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."
Tôi có một nghề nghiệp khá lạ. Tôi biết điều đó vì mọi người gặp tôi, giống như các đồng nghiệp, và nói, "Chris này, anh có một công việc thật lạ lùng."
(Laughter)
(tiếng cười)
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.
Và tôi hiểu ý họ, vì tôi đã bắt đầu sự nghiệp của mình bằng việc làm một nhà vật lý thuyết nguyên tử. Và tôi đã suy nghĩ về hạt quark và gluon và những vụ va chạm ion mạnh, khi tôi mới 14 tuổi. Không phải, lúc đó tôi không 14 tuổi. Nhưng sau đó, tôi thực sự có riêng một phòng thí nghiệm trong phòng sinh học thần kinh máy tính, và tôi không làm bất kỳ sinh học thần kinh nào. Sau đó, tôi làm về gen tiến hóa, và sinh học hệ thống.
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."
Nhưng tôi sẽ nói với quý vị về một thứ khác trong ngày hôm nay. Tôi sẽ kể với quý vị về việc tôi đã biết về sự sống như thế nào. Và tôi thực ra đã là kĩ sư hàng không vũ trụ gian. Tôi không thực sự là kĩ sư hàng không vũ trụ gian, nhưng tôi đang làm tại Phòng thí nghiệm Phản lực ở bang California đầy nắng ấm, nhưng giờ thì tôi ở vùng Tây Trung Bộ với thời tiết lạnh. Nhưng tôi hứng thú với trải nghiệm này. Một ngày nọ, người quản lý của NASA tới văn phòng tôi, ngồi xuống và nói, "Xin anh cho biết, làm cách nào chúng ta tìm thấy sự sống ngoài Trái đất?" Tôi rất bất ngờ, vì tôi thực ra được thuê làm về tính toán lượng tử. Nhưng tôi đã có một câu trả lời hay. Tôi nói, "Tôi không biết"
(Laughter)
Và ông ấy nói với tôi, "Dấu hiệu sinh học,
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?"
chúng tôi cần tìm dấu hiệu sinh học." Và tôi nói, "Đó là gì?" Ông ta nói, "Đó là bất kỳ hiện tượng có thể định lượng cho phép chúng ta chỉ ra sự tồn tại của sự sống." Và tôi nói, "Vậy à? Vì cái đó rất dễ mà? Ý tôi là chúng ta có sự sống. Sao chúng ta không áp dụng một định nghĩa, giống như là, một định nghĩa giống Tòa án Tối cao về sự sống?"
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.
Và sau đó tôi suy nghĩ một chút về việc này và nói, "Dễ như vậy sao? vậy nếu bạn thấy một thứ như thế này thì được rồi, tôi sẽ gọi đó là sự sống - chắc chắn là thế. Nhưng có một thứ thế này " Và ông ta nói tiếp"Đó cũng là sự sống. Tôi biết thế mà" Trừ phi các bạn cho rằng sự sống được định nghĩa bởi những thứ đã chết, bạn sẽ không may mắn với điều này, bởi nó thực sự là một sinh vật rất kì lạ. Nó phát triển tới giai đoạn trưởng thành như vậy và rồi trải qua một giai đoạn Benjamin Button, và cứ thế trở lại như cũ cho đến khi nó lại là một tế bào nhỏ bé. và thực tế là lại lớn lên, rồi nhỏ lại và lớn lên-- cứ như vậy-- và không bao giờ chết. Đó thực ra là sự sống, nhưng thực sự lại không phải là cái mà chúng ta tưởng là sự sống và rồi bạn nhìn thấy một thứ như thế này Và ông ta đã như thế này" Chúa ơi, sao lại có loại sự sống như vậy?" Có ai biết không ? Nó thực tế không phải sự sống mà là một tinh thể.
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.
