There's an ancient and universal concept that words have power, that spells exist, and that if we could only pronounce the right words, then -- whoosh! -- you know, an avalanche would come and wipe out the hobbits, right? So this is a very attractive idea, because we're very lazy, like the Sorcerer's Apprentice, or the world's greatest computer programmer. This idea has a lot of traction with us.
Có một khái niệm xưa cũ và khá phổ biến rằng lời nói có sức mạnh, rằng bùa mê có tồn tại, và nếu chúng ta nắm bắt được những từ ngữ linh thiên, thì bỗng nhiên...Và quý vị biết đó, một mảng tuyết lở sẽ đến và tiêu diệt hết tất cả những con quỷ lùn, đúng không? Vậy thì đây là một ý tưởng hấp dẫn vì chúng ta lười biếng, như là người học nghề của thầy phù thủy, hay là người lập trình viên vĩ đại nhất thế giới. Cho nên ý tưởng này có nhiều sức quyến rũ với chúng ta.
We love the idea that words, when pronounced, are little more than pure information, but they evoke physical action in the real world that helps us do work. So, of course, with lots of programmable computers and robots around, this is an easy thing to picture.
Chúng ta thích thú với cái ý tưởng là những từ ngữ, khi phát âm -- chúng chỉ là ít nhiều những thông tin thuần túy, nhưng lại có thể gợi lên một số hành động vật chất trong thế giới thực để giúp chúng ta làm việc. Dĩ nhiên, với rất nhiều máy ví tính có thể được lập trình và người máy ở chung quanh, đây là điều dễ có thể hình dung. Vậy bao nhiêu người trong quý vị biết tôi đang đề cập về vấn đề gì?
How many of you know what I'm talking about? Raise your right hand. How many don't know what I'm talking about? Raise your left hand. So that's great. So that was too easy. You guys have very insecure computers, OK? So now the thing is, this is a different kind of spell. This is a computer program made of zeros and ones. It can be pronounced on a computer, does something like this. The important thing is we can write it in a high-level language.
Hãy giơ lên tay phải của quý vị. Tốt. Vậy bao nhiêu người trong quý vị không biết tôi đang đề cập về vấn đề gì? Hãy giơ lên tay trái của quý vị. Tốt. Được rồi. Như vậy thật tuyệt vời. Đúng là quá dễ dàng. Quý vị có những máy vi tính không đáng tin cậy đúng không? Nhưng trong trường hợp này lại là một bùa mê khác. Đây là một lập trình chỉ bao gồm những con số không và số một. Nó có thể được thi hành trên máy tính...và hành động như thế này. Điều quan trọng là chúng ta có thể viết nó bằng ngôn ngữ lập trình cấp cao.
A computer magician can write this thing. It can be compiled into zeros and ones and pronounced by a computer. And that's what makes computers powerful, these high-level languages that can be compiled. And so, I'm here to tell you, you don't need a computer to actually have a spell. In fact, what you can do at the molecular level is that if you encode information -- you encode a spell or program as molecules -- then physics can actually directly interpret that information and run a program.
Một nhà pháp sư vi tính có thể viết ngôn ngữ như vậy. Ngôn ngữ này có thể được biên dịch thành những con số không và số một và được "thi hành" bằng máy tính. Và đó là lý do vì sao máy tính thật mạnh mẽ: những ngôn ngữ lập trình cấp cao có thể được biên dịch. Và vì vậy, tôi ở đây để nói với bạn rằng, bạn không cần một chiếc máy tính để thật sự có một bùa mê. Thực tế, điều mà quý vị có thể làm ở mức độ phân tử là nếu quý vị mã hóa thông tin -- quý vi mật mã hóa một bùa mê hay một lập trình thành nhiều phân tử -- và rồi vật lý có thể trực tiếp giải mã những thông tin đó và thi hành một lập trình. Đó là những gì xảy ra trong protein.
It's what happens in proteins. When this amino-acid sequence gets pronounced as atoms, these little letters are sticky for each other. It collapses into a three-dimensional shape that turns it into a nanomachine that actually cuts DNA. The interesting thing is that if you change the sequence, you change the three-dimensional folding. You get, now, a DNA stapler, instead. These are the kind of molecular programs we want to be able to write. The problem is, we don't know the machine language of proteins or have a compiler for proteins.
