ABOUT THE SPEAKER
Paul Rothemund - DNA origamist
Paul Rothemund folds DNA into shapes and patterns. Which is a simple enough thing to say, but the process he has developed has vast implications for computing and manufacturing -- allowing us to create things we can now only dream of.

Why you should listen

Paul Rothemund won a MacArthur grant this year for a fairly mystifying study area: "folding DNA." It brings up the question: Why fold DNA? The answer is -- because the power to manipulate DNA in this way could change the way we make things at a very basic level.

Rothemund's work combines the study of self-assembly (watch the TEDTalks from Neil Gershenfeld and Saul Griffith for more on this) with the research being done in DNA nanotechnology -- and points the way toward self-assembling devices at microscale, making computer memory, for instance, smaller, faster and maybe even cheaper.

More profile about the speaker
Paul Rothemund | Speaker | TED.com
TED2008

Paul Rothemund: DNA folding, in detail

Paul Rothemund 詳細解說 DNA 摺疊術

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2007 年,Paul Rothemund 在 TED 會議上簡單的摘要了他的專長,DNA 摺疊。現在他詳細解說,深入闡述這門領域的廣大前景 -- 能創造任何自我組合的微機械。
- DNA origamist
Paul Rothemund folds DNA into shapes and patterns. Which is a simple enough thing to say, but the process he has developed has vast implications for computing and manufacturing -- allowing us to create things we can now only dream of. Full bio

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So, people argue爭論 vigorously大力 about the definition定義 of life.
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人們一直在激烈地爭論著生命的定義。
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They ask if it should have reproduction再生產 in it, or metabolism代謝, or evolution演化.
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他們詢問繁殖、代謝、演化,是否是所有生命共有的特徵。
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And I don't know the answer回答 to that, so I'm not going to tell you.
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因為我不知道這個問題的答案,所以我不會給你們任何解答。
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I will say that life involves涉及 computation計算.
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我會說,生命跟計算有關。
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So this is a computer電腦 program程序.
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所以這是一個電腦程式。
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Booted啟動 up in a cell細胞, the program程序 would execute執行,
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待細胞開機後,這個程式會執行
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and it could result結果 in this person;
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並產生了這個人
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or with a small change更改, it could result結果 in this person;
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稍微做點變化,也許產生的是這個人 —
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or another另一個 small change更改, this person;
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再做點改變 — 變成了這個人,
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or with a larger change更改, this dog,
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做大一點的變化,變成這隻狗
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or this tree, or this whale.
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或者樹或者鯨魚。
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So now, if you take this metaphor隱喻
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如果你認真看待
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[of] genome基因組 as program程序 seriously認真地,
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基因體是程式這個比喻,
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you have to consider考慮 that Chris克里斯 Anderson安德森
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你會認為 Chris Anderson
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is a computer-fabricated計算機製造的 artifact神器, as is Jim吉姆 Watson沃森,
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是一個電腦製成的物品,詹姆士•華生跟
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Craig克雷格 Venter腹部, as are all of us.
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克萊格•凡特也是,我們都是。
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And in convincing使人信服 yourself你自己 that this metaphor隱喻 is true真正,
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為了說服你自己這個比喻是真的,
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there are lots of similarities相似之處 between之間 genetic遺傳 programs程式
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基因程式與電腦程式間極多的相似之處
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and computer電腦 programs程式 that could help to convince說服 you.
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也許能夠使你相信這是真的。
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But one, to me, that's most compelling引人注目
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但是對我來說最令人信服的
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is the peculiar奇特 sensitivity靈敏度 to small changes變化
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是他們都對於細微的改變極其敏感
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that can make large changes變化 in biological生物 development發展 -- the output產量.
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這改變對於生物發展的結果可以非常的大。
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A small mutation突變 can take a two-wing兩翼 fly
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一個小突變可以讓本來只有一對翅膀的蒼蠅
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and make it a four-wing四翼 fly.
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生出兩對翅膀。
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Or it could take a fly and put legs where its antennae天線 should be.
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或者它可以讓蒼蠅本來長觸角的地方生出腿來。
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Or if you're familiar with "The Princess公主 Bride新娘,"
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或者你對電影「公主新娘」比較熟悉,(或譯:綠野芳蹤)
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it could create創建 a six-fingered六指 man.
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它能夠使人生出六隻手指。
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Now, a hallmark特點 of computer電腦 programs程式
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而電腦程式的特徵
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is just this kind of sensitivity靈敏度 to small changes變化.
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也不過就是這種對於細微改變的靈敏度。
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If your bank銀行 account's帳戶的 one dollar美元, and you flip翻動 a single bit,
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如果在你一塊錢的銀行帳號中就更動一個位元而已,
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you could end結束 up with a thousand dollars美元.
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你就有了一千元。
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So these small changes變化 are things that I think
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這些小變化使我認為
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that -- they indicate表明 to us that a complicated複雜 computation計算
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— 它們告訴我們演化之中發生的複雜運算
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in development發展 is underlying底層 these amplified放大, large changes變化.
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都埋藏在這些被放大的差異中。
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So now, all of this indicates指示 that there are molecular分子 programs程式 underlying底層 biology生物學,
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所有的這些都顯示著生物的裡層其實埋藏著分子程式,
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and it shows節目 the power功率 of molecular分子 programs程式 -- biology生物學 does.
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而生物現象其實就是這些分子程式威力的展現。
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And what I want to do is write molecular分子 programs程式,
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而我想要做的事就是撰寫這些有潛力
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potentially可能 to build建立 technology技術.
