصلهی میان ستارگان دقت کنید، خواهید دید، در حقیقت، این چیزیست که اگر به توزیع اسیدهای آمینو در یک شهابسنگ یا فاصلهی میان ستارگان دقت کنید، خواهید دید، در حقیقت، این چیزیست که اگر به توزیع اسیدهای آمینو در یک شهابسنگ یا فاصلهی میان ستارگان دقت کنید، خواهید دید، یا، شاید، در آزمایشگاه، جایی که شما کاملا مطمئن هستید که در مایع غلیظ اولیهی شما، هیچ اثری از هیچ موجود زندهای وجود ندارد. چیزی که خواهید یافت ترکیبیست که بیشترش گلیسین و آنالینست و کمی هم عناصر کمیاب دیگر. و این هم بسیار تکرارشونده و نیرومند است - چیزی که شما در سیستمهایی مانند کرهی زمین پیدا میکنید که در آن آمینواسید وجود دارد،
But suppose you take some dirt and dig through it
اما زندگی نیست.
and then put it into these spectrometers, because there's bacteria all over the place; or you take water anywhere on Earth, because it's teaming with life, and you make the same analysis; the spectrum looks completely different. Of course, there is still glycine and alanine, but in fact, there are these heavy elements, these heavy amino acids, that are being produced because they are valuable to the organism. And some other ones that are not used in the set of 20, they will not appear at all in any type of concentration. So this also turns out to be extremely robust. It doesn't matter what kind of sediment you're using to grind up, whether it's bacteria or any other plants or animals. Anywhere there's life, you're going to have this distribution, as opposed to that distribution. And it is detectable not just in amino acids.
اما فرض کنید که اندکی گل و لای بردارید و درآن فرو کنید و سپس آن را در این طیفسنجها بگذارید، چون این پر از باکتریست؛ یا از هرجایی بر روی کرهی زمین آب بردارید، چون آب و زندگی کاملا وابسته هستند، و تحلیل یکسانی را انجام بدید؛ طیف کاملا متفاوت به نظر خواهد رسید. البته، همچنان گلیسین و آلانین در آن وجود خواهد داشت، اما درواقع، این عناصر سنگین، این آمینواسیدهای سنگین وجود خواهد داشت، که به دلیل ارزشمند بودنشان برای موجود زنده تولید میشن. که به دلیل ارزشمند بودنشان برای موجود زنده تولید میشن. و برخی دیگر که در این مجموعهی بیستتایی نشان داده نشدند، اصلا در هیچ غلظتی ظاهر نمیشن. اصلا در هیچ غلظتی ظاهر نمیشن. و این هم به نظر میاد که بسیار نیرومند باشد. هیچ اهمیتی ندارد که چهجور رسوباتی را آسیاب میکنید، که آیا باکتریست یا گیاهست یا جانور. هرجایی که زندگی وجود داشته باشد، این توزیع را خواهید داشت، که در برابر توزیع پیشین قرار میگیرد. و این تنها در آمینواسیدها قابل شناسایی نیست.
Now you could ask: Well, what about these Avidians? The Avidians being the denizens of this computer world where they are perfectly happy replicating and growing in complexity. So this is the distribution that you get if, in fact, there is no life. They have about 28 of these instructions. And if you have a system where they're being replaced one by the other, it's like the monkeys writing on a typewriter. Each of these instructions appears with roughly the equal frequency. But if you now take a set of replicating guys like in the video that you saw, it looks like this. So there are some instructions that are extremely valuable to these organisms, and their frequency is going to be high. And there's actually some instructions that you only use once, if ever. So they are either poisonous or really should be used at less of a level than random. In this case, the frequency is lower. And so now we can see, is that really a robust signature? I can tell you indeed it is, because this type of spectrum, just like what you've seen in books, and just like what you've seen in amino acids, it doesn't really matter how you change the environment, it's very robust, it's going to reflect the environment.