Khi trình tự axit amin này được "thi hành" thành nguyên tử, những chữ cái nhỏ bé này dính vào nhau. Nó xếp hình thành một dạng ba chiều và biến thành một bộ máy nano có thể cắt xé ADN. Và điều thú vị là nếu quý vị thay đổi trình tự, quý vị thay đổi sự sắp xếp dạng ba chiều. Bây giờ quý vị có một cái bấm ADN. Đây là những loại chương trình phân tử mà chúng ta muốn có khả năng lập trình, nhưng vấn đề là chúng ta không biết ngôn ngữ của bộ máy protein; chúng ta không có phần mềm biên dịch cho protein.
So I've joined a growing band of people that try to make molecular spells using DNA. We use DNA because it's cheaper, it's easier to handle, it's something we understand really well -- so well, in fact, that we think we can actually write programming languages for DNA and have molecular compilers.
Vì vậy, tôi đã gia nhập một nhóm người đang cố gắng tạo ra những "bùa mê" phân tử từ ADN. Chúng ta dùng ADN vì nó rẻ hơn. Nó dễ sử dụng hơn. Nó là một cái gì đó chúng ta hiểu rất tường tận. Chúng ta hiểu nó quá tường tận đến nổi chúng ta chắc chắn có thể viết những ngôn ngữ lập trình cho ADN và có những phần mềm biên dịch phân tử. Vị vậy chúng tôi nghĩ rằng có thể làm thế. Và khi thực hiện điều này, câu hỏi đầu tiên của tôi là --
So then, we think we can do that. One of my first questions doing this was: How can you make an arbitrary shape or pattern out of DNA? I decided to use a type of DNA origami, where you take a long strand of DNA and fold it into whatever shape or pattern you might want. So here's a shape. I actually spent about a year in my home in my underwear, coding, like Linus [Torvalds], in that picture before. This program takes a shape and spits out 250 DNA sequences. These short DNA sequences are what are going to fold the long strand into this shape that we want to make. So you send an e-mail with these sequences in it to a company, and the company pronounces them on a DNA synthesizer, a machine about the size of a photocopier. And they take your e-mail, and every letter in your e-mail, they replace with a 30-atom cluster -- one for each letter, A, T, C and G in DNA.
hay một trong những câu hỏi là: Làm sao chúng ta có thể tạo nên một hình dạng tùy ý hay một kiểu mẫu từ ADN? Và tôi đã quyết định sử dụng một loại xếp hình ADN bắt đầu từ một chuỗi hạt ADN dài, và xếp nó vào bất kỳ hình dạng hay kiểu mẫu nào tôi muốn. Và đây là một hình. Tôi đã bỏ ra một năm ở nhà, trong quần lót và mã hóa, như Linus [Torvalds] trong bức ảnh đó trước kia. Và chương trình này có thể biến đổi từ bất cứ hình dạng nào thành 250 trình tự ADN. Những trình tự ADN ngắn ngủi này có chức năng sắp xếp một chuỗi dài thành bất cứ hình dạng nào chúng ta muốn. Vì vậy khi bạn gửi một bức điện thư với những trình tự như thế này đến một công ty, và chuyện gì sẽ xảy ra -- công ty này "thi hành" chúng trên máy tổng hợp ADN. Đó là một cái máy với kích cỡ của một cái máy photo. Và chuyện xảy ra sẽ như sau: Họ dùng bức điện thư của quý vị và tất cả những chữ cái trong đó, và thay thế vào đó một cụm gồm 30 nguyên tử, mỗi cụm cho một chữ cái, A, T, C, và G trong ADN. Họ xâu chúng lại theo đúng trình tự,
They string them up in the right sequence, and then they send them back to you via FedEx. So you get 250 of these in the mail in little tubes. I mix them together, add a little bit of salt water, and then add this long strand I was telling you about, that I've stolen from a virus. And then what happens is, you heat this whole thing up to about boiling. You cool it down to room temperature, and as you do, those short strands do the following thing: each one of them binds that long strand in one place, and then has a second half that binds that long strand in a distant place, and brings those two parts of the long strand close together so they stick together.