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能用來建造科技的分子程式。
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And there are a lot of people doing this,
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現在有很多人在做這方面的研究,
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a lot of synthetic合成的 biologists生物學家 doing this, like Craig克雷格 Venter腹部.
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很多合成生物學家正在做這些研究,如:克萊格•凡特
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And they concentrate集中 on using運用 cells細胞.
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他們大多專注在利用細胞。
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They're cell-oriented細胞為本.
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他們是細胞導向的。
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So my friends朋友, molecular分子 programmers程序員, and I
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但是我的朋友們和我,我們這些分子程式設計師
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have a sort分類 of biomolecule-centric生物分子中心 approach途徑.
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有著不同的生物分子中心途徑。
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We're interested有興趣 in using運用 DNA脫氧核糖核酸, RNARNA and protein蛋白,
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我們著迷於利用 DNA, RNA 和蛋白質
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and building建造 new languages語言 for building建造 things from the bottom底部 up,
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來建造能從基礎用來建造東西的新程式語言,
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using運用 biomolecules生物分子,
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只是利用這些生物分子們,
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potentially可能 having nothing to do with biology生物學.
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可能跟生物一點關係都沒有。
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So, these are all the machines in a cell細胞.
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這些都是細胞內的微機械。
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There's a camera相機.
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這是攝影機。
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There's the solar太陽能 panels面板 of the cell細胞,
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這是細胞裡的太陽能板,
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some switches開關 that turn your genes基因 on and off,
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某些用來控制基因的開關,
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the girders大樑 of the cell細胞, motors馬達 that move移動 your muscles肌肉.
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細胞的樑柱,運動肌肉的馬達。
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My little group of molecular分子 programmers程序員
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我的分子程式設計小組
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are trying to refashion重塑 all of these parts部分 from DNA脫氧核糖核酸.
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試圖利用 DNA 來重製這些零件。
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We're not DNA脫氧核糖核酸 zealots狂熱者, but DNA脫氧核糖核酸 is the cheapest最便宜,
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我們不是 DNA 狂熱分子,但是 DNA 是最便宜,
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easiest最簡單的 to understand理解 and easy簡單 to program程序 material材料 to do this.
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最容易了解,最容易用來設計程式的物質。
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And as other things become成為 easier更輕鬆 to use --
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如果當其他東西變得更容易使用 —
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maybe protein蛋白 -- we'll work with those.
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也許是蛋白質 — 我們將會轉而使用它們。
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If we succeed成功, what will molecular分子 programming程序設計 look like?
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2000
如果我們成功了,分子程式設計看起來會是什麼樣子?
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You're going to sit in front面前 of your computer電腦.
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你將會坐在你的電腦前面。
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You're going to design設計 something like a cell細胞 phone電話,
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你會要設計一些類似手機的東西,
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and in a high-level高水平 language語言, you'll你會 describe描述 that cell細胞 phone電話.
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2000
要使用高階語言來描述這個手機。
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Then you're going to have a compiler編譯器
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159000
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然後你將會需要一個編譯器
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that's going to take that description描述
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它將會把這些描述
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and it's going to turn it into actual實際 molecules分子
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轉變成真正的分子
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that can be sent發送 to a synthesizer合成
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送到合成儀去製造
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and that synthesizer合成 will pack those molecules分子 into a seed種子.
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166000
3000
而合成儀會將這些分子打包成一顆種子。
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And what happens發生 if you water and feed飼料 that seed種子 appropriately適當,
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169000
3000
然後如果你善加施肥,澆水,妥善地照顧這顆種子,
03:04
is it will do a developmental發展的 computation計算,
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2000
它將會開始進行發育計算,
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a molecular分子 computation計算, and it'll它會 build建立 an electronic電子 computer電腦.
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174000
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一種分子計算,然後它將會建造出一部電子計算機。
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And if I haven't沒有 revealed透露 my prejudices偏見 already已經,
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如果我的成見還表現得不夠明顯,
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I think that life has been about molecular分子 computers電腦
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2000
我一直認為生命就是分子計算機
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building建造 electrochemical電化學 computers電腦,
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182000
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然後建造電子化學計算機
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building建造 electronic電子 computers電腦,
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184000
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再建造電子計算機
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which哪一個 together一起 with electrochemical電化學 computers電腦
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然後電子計算機跟電子化學計算機又一起,
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will build建立 new molecular分子 computers電腦,
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2000
建造出新的分子計算機
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which哪一個 will build建立 new electronic電子 computers電腦, and so forth向前.
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190000
3000
它又將會造出新的電子計算機,如此這般,不斷循環。
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And if you buy購買 all of this,
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如果你相信這些我所說的,
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and you think life is about computation計算, as I do,
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2000
你就會相信一切生命都跟計算有關,就像我一樣。
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then you look at big questions問題 through通過 the eyes眼睛 of a computer電腦 scientist科學家.
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196000
3000
然後你就會以電腦科學家的觀點來思考重要的問題。
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So one big question is, how does a baby寶寶 know when to stop growing生長?
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4000
其中一個重要問題是,嬰兒如何知道何時該停止成長?
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And for molecular分子 programming程序設計,
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2000
做為一個分子程式設計師,
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the question is how does your cell細胞 phone電話 know when to stop growing生長?
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2000
問題變成你的手機如何知道何時該停止生長?
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(Laughter笑聲)
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1000
(笑聲)
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Or how does a computer電腦 program程序 know when to stop running賽跑?
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208000
3000
或者是電腦程式如何知道何時該停止運作?
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Or more to the point, how do you know if a program程序 will ever stop?
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211000
3000
或者更重要的是,你如何知道一個程式會不會停止?
03:46
There are other questions問題 like this, too.
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214000
2000
也還有許多其它類似的問題。
03:48
One of them is Craig克雷格 Venter'sVenter的 question.
