Аз наистина съм голям късметлия. Моята лекция по същество бе написана от три исторически събития, които се случиха в рамките на няколко дни през последните два месеца -- привидно без връзка помежду си, но както ще видите имат общо с историята, която днес ще ви разкажа. Първото събитие е всъщност погребение -- ако трябва да бъда по-точен, повторно погребение. На 22-ри май се състоя повторното погребение на герой във Фромборк, Полша -- това на асрономът от XVI - ти век, който на практика промени света. Той го направи, като буквално замени Земята със Слънцето в центъра на Слънчевата система. С това просто наглед действие той фактически даде началото на научна и техническа революция, която много наричат Коперникова революция. По ирония на съдбата много съответстващ беше начинът, по който намерихме неговия гроб. По традиция за времето си, Коперник всъщност беше заровен в неотбелязан гроб, заедно с още 14 други в тази катедрала. ДНК анализът, един от отличителните белези на научната революция през последните 400 години, която той стартира, беше начинът, по който открихме кои точно останки принадлежат на личността, чела тези книги за астронимия пълни с останки от коса, Това беше косата на Коперник -- очевидно не много други хора са се занимавали да четат книгите по-къно. Съвпадението беше недвусмислено. ДНК-то съвпадна. И вече знаем, че това наистина е бил Николай Коперник.
Well, indeed, I'm very, very lucky. My talk essentially got written by three historic events that happened within days of each other in the last two months -- seemingly unrelated, but as you will see, actually all having to do with the story I want to tell you today. The first one was actually a funeral -- to be more precise, a reburial. On May 22nd, there was a hero's reburial in Frombork, Poland of the 16th-century astronomer who actually changed the world. He did that, literally, by replacing the Earth with the Sun in the center of the Solar System, and then with this simple-looking act, he actually launched a scientific and technological revolution, which many call the Copernican Revolution. Now that was, ironically, and very befittingly, the way we found his grave. As it was the custom of the time, Copernicus was actually simply buried in an unmarked grave, together with 14 others in that cathedral. DNA analysis, one of the hallmarks of the scientific revolution of the last 400 years that he started, was the way we found which set of bones actually belonged to the person who read all those astronomical books which were filled with leftover hair that was Copernicus' hair -- obviously not many other people bothered to read these books later on. That match was unambiguous. The DNA matched, and we know that this was indeed Nicolaus Copernicus.
Сега, връзката между биологията, ДНК и живота е много изкушаваща щом става въпрос за Коперник, защото дори тогава, неговите последователи много бързо са направили логичната стъпка да запитат: Ако Земята е просто планета, тогава какво да кажем за планети около други звезди? Какво да кажем за идеята за съществуване на многожество светове, за живот на други планети? Всъщност, аз взаимствам от една доста популярна за времето книга. По него време хората са отговаряли на този въпрос положително, с "да". Но е нямало доказателства. И с това започват 400 години на неудовлетвореност и неосъществени мечти -- тези на Галилео и Джордано Бруно, както и на много други, които никога не достигат до отговор на тези основни въпроси, които човечеството постоянно си задава. Какво е живот? Откъде произлиза? Сами ли сме? И това се случва изключително през последните десет години, в края на XX-ти век, когато невероятните разработки в областта на молекулярната биология разкодираха кода на живота, ДНК и всичко това изглежда ни поставя не по-близо, а още по-далеч от отговорите на тези основни въпроси.
Now, the connection between biology and DNA and life is very tantalizing when you talk about Copernicus because, even back then, his followers very quickly made the logical step to ask: if the Earth is just a planet, then what about planets around other stars? What about the idea of the plurality of the worlds, about life on other planets? In fact, I'm borrowing here from one of those very popular books of the time. And at the time, people actually answered that question positively: "Yes." But there was no evidence. And here begins 400 years of frustration, of unfulfilled dreams -- the dreams of Galileo, Giordano Bruno, many others -- which never led to the answer of those very basic questions which humanity has asked all the time. "What is life? What is the origin of life? Are we alone?" And that especially happened in the last 10 years, at the end of the 20th century, when the beautiful developments due to molecular biology, understanding the code of life, DNA, all of that seemed to actually put us, not closer, but further apart from answering those basic questions.