Một khi các bạn bắt đầu nhìn và nhìn vào những thứ nhỏ hơn-- thì người này đã viết cả một bài báo nói rằng," Này, đó chính là vi khuẩn đấy." Trừ phi, bạn nhìn kĩ hơn một chút, bạn có thể thấy rằng nó quá nhỏ để là một thứ gì tương tự như vậy. Vậy nên ông ta bị thuyết phục, nhưng, thực tế, phần lớn mọi người không như vậy. Và rồi, tất nhiên, NASA đã có một thông báo lớn, và Tổng thống Clinton đã có một cuộc họp báo, về khám phá kì diệu về sự sống trong một thiên thạch từ sao Hỏa. Tuy nhiên, ngày nay điều này vẫn đang được tranh cãi gay gắt. Nếu bạn hiểu về những bức ảnh này, thì bạn sẽ nhận ra rằng, trên thực tế, nó không hề đơn giản. Có thể tôi thực sự rất cần một định nghĩa về sự sống để làm rõ sự khác biệt đó.
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.
Vậy thì sự sống có thể được định nghĩa không? Nếu có thì chúng ta sẽ làm thế nào? Vâng tất nhiên, bạn có thể dùng Bách Khoa toàn thư nước Anh và lật tới vần L. Không tất nhiên là bạn sẽ không làm như vậy, bạn sẽ gõ nó trên Google. Và bạn có thể tìm thấy cái gì đó.
(Laughter)
Và cái bạn có thể tìm thấy--
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.
và bất cứ định nghĩa nào mà chúng ta đã quen với, bạn sẽ bỏ nó đi. Và bạn sẽ nảy ra một thứ như thế này. Và nó đề cập tới một thứ vô cùng phức tạp với rất rất nhiều khái niệm. Ai lại có thể viết ra một thứ phức tạp và rắc rối và điên rồ như thế? Nhưng nó thực tế lại là các khái niệm rất rất rất quan trọng đấy. Tôi chỉ nhấn mạnh một số từ và nêu ra định nghĩa như sau dựa trên những thứ mà không dựa trên amino acid hay bất cứ thứ gì mà chúng ta vẫn biết, mà chỉ dựa trên những quá trình. Và nếu bạn xem xét nó, đây là điều tôi đã viết trong một cuốn sách về các dạng sống nhân tạo. Và điều này giải thích tại sao giám đốc NASA đã tới văn phòng của tôi. Vì ý tưởng là, với những khái niệm như thế, chúng ta có thể sản xuất một dạng sống.
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.
Nếu bạn tự hỏi mình, "Sự sống nhân tạo là cái quái gì ?", hãy để tôi đưa bạn đi một chuyến đi lốc xoáy về việc làm cách nào những thứ này xảy ra. Nó xảy ra cũng lâu rồi khi một người nào đó đã tạo ra thành công một trong những loại virus máy tính đầu tiên. Đối với những người trong số các bạn còn quá trẻ, các bạn không thể có bất cứ một ý niệm gì về cách mà sự lây nhiễm này hoạt động-- qua những chiếc đĩa mềm. Nhưng điều thú vị về sự lây nhiễm những lại virus máy tính này là, nếu bạn thấy tốc độ mà chúng lây nhiễm, chúng cho thấy hành vi dữ dội mà bạn đã thấy ở virus cảm cúm. Và điều này thực tế là do sự chạy đua vũ trang giữa những tên hacker và những người thiết kế hệ thống điều hành mà mọi thứ cứ thay đổi liên tục. Và kết quả là sự phát triển của đời sống của những loại virus này, giống như sự phát sinh loài. tương tự như dạng sự sống mà chúng ta đã biết, ít nhất là ở cấp độ virus.
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.
Vậy đó có được coi là sự sống? Theo tôi được biết thì không. Tại sao?Vì thực thể này không tự nó phát triển. Thực tế thì những hacker đã lập trình nên chúng. Nhưng ý tưởng này đã nhanh chóng được cân nhắc sâu sa hơn khi một nhà khoa học làm việc tại Viên Khoa học quyết định, "Tại sao chúng ta không gói gọn những con virus nhỏ này trong thế giới nhân tạo bên trong máy tính và để chúng phát triển?" Và đây là Steen Rasmussen. Ông đã thiết kế ra hệ thống này, nhưng nó thực sự không hoạt động, vì những con virus của ông ý thực tế là tàn phá lẫn nhau. Nhưng có một nhà khoa học khác cũng theo dõi điều này, một nhà sinh thái học Và ông ý về nhà và nói"Tôi biết cách chữa nó." Và ông ta đã viết hệ Tiera , trong cuốn sách của tôi, thực tế là một trong những hệ thống sự sống nhân tạo đầu tiên-- ngoại trừ việc những chương trình này không thực sự phát triển về mức độ phức tạp.
