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."
J'ai une carrière étrange. Je le sais parce que les gens viennent me trouver, mes collègues par exemple, et disent : "Chris, tu as une carrière étrange."
(Laughter)
(Rires)
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.
Et je vois ce qu'ils veulent dire, parce que j'ai commencé ma carrière en tant que physicien nucléaire théorique. Et je réfléchissais aux quarks et aux gluons et aux collisions d'ions lourds, et je n'avais que 14 ans. Non, non, je n'avais pas 14 ans. Mais après ça, j'ai eu mon propre labo pour de vrai dans le département de neurosciences computationnelles, et je ne faisais pas de neurosciences. Après, j'ai travaillé sur la génétique évolutionniste, et sur la biologie des systèmes.
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."
Mais je vais vous parler d'autre chose aujourd’hui. Je vais vous raconter comment j'ai appris quelque chose à propos de la vie. J'étais en fait chercheur en aérospatiale. Je n'étais pas vraiment un chercheur en aérospatiale, mais je travaillais au laboratoire Jet Propulsion [propulsion à réaction] en Californie, au chaud et au soleil ; alors que maintenant je suis dans le Middle West, et il fait froid. Mais c'était une expérience enthousiasmante. Un jour un responsable de la NASA vient dans mon bureau, s'assied et dit : "Pouvez-vous s'il-vous-plaît nous dire, comment chercher de la vie ailleurs que sur la Terre ?" Et ça m'a surpris, parce que j'avais été en fait engagé pour travailler sur l'informatique quantique. Pourtant, j'avais une très bonne réponse. J'ai dit : "Je n'en ai aucune idée."
(Laughter)
Et il m'a dit : "Les signatures biologiques,
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?"
nous devons chercher les signatures biologiques." Et j'ai dit : "Qu'est-ce que c'est ?" Et il a dit : "C'est tout phénomène mesurable qui nous permet d'indiquer la présence de vie". Et j'ai dit : "Vraiment ? N'est-ce pas un peu facile ? Je veux dire, nous avons la vie. Ne pouvez-vous pas utiliser une définition, par exemple une définition de la vie semblable à celle de la Cour Suprême ?"
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.
Alors j'y ai réfléchi un peu, et j'ai dit : "Bon, est-ce vraiment si simple ? Parce que oui, si vous voyez quelque chose comme ça, alors d'accord, je vais appeler ça la vie, c'est indubitable. Mais voici quelque chose". Et il continue : "Bien, c'est la vie aussi. Je sais cela". Sauf que si vous pensez que la vie est aussi définie par les choses qui meurent, pas de chance en ce qui concerne cette chose, parce que c'est en fait un organisme très étrange. Il grandit jusqu'au stade adulte comme cela et passe alors par une phase à la Benjamin Button, et régresse en fait encore et encore, jusqu'à redevenir un petit embryon, et en fait recommence alors à grandir, et à rajeunir encore et grandir, comme une sorte de yo-yo, et il ne meurt jamais. Donc c'est vraiment de la vie, mais en fait ça ne ressemble pas à ce nous considérons que devrait être la vie. Et alors vous voyez quelque chose comme cela. Et il a répondu : "Mon dieu, quel sorte de forme de vie est-ce ?" Quelqu'un sait ? Ce n'est pas vraiment de la vie, c'est un cristal.
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.
Donc une fois que vous avez commencé à chercher et à regarder des choses de plus en plus petites - cette personne en particulier a écrit un article entier et a dit : "Hé, voici des bactéries". Sauf que si vous regardez d'un peu plus près, vous voyez, en fait, que cette chose est bien trop petite pour en être. Il était convaincu, mais en fait la plupart des gens ne le sont pas. Et alors, bien sûr, la NASA a fait une grande annonce, et le Président Clinton a donné une conférence de presse, à propos de cette découverte fascinante de vie dans une météorite de Mars. Sauf que de nos jours, c'est largement contesté. Si vous tirez une leçon de toutes ces photos, alors vous vous rendez compte que ce n’est pas si simple en fait. Peut-être que j'ai besoin d'une définition de la vie afin de faire ce genre de distinction.