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216000
2000
其中一個是克萊格•凡特的問題。
03:50
Turns out I think he's actually其實 a computer電腦 scientist科學家.
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218000
2000
其實我認為他事實上是一個電腦科學家。
03:52
He asked, how big is the minimal最小 genome基因組
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220000
3000
他問到:最小的基因體可以小到什麼程度
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that will give me a functioning功能 microorganism微生物?
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223000
2000
而仍然可以支持一個微生物的存在與運作?
03:57
How few少數 genes基因 can I use?
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225000
2000
最少可以使用多少基因?
03:59
This is exactly究竟 analogous類似 to the question,
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227000
2000
這裡有一個與此問題完全類比的例子,
04:01
what's the smallest最少 program程序 I can write
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229000
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我所能寫出的功能與微軟 Word
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that will act法案 exactly究竟 like Microsoft微軟 Word?
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230000
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一模一樣的程式最小能有多小?
04:04
(Laughter笑聲)
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232000
1000
(笑聲)
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And just as he's writing寫作, you know, bacteria that will be smaller,
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233000
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就像他的文章一樣,你知道的,細菌將會再小一點,
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he's writing寫作 genomes基因組 that will work,
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237000
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他正在寫能夠實現這個目標的基因體,
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we could write smaller programs程式
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238000
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我們可以寫出比微軟 Word 小的程式
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that would do what Microsoft微軟 Word does.
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240000
2000
但是功能與其一模一樣。
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But for molecular分子 programming程序設計, our question is,
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242000
2000
但是作為一個分子程式設計師,我們的問題是,
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how many許多 molecules分子 do we need to put in that seed種子 to get a cell細胞 phone電話?
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244000
4000
如果我們需要那顆種子長成一隻手機,需要放多少分子於其中?
04:20
What's the smallest最少 number we can get away with?
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248000
2000
能夠完成任務的最小數量是多少?
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Now, these are big questions問題 in computer電腦 science科學.
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現在,這些是電腦科學領域的大問題。
04:24
These are all complexity複雜 questions問題,
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252000
2000
這些都是複雜的問題
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and computer電腦 science科學 tells告訴 us that these are very hard questions問題.
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254000
2000
並且電腦科學告訴我們這些問題非常困難。
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Almost幾乎 -- many許多 of them are impossible不可能.
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256000
2000
幾乎 — 它們中有許多是不可能回答的。
04:30
But for some tasks任務, we can start開始 to answer回答 them.
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258000
3000
但是我們已經可以開始回答其中部份的問題。
04:33
So, I'm going to start開始 asking those questions問題
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261000
1000
現在,我將開始告訴你們關於接下來
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for the DNA脫氧核糖核酸 structures結構 I'm going to talk about next下一個.
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262000
3000
我將會提到的關於 DNA 結構的問題。
04:37
So, this is normal正常 DNA脫氧核糖核酸, what you think of as normal正常 DNA脫氧核糖核酸.
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265000
3000
這是正常的 DNA,提到普通的 DNA 你會想到什麼?
04:40
It's double-stranded雙鏈, it's a double helix螺旋,
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268000
2000
雙股雙螺旋結構,
04:42
has the As, TsTS, Cs and GsGS that pair to hold保持 the strands together一起.
113
270000
3000
有一堆 A, T, C, G 互相配對使雙股結合在一起。
04:45
And I'm going to draw it like this sometimes有時,
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273000
2000
有的時候我們會把它畫成這個樣子,
04:47
just so I don't scare you.
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275000
2000
將其簡化使大家容易接受。
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We want to look at individual個人 strands and not think about the double helix螺旋.
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277000
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我們不希望總是顧慮到雙螺旋結構,相反地我們希望把它們看成獨立的兩股。
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When we synthesize合成 it, it comes single-stranded單鏈,
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280000
3000
當我們合成它時,它變成單股的結構,
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so we can take the blue藍色 strand in one tube
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283000
3000
所以我們可以在一支試管內放入藍股
04:58
and make an orange橙子 strand in the other tube,
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286000
2000
另一支中放入橘股
05:00
and they're floppy軟盤 when they're single-stranded單鏈.
120
288000
2000
當它們是單股結構時它們非常的鬆軟。
05:02
You mix混合 them together一起 and they make a rigid死板 double helix螺旋.
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290000
3000
但如果你將它們混合在一起,它們就會形成堅固的雙螺旋結構。
05:05
Now for the last 25 years年份,
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293000
2000
在過去的 25 年裡,
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Ned斯內德 Seeman西曼 and a bunch of his descendants後人
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295000
2000
Ned Seeman 和他的一群後繼者們
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have worked工作 very hard and made製作 beautiful美麗 three-dimensional三維 structures結構
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297000
3000
非常辛勤的工作著並已經成功使用這種 DNA 雙股會靠在一起這種反應
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using運用 this kind of reaction反應 of DNA脫氧核糖核酸 strands coming未來 together一起.
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300000
3000
建立了美妙的三維立體構造。
05:15
But a lot of their approaches方法, though雖然 elegant優雅, take a long time.
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303000
3000
但是很多他們所使用的方法,雖然優雅,可是耗時太長。
05:18
They can take a couple一對 of years年份, or it can be difficult to design設計.
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306000
3000
有時這個時間可以長達數年,有時甚至無法設計出來。
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So I came來了 up with a new method方法 a couple一對 of years年份 ago
128
309000
3000
因此數年前我發明了一個新的方法,
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I call DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙
129
312000
1000
我稱之為 DNA 摺疊術,
05:25
that's so easy簡單 you could do it at home in your kitchen廚房
130
313000
2000
這非常的簡單,你甚至可以用你的筆記型電腦設計出來後
05:27
and design設計 the stuff東東 on a laptop筆記本電腦.