حالا میةونید بپرسید: خب اما دربارهی این آویدینها (نژادی از موجودات دیجیتالی ساکن در رایانه) چی؟ این موجودات آویدی که شهروندان جهان کامپیوتر هستند که درآن با رضایت کامل کپی میشن و هر روز پیچیدهتر میشن. خب این توزیعیست که شما اگر، هیچ زندگی وجود نداشته باشد، خواهید دید. خب این توزیعیست که شما اگر، هیچ زندگی وجود نداشته باشد، خواهید دید. ما ۲۸ تا از این دستور کارها داریم. و اگر شما سیستمی داشته باشید که در آن این دستورها با هم جابجا بشن، درست انگار میمونها با یک دستگاه تایپ نوشتهاندش. هریک از این دستورها با فراوانی تقریبا یکسانی ظاهر میشن. هریک از این دستورها با فراوانی تقریبا یکسانی ظاهر میشن. اما حالا اگر شما یک دسته از این دوستان کپیشوندهمان را در نظر بگیرید، درست مانند ویدئویی که دیدید، به این صورت در میاد. بنابراین دستورهایی وجود دارند که برای این ارگانیسمها بسیار ارزشمند هستند، و فراوانی آنها بسیار بیشتر خواهد بود. و در واقع دستورهایی هم هستند که اگر هم به کار بیان، تنها یک بار آنها را خواهید دید. و در واقع دستورهایی هم هستند که اگر هم به کار بیان، تنها یک بار آنها را خواهید دید. یعنی آنها ممکن است سمی باشند یا واقعا باید به در سطح کمتری نسبت به مقدار تصادفی استفاده بشن. در این صورت، فراوانی کمتر میشه. و بنابراین حالا میتونیم بررسی کنیم، آیا این واقعا یک نشانهی نیرومند است؟ میتونم یه شما بگم که واقعا اینطوره. چون این چنین طیفی، درست مانند آنچه که در کتابها دیدید، و همانطور که دربارهی آمینواسیدها دیدید، اصلا اهمیتی ندارد که محیط را تغییر بدید، بسیار پابرجاست؛ و محیط را هم تحت تاثیر قرار خواهد داد.
So I'm going to show you now a little experiment that we did. And I have to explain to you, the top of this graph shows you that frequency distribution that I talked about. Here, that's the lifeless environment where each instruction occurs at an equal frequency. And below there, I show, in fact, the mutation rate in the environment. And I'm starting this at a mutation rate that is so high that even if you would drop a replicating program that would otherwise happily grow up to fill the entire world, if you drop it in, it gets mutated to death immediately. So there is no life possible at that type of mutation rate. But then I'm going to slowly turn down the heat, so to speak, and then there's this viability threshold where now it would be possible for a replicator to actually live. And indeed, we're going to be dropping these guys into that soup all the time.
خب، حالا میخوام یک آزمایش کوچک را به شما نشان بدم که ما انجامش دادیم. و باید براتون توضیح بدم که، بالای این نمودار توزیع فراوانی که من دربارش باهاتون حرف زدم را نشان میده. خب، در حقیقت، این یک فضای عاری از حیاتست که در آن هر یک از دستورها با فراوانی یکسانی رخ میدهد. که در آن هر یک از دستورها با فراوانی یکسانی رخ میدهد. و در پایین، در حقیقت، نرخ جهش و دگرگونی در محیط را میبینید. و من این را در جایی شروع کردم که نرخ جهش بسیار بالاست، تا جایی که اگر برنامهی کپیکننده را هم قطع کنید تا جایی که اگر برنامهی کپیکننده را هم قطع کنید این از سوی دیگری با رضایت تمام رشد میکند تا سرتاسر جهانش را پرکند، اگر درج تصادفی انجام بدید، بلافاصله تا دم مرگ جهش پیدا میکند. بنابراین هیچ حیاتی در این نرخ جهش امکانپذیر نیست. بنابراین هیچ حیاتی در این نرخ جهش امکانپذیر نیست. اما بعد من به تدریج فتیله را پایین میکشم، اگر بشه چنین چیزی گفت، و سپس این آستانهی زیستپذیری که در آن حالا ممکن است و سپس این آستانهی زیستپذیری که در آن حالا ممکن است که کپیکننده بتواند زندگی کند. و درحقیقت، تمام مدت داریم این دوستامون را به مایعمان اضافه میکنیم. و درحقیقت، تمام مدت داریم این دوستامون را به مایعمان اضافه میکنیم.
So let's see what that looks like. So first, nothing, nothing, nothing. Too hot, too hot. Now the viability threshold is reached, and the frequency distribution has dramatically changed and, in fact, stabilizes. And now what I did there is, I was being nasty, I just turned up the heat again and again. And of course, it reaches the viability threshold. And I'm just showing this to you again because it's so nice. You hit the viability threshold. The distribution changes to "alive!" And then, once you hit the threshold where the mutation rate is so high that you cannot self-reproduce, you cannot copy the information forward to your offspring without making so many mistakes that your ability to replicate vanishes. And then, that signature is lost.