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.
Donc est-ce que la vie peut-être définie ? Eh bien, comment feriez-vous ? Bien sûr, vous iriez ouvrir l'"Encyclopedia Britannica" à la lettre L. Non bien sûr, vous ne feriez pas cela ; vous le taperiez dans Google. Et alors vous pourriez obtenir quelque chose.
(Laughter)
Et ce que vous pourriez obtenir -
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.
tout ce qui se réfère aux choses auxquelles nous sommes habitués, vous le jetez. Alors vous pourriez finir avec quelque chose comme ceci. Et ça dit quelque chose de compliqué avec tout plein de concepts. Qui donc écrirait quelque chose d'aussi alambiqué et complexe et stupide ? Oh, c'est en fait un ensemble de concepts vraiment très importants. Donc, je surligne juste quelques mots et affirme que de telles définitions ne reposent pas sur des acides aminés or des feuilles, ou quoi que ce soit d'habituel pour nous, mais repose en fait seulement sur des processus. Et si vous y jetez un œil, c'était en fait dans un livre que j'ai publié à propos de la vie artificielle. Et cela explique pourquoi le responsable de la NASA était dans mon bureau pour commencer. Parce que l'idée était que, avec des concepts comme ceux-là, nous pouvons peut-être réellement fabriquer une forme de vie.
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.
Et si vous vous demandez "Qu'est-ce que la vie artificielle peut bien être ?", laissez-moi vous emmener dans une visite-éclair de la façon dont tout ça est arrivé. Ça a commencé il y a pas mal de temps quand quelqu'un a écrit un des premiers virus informatiques efficaces. Et pour ceux d'entre vous qui ne sont pas assez vieux, vous n'avez aucune idée de comment cette infection fonctionnait, à savoir par les disquettes. Mais ce qui était intéressant à propos de ces virus informatiques si vous regardez les taux auxquels l'infection fonctionnait, ils affichent un comportement en pics tel qu'on le connait avec un virus de la grippe. En fait c'est à cause du bras de fer entre les hackers et les concepteurs de système d'exploitation que les choses vont d'avant en arrière. Le résultat est une sorte d'arbre de vie de ces virus, une phylogénie qui ressemble beaucoup au type de vie auquel nous sommes habitués, du moins au niveau viral.
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.
Donc, est-ce de la vie ? Pas en ce qui me concerne. Pourquoi ? Parce que les choses n'évoluent pas par elles-mêmes. En fait, elles ont des hackers pour les écrire. Mais l'idée a très vite été poussée un peu plus loin quand un scientifique du Scientific Institute a décidé : "Pourquoi ne pas essayer de regrouper ces petits virus dans des mondes artificiels à l'intérieur de l'ordinateur et les laisser évoluer ?" C’était Steen Rasmussen. Il a conçu ce système, mais ça ne fonctionnait pas vraiment parce que ses virus se détruisaient mutuellement en permanence. Mais il y avait un autre scientifique qui suivait cela, un écologiste. Il est rentré chez lui et a dit : "Je sais comment réparer ça." Il a écrit le système Tierra, qui, j'en parle dans mon livre, est en fait un des premiers systèmes de vie réellement artificiels, sauf que ces programmes ne sont pas vraiment devenus complexes.
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.
Après avoir vu ce travail, travaillé un peu dessus, c'est là que je suis intervenu. Et j'ai décidé de créer un système qui a toutes les propriétés nécessaires pour observer l'évolution de la complexité, des problèmes de plus en plus complexes en évolution constante. Bien sûr, puisque je ne sais vraiment pas écrire du code, on m'y a aidé. J'ai eu deux étudiants en licence de l'Institut de Technologie de Californie qui ont travaillé avec moi. C'est Charles Offria à gauche, et Titus Brown à droite. Ils sont en fait désormais de respectables professeurs à l'Université d'État du Michigan, mais je peux vous assurer qu'à l'époque, nous ne faisions pas une équipe respectable. Et je suis vraiment content qu'aucune photo n'ait survécu de nous trois ensemble où que ce soit.
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.