Сега, добрите новини. През последните години се случиха много неща. Ще започна с планетите. Нека започнем със стария Коперников въпрос: Има ли светове около други звезди? Както вече чухме, съществува метод, чрез който се опитваме и сега вече успяваме, да отговорим на този въпрос. Това е нов телескоп. Мисля, че нашият екип уместно го нарече на името на един от мечтателите от времето на Коперник, Йоханес Кеплер. Единствената цел на този телескоп е да излезе да намери планети, които се движат по орбита около други звезди в нашата галактика и да ни покаже колко често се срещат планети, като нашата Земя. Всъщност, телескопът е изграден по подобен начин на добре познатия на всички телескоп Хъбъл, освен че има една допълнителна леща -- широкоъгълна леща, както биха я нарекли фотографите. Ако през следващите няколко месеца излезете по свечеряване, и погледнете право нагоре и разперите дланта си ето така, фактически ще гледате тази част от небето, която телескопът ще претърсва за планети, денем и нощем, без прекъсване, през следващите четири години.
Now, the good news. A lot has happened in the last few years, and let's start with the planets. Let's start with the old Copernican question: Are there earths around other stars? And as we already heard, there is a way in which we are trying, and now able, to answer that question. It's a new telescope. Our team, befittingly I think, named it after one of those dreamers of the Copernican time, Johannes Kepler, and that telescope's sole purpose is to go out, find the planets that orbit other stars in our galaxy, and tell us how often do planets like our own Earth happen to be out there. The telescope is actually built similarly to the, well-known to you, Hubble Space Telescope, except it does have an additional lens -- a wide-field lens, as you would call it as a photographer. And if, in the next couple of months, you walk out in the early evening and look straight up and place you palm like this, you will actually be looking at the field of the sky where this telescope is searching for planets day and night, without any interruption, for the next four years.
Начинът, по който го осъществяваме, е така нареченият транзитен метод. Всъщност настъпва мини-затъмнение, когато планета премине пред звездата си. Не всички планети ще бъдат така добре ориентирани, че да можем да направим наблюденията, но ако имате милиони звезди, ще успеете да намерите достатъчно планети. И както виждате на тази анимация, това, което Кеплер ще засича, е само затъмняването на светлината от звездата. Ние няма да можем да видим образа на звездата и на планетата, както тук. За Кеплер всички звезди са само точки светлина. Но ние научаваме много от това, не само че там има планета, но и каква е големината й. Колко голямо е затъмнението, зависи от това, колко голяма е планетата. Научаваме за нейната орбита, за периода й на въртене и т.н. Какво сме научили до момента? Нека опитам да ви преведа през това, което виждаме, така че да успеете да разберете новината, която съм дошъл да ви съобщя днес.
The way we do that, actually, is with a method, which we call the transit method. It's actually mini-eclipses that occur when a planet passes in front of its star. Not all of the planets will be fortuitously oriented for us to be able do that, but if you have a million stars, you'll find enough planets. And as you see on this animation, what Kepler is going to detect is just the dimming of the light from the star. We are not going to see the image of the star and the planet as this. All the stars for Kepler are just points of light. But we learn a lot from that: not only that there is a planet there, but we also learn its size. How much of the light is being dimmed depends on how big the planet is. We learn about its orbit, the period of its orbit and so on. So, what have we learned? Well, let me try to walk you through what we actually see and so you understand the news that I'm here to tell you today.
Това, което прави Кеплер, е да открива много кандидати, които ние проследяваме, намираме и потвърждаваме като планети. Всъщност, той ни показва разпределението на планетите по големина. Има малки, по-големи и големи планети. Така преброяваме много, много планети с различени размери. Правим го в нашата Слънчева система. Всъщност, дори и назад в древността, Слънчевата система би изглеждала много подобно на диаграма като тази. Има по-малки планети, има и големи планети, дори във времето на Епикур, и, разбира се, на Коперник и неговите последователи. До скоро, това беше Слънчевата система -- четири планети от земен тип с малък радиус, до два пъти по-малки от размера на Земята . Това, разбира се, бяха Меркурий, Венера, Марс, и естествено Земята, и след тях две големи, гигантски планети. После Коперниковата революция въведе телескопите. И разбира се, бяха открити още планети. Общият брой на планетите в Слънчевата ни система беше девет. Преобладаваха малките планети, като това внасяше определена хармония, която Коперник собственоръчно е отбелязал, а Кеплер ревностно е защитавал. Сега Плутон се присъедини към малките планети. До преди буквално 15 години това беше нашето знание за планетите. И заради това беше неудовлетворението. Мечтата на Коперник не беше сбъдната.
