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."
Dunque, io ho una carriera strana. Lo so perché la gente viene da me, tipo i colleghi, e dice "Chris, tu hai una carriera strana."
(Laughter)
(Risate)
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.
E capisco il loro punto perché ho iniziato la mia carriera come fisico nucleare teorico. Pensavo a quarks, gluoni e collisioni di metalli pesanti, e avevo solo 14 anni. No, no, non avevo 14 anni. Ma successivamente, in effetti ho avuto il mio laboratorio nel dipartimento di neuroscienze computazionali e certamente non facevo neuroscienza. Più tardi, avrei lavorato sulla genetica evolutiva, e avrei lavorato sulla biologia dei sistemi.
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."
Ma oggi sto per raccontarvi qualcos'altro. Sto per raccontarvi come ho imparato qualcosa sulla vita. [La vita, ma non come la consociamo] Ero uno ingegnere aerospaziale. Non ero proprio un ingegnere aerospaziale, ma lavoravo al Jet Propulsion Laboratory nell'assolata California, dove fa caldo; mentre ora sono nel mid-West, e fa freddo. Ma è stata un'esperienza appassionante. Un giorno un manager della NASA entra nel mio ufficio, si siede e mi chiede "Per favore, ci puoi dire come cercare vita fuori dalla Terra?" E fu una vera sorpresa per me, perché in effetti ero stato assunto per lavorare sul calcolo quantistico. Però, diedi un'ottima risposta. Dissi: "Non ne ho idea".
(Laughter)
E mi disse "Firme Biologiche,
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?"
dobbiamo cercare firme biologiche". E io dissi "Cosa sono?" E lui disse "È qualsiasi fenomeno misurabile che ci permette di indicare la presenza di vita". E io dissi "Veramente? Non è troppo facile? Voglio dire, noi abbiamo la vita. Non potete applicare una definizione come ad esempio, una definizione di vita stile Corte Suprema?" [La riconosco quando la vedo]
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.
E allora ci ho riflettuto un po', e ho detto "Bene, è veramente così facile? Perché, sì, se vedete qualcosa come questo, allora certo, bene, la chiamerò vita -- nessun dubbio. Ma ecco un'altra cosa". E prosegue "Bene, anche questa è vita. Lo so". Eccetto che, se pensate che la vita si definisca anche con le cose che muoiono su questa cosa non sei stato fortunato, perché in realtà è un organismo molto strano. Cresce fino allo stadio adulto come questo e poi attraversa una fase alla Benjamin Button, e in effetti torna indietro e indietro finché diventa di nuovo un embrione, e poi cresce di nuovo, e avanti e indietro -- una specie di yo-yo -- e non muore mai. Quindi in effetti è vita, ma in realtà non è la vita come pensavamo che fosse. E poi vedete qualcosa come questa. E dite " Mio Dio, che forma di vita è questa?" Nessuno lo sa? In effetti non è vita, è un cristallo.
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.
Quindi una volta che iniziate a osservare e osservare cose sempre più piccole -- questa persona in particolare ha scritto un intero articolo per dire "Ehi, questi sono batteri". Però, se guardate più da vicino, vedete, in effetti, che questa cosa è troppo piccola per essere niente di tutto ciò. Quindi lui era convinto, ma, in effetti, la maggioranza non lo era. E poi, ovviamente, la NASA fece un grande annuncio, e il Presidente Clinton tenne una conferenza stampa, su questa scoperta incredibile della presenza di vita su un meteorite marziano. Salvo che oggi, è pesantemente in dubbio. Se avete imparato da tutte queste foto, allora vi renderete conto che in realtà non è così facile. Forse ho davvero bisogno di una definizione di vita per poter fare questo tipo di distinzione.
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.
Quindi la vita può essere definita? Voi come fareste? Beh certo, andreste sull'Enciclopedia Britannica alla lettera V. No, certo non fareste così: lo cerchereste su Google. E potreste trovare qualcosa.
(Laughter)
E quello che potreste ottenere --
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.
e qualsiasi cosa si riferisca alla cose cui siamo abituati, le gettate via. Poi potreste trovare una cosa come questa. Dice qualcosa di complicato con tantissimi concetti. Chi diavolo scriverebbe una cosa così contorta, complessa e vaga? Oh, in effetti è una serie di concetti molto importanti. Allora evidenzio solo qualche parola e dico che definizioni come questa dipendono da cose che non sono basate su aminoacidi o foglie o niente cui siamo abituati, ma di fatto solo su processi. E se date un'occhiata, questa è in realtà in un libro che ho scritto sulla vita artificiale. E questo spiega perché quel dirigente della Nasa era nel mio ufficio, tanto per cominciare. Perché l'idea era che, con concetti come questi, magari potremmo fabbricare una forma di vita.