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.
Nên quan sát việc này,nghiên cứu một chút về chúng và đây là lúc tôi bắt tay vào Và tôi đã quyết định tạo ra một hệ thống có tất cả các thành phần cần thiết để quan sát được sự tiến hóa của mức độ phức tạp, càng nhiều các vấn đề phức tạp tiến hóa liên tục xuất hiện. và tất nhiên,vì tôi không biết lập trình, tôi được trợ giúp trong việc này tôi có hai sinh viên đại học tai Học viện Khoa học Kĩ thuật California làm việc với tôi. Bên tay trái là Charles Offria , và bên tay phải là Titus Brown. Họ bây giờ đã là những giáo sư có danh tiếng tại Đại học Michigan, nhưng tôi có thể đảm bảo với các bạn rằng, trở lại những ngày trước kia, chúng tôi không phải là một đội có tiếng. Và tôi thực sự hạnh phúc vì không có bức ảnh nào còn sót lại mà có cả 3 chúng tôi chụp chung.
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.
Nhưng hệ thống này trông như thế nào? Tôi không thể đi vào chi tiết, nhưng những gì mà các bạn thấy ở đây là những phần thiết yếu nhất. Nhưng cái mà tôi muốn tập trung vào là loại cấu trúc tập thể này. Có khoảng 10,000 chương trình ở đây. Và tất cả những mối khác nhau có màu khác nhau. Và bạn có thấy rằng có những nhóm phát triển trên những nhóm khác, vì chúng đang lan rộng. Bất cứ khi có một chương trình nó có thể phát triển tốt hơn trong thế giới đó, vì cho dù nó có bất kì sự biến đổi nào, nó cũng sẽ lan rộng ra tất cả những cái khác và khiến cho những cái khác tuyệt chủng.
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.
Vì thế tôi sẽ cho các bạn xem một đoạn phim về sự vận động đó. Và hình thức thử nghiệm này được khởi đầu với chương trình mà chúng tôi tự viết. Chúng tôi tự viết nó, tự nhân bản nó, và rất tự hào về bản thân chúng tôi. Và chúng tôi thử nghiệm nó, và cái mà bạn sẽ nhìn ngay sau đây là luôn luôn có làn sóng đổi mới. Nhân tiện. nó đã được tăng tốc cao, nên nó có vẻ như có cả nghìn thế hệ trong một giây. Tuy nhiên, ngay lập tức hệ thống này sẽ như thể, "Có loại mã lệnh nào lại như thế này?" Nó có thể được cải tiến bằng rất nhiều cách một các nhanh chóng." Các bạn có thể thấy có rất nhiều làn sóng các thế hệ mới tràn vào các loại đã có. Và chuyển động này diễn ra trong một khoảng thời gian, cho đến khi những thứ chính đã được thu lại bởi chương trình. Và sau đó thì bạn thấy có một dạng như sự ứ lại tràn lên khi mà hệ thống sẽ chờ cho một dạng mới , như cái này, sẽ lan ra ra tất cả các đổi mới đã có từ trước và xóa đi các gen đã có từ trước, cho đến khi đạt tới một cấp độ phức tạp cao hơn. Và quá trình này cứ diễn ra liên tục.
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."
Những gì chúng ta quan sát thấy ở đây là một hệ thống sống theo một cách rất giống với cách mà chúng ta quen với sự sống. Nhưng cái mà NASA đã hỏi tôi thực sự là, "Có phải chúng có một dấu hiệu sinh học? Liệu chúng ta có thể đo được dạng sự sống này? Vì nếu chúng ta có thể, có thể chúng ta có cơ hội tìm ra sự sống ở một nơi nào đó mà không định kiến về những thứ như amino acid." Vậy thì tôi nói," có lẽ chúng ta nên xây dựng một dấu hiệu sinh học dựa trên sự sống như một quá trình tổng thể. Thực tế, có lẽ nó nên tận dụng những khái niệm mà tôi đã phát triển để thu được một hệ thống sự sống đơn giản sẽ như thế nào."