خب بگذارید ببینیم چه شکلی میشه. یعنی اولش، هیچی، هیچی، هیچی. خیلی داغست، خیلی داغ. حالا به آستانهی زیستپذیری میرسیم، و توزیع فراوانی به شدت تغییر میکند، و در حقیقت، پایدار میشه. و حالا کاری که من آنجا انجام دادم اینه که، بدجنس بودم، من فقط دما را بالا و بالاتر بردم. و البته، به آستانهی زیستپذیری رساندمش. و این خیلی خوشگله، برای همین دوباره دارم به شما نشانش میدم. شما آستانهی زیستپذیری را رد کردید. توزیع به «زنده» تغییر پیدا میکند! و سپس، به محضی که از آستانه گذشتید جایی که نرخ جهش آنقدر بالاست که نمیتونید تکثیر خودبخودی داشته باشید، جایی که نرخ جهش آنقدر بالاست که نمیتونید تکثیر خودبخودی داشته باشید، نمیتونید اطلاعات را کپی کنید و بدون ارتکاب اشتباههای زیاد به نسل بعدی بفرستید بدون ارتکاب اشتباههای زیاد به نسل بعدی بفرستید و توانایی شما برای بازتولید ناپدید میشه. و سپس آن نشانهی زیستی از دست میره.
What do we learn from that? Well, I think we learn a number of things from that. One of them is, if we are able to think about life in abstract terms -- and we're not talking about things like plants, and we're not talking about amino acids, and we're not talking about bacteria, but we think in terms of processes -- then we could start to think about life not as something that is so special to Earth, but that, in fact, could exist anywhere. Because it really only has to do with these concepts of information, of storing information within physical substrates -- anything: bits, nucleic acids, anything that's an alphabet -- and make sure that there's some process so that this information can be stored for much longer than you would expect -- the time scales for the deterioration of information. And if you can do that, then you have life.
ما از این چی یاد میگیریم؟ خب، من فکر میکنم چیزهای زیادی ازش یاد میگیریم. یکیشان اینه که، اگر توانایی این را داشته باشیم که به زندگی به مفهوم انتزاعی آن بیاندیشیم - اگر توانایی این را داشته باشیم که به زندگی به مفهوم انتزاعی آن بیاندیشیم - و ما دربارهی چیزهایی مانند گیاهان حرف نمیزنیم، و دربارهی آمینواسیدها حرف نمیزنیم، و دربارهی باکتریها حرف نمیزنیم، اما به زندگی به مفهوم فرآیندها میاندیشیم - آنگاه ممکنست بتوانیم به حیات فکر کنیم، نه به عنوان چیزی که ویژه کرهی زمین است، بلکه چیزی که، در حقیقت، میتواند همهجا وجود داشته باشد. چون واقعا تنها مربوطست به مفاهیمی مانند اطلاعات، چون واقعا تنها مربوطست به مفاهیمی مانند اطلاعات، یا ذخیرهی اطلاعات در یک بستر فیزیکی - یا ذخیرهی اطلاعات در یک بستر فیزیکی - هرچیزی: بیتهای اطلاعاتی، نوکلئیکاسیدها، هرچیزی که یک الفبا به شمار میاد - و اطمینان حاصل میشه که فرآیندهایی در جریان هستند تا این اطلاعات بتونن زمان بیشتری نسبت به مقیاس زمانی که از زوال دادهها انتظار داشتید ذخیره بشن. تا این اطلاعات بتونن زمان بیشتری نسبت به مقیاس زمانی که از زوال دادهها انتظار داشتید ذخیره بشن. تا این اطلاعات بتونن زمان بیشتری نسبت به مقیاس زمانی که از زوال دادهها انتظار داشتید ذخیره بشن. و اگر بتونید این کار را بکنید، زندگی خواهید داشت.
So the first thing that we learn is that it is possible to define life in terms of processes alone, without referring at all to the type of things that we hold dear, as far as the type of life on Earth is. And that, in a sense, removes us again, like all of our scientific discoveries, or many of them -- it's this continuous dethroning of man -- of how we think we're special because we're alive. Well, we can make life; we can make life in the computer. Granted, it's limited, but we have learned what it takes in order to actually construct it. And once we have that, then it is not such a difficult task anymore to say, if we understand the fundamental processes that do not refer to any particular substrate, then we can go out and try other worlds, figure out what kind of chemical alphabets might there be, figure enough about the normal chemistry, the geochemistry of the planet, so that we know what this distribution would look like in the absence of life, and then look for large deviations from this -- this thing sticking out, which says, "This chemical really shouldn't be there." Now we don't know that there's life then, but we could say, "Well at least I'm going to have to take a look very precisely at this chemical and see where it comes from." And that might be our chance of actually discovering life when we cannot visibly see it.