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.
E se vi chiedeste "Che diavolo è la vita artificiale?", vi faccio fare un giro veloce di come questa cosa è venuta fuori. È iniziato tutto un po' di tempo fa quando qualcuno in Nuova Zelanda ha scritto uno dei primi virus per computer di successo. E per quelli di voi che non sono abbastanza grandi, che non hanno idea di come l'infezione funzionava -- per essere precisi, tramite questi floppy disk. Ma la cosa interessante di queste infezioni da virus informatici era che, se guardate la velocità con cui l'infezione si propagava, mostra questo comportamento a picchi a cui siamo abituati nei virus influenzali. In effetti si deve a questa guerra agli armamenti tra hackers e creatori di sistemi operativi il fatto che le cose vadano avanti e indietro. E il risultato è questa sorta di albero della vita di questi virus, una filogenesi che somiglia molto al tipo di vita cui siamo abituati, almeno a livello virale.
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.
È dunque vita questa? Non per quanto mi riguarda. Perché? Perché queste cose non evolvono da sole. Di fatto, ci sono hacker che li scrivono. Ma l'idea è stata spinta oltre molto rapidamente quando uno scienziato del Santa Fe Insitute decise "Perchè non proviamo a impacchettare questi virus in mondi artificiali all'interno di un computer e li lasciamo evolvere?" Questo era Steen Rasmussen. E ha progettato questo sistema, ma non funzionava proprio, perché i suoi virus continuavano a distruggersi l'un l'altro. Ma c'era un'altro scienziato che seguiva tutto ciò, un ecologista. Tornò a casa dicendo "So come sistemarla". E scrisse il Tierra System, che, nel mio libro, è in effetti uno dei primi sistemi viventi davvero artificiali -- se non fosse che questi programmi non crescevano realmente in complessità.
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.
A quel punto, dopo averlo visto funzionare, averci lavorato un po', sono arrivato io. E ho deciso di creare un sistema che abbia tutte le proprietà necessarie per osservare l'evoluzione della complessità, problemi sempre più complessi che si evolvono. Naturalmente, dato che non so realmente scrivere codice, mi hanno aiutato. Avevo due studenti al Califorina Institute of Technology che lavoravano con me. A sinistra Charles Offria, a destra Titus Brown. In realtà ora sono due rispettabili professori alla Michigan State University, ma vi posso assicurare che, a quell'epoca, non eravamo un gruppo rispettabile. E sono felice che non sopravviva da nessuna parte alcuna foto di noi tre insieme.
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.
Ma che aspetto ha questo sistema? Beh, non posso andare proprio del dettaglio, ma qui potete vedere le sue viscere. Ma quello su cui voglio concentrarmi è questo tipo di struttura della popolazione. Ci sono circa 10.000 programmi seduti qui. Ogni varietà viene identificata da un colore diverso. E vedete qui, ci sono gruppi che crescono l'uno sull'altro, perché si estendono. Ogni volta che c'è un programma migliore nel sopravvivere in questo mondo, dovuto a qualunque mutazione abbia acquisito, si espanderà sugli altri e porterà gli altri all'estinzione.
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.
Vi mostrerò un filmato dove vedrete questo tipo di dinamica. Questo tipo di esperimenti ha inizio con programmi che abbiamo scritto noi. Ce li scriviamo noi, li replichiamo, e ne siamo orgogliosi. Li mettiamo dentro, e quello che vedete immediatamente è che ci sono onde e onde di innovazione. A proposito, questo è molto accellerato, si tratta quindi di un migliaio di generazioni al secondo. Immediatamente il sistema si chiede "Che pezzo di strano codice è questo? Si può migliorare in così tanti modi così rapidamente". Vedete quindi ondate di nuovi tipi che prendono il sopravvento sugli altri. Questo tipo di attività prosegue per un po', finché le cose essenziali vengono acquisite da questi programmi. E poi sopraggiunge una specie di stasi dove il sistema sostanzialmente aspetta un nuovo tipo di innovazione, come questa, che si diffonde su tutte le altre innovazioni di prima e cancella i geni che aveva prima, finché si ottiene un nuovo tipo di complessità più elevata. E questo processo continua ad andare avanti.
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."
Quello che vediamo qui è un sistema che vive nel modo in cui siamo abituati a vedere la vita. Ma quello che i ragazzi della NASA mi avevano chiesto in realtà era "Questi ragazzi hanno un firma bilogica? Possiamo misurare questo tipo di vita? Perché se possiamo, forse abbiamo la possibilità di scoprire la vita da qualche altra parte senza essere prevenuti da cose come gli aminoacidi". Ho quindi detto "Bene, forse dovremmo costruire una firma biologica basata sulla vita come processo universale. In realtà, forse dovrebbe fare uso dei concetti che ho sviluppato solo allo scopo di catturare quello che potrebbe essere un semplice sistema vivente".