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.
Và thứ mà tôi đã nảy ra -- trước hết tôi phải giới thiệu với các bạn ý tưởng này, và có lẽ nó như một máy phát hiện ý nghĩa, hơn là máy phát hiện sự sống. Và cái cách mà chúng tôi làm điều đó -- Tôi muốn xem xem bằng cách nào mà tôi có thể phân biệt đoạn văn được viết bởi cả triệu con khỉ, với đoạn văn được viết trong cuốn sách của chúng tôi. Và tôi muốn thực hiện điều đó theo cái cách mà tôi không nhất thiết phải biết đọc ngôn ngữ đó, vì tôi biết rằng tôi cũng không thể làm như vậy. Miễn là tôi biết tới có một hệ thống chữ cái như vậy. đây sẽ là biểu đồ tần suất về mức độ mà bạn tìm thấy mỗi chữ cái trong bảng chữ cái 26 chữ trong một đoạn văn được viết bởi những con khỉ bất kì. Và rõ ràng là mỗi chữ cái này xuất hiện với tần suất khá giống nhau.
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.
Nhưng nếu bạn nhìn vào sự phân bố chữ cái trong một đoạn văn Tiếng Anh, nó y như vậy. Và tôi có thể nói với các bạn rằng, điều này rất phổ biến trong những đoạn văn Tiếng Anh. Và nếu bạn nhìn vào một đoạn văn tiếng Pháp, nó sẽ hơi khác một chút, hay tiếng Ý, tiếng Đức. Chúng đều có tần suất phân bố riêng biệt, nhưng rất phổ biến. Không kể nó nói về chính trị hay khoa học. Không kể nó là thơ hay một đoạn về toán học. Nó là một dấu hiệu rất mạnh, và rất ổn định. Miễn là những quyển sách của chúng tôi được viết bằng tiếng Anh -- vì mọi người vẫn đang viết lại nó và sao chụp lại -- nó sẽ vẫn như thế.
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.
Điều này khiến tôi nghĩ tới, điều gì sẽ xảy ra nếu tôi cố gắng sử dụng ý tưởng này không phải với mục đích phát hiện ra những đoạn trích bất kì từ những đoạn có ý nghĩa, mà để phát hiện ra những ý niệm có ý nghĩa trong những phần tử cấu thành nên sự sống. Nhưng đầu tiên tôi phải hỏi: những khối , như là bảng chữ cái, nguyên tố mà tôi cho các bạn xem là gì? Hóa ra chúng ta có rất nhiều phương án khác nhau cho nhưng khối đó. Chúng ta có thể dùng amino acid, dùng nucleic acid,carboxylic acids,và acid béo. Thực tế, hóa học rất phong phú và cơ thể ta đang sử dụng nó rất nhiều. Vậy nên chúng tôi, để kiểm nghiệm ý tưởng này,
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.
đầu tiên kiểm tra amino acid và một số carboxylic acids. Và đây là kết quả. Đây là những thứ bạn có được nếu bạn, ví dụ, xem sự phân bố của các amino acid trên một sao chổi hay trong khoảng không gian giữa các ngôi sao hay thực tế là ở trong một phòng thí nghiệm, nơi mà bạn chắc chắn rằng ở tình trạng nguyên thủy không có bất cứ một thứ tạp chất sống nào. Thứ bạn tìm thấy phần lớn là glycine và rồi alanine và có một số dấu vết của một số nguyên tố khác. Nó cũng rất mạnh -- thứ mà bạn tìm thấy trong những hệ thống như Trái Đất nơi mà có amino acid,
But suppose you take some dirt and dig through it
nhưng không có sự sống.
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.