پس نخستین چیزی که یاد میگیریم اینه که احتمال این وجود دارد که زندگی را تنها در مفهوم فرآیندها داشته باشید، اینه که احتمال این وجود دارد که زندگی را تنها در مفهوم فرآیندها داشته باشید، بدون هیچگونه اعتنایی به چیزهایی که به عنوان گونهی زندگی بر روی زمین ارزشمند میشماریم. به چیزهایی که به عنوان گونهی زندگی بر روی زمین ارزشمند میشماریم. و این از جهتی ما را دوباره تنزل میده، مانند همهی کشفهای علمی دیگرمان، یا بیشتر آنها - این همان خلعِ دایمی انسان است - از شیوهای که فکر میکنیم به خاطر زنده بودنمان خاص و ویژه هستیم. خب ما میتوانیم زندگی بسازیم. ما میتوانیم در یک کامپیوتر زندگی بسازیم. بدیهیست که محدودست، اما ما آموختهایم که برای ساختن آن به چه نیاز داریم. اما ما آموختهایم که برای ساختن آن به چه نیاز داریم. و به محضی که آن را داشته باشیم، در اینصورت دیگر وظیفهی سختی نخواهد بود، یعنی، اگر ما فرآیندهای اساسی را که به هیچ لایهی فیزیکی خاصی مربوط نیستند، دریابیم، یعنی، اگر ما فرآیندهای اساسی را که به هیچ لایهی فیزیکی خاصی مربوط نیستند، دریابیم، بعد میتونیم بریم آن بیرون و جهانهای دیگری را بیازماییم، بعد میتونیم بریم آن بیرون و جهانهای دیگری را بیازماییم، و سردربیاریم که چهجور الفبای شیمیایی ممکن است در آن جا خوش کرده باشد، و اطلاعاتمان را دربارهی شیمی عمومی آنها، زمینشیمی سیاره، تکمیل کنیم، و اطلاعاتمان را دربارهی شیمی عمومی آنها، زمینشیمی سیاره، تکمیل کنیم، و به اینترتیب خواهیم دانست که در غیاب حیات توزیع آنها چه شکلی خواهد بود، و به اینترتیب خواهیم دانست که در غیاب حیات توزیع آنها چه شکلی خواهد بود، و سپس به دنبال انحرافهای بزرگ نسبت به آن بگردیم - و این چیز برجسته می شه، که میگه: «این مادهی شیمیایی واقعا نباید آنجا باشد.» حالا ما نمیتونیم بگیم که براین اساس حیاتی وجود دارد، اما میتونیم بگیم: «خب، دستکم من یک نگاه دقیق به این ماده میاندازم و میفهمم که از کجا آمده.» و این ممکنست برای ما یک فرصت باشد تا واقعا بتونیم حیات را کشف کنیم وقتی نمیتونیم آن را آشکارا ببینیم.
And so that's really the only take-home message that I have for you. Life can be less mysterious than we make it out to be when we try to think about how it would be on other planets. And if we remove the mystery of life, then I think it is a little bit easier for us to think about how we live, and how perhaps we're not as special as we always think we are. And I'm going to leave you with that.
و این واقعا تنها پیام اخلاقی من برای شماست. و این واقعا تنها پیام اخلاقی من برای شماست. زندگی میتونه اینقدر که ما آن را رازآلود کردیم، مرموز نباشد زندگی میتونه اینقدر که ما آن را رازآلود کردیم، مرموز نباشد وقتی تلاش میکنیم به زندگی روی سیارههای دیگر فکر کنیم. و اگر راز زندگی را از آن بزداییم، فکر میکنم که کمی برامون آسانتر میشه که بفهمیم چطور باید زندگی کنیم، فکر میکنم که کمی برامون آسانتر میشه که بفهمیم چطور باید زندگی کنیم، و اینکه ما شاید به آن اندازهای که گمان میکنیم ویژه نباشیم. و من میخوام شما را با این تنها بگذارم.
And thank you very much.
و ازتون بسیار سپاسگزارم.
(Applause)
(تشویق)