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315000
2000
在你自己家裡面的廚房完成它。
05:29
But to do it, you need a long, single strand of DNA脫氧核糖核酸,
132
317000
3000
但是你需要一段長股 DNA 來當作材料,
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which哪一個 is technically技術上 very difficult to get.
133
320000
2000
而這個材料在技術上不容易取得。
05:34
So, you can go to a natural自然 source資源.
134
322000
2000
你可以從自然資源下手尋找。
05:36
You can look in this computer-fabricated計算機製造的 artifact神器,
135
324000
2000
你可以在這個電腦製成的物品中尋找
05:38
and he's got a double-stranded雙鏈 genome基因組 -- that's no good.
136
326000
2000
但是他所擁有的是對我們無用的雙股基因體。
05:40
You look in his intestines. There are billions數十億 of bacteria.
137
328000
3000
再往他的內臟尋找。那邊有幾十億的細菌。
05:43
They're no good either.
138
331000
2000
可是牠們也對我們無用。
05:45
Double strand again, but inside them, they're infected感染 with a virus病毒
139
333000
2000
也是雙股的,但是,在牠們體內,牠們被一些病毒感染了。
05:47
that has a nice不錯, long, single-stranded單鏈 genome基因組
140
335000
3000
這就是我們所要找的一長段單股基因體,
05:50
that we can fold like a piece of paper.
141
338000
2000
我們可以將其當成一張紙一般的摺疊,
05:52
And here's這裡的 how we do it.
142
340000
1000
我們是這樣做的。
05:53
This is part部分 of that genome基因組.
143
341000
1000
這是那個基因體的一部分。
05:54
We add a bunch of short, synthetic合成的 DNAs的DNA that I call staples主食.
144
342000
3000
我們加入一堆我稱之為「釘書針」的短股合成 DNA 分子。
05:57
Each one has a left half that binds結合 the long strand in one place地點,
145
345000
4000
每一個的左邊可以與長股的某處相結合,
06:01
and a right half that binds結合 it in a different不同 place地點,
146
349000
3000
而右邊會與另一處結合
06:04
and brings帶來 the long strand together一起 like this.
147
352000
2000
然後將長股像這樣摺疊在一起。
06:07
The net action行動 of many許多 of these on that long strand
148
355000
2000
許多這些「釘書針」對於長股的淨效應
06:09
is to fold it into something like a rectangle長方形.
149
357000
2000
就是將之摺疊成類似長方形的形狀。
06:11
Now, we can't actually其實 take a movie電影 of this process處理,
150
359000
2000
現在,我們技術上還沒辦法將這個步驟拍攝成影片,
06:13
but Shawn肖恩 Douglas道格拉斯 at Harvard哈佛
151
361000
2000
但是哈佛的 Shawn Douglas
06:15
has made製作 a nice不錯 visualization可視化 for us
152
363000
2000
幫我們做了一個漂亮的動畫
06:17
that begins開始 with a long strand and has some short strands in it.
153
365000
4000
它從一個包含部份短股的長股結構開始。
06:21
And what happens發生 is that we mix混合 these strands together一起.
154
369000
4000
當我們開始混合這些 DNA 的時候。
06:25
We heat them up, we add a little bit of salt,
155
373000
2000
我們將之加熱,加入一點點鹽,
06:27
we heat them up to almost幾乎 boiling沸騰 and cool them down,
156
375000
2000
將他們加熱到近乎沸騰然後冷卻他們,
06:29
and as we cool them down,
157
377000
1000
當我們冷卻它們的時候,
06:30
the short strands bind捆綁 the long strands
158
378000
2000
這些短股會和長股結合
06:32
and start開始 to form形成 structure結構體.
159
380000
2000
並開始形成結構性的排列
06:34
And you can see a little bit of double helix螺旋 forming成型 there.
160
382000
3000
你可以看到這邊有一小部份雙螺旋結構的形成。
06:38
When you look at DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙,
161
386000
2000
當你研究 DNA 摺疊術的時候,
06:40
you can see that what it really is,
162
388000
3000
你可以發現它其實是 —
06:43
even though雖然 you think it's complicated複雜,
163
391000
1000
最算你認為它很複雜 —
06:44
is a bunch of double helices螺旋 that are parallel平行 to each other,
164
392000
3000
一堆彼此平行排列在一起的雙螺旋結構
06:47
and they're held保持 together一起
165
395000
2000
他們彼此間藉由短股
06:49
by places地方 where short strands go along沿 one helix螺旋
166
397000
2000
一端形成一個雙螺旋,另一端在遠處形成另一個
06:51
and then jump to another另一個 one.
167
399000
2000
而緊密結合在一起。
06:53
So there's a strand that goes like this, goes along沿 one helix螺旋 and binds結合 --
168
401000
3000
所以就會有這樣的情形發生,結合成一段雙螺旋結構 —
06:56
it jumps跳躍 to another另一個 helix螺旋 and comes back.
169
404000
2000
再跨越到另一段雙螺旋然後折返,
06:58
That holds持有 the long strand like this.
170
406000
2000
使長股形成這樣的形狀。
07:00
Now, to show顯示 that we could make any shape形狀 or pattern模式
171
408000
3000
為了顯示我們可以製造任何我們所要的
07:03
that we wanted, I tried試著 to make this shape形狀.