Giả sử bạn lấy một ít bụi bẩn và đào sâu và nó và rồi đặt nó vào những cái máy phổ này, vì có vi khuẩn ở khắp mọi nơi; hay như bạn mang nước đi khắp nơi trên Trái Đất, vì nó có đầy ắp sự sống, và bạn thực hiện những phân tích tương tự; hình ảnh sẽ hoàn toàn khác biệt. Tất nhiên sẽ vẫn có glycine và alanine, nhưng thực tế thì có rất nhiều nguyên tố nặng nữa, những amino acid nặng này, mà được sản sinh ra bởi vì nó có giá trị đối với sinh vật. Và một số cái khác mà không được sử dụng trong bộ 20, chúng sẽ thậm chí không xuất hiện dưới bât kì dạng cô cạn nào. Điều này vì thế cũng rất tràn đầy sức sống. Không kể bất kì loại cặn nào mà bạn xay nghiền ra, cho dù nó là vi khuẩn hay thực vật, động vật gì. Bất cứ nơi đâu có sự sống, bạn cũng sẽ có sự phân bố này, đối nghịch với sự phân bố kia. Nó được tìm thấy không chỉ ở amino acid.
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.
Bây giờ bạn có thể hỏi: thế còn những Avidian thì sao? Avidians là những công dân của thế giới máy tính nơi mà chúng hoàn toàn sao lại và phát triển về mức độ phức tạp. Vậy đây là sự phân bố mà bạn có được khi mà thực tế là không có sự sống. Có khoảng 28 loại cấu trúc này. Và nếu bạn có một hệ thống mà chúng bị thay thế cái này bởi cái khác, nó như là những con khỉ đánh máy . Mỗi cấu trúc xuất hiện với tần suất tương đối tương đương. Nhưng nếu bạn lấy một bộ bản sao như ở trong video mà bạn xem, nó trong như thế này. Vậy thì có một số những cấu trúc mà cực kì có giá trị với sinh vật, và tần suất của chúng sẽ rất cao. Thực tế thì có một số cấu trúc mà bạn chỉ sử dụng duy nhất có một lần. Chúng hoặc độc hại hoặc thực sự cần được sử dụng ở một cấp độ nào ít hơn mức độ bất kì . Trong trường hợp này, tần suất thấp hơn. các bạn có thể thấy, có phải nó là một dấu hiệu tràn đầy sự sống? Thực sự là nó có, bởi loại quang phổ này, như bạn đã nhìn thấy trong sách, và cũng như thứ mà bạn đã quan sát ở amno acid, không kể bạn có thay đổi môi trường hay không, nó rất mạnh, nó sẽ phản ánh môi trường.
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.
Bây giờ tôi sẽ cho các bạn thấy một ít thí nghiệm mà chúng tôi đã làm. và tôi phải giải thích cho các bạn rằng, đỉnh của biểu đồ này cho thấy sự phân bố tần suất mà tôi đã nói tới Trên thực tế thì đây là môi trường không sự sống nơi mà mỗi cấu trúc xảy ra ở một tần sất tương đương. Và dưới đây, tôi cho các bạn thấy tỉ lệ biến đổi trong môi trường. Và tôi bắt đầu ở một mức độ biến đổi khá cao mà thậm chí nếu bạn giảm đột ngột chương trình sao bản nó vẫn sẽ tiếp tục phát triển để lấp đầy cả thế giới, nếu bạn thả nó vào, nó sẽ biến đổi tới chết ngay lập tức. Vậy thì không có sự sống tồn tại tại mức độ biến đổi đó. Nhưng rồi tôi sẽ từ từ giảm nhiệt độ tới ngưỡng cửa của sự sống nơi mà phù hợp cho bản sao có thể sống. Và chúng ta sẽ thả anh chàng này vào bát súp đó.
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.
Vậy thì hãy xem chuyện gì xảy ra. Đầu tiên, không có gì, không có gì, không có gì. Quá nóng, quá nóng. Bây giờ thì ngưỡng của sựu sống đã đạt tới, và tần suất phân bố đã biến đổi nhanh chóng và ổn định. Điều mà tôi đã làm là,tôi đã hơi ác, tôi lại tăng nhiệt độ lên. và tất nhiên nó chạm ngưỡng sự sống. Và tôi chỉ muốn cho các bạn thấy một lần nữa vì nó khá đẹp. Bạn chạm tới ngưỡng sống. Sự phân bố thay đổi sang "sống" và rồi bạn lại chạm ngưỡng sống nơi mà mức biến đổi quá lớn mà bạn không thể tự tái tạo, không thể sao thông tin chuyển tới cho con cái của bạn mà không có quá nhiều lỗi đấy là khả năng sao của bạn đã biến mất. Và dấu hiệu bị mất.