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.
E quello che ho tirato fuori -- prima devo introdurvi un po' l'idea, e forse sarebbe un rilevatore di senso, più che un rilevatore di vita. E il modo in cui farlo -- vorrei scoprire come possiamo distinguere testo scritto da un milione di scimmie, rispetto al testo che è nei nostri libri. E vorrei farlo in modo che io non debba essere in grado di leggere la lingua, perché sono sicuro che non sarei in grado. L'importante è che io sappia che c'è un alfabeto. Ecco qui un grafico sulla frequenza in cui trovate ognuna delle 26 lettere dell'alfabeto in un testo scritto a caso da scimmie. E ovviamente ognuna di queste lettere compare più o meno con la stessa frequenza.
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.
Ma se osservate la stessa distribuzione nei testi inglesi, assomiglia a questo. E vi assicuro, è accertato nei testi inglesi. E se guardo i testi francesi c'è qualche differenza, o quelli italiani o tedeschi. Hanno tutti la loro distribuzione di frequenza, ma è accertato. Non importa se si scrive di politica o di scienza. Non importa che sia un poema o un testo matematico. È un'impronta forte, ed è molto stabile. Finché i nostri libri sono scritti in inglese -- perché la gente li riscrive e li ricopia -- ci troveremo questo.
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.
Questo mi ha spinto a pensare di utilizzare questa idea allo scopo non di distinguere testi casuali da testi con un significato, ma piuttosto a identificare un significato nelle biomolecole che formano la vita. Ma prima devo chiedere: quali sono i mattoni, come l'alfabeto, gli elementi che vi ho mostrato? Salta fuori che ci sono diverse alternative per una tale serie di mattoni. Potremmo usare gli aminoacidi, potremmo usare gli acidi nucleici, gli acidi carbossilici, gli acidi grassi. In effetti la chimica è estremamente ricca, e il nostro corpo ne usa molti. Quindi, per verificare questa idea,
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.
prima ho osservato gli aminoacidi e qualche altro acido carbossilico. Ed ecco il risultato. Ecco qui, di fatto, quello che si ottiene se per esempio guardate la distribuzione degli aminoacidi su una cometa o nello spazio interstellare o, di fatto, in un laboratorio dove prima ci si è assicurati che nel brodo primordiale non ci sia nessuna forma di vita. Quello che trovate è principalmente glicine e poi alanina e ci sono tracce di alcuni degli altri elementi. Anche questo è accertato -- quello che trovate in sistemi come la Terra dove ci sono aminoacidi,
But suppose you take some dirt and dig through it
ma non c'è vita.
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.
Ma supponete di prendere della terra e scavarci dentro e poi metterla in questi spettrometri, perché ci sono batteri ovunque; o prendete dell'acqua in qualsiasi parte della Terra, perché va di pari passo con la vita, e fate la stessa analisi; lo spettro appare completamente diverso. Certo, ci sono sempre glicine e alanina, ma di fatto, ci sono questi elementi pesanti, questi pesanti aminoacidi, che vengono prodotti perché sono importanti per l'organismo. E altri ancora, tra i 20, che non vengono usati, che non appariranno per niente, in nessuna concentrazione. Quindi anche questo si rivela essere accertato. Non importa che tipo di sedimento usate per sminuzzare, che siano batteri o qualunque altra pianta o animale. Ovunque ci sia vita, otterrete questa distribuzione, invece di quella distribuzione. Ed è rilevabile non solo negli aminoacidi.
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.
Potreste chiedervi: bene, e questi Avidian? Gli Avidian sono i cittadini di questo mondo informatico dove sono assolutamente felici replicandosi e crescendo in complessità. Questa è la distribuzione che ottenete se, di fatto, non c'è vita. Hanno circa 28 di queste istruzioni. E se avete un sistema dove gli uni sostituiscono gli altri, è come avere delle scimmie che scrivono con una macchina da scrivere. Ognuna di queste istruzioni compare con pressapoco la stessa frequenza. Ma se prendete una serie di cose che si replicano come nel video che avete visto, assomiglia a questo. Ci sono alcune istruzioni che sono molto importanti per questi organismi, e la loro frequenza sarà molto alta. E ci sono in realtà alcune istruzioni usate una volta sola, se è tanto. Quindi o sono velenose o dovrebbero veramente essere usate solo casualmente o meno. In questo caso, la frequenza è più bassa. Quindi ora possiamo controllare, questa è una firma accertata? Posso dirvi con certezza che lo è, perché questo tipo di spettro, così come avete visto nei libri, e così come avete visto negli aminoacidi, non importa più come cambiate l'ambiente, è accertato; rifletterà l'ambiente circostante.