172
411000
2000
形狀或圖案,我做了這個形狀。
07:06
I wanted to fold DNA脫氧核糖核酸 into something that goes up over the eye,
173
414000
2000
我想要將 DNA 往上順著眼睛摺疊,
07:08
down the nose鼻子, up the nose鼻子, around the forehead前額,
174
416000
3000
再下來鼻子,之後順著鼻子上爬,在額頭盤旋之後,
07:11
back down and end結束 in a little loop循環 like this.
175
419000
3000
往下回來最後形成一個像這樣的小圈圈。
07:14
And so, I thought, if this could work, anything could work.
176
422000
3000
我認為如果能夠辦到這個,任何圖案都能辦到。
07:17
So I had the computer電腦 program程序 design設計 the short staples主食 to do this.
177
425000
3000
所以我讓電腦程式來設計這些將要用到的短股「釘書針」。
07:20
I ordered有序 them; they came來了 by FedEx聯邦快遞.
178
428000
2000
我訂製了它們,藉由 FedEx 送到了我的手上。
07:22
I mixed them up, heated加熱 them, cooled冷卻 them down,
179
430000
2000
我將它們混合,加熱,然後冷卻,
07:24
and I got 50 billion十億 little smiley笑臉 faces面孔
180
432000
4000
最後我在一滴水中就可以得到約
07:28
floating漂浮的 around in a single drop下降 of water.
181
436000
2000
五百億個這些可愛的笑臉。
07:30
And each one of these is just
182
438000
2000
你知道嗎?每一個笑臉只有
07:32
one-thousandth千分之一 the width寬度 of a human人的 hair頭髮, OK?
183
440000
4000
一根人類頭髮寬度的千分之一大小。
07:36
So, they're all floating漂浮的 around in solution, and to look at them,
184
444000
3000
因此它們全部都在溶液中漂浮著,為了觀察它們,
07:39
you have to get them on a surface表面 where they stick.
185
447000
2000
你必須讓它們貼伏在一個平面上。
07:41
So, you pour them out onto a surface表面
186
449000
2000
所以你將它們潑撒到一個平面上
07:43
and they start開始 to stick to that surface表面,
187
451000
2000
它們開始平貼在平面上,
07:45
and we take a picture圖片 using運用 an atomic-force原子力 microscope顯微鏡.
188
453000
2000
然後我們使用原子力顯微鏡來照相
07:47
It's got a needle, like a record記錄 needle,
189
455000
2000
原子力顯微鏡有一個如同唱針一般的探測針,
07:49
that goes back and forth向前 over the surface表面,
190
457000
2000
這隻探測針在平面上來來回回地掃描,
07:51
bumps顛簸 up and down, and feels感覺 the height高度 of the first surface表面.
191
459000
3000
並且藉由探針得知平面的高低起伏及凹凸處。
07:54
It feels感覺 the DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙.
192
462000
2000
它能偵測到 DNA 摺疊的成果。
07:56
There's the atomic-force原子力 microscope顯微鏡 working加工
193
464000
2000
這就是原子力顯微鏡使用中的情形
07:59
and you can see that the landing's降落的 a little rough.
194
467000
1000
你可以看到這個平面有點粗糙。
08:00
When you zoom放大 in, they've他們已經 got, you know,
195
468000
2000
當你放大觀看,你知道,它們之中
08:02
weak jaws that flip翻動 over their heads
196
470000
1000
有些下顎翻轉與額頭重疊在一起
08:03
and some of their noses鼻子 get punched out, but it's pretty漂亮 good.
197
471000
3000
有些鼻子掉了出來,但是大體來說,成果非常好。
08:06
You can zoom放大 in and even see the extra額外 little loop循環,
198
474000
2000
你放大後甚至可以觀察到這個多出來的小圈圈,
08:08
this little nano-goatee納米山羊鬍子.
199
476000
2000
這個奈米等級的山羊鬚。
08:10
Now, what's great about this is anybody任何人 can do this.
200
478000
3000
最棒的是,任何人都可以完成這個實驗。
08:13
And so, I got this in the mail郵件 about a year after I did this, unsolicited不請自來.
201
481000
4000
在我成功之後約一年,我收到一封不請自來的信件。
08:17
Anyone任何人 know what this is? What is it?
202
485000
3000
有任何人可以猜到這是什麼嗎?是什麼?
08:20
It's China中國, right?
203
488000
2000
這是中國,對吧?
08:22
So, what happened發生 is, a graduate畢業 student學生 in China中國,
204
490000
2000
事情是這樣的,一個在中國的研究生,
08:24
Lulu露露 Qian, did a great job工作.
205
492000
2000
Lulu Qian,做得很好。
08:26
She wrote all her own擁有 software軟件
206
494000
2000
她開發出她自己用來設計跟製造
08:28
to design設計 and built內置 this DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙,
207
496000
2000
這個 DNA 摺疊品的軟體,
08:30
a beautiful美麗 rendition翻譯 of China中國, which哪一個 even has Taiwan台灣,
208
498000
3000
一個漂亮的中國示意圖,甚至連台灣都在裡面,
08:33
and you can see it's sort分類 of on the world's世界 shortest最短 leash皮帶, right?
209
501000
3000
你也可以看到兩岸間那條可稱為世界上最短的繩索,對吧?
08:36
(Laughter笑聲)
210
504000
2000
(笑聲)
08:39
So, this works作品 really well
211
507000
1000
這運作得非常好
08:41
and you can make patterns模式 as well as shapes形狀, OK?
212
509000
2000
除了形狀你也可以製造圖案,對吧?
08:44
And you can make a map地圖 of the Americas美洲 and spell拼寫 DNA脫氧核糖核酸 with DNA脫氧核糖核酸.