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.
Chúng ta có thể rút ra gì từ điều đó? Tôi nghĩ rằng chúng ta đã học được nhiều điều từ đó. Một trong số đó là, nếu chúng ta có thể nghĩ về sự sống theo một cách trừu tượng -- và chúng ta không nói về những thứ như thực vật, và chúng ta không nói về amino acid, và cũng không về vi khuẩn, mà chúng ta nghĩ về những quá trình -- vậy thì chúng ta bắt đầu quan niệm về sự sống, không phải như một thứ đặc biệt nào đó chỉ thuộc về Trái Đất, mà như một thứ tồn tại ở khắp mọi nơi. Vì nó chỉ liên quan tới những khái niệm thông tin, việc lưu trữ thông tin trong cơ sở thể chất -- bất cứ thứ gì: bit, nucleic acid, bất kì thứ gì mà là chữ cái -- và đảm bảo rằng có một số quá trình mà thông tin có thể được lưu trữ lâu hơn mà bạn nghĩ về thời gian để thông tin bị phân hủy. Và nếu mà bạn có thể làm như vậy, vậy thì bạn đã có sự sống.
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.
Vậy thì thứ đầu tiên bạn học được là hoàn toàn có thể định nghĩa sự sống về phương diện quá trình thôi, mà không phải đè cập tới những thứ mà chúng ta quan tâm, như là dạng sống trên Trái Đất là gì. Và nó lại loại bỏ chúng ta, như tất cả các khám phá khoa học, nhiều trong số chúng -- nó là sự liên tục phế truất con người -- về sự đặc biệt mà chúng ta nghĩ tới chúng ta vì chúng ta sống Chúng ta có thể tạo ra sự sống.Chúng ta có thể tạo sự sống trong máy tính. Cho rằng nó hữu hạn, nhưng chúng ta cũng đã hiểu được rằng bằng cách nào mà nó có thể xây dựng nên. Chúng ta hiểu rằng, đó không còn là một điều khó khăn nữa nếu chúng ta hiểu bản chất quá trình mà không đề cập tới bất kì cơ sở cụ thể nào, vậy chúng ta có thể ra ngoài và tìm kiếm những thế giới khác, xem liệu có chữ cái hóa học nào đang ở đó, tìm hiểu đủ về hóa học thường rồi, địa hóa của hành tinh này, để chúng ta có thể biết được sự phân bố này như thế nào mà không có sự sống, và tìm kiếm sự lệch lạc khỏi nó -- mà khẳng định rằng, "Hóa chất này không thể ở đây." Chúng ta không biết có sự sống ở đó, nhưng chúng ta có thể nói, "Ít nhất thì tôi sẽ cân nhắc kĩ càng chính xác hóa chất này và xem nó từ đâu tới." Đó có thể là cơ hội của chúng ta để tìm kiếm sự sống mà chúng chúng ta có thể không thể nhìn thấy bằng mắt thường.
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.
Và đấy là thông điệp đáng nhớ duy nhất mà tôi muốn truyền tải tới các bạn. Sự sống có thể ít bí ẩn hơn thực tế mà chúng ta vẽ nó lên. khi mà chúng ta nghĩ về sự sống trên những hành tinh khác. Và nếu chúng ta loại bỏ đi sự bí ẩn của sự sống, thì tôi nghĩ rằng mọi thứ sẽ dề dàng hơn nhiều cho chúng ta khi nghĩ về cách mà chúng ta sống, và sự đặc biệt mà chúng ta có lẽ không phải như chúng ta vẫn hằng nghĩ. Đó là những điều tôi muốn truyền tải tới các bạn.
And thank you very much.
Cám ơn các bạn rất nhiều.
(Applause)
(Vỗ tay)