và họ gởi lại quý vị qua FedEx. Quý vị có 250 bức điện thư như vậy, chứa đựng trong những khối nhỏ. Tôi pha trộn chúng, thêm vào một ít nước muối, và thêm vào một chuỗi ADN dài mà tôi đã đề cập trước đó, chuỗi ADN mà tôi đã lấy từ một con vi rút. Và chuyện sẽ xảy ra tiếp theo là như sau: Quý vị đun nóng sự pha trộn này lên. Sau đó quý vị để cho nó nguội lại trong nhiệt độ phòng, và khi làm như vậy, mỗi chuỗi ADN ngắn đó sẽ kết hợp với chuỗi ADN dài ở một điểm, và chuỗi ADN ngắn bổ sung sẽ kết hợp với chuỗi ADN dài ở một nơi nào khác xa hơn, và hai phần này ở chuỗi ADN dài sẽ kết lại cho đến khi chúng dính vào nhau.
So the net effect of all 250 of these strands is to fold the long strand into the shape you're looking for. It'll approximate that shape. We do this for real, in the test tube. In each little drop of water, you get 50 billion of these guys. With a microscope, you can see them on a surface. The neat thing is if you change the sequence and change the spell, just change the sequence of the staples, you can make a molecule that looks like this. And, you know, he likes to hang out with his buddies. A lot of them are actually pretty good.
Và kết quả của tất cả 250 sợi chuỗi này là gấp nếp sợi chuỗi dài thành một hình dạng mà quý vị muốn; nó sẽ gần giống với hình đó. Chúng tôi làm như vậy trong ống thí nghiệm. Trong mỗi giọt nước, quý vị có 50 tỉ hình dạng như vậy. Quý vị có thể dùng kính hiển vi và nhìn thấy chúng trên bề mặt. Điều thú vị là nếu quý vị thay đổi trình tự ADN và thay đổi bùa mê, quý vị thay đổi trình tự của cái máy bấm. Quý vị có thể tạo ra một phân tử như vậy, và quý vị biết đó, nó thích ở gần những thực thể tương tự Và chúng có thể làm điều này rất tốt.
If you change the spell again, you change the sequence again, you get really nice, 130-nanometer triangles. If you do it again, you can get arbitrary patterns. So on a rectangle, you can paint patterns of North and South America, or the words, "DNA."
Nếu quý vị thay đổi bùa mê lần nữa, quý vị lại thay đổi trình tự ADN. Một lần quý vị có thể tạo ra những hình tam giác cỡ 130 nanometer. Lần sau, quý vị có thể có bất cứ một kiểu mẫu nào. Như vậy trên một hình chữ nhật, quý vị có thể sơn lên bản đồ của Bắc và Nam Mỹ, hay các chữ "ADN." Như vậy là ADN xếp hình đấy. Đó là một cách. Có nhiều cách khác
So that's DNA origami. That's one way. There are many ways of casting molecular spells using DNA. What we really want to do in the end is learn how to program self-assembly so we can build anything, right? We want to be able to build technological artifacts that are maybe good for the world. We want to learn how to build biological artifacts, like people and whales and trees. And if it's the case that we can reach that level of complexity, if our ability to program molecules gets to be that good, then that will truly be magic.
để bỏ bùa phân tử dùng ADN. Điều mà chúng tôi muốn đạt được cuối cùng là học phương pháp để lập trình sự tự sắp xếp để chúng ta có thể chế tạo ra bất cứ mọi thứ. Chúng tôi muốn có khả năng để tạo ra những sản phẩm công nghệ có thể giúp ích cho cả thế giới. Chúng tôi muốn học phương pháp để xây dựng những công trình sinh học, như con người, cá voi và cây cối. Và nếu đây là trường hợp mà chúng ta có thể đạt tới mức độ phức tạp như vậy, nếu khả năng lập trình phân tử của chúng ta có thể cao siêu đến thế, thì quả thật là điều kỳ diệu. Cám ơn quý vị rất nhiều.
Thank you very much.
(Vỗ tay)
(Applause)