Mais à quoi ressemble ce système ? Eh bien, je ne peux pas vraiment entrer dans les détails, mais vous pouvez voir ici une partie de ses entrailles. Mais ce sur quoi je voulais me concentrer, c'est ce type de structure de population. Il y a environ 10 000 programmes présents ici. Les différentes souches sont représentées dans des couleurs différentes. Et comme vous pouvez le voir ici, certains groupes croissent les uns au-dessus des autres, parce qu'ils se répandent. À chaque fois qu'il y a un programme qui survit mieux dans ce monde, grâce à n'importe quelle mutation qu'il a acquise, il va se répandre par-dessus les autres et les conduire à l'extinction.
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.
Donc je vais vous montrer un film où vous allez voir ce genre de dynamique. Et on commence ce type d'expériences par des programmes que nous avons écrit nous-mêmes. Nous écrivons nos propres trucs, les répliquons, et sommes très fiers de nous. Nous les implantons, et on peut immédiatement voir qu'il y a des flots et des flots d'innovation. Au fait, c'est extrêmement accéléré, donc c'est comme un millier de générations par seconde. Mais le système se demande immédiatement : "C'était quoi ce stupide bout de code ? On peut l'améliorer de tant de façons et si rapidement." Donc vous voyez des flots de nouveaux genres qui prennent le dessus des autres genres. Et ce type d'activité dure un certain temps, jusqu'à ce que les principales choses faciles aient été acquises par ces programmes. Alors vous voyez survenir comme une stase, où en gros le système attend un nouveau type d'innovation, comme celle-ci, qui va se répandre par-dessus toutes les autres innovations précédentes et efface les gènes qu'il avait avant, jusqu'à ce qu'un nouveau type de complexité, plus avancé, soit atteint. Et ce processus continue encore et encore.
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."
Donc ce que nous voyons ici est un système qui vit de façon très similaire à ce que nous connaissons comme étant la vie. Mais ce que les gens de la NASA me demandaient vraiment était : "Est-ce que ces trucs ont une signature biologique ? Peut-on mesurer ce genre de vie ? Parce que si on peut, nous avons peut-être une chance de vraiment découvrir de la vie ailleurs sans être influencés par des références comme les acides aminés." Donc j'ai dit : "Eh bien, nous devrions peut-être construire une signature biologique basée sur la vie en tant que processus universel. En fait, elle devrait peut-être utiliser les concepts que j'ai développés rien que pour avoir une idée en quelque sorte de ce qu'un système vivant simple pourrait être."
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.
Et ce que j'ai produit - je dois d'abord vous présenter cette idée, peut-être que ce serait un détecteur de sens, plutôt qu'un détecteur de vie. Et la façon dont nous ferions cela - j'aimerais trouver comment je peux distinguer un texte écrit par un million de singes, par opposition à un texte qui se trouve dans nos livres. Et j'aimerais le faire d'une façon telle que je n’aie en fait pas besoin de pouvoir lire la langue, parce que je suis sûr que je n'en serai pas capable. Tant que je sais qu'il y a une sorte d'alphabet. Donc il y aurait un graphique de la fréquence à laquelle vous trouvez chacune des 26 lettres de l'alphabet dans un texte écrit par n'importe quel singe. Évidemment chacune de ces lettres apparaît en gros à la même fréquence.
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.
Mais si vous regardez la même distribution dans les textes en anglais, ça ressemble à ça. Et je peux vous dire, c'est très consistant dans les textes en anglais. Si je regarde les textes en français, ça a l'air un peu différent, ou en italien ou en allemand. Les langues ont toutes leur propre type de distribution de fréquences, mais c'est consistant. Peu importe si le texte parle de politique ou de science. Peu importe si c'est un poème ou un texte de mathématiques. C'est une signature consistante, et c'est très stable. Tant que nos livres sont écrits en anglais - parce que les gens les réécrivent et les recopient - on y trouvera ça.
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.