What Kepler does is discover a lot of candidates, which we then follow up and find as planets, confirm as planets. It basically tells us this is the distribution of planets in size. There are small planets, there are bigger planets, there are big planets, okay. So we count many, many such planets, and they have different sizes. We do that in our solar system. In fact, even back during the ancients, the Solar System in that sense would look on a diagram like this. There will be the smaller planets, and there will be the big planets, even back to the time of Epicurus and then of course Copernicus and his followers. Up until recently, that was the Solar System -- four Earth-like planets with small radius, smaller than about two times the size of the Earth -- and that was of course Mercury, Venus, Mars, and of course the Earth, and then the two big, giant planets. Then the Copernican Revolution brought in telescopes, and of course three more planets were discovered. Now the total planet number in our solar system was nine. The small planets dominated, and there was a certain harmony to that, which actually Copernicus was very happy to note, and Kepler was one of the big proponents of. So now we have Pluto to join the numbers of small planets. But up until, literally, 15 years ago, that was all we knew about planets. And that's what the frustration was. The Copernican dream was unfulfilled.
Най-накрая, преди 15 години, технологиите се развиха дотам, че ние можехме да открием планета около друга звезда, и се справихме доста добре. В следващите 15 години почти 500 планети бяха открити в орбити около други звезди, чрез различни методи. За съжаление, както можете да видите, картината беше също съвсем различна. За това също си има обяснение. Ние виждаме само големите планети. Затова повечето от откритите планети са в категорията "тип Юпитер". Виждате обаче, че не бяхме отишли много далече. Все още бяхме там, където и Коперник. Нямахме никакво доказателство, дали планети като Земята съществуват. Интересувахме се от планети от земен тип, защото до сега сме разбрали, че животът като химическа система наистина се нуждае от по-малка планета с вода и скали, както и със сложна химия, за да може да се създаде, развие и оцелее. Ние нямахме такива данни.
Finally, 15 years ago, the technology came to the point where we could discover a planet around another star, and we actually did pretty well. In the next 15 years, almost 500 planets were discovered orbiting other stars, with different methods. Unfortunately, as you can see, there was a very different picture. There was of course an explanation for it: We only see the big planets, so that's why most of those planets are really in the category of "like Jupiter." But you see, we haven't gone very far. We were still back where Copernicus was. We didn't have any evidence whether planets like the Earth are out there. And we do care about planets like the Earth because by now we understood that life as a chemical system really needs a smaller planet with water and with rocks and with a lot of complex chemistry to originate, to emerge, to survive. And we didn't have the evidence for that.
Днес аз съм тук, за да ви предоставя първото надникване в това, което новият телескоп Кеплер откри за последните няколко седмици. И ето, ние отново се връщаме към хармонията и сбъдване мечтите на Коперник. Тук се вижда, че на картината доминират малките планети. Планетите, които са обозначени "като Земята", определено са повече от другите, които виждаме. И сега за първи път можем да кажем това. Остава да се свърши още много работа. Повечето от тези са също кандидати. За тях ще имаме потвърждение в следващите няколко години. Но резултатът от статистиката е пределно ясен. Той гласи, че планети като нашата Земя съществуват. Нашата галактика, Млечният път изобилства от тях.
So today, I'm here to actually give you a first glimpse of what the new telescope, Kepler, has been able to tell us in the last few weeks, and, lo and behold, we are back to the harmony and to fulfilling the dreams of Copernicus. You can see here, the small planets dominate the picture. The planets which are marked "like Earth," [are] definitely more than any other planets that we see. And now for the first time, we can say that. There is a lot more work we need to do with this. Most of these are candidates. In the next few years we will confirm them. But the statistical result is loud and clear. And the statistical result is that planets like our own Earth are out there. Our own Milky Way Galaxy is rich in this kind of planets.