213
512000
3000
所以你可以繪製美洲地圖或是用 DNA 拼寫出「DNA」。
08:47
And what's really neat整齊 about it --
214
515000
3000
更棒的是 —
08:50
well, actually其實, this all looks容貌 like nano-artwork納米藝術品,
215
518000
2000
這麼嘛,它們都看起來像奈米藝術,
08:52
but it turns out that nano-artwork納米藝術品
216
520000
1000
但是這個奈米藝術
08:53
is just what you need to make nano-circuits納米電路.
217
521000
2000
剛剛好可以用來製造奈米電路。
08:55
So, you can put circuit電路 components組件 on the staples主食,
218
523000
2000
所以你可以將電路零件加入「釘書針」上,
08:57
like a light bulb燈泡 and a light switch開關.
219
525000
2000
好比燈泡及開關。
08:59
Let the thing assemble集合, and you'll你會 get some kind of a circuit電路.
220
527000
3000
然後讓它們自己組合,你就會得到某種電路。
09:02
And then you can maybe wash the DNA脫氧核糖核酸 away and have the circuit電路 left over.
221
530000
3000
然後也許你可以將 DNA 洗除,只留下電路。
09:05
So, this is what some colleagues同事 of mine at Caltech加州理工學院 did.
222
533000
2000
這就是我在加州理工大學一些同事們的研究。
09:07
They took a DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙, organized有組織的 some carbon nano-tubes納米管,
223
535000
3000
他們將 DNA 摺疊術與一些奈米碳管結合,
09:10
made製作 a little switch開關, you see here, wired有線 it up,
224
538000
2000
製造出小開關,你在這邊可以看到,通上電,
09:12
tested測試 it and showed顯示 that it is indeed確實 a switch開關.
225
540000
3000
測試後證明它是一個真正的開關。
09:15
Now, this is just a single switch開關
226
543000
2000
這只是一個開關
09:17
and you need half a billion十億 for a computer電腦, so we have a long way to go.
227
545000
4000
你需要上億個開關才能做出一個電腦,因此我們還有很長一段路要走。
09:21
But this is very promising有希望
228
549000
2000
但是這個前景是非常真實的
09:23
because the origami摺紙 can organize組織 parts部分 just one-tenth十分之一 the size尺寸
229
551000
5000
因為利用這個方法可以做出比目前體積小十倍的電子零件
09:28
of those in a normal正常 computer電腦.
230
556000
1000
而我們可以利用這些零件來製造電腦。
09:29
So it's very promising有希望 for making製造 small computers電腦.
231
557000
3000
因此製造出小電腦是非常可行的。
09:32
Now, I want to get back to that compiler編譯器.
232
560000
3000
現在我們回來談談編譯器。
09:35
The DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙 is a proof證明 that that compiler編譯器 actually其實 works作品.
233
563000
3000
DNA 摺疊術就是編譯器運作良好的強力證明。
09:39
So, you start開始 with something in the computer電腦.
234
567000
2000
你可以在電腦上嘗試製作任何東西。
09:41
You get a high-level高水平 description描述 of the computer電腦 program程序,
235
569000
3000
你會得到電腦程式的高階描述,
09:44
a high-level高水平 description描述 of the origami摺紙.
236
572000
2000
關於摺疊術的高階描述。
09:46
You can compile it to molecules分子, send發送 it to a synthesizer合成,
237
574000
3000
你將之編譯成真正的分子,送到合成器去合成
09:49
and it actually其實 works作品.
238
577000
1000
然後成功的運作。
09:50
And it turns out that a company公司 has made製作 a nice不錯 program程序
239
578000
4000
結果是已經有公司開發出了一個好程式
09:54
that's much better than my code, which哪一個 was kind of ugly醜陋,
240
582000
2000
比起我有點破爛的程式碼來說要好得多了,
09:56
and will allow允許 us to do this in a nice不錯,
241
584000
1000
並且可以讓我們在電腦輔助設計
09:57
visual視覺, computer-aided電腦輔助 design設計 way.
242
585000
2000
的良好視覺環境下來完成這個工作。
10:00
So, now you can say, all right,
243
588000
1000
現在,也許你會問,好吧,
10:01
why isn't DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙 the end結束 of the story故事?
244
589000
2000
為什麼 DNA 摺疊術不是所有問題的解答?
10:03
You have your molecular分子 compiler編譯器, you can do whatever隨你 you want.
245
591000
2000
你已經有了分子編譯器,你能做任何事。
10:05
The fact事實 is that it does not scale規模.
246
593000
3000
答案是因為它不能放大量產。
10:08
So if you want to build建立 a human人的 from DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙,
247
596000
3000
因此如果你想要用 DNA 摺疊術來建造一個人,
10:11
the problem問題 is, you need a long strand
248
599000
2000
你將會需要一股超級長
10:13
that's 10 trillion trillion bases基地 long.
249
601000
3000
大約要十兆兆個核酸這麼長的 DNA。
10:16
That's three light years'年份' worth價值 of DNA脫氧核糖核酸,
250
604000
2000
這段 DNA 將會長達三個光年,
10:18
so we're not going to do this.
251
606000
2000
所以我們不打算這麼做。
10:20
We're going to turn to another另一個 technology技術,
252
608000
2000
我們打算將之轉換成另一種科技形式
10:22
called algorithmic算法 self-assembly自組裝 of tiles瓷磚.
253
610000
2000
稱之為模塊演算自我組合。
10:24
It was started開始 by Erik埃里克 WinfreeWinfree,
254
612000
2000
這想法是由 Erik Winfree 所提出的,
10:26
and what it does,
255
614000
1000
這個概念是這樣的,
10:27
it has tiles瓷磚 that are a hundredth第一百 the size尺寸 of a DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙.