Ça m'a amené à me demander ce qui se passerait si j'essayais d'utiliser cette idée non pas pour distinguer les textes aléatoires des textes avec du sens, mais plutôt pour détecter qu'il y a du sens dans les biomolécules qui constituent la vie. Mais d'abord je dois poser la question : "Que sont ces blocs de construction, comme l'alphabet, ces éléments que je vous ai montrés ?" Eh bien, il s'avère que nous avons de nombreuses alternatives pour un tel ensemble de blocs de construction. On pourrait utiliser les acides aminés, on pourrait utiliser les acides nucléiques, les acides carboxyliques, les acides gras. En fait la chimie est extrêmement riche, et notre corps en utilise beaucoup. Donc pour vérifier cette idée
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.
on a d'abord examiné les acides aminés et d'autres acides carboxyliques. Voici le résultat. Voici, en fait, ce que vous obtenez si par exemple vous regardez la distribution des acides aminés sur une comète ou dans l'espace interstellaire ou, en fait, en laboratoire, où vous vous assurez que dans votre soupe primitive il n'y a pas d'éléments vivants. Ce que vous trouvez est principalement de la glycine, puis de l'alanine, et aussi les autres acides sous forme de traces. C'est également très consistant, ce que vous trouvez dans des systèmes comme la Terre où il y a des acides aminés,
But suppose you take some dirt and dig through it
mais pas de vie.
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.
Mais imaginez que vous preniez de la terre, que vous y creusiez et en mettiez dans ces spectromètres, parce qu'il y a des bactéries dans tous les coins ; ou vous prenez de l'eau n'importe où sur la Terre, parce qu'elle grouille de vie, et vous faites la même analyse ; le spectre a l'air totalement différent. Bien sûr il y a toujours de la glycine et de l'alanine, mais en fait ce sont ces éléments lourds, ces acides aminés lourds qui sont produits parce qu'ils sont importants pour l'organisme. Et d'autres, qui ne sont pas utilisés dans le groupe de 20, n'apparaîtront pas du tout, dans aucun type de concentration. Cela s'avère aussi être extrêmement consistant. Peu importe quel type de sédiment vous broyez, que ce soit des bactéries ou n'importe quels autres plantes ou animaux. Partout où il y a de la vie, vous allez trouver cette distribution-ci, par opposition à cette distribution-là. Et il n'y a pas que dans les acides aminés qu'on peut le détecter.
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.
Maintenant vous pourriez demander : "Bien, que se passe-t-il pour ces Avidiens ?", les Avidiens étant les habitants du monde informatique, où ils sont parfaitement heureux de se répliquer et de se complexifier. Donc voici la distribution que vous obtenez si, en réalité, il n'y a pas de vie. Ils ont environ 28 de ces instructions. Et si vous avez un système où les uns sont remplacés par les autres, c'est comme les singes qui tapent à la machine. Chacune de ces instructions apparaît approximativement à la même fréquence. Mais si vous prenez un groupe de trucs qui se répliquent comme dans la vidéo que vous avez vue, ça ressemble à ça. Donc il y a des instructions qui sont extrêmement importantes pour ces organismes, et leur fréquence va être élevée. Et il y a en fait des instructions que vous n'utilisez qu'une fois, et encore. Elles sont soit toxiques ou doivent vraiment être utilisées à un niveau inférieur à celui du hasard. Dans ce cas, la fréquence est plus basse. Et maintenant on peut voir si la signature est vraiment consistante. Je peux vous dire qu’en effet, elle l'est, parce que ce type de spectre, juste comme vous l'avez vu dans les livres, et juste comme vous l'avez vu avec les acides aminés, peu importe le changement que vous apportez à l'environnement, c'est très constant ; ça va refléter l'environnement.
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.
Je vais maintenant vous montrer une petite expérience que nous avons faite. Je dois vous expliquer : le haut de ce graphique vous montre la distribution des fréquences dont je vous ai parlée. Ici, en fait, c'est un environnement sans vie où chaque instruction survient à la même fréquence. Et en-dessous, je montre, en fait, le taux de mutation dans l'environnement. Et je commence cela à un taux de mutation qui est si élevé que même si vous lâchiez un programme qui se réplique qui dans d'autres circonstances grandirait tranquillement pour remplir le monde entier, si vous le lâchiez dedans, il mutera jusqu'à la mort immédiatement. Donc il n'y a pas de vie possible à ce taux de mutation. Mais je vais lentement baisser la température, pour ainsi dire, et on a alors un seuil de viabilité où il serait alors possible pour un réplicateur de vivre. Et en effet, nous allons lâcher ces trucs dans cette soupe tout le temps.