Така че въпросът е: какво следва оттук нататък? Първо трябва да ги проучим, след като вече знаем къде са. Можем да открием такива, които бихме нарекли подходящи за живот, в смисъл, че ще имат подобни условия като тези, които имаме на Земята, и където може да се развие сложна химическа реакция. Ние дори можем да назовем цифра, която да посочи колко от тези планети можем да очакваме да са наши пристанища в Млечения път. И броят, както може да очаквате, е доста смайващ. Става въпрос за около 100 милиона подобни планети. Това е чудесна новина. Защо? Защото с помощта на нашия малък телескоп, само след няколко години, ще можем да идентифицираме поне 60 от тях. Това е невероятно, защото можем да ги изучаваме -- от разстояние, разбира се -- с цялата налична техника, с която разполагаме, изпробвана през последните 5 години. Можем да открием от какво са съставени, дали в атмосферата им има вода, въглероден диоксид, метан. Ние знаем и очакваме да разберем това.
So the question is: what do we do next? Well, first of all, we can study them now that we know where they are. And we can find those that we would call habitable, meaning that they have similar conditions to the conditions that we experience here on Earth and where a lot of complex chemistry can happen. So, we can even put a number to how many of those planets now do we expect our own Milky Way Galaxy harbors. And the number, as you might expect, is pretty staggering. It's about 100 million such planets. That's great news. Why? Because with our own little telescope, just in the next two years, we'll be able to identify at least 60 of them. So that's great because then we can go and study them -- remotely, of course -- with all the techniques that we already have tested in the past five years. We can find what they're made of, would their atmospheres have water, carbon dioxide, methane. We know and expect that we'll see that.
Това е страхотно, но не е цялата новина. Не за това съм тук. Дойдох тук, за да ви кажа, че следващата стъпка е наистина вълнуващата част. Това, което тази стъпка ще ни даде възможност да предприемем, идва сега. Тук следва биологията -- с нейният основен въпрос, който все още е без отговор. и който по същество гласи: "Ако има живот на други планети, очкваме ли да бъде като живота на Земята?" Нека веднага ви кажа, че под "живот", нямам предвид "долче вита", т.е. добър живот, човешки живот. Имам предвид животът на Земята -- минал и настоящ, от микробите до нас, хората, в неговото молекулярно разнообразие, така, както сега разбираме живота на Земята, като комбинация от молекули и химични реакции -- което обобщено наричаме биохимия, животьт като химичен процес, като химичен феномен.
That's great, but that is not the whole news. That's not why I'm here. Why I'm here is to tell you that the next step is really the exciting part. The one that this step is enabling us to do is coming next. And here comes biology -- biology, with its basic question, which still stands unanswered, which is essentially: "If there is life on other planets, do we expect it to be like life on Earth?" And let me immediately tell you here, when I say life, I don't mean "dolce vita," good life, human life. I really mean life on Earth, past and present, from microbes to us humans, in its rich molecular diversity, the way we now understand life on Earth as being a set of molecules and chemical reactions -- and we call that, collectively, biochemistry, life as a chemical process, as a chemical phenomenon.
Така че въпросът е следният: универсален ли е този химичен феномен, или е нещо, зависещо от планетата? Дали е като гравитацията, която е еднаква навсякъде във Вселената, или има всякакви видове разнообразна биохимия, в зависимост от мястото, където ги открием? Трябва да знаем какво търсим, докато се опитваме. Това е основен въпрос, на който не знаем отговора, но можем да опитаме -- и ние опитваме -- да отговорим в лабораторни условия. Няма нужда да излизаме в Космоса, за да отговорим на този въпрос. И това е, което се опитваме да направим. Това е целта и на много други хора. Много от добрите новини пристигат от тази част на моста, който се опитваме да изградим.
So the question is: is that chemical phenomenon universal, or is it something which depends on the planet? Is it like gravity, which is the same everywhere in the universe, or there would be all kinds of different biochemistries wherever we find them? We need to know what we are looking for when we try to do that. And that's a very basic question, which we don't know the answer to, but which we can try -- and we are trying -- to answer in the lab. We don't need to go to space to answer that question. And so, that's what we are trying to do. And that's what many people now are trying to do. And a lot of the good news comes from that part of the bridge that we are trying to build as well.