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.
Ora vi farò vedere un piccolo esperimento che abbiamo fatto. Devo spiegarvi un po', la parte alta di questo grafico mostra quella distribuzione di frequenza di cui vi ho parlato. Ora, in effetti, è l'ambiente privo di vita dove ogni istruzione si verifica con uguale frequenza. E lì sotto mostro, in effetti, il tasso di mutazione dell'ambiente. Inizio ad un tasso di mutazione che è talmente alto che, anche se inserite un programma che si replica che continuerebbe a crescere felicemente fino a riempire il mondo intero, se lo inserite, muterà fino alla morte immediatamente. Non c'è possibilità di vita a quel tasso di mutazione. Ma poi abbasserò il riscaldamento, per così dire, e c'è questa soglia di vitalità dove ora per un replicatore è possibile vivere. E davvero, inseriremo continuamente questi nel brodo.
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.
Vediamo a cosa assomiglia. Prima, niente, niente, niente. Troppo caldo, troppo caldo. Ora la soglia di vitalità viene raggiunta, e la distribuzione di frequenza è cambiata radicalmente, di fatto si stabilizza. Quello che ho fatto qui, ora, sono stato un po' cattivo, ho alzato il riscaldamento ancora e ancora. E ovviamente si raggiunge la soglia di vitalità. Ve lo mostro ancora perché è così bello. Raggiungete la soglia di vitalità. La distribuzione diventa "vivo!" E poi, una volta che avete raggiunto la soglia dove il tasso di mutazione è così alto che non potete auto-riprodurvi, non potetre trasmettere le informazioni alla vostra prole senza fare tanti errori tali per cui la vostra abilità nel replicarvi svanisce. E poi la firma si perde.
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.
Cosa impariamo da questo? Credo che impariamo un certo numero di cose. Una di queste, se siamo capaci di pensare alla vita in termini astratti -- e non stiamo parlando di cose come le piante, e non stiamo parlando di aminoacidi, e non stiamo parlando di batteri, ma pensiamo in termini di processi -- poi potremo pensare alla vita, non a qualcosa di così speciale sulla terra, ma che, di fatto, potrebbe esistere ovunque. Perché ha veramente a che fare con quei concetti di informazione, di immagazzinamento dell'informazione all'interno dei substrati fisici -- qualunque cosa: bit, acidi nucleici, qualunque cosa assomigli a un alfabeto -- e assicuratevi che ci sia un qualche processo così che l'informazione possa essere immagazzinata più a lungo di quanto possiate aspettarvi che sia necessario per il deterioramento delle informazioni. E se riuscite a farlo, allora ottenete la vita.
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.
Quindi la prima cosa che si impara è che è possibile definire la vita in termini di soli processi, senza fare per niente riferimento al tipo di cose a cui siamo legati, come il tipo di vita che c'è sulla Terra. E questo in un certo senso ci allontana ancora una volta, come per tutte le scoperte scientifiche, o molte di loro -- è questo continuo detronizzare l'essere umano -- per cui pensiamo di essere speciali perché siamo vivi. Possiamo creare la vita. Possiamo creare la vita in un computer. Ve lo concedo, è limitato, ma abbiamo imparato quello che ci vuole per costruirla realmente. E una volta che abbiamo questo, non è più un compito così difficile dire, se capiamo i processi fondamentali che non si riferiscono a nessun substrato particolare, allora possiamo andare lontano e provare altri mondi, scoprire che tipo di alfabeto chimico ci potrebbe essere, scoprire abbastanza della chimica classica, la geochimica del pianeta, così da sapere a cosa assomiglia questa distribuzione in assenza di vta, e cercarne ampie deviazioni -- questa cosa che spicca, che dice "Questa sostanza chimica non dovrebbe proprio esserci". A quel punto ancora non sappiamo che c'è vita, ma potremmo dire, "Bene, come minimo dovrò dare un'occhiata molto attenta a questa sostanza chimica e vedere da dove viene". E potrebbe essere la nostra opportunità di scoprire realmente la vita dove non possiamo vederla fisicamente.
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.
Questo è veramente il messaggio da portarvi a casa che ho per voi. La vita può essere meno misteriosa di quanto pensiamo quando cerchiamo di pensare a come potrebbe essere su altri pianeti. E se togliamo il mistero della vita, credo che sia un po' più facile pensare a come viviamo, e come forse non siamo così speciali come pensiamo. Vi lascerò con questo.
And thank you very much.
E grazie molte.
(Applause)
(Applausi)