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.
Donc voyons ce à quoi ça ressemble. D'abord, rien, rien, rien. Trop chaud, trop chaud. Maintenant le seuil de viabilité est atteint, et la distribution de fréquence a radicalement changé et en fait se stabilise. Maintenant ce que j'ai fait ici est que, j'ai été méchant, j'ai juste monté la température encore et encore. Bien sûr le seuil de viabilité a été atteint. C'est tellement chouette que je vous montre ça encore une fois. Vous atteignez le seuil de viabilité. La distribution passe au mode "vivant" ! Alors, une fois atteint le seuil où le taux de mutation est si élevé que vous ne pouvez pas vous auto-reproduire, vous ne pouvez pas reproduire l'information vers vos descendants sans faire tant d'erreurs que votre capacité à vous répliquer s'évapore. Et alors la signature est perdue.
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.
Qu'apprenons-nous de cela ? Eh bien, je pense que nous apprenons un certain nombre de choses. L'une d'elles est de savoir si nous capables de penser à la vie en des termes abstraits. Et on ne parle pas de choses comme les plantes, et on ne parle pas des acides aminés, et on ne parle pas de bactéries, mais on pense en termes de processus. Alors on peut commencer à penser à la vie, non pas comme quelque chose de si spécifique à la Terre, mais qui en fait pourrait exister n'importe où. Parce que ça a vraiment seulement à voir avec ces concepts d'information, de stockage de l'information à l'intérieur de substrats physiques (n'importe quelle information : octets, acides nucléiques, quoi que ce soit qui soit un alphabet) et avec l'assurance qu'il y a des processus pour que l'information soit stockée pour bien plus longtemps que l'échelle de temps à laquelle vous vous attendriez à ce que l'information se détériore. Et si vous pouvez faire cela, alors vous avez de la vie.
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.
Donc la première chose que nous avons apprise est qu'il est possible de définir la vie uniquement en termes de processus , sans faire du tout référence au type de choses que nous chérissons, comme le type de vie sur terre. Et dans un sens cela nous éloigne encore, comme toutes nos découvertes scientifiques, ou beaucoup d'entre elles - c'est l'homme perpétuellement détroné - de la manière dont nous nous pensons spéciaux parce que nous sommes vivants Nous pouvons fabriquer la vie. Nous pouvons fabriquer la vie dans des ordinateurs. Certes, c'est limité, mais nous avons appris ce qu'il faut pour réellement la construire. Et une fois que nous avons cela, ce n'est alors plus une tâche si difficile de dire, si nous comprenons le processus fondamental qui ne réfère à aucun substrat particulier, nous pouvons aller essayer d'autres mondes, comprendre quelles sortes d'alphabets chimiques pourraient exister, comprendre suffisamment la chimie normale, la géochimie de la planète, pour savoir à quoi ressemblera la distribution en l'absence de vie, et puis chercher ce qui en dévie largement, cette chose qui dépasse et qui nous fait dire "Cet élément chimique ne devrait pas être là." Maintenant nous ne savons pas qu'il y alors de la vie, mais on pourrait dire : "Au moins je vais devoir regarder très précisément cet élément chimique et voir d'où il vient." Et cela pourrait être notre chance de vraiment découvrir de la vie quand nous ne pouvons pas la détecter visuellement.
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.
Et c'est vraiment le seul point à retenir que j'ai à vous soumettre. La vie peut être moins mystérieuse que nous l'imaginons quand nous essayons d'imaginer comment cela doit être sur d'autres planètes. Et si nous retirons le mystère de la vie, je pense que c'est alors un peu plus facile pour nous de penser à comment nous vivons, et en quoi nous ne sommes peut-être pas aussi spéciaux que nous le pensons. Je vais vous laisser là-dessus.
And thank you very much.
Merci beaucoup.
(Applause)
(Applaudissements)