Ето един пример, който искам да ви покажа. Когато мислим за нещата, необходими за феномена, наречен живот, ние мислим за отделянето, запазващо важните за живота молекули в мембрана, изолирани от останалата заобикаляща ги среда, но все пак в среда, в която могат да се зародят заедно . В една от нашите лаборатории, тази на Джак Шостак, имаше серии от експерименти през последните 4 години, които показаха, че средите -- които са много обичайни за планетите, от типа подобни на Земята, на които има течна вода и глина, в действителност завършват с естествено съществуващи молекули, които спонтанно образуват мехурчета. Тези мехурчета имат мембрани, много близки до мембраните на всяка клетка, на всяка жива форма на Земята. Като тази. Те наистина помагат на молекули, като нуклеиновите киселини, като РНК и ДНК, да се задържат, развият променят, делят, и да осъществяват някои от процесите, които наричаме живот.
So this is one example that I want to show you here. When we think of what is necessary for the phenomenon that we call life, we think of compartmentalization, keeping the molecules which are important for life in a membrane, isolated from the rest of the environment, but yet, in an environment in which they actually could originate together. And in one of our labs, Jack Szostak's labs, it was a series of experiments in the last four years that showed that the environments -- which are very common on planets, on certain types of planets like the Earth, where you have some liquid water and some clays -- you actually end up with naturally available molecules which spontaneously form bubbles. But those bubbles have membranes very similar to the membrane of every cell of every living thing on Earth looks like, like this. And they really help molecules, like nucleic acids, like RNA and DNA, stay inside, develop, change, divide and do some of the processes that we call life.
Това е само пример, с който да ви покажа пътя, по който опитваме да отговорим на този по-значим въпрос относно универсалността на феномена. В някакъв смисъл, може да приемете това начинание, което хората по целия свят предприемат, като изграждане на мост, изграждане на мост от двете страни на реката. От едната страна, от левия бряг на реката са хората като мен, които изучават тези планети и опитват да определят средата. Не искаме да тръгнем на сляпо, защото има прекалено много възможности и няма достатъчно лаборатории и дотатъчно време, за да се осъществят всички експерименти. Това е, което изграждаме на левия бряг на реката. От десния бряг на реката са експериментите в лабораториите, които току-що ви показах, където вече направихме опитите, и ако се надгражда и от двете страни се надяваме един ден да се срещнем по средата.
Now this is just an example to tell you the pathway in which we are trying to answer that bigger question about the universality of the phenomenon. And in a sense, you can think of that work that people are starting to do now around the world as building a bridge, building a bridge from two sides of the river. On one hand, on the left bank of the river, are the people like me who study those planets and try to define the environments. We don't want to go blind because there's too many possibilities, and there is not too much lab, and there is not enough human time to actually to do all the experiments. So that's what we are building from the left side of the river. From the right bank of the river are the experiments in the lab that I just showed you, where we actually tried that, and it feeds back and forth, and we hope to meet in the middle one day.
Сега, защо трябва да ви интересува това? Защо се опитвам да ви продам мост, построен наполовина? Чак толкова ли съм чаровен? Е, има много причини, някои от които вече чухте в днешната кратка беседа. Това разбиране за химията всъщност може да ни помогне в ежедневието. Но тук има и нещо по-смислено, нещо по-дълбоко. Този скрит смисъл е в това, че науката се намира в процес на преопределяне на живота, който познаваме. И това ще промени мирогледа ни по значим начин, не по-различно от както преди 400 години Коперник промени начина, по който гледахме на времето и пространството. Сега става въпрос за нещо друго, но е също толкова значимо. През половината от времето това, което се случва, е свързано с този вид чувство на незначимост на човечеството, на Земята, в огромния Космос. И колкото повече научаваме, толкова чувството се подсилва. Всички сте го учили в училище -- колко малка е Земята, в сравнение с необятната Вселена. И колкото по-голям е телескопът, толкова по-голяма става и Вселената. Погледнете образа на тази малка, синя точица. Този пиксел е Земята. Така, както я познаваме. В случая, така се вижда отвъд орбитата на Сатурн. Но е наистина миниатюрна. И ние го знаем. Нека мислим за живота, като за цялата планета, защото по същество е така. Биосферата е с размера на планетата ни. Животът на Земята е с размерите на Земята. И нека го сравним с останалия свят в пространствено отношение. Ами ако Коперниковата незначителност като цяло е грешна? Щеше ли това да ни направи по-отговорни за случващото се днес? Хайде, нека опитаме!