256
615000
4000
我們使用約一般 DNA 摺疊品百分之一大小的模塊。
10:31
You zoom放大 in, there are just four DNA脫氧核糖核酸 strands
257
619000
2000
當你將它們放大顯示來看其實就是四段短股 DNA
10:34
and they have little single-stranded單鏈 bits on them
258
622000
2000
在其上有單股短鏈的存在
10:36
that can bind捆綁 to other tiles瓷磚, if they match比賽.
259
624000
2000
可以用來與其他互補的模塊結合。
10:38
And we like to draw these tiles瓷磚 as little squares廣場.
260
626000
3000
通常我們喜歡將這些模塊以小正方形顯示。
10:42
And if you look at their sticky ends結束, these little DNA脫氧核糖核酸 bits,
261
630000
2000
如果你觀察它們上面的短股互補 DNA 鏈,
10:44
you can see that they actually其實 form形成 a checkerboard棋盤 pattern模式.
262
632000
3000
你會發現它們可以形成棋盤格的排列。
10:47
So, these tiles瓷磚 would make a complicated複雜, self-assembling自組裝 checkerboard棋盤.
263
635000
3000
所以這些模塊可以形成能自我排列組合的複雜棋盤格。
10:50
And the point of this, if you didn't catch抓住 that,
264
638000
2000
重點是,如果你沒有跟上的話,
10:52
is that tiles瓷磚 are a kind of molecular分子 program程序
265
640000
3000
這些模塊可以是分子程式
10:55
and they can output產量 patterns模式.
266
643000
3000
而且它們可以輸出圖案。
10:58
And a really amazing驚人 part部分 of this is
267
646000
2000
這其中最美妙的一部份是
11:00
that any computer電腦 program程序 can be translated翻譯
268
648000
2000
任何電腦程式都可以被轉譯為
11:02
into one of these tile programs程式 -- specifically特別, counting數數.
269
650000
3000
這些模塊程式 — 舉例來說,計數。
11:05
So, you can come up with a set of tiles瓷磚
270
653000
3000
你可以設計一組模塊
11:08
that when they come together一起, form形成 a little binary二進制 counter計數器
271
656000
3000
當它們在一起的時候,形成一個二進位計數器
11:11
rather than a checkerboard棋盤.
272
659000
2000
而不是形成棋盤格。
11:13
So you can read off binary二進制 numbers數字 five, six and seven.
273
661000
3000
所以你可以讀出二進位數字 5, 6 和 7。
11:16
And in order訂購 to get these kinds of computations計算 started開始 right,
274
664000
3000
為了能使這種計算成功開始,
11:19
you need some kind of input輸入, a kind of seed種子.
275
667000
2000
你需要某種輸入方法,某種「種子」。
11:21
You can use DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙 for that.
276
669000
2000
你可以使用 DNA 摺疊術來做到。
11:23
You can encode編碼 the number 32
277
671000
2000
你可以將數字 32 加密到
11:25
in the right-hand右手 side of a DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙,
278
673000
2000
DNA 摺疊品的右邊
11:27
and when you add those tiles瓷磚 that count計數,
279
675000
2000
然後當你加入這些能夠計數的模塊後,
11:29
they will start開始 to count計數 -- they will read that 32
280
677000
3000
它們會開始計數,一直數到 32 為止
11:32
and they'll他們會 stop at 32.
281
680000
2000
然後它們就會停下來。
11:34
So, what we've我們已經 doneDONE is we've我們已經 figured想通 out a way
282
682000
3000
因此,我們所做的是我們找到了一種方法
11:37
to have a molecular分子 program程序 know when to stop going.
283
685000
3000
能使分子程式知道何時該停止成長。
11:40
It knows知道 when to stop growing生長 because it can count計數.
284
688000
2000
因為它能計數所以它知道何時該停。
11:42
It knows知道 how big it is.
285
690000
2000
它知道它有多大。
11:44
So, that answers答案 that sort分類 of first question I was talking about.
286
692000
3000
這大致上回答了我所提到的第一個問題。
11:47
It doesn't tell us how babies嬰兒 do it, however然而.
287
695000
3000
雖然它沒有告訴我們嬰兒是如何做到的。
11:50
So now, we can use this counting數數 to try and get at much bigger things
288
698000
4000
現在,我們可以使用這個計數功能來嘗試更大的計畫
11:54
than DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙 could otherwise除此以外.
289
702000
1000
只使用 DNA 摺疊術無法完成的計畫。
11:55
Here's這裡的 the DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙, and what we can do
290
703000
3000
這裡是一個 DNA 摺疊品,我們可以做的是
11:58
is we can write 32 on both edges邊緣 of the DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙,
291
706000
3000
我們將其兩邊都寫上數字 32
12:01
and we can now use our watering灑水 can
292
709000
2000
然後我們可以使用我們的灑水壺
12:03
and water with tiles瓷磚, and we can start開始 growing生長 tiles瓷磚 off of that
293
711000
4000
把模塊澆在DNA摺疊品上,然後我們會見到模塊依附其生長
12:07
and create創建 a square廣場.
294
715000
2000
最後成為一個正方形。
12:09
The counter計數器 serves供應 as a template模板
295
717000
3000
計數器的功用如同模板
12:12
to fill in a square廣場 in the middle中間 of this thing.
296
720000
2000
將正方形內塞滿這種東西。
12:14
So, what we've我們已經 doneDONE is we've我們已經 succeeded成功
297
722000
1000
最後我們成功的完成了
12:15
in making製造 something much bigger than a DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙
298
723000
3000
為了讓DNA摺疊術能夠製造出更大的東西,
12:18
by combining結合 DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙 with tiles瓷磚.