So why should you care about that? Why am I trying to sell you a half-built bridge? Am I that charming? Well, there are many reasons, and you heard some of them in the short talk today. This understanding of chemistry actually can help us with our daily lives. But there is something more profound here, something deeper. And that deeper, underlying point is that science is in the process of redefining life as we know it. And that is going to change our worldview in a profound way -- not in a dissimilar way as 400 years ago, Copernicus' act did, by changing the way we view space and time. Now it's about something else, but it's equally profound. And half the time, what's happened is it's related this kind of sense of insignificance to humankind, to the Earth in a bigger space. And the more we learn, the more that was reinforced. You've all learned that in school -- how small the Earth is compared to the immense universe. And the bigger the telescope, the bigger that universe becomes. And look at this image of the tiny, blue dot. This pixel is the Earth. It is the Earth as we know it. It is seen from, in this case, from outside the orbit of Saturn. But it's really tiny. We know that. Let's think of life as that entire planet because, in a sense, it is. The biosphere is the size of the Earth. Life on Earth is the size of the Earth. And let's compare it to the rest of the world in spatial terms. What if that Copernican insignificance was actually all wrong? Would that make us more responsible for what is happening today? Let's actually try that.
В космоса Земята е много малка. Можете ли да си представите колко малка е? Нека опитам. Добре, да кажем това е размерът на наблюдаемата Вселена, с всички галактики, всички звезди ето, от тук до тук. Знаете ли какъв ще бъде размерът на живота в тази вратовръзка? Ще бъде с големината на едничък , малък атом. Невъобразимо малко. Ние не можем да си го представим. Имам предвид, можете да видите вратовръзката, но не можете дори да си представите, че виждате размерите на едничкия, малък атом. Но ще видите, че това не е всичко. Вселената и животът са заедно и в пространството, и във времето. Ако това беше възрастта на Велената, то това би било възрастта на живота на Земята. Помислете за най-старите живи форми на Земята, но в космически пропорции. Това не е незначително. Дори е много значимо. Така че животът може да е незначителен по размери, но е значим във времето. Животът и Вселената съпоставени един към друг, са като дете и родител, родител и потомък.
So in space, the Earth is very small. Can you imagine how small it is? Let me try it. Okay, let's say this is the size of the observable universe, with all the galaxies, with all the stars, okay, from here to here. Do you know what the size of life in this necktie will be? It will be the size of a single, small atom. It is unimaginably small. We can't imagine it. I mean look, you can see the necktie, but you can't even imagine seeing the size of a little, small atom. But that's not the whole story, you see. The universe and life are both in space and time. If that was the age of the universe, then this is the age of life on Earth. Think about those oldest living things on Earth, but in a cosmic proportion. This is not insignificant. This is very significant. So life might be insignificant in size, but it is not insignificant in time. Life and the universe compare to each other like a child and a parent, parent and offspring.
Какво означава това? Показва ни, че тази концепция за незначителност, която научихме от принципа на Коперник, е изцяло грешна. Има огромен, значим потенциал в живота в тази Вселена -- особено сега, когато знаем, че места като Земята са често срещани. И този потенциал, този значим потенциал е също и наш потенциал, на вас и на мен. И ако ние сме икономите на нашата планета Земя и на нейната биосфера, по-добре да разберем космическата значимост и да направим нещо. А добрата новина е, че всъщност можем наистина да го направим. И нека го направим! Нека започнем нова революция в края на старата, заедно със синтетичната биология, като път за преобразуване на нашата среда и нашето бъдеще. И нека се надяваме, че можем заедно да изградим този мост и да се срещнем на средата.
So what does this tell us? This tells us that that insignificance paradigm that we somehow got to learn from the Copernican principle, it's all wrong. There is immense, powerful potential in life in this universe -- especially now that we know that places like the Earth are common. And that potential, that powerful potential, is also our potential, of you and me. And if we are to be stewards of our planet Earth and its biosphere, we'd better understand the cosmic significance and do something about it. And the good news is we can actually, indeed do it. And let's do it. Let's start this new revolution at the tail end of the old one, with synthetic biology being the way to transform both our environment and our future. And let's hope that we can build this bridge together and meet in the middle.
Много благодаря!
Thank you very much.
(Аплодисменти)
(Applause)