299
726000
3000
必須還要結合模塊
12:21
And the neat整齊 thing about it is, is that it's also reprogrammable可再編程.
300
729000
3000
更好的是,它也是可以輕易變更的程式設計。
12:24
You can just change更改 a couple一對 of the DNA脫氧核糖核酸 strands in this binary二進制 representation表示
301
732000
4000
你只要更改與二進位表示有關的數股 DNA
12:28
and you'll你會 get 96 rather than 32.
302
736000
3000
你就能將 32 改為 96。
12:31
And if you do that, the origami's摺紙的 the same相同 size尺寸,
303
739000
3000
如果你重複同樣大小的 DNA 摺疊,
12:34
but the resulting造成 square廣場 that you get is three times bigger.
304
742000
4000
你所得到的結果是一個單邊三倍大的正方形。
12:39
So, this sort分類 of recapitulates概括
305
747000
1000
這大概摘要了目前
12:40
what I was telling告訴 you about development發展.
306
748000
2000
我所告訴你們有關發展的重點。
12:42
You have a very sensitive敏感 computer電腦 program程序
307
750000
3000
你有一個非常靈敏的電腦程式
12:45
where small changes變化 -- single, tiny, little mutations突變 --
308
753000
3000
一些小變化 — 單一、微小、細微的突變 —
12:48
can take something that made製作 one size尺寸 square廣場
309
756000
2000
可以使從相同大小方塊製造的東西
12:50
and make something very much bigger.
310
758000
3000
變得大得多。
12:54
Now, this -- using運用 counting數數 to compute計算
311
762000
3000
現在,這個使用計數來計算
12:57
and build建立 these kinds of things
312
765000
2000
並且製造這樣子的東西
12:59
by this kind of developmental發展的 process處理
313
767000
2000
而且使用這種開發流程
13:01
is something that also has bearing軸承 on Craig克雷格 Venter'sVenter的 question.
314
769000
4000
跟克萊格•凡特的問題也是互相關連的。
13:05
So, you can ask, how many許多 DNA脫氧核糖核酸 strands are required需要
315
773000
2000
你可以問,多少數量的 DNA 短股是
13:07
to build建立 a square廣場 of a given特定 size尺寸?
316
775000
2000
建造一個指定大小的正方形所必須的?
13:09
If we wanted to make a square廣場 of size尺寸 10, 100 or 1,000,
317
777000
5000
假設我們想要製作尺寸 10, 100 或 1000 的正方形,
13:14
if we used DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙 alone單獨,
318
782000
2000
如果我們只使用 DNA 摺疊術,
13:16
we would require要求 a number of DNA脫氧核糖核酸 strands that's the square廣場
319
784000
3000
我們將會需要正方形尺寸大小平方數量
13:19
of the size尺寸 of that square廣場;
320
787000
2000
的短股 DNA,
13:21
so we'd星期三 need 100, 10,000 or a million百萬 DNA脫氧核糖核酸 strands.
321
789000
2000
也就是我們需要分別一百、一萬、一百萬個短股 DNA。
13:23
That's really not affordable實惠.
322
791000
2000
這是非常不可行的方法。
13:25
But if we use a little computation計算 --
323
793000
2000
但是如果我們使用一些計算方法 —
13:27
we use origami摺紙, plus some tiles瓷磚 that count計數 --
324
795000
4000
我們同時使用 DNA 摺疊術與會計數的模塊 —
13:31
then we can get away with using運用 100, 200 or 300 DNA脫氧核糖核酸 strands.
325
799000
3000
這樣我們就只需要分別使用 100, 200 跟 300 個短股 DNA 就行了。
13:34
And so we can exponentially成倍 reduce減少 the number of DNA脫氧核糖核酸 strands we use,
326
802000
5000
這樣我們可以大量地減少我們所需使用的短股 DNA
13:39
if we use counting數數, if we use a little bit of computation計算.
327
807000
3000
只要我們使用計數方法,使用一點點數學計算。
13:42
And so computation計算 is some very powerful強大 way
328
810000
3000
因此計算是一個威力強大的方法
13:45
to reduce減少 the number of molecules分子 you need to build建立 something,
329
813000
3000
可以減少你建造物品所需要的分子數量,
13:48
to reduce減少 the size尺寸 of the genome基因組 that you're building建造.
330
816000
3000
減少你所建造的基因體大小。
13:51
And finally最後, I'm going to get back to that sort分類 of crazy idea理念
331
819000
3000
最後,我要回到這聽起來瘋狂的想法
13:54
about computers電腦 building建造 computers電腦.
332
822000
2000
那就是由電腦建造電腦。
13:56
If you look at the square廣場 that you build建立 with the origami摺紙
333
824000
3000
如果你研究你用 DNA 摺疊術所建造的正方形
13:59
and some counters計數器 growing生長 off it,
334
827000
2000
和從之成長出來的計數器,
14:01
the pattern模式 that it has is exactly究竟 the pattern模式 that you need
335
829000
3000
它所擁有的圖案跟你需要用來建造記憶體所需要的圖案
14:04
to make a memory記憶.
336
832000
1000
一模一樣。
14:05
So if you affix詞綴 some wires電線 and switches開關 to those tiles瓷磚 --
337
833000
3000
所以如果你在這些模塊上加上電線和開關,
14:08
rather than to the staple釘書針 strands, you affix詞綴 them to the tiles瓷磚 --
338
836000
3000
你將它們加在模塊上而不是之前提過的加在結合 DNA 短股上,
14:11
then they'll他們會 self-assemble自組裝 the somewhat有些 complicated複雜 circuits電路,
339
839000
3000
然後它們就會自我組合成為一個有點複雜的電路 —
14:14
the demultiplexer解復用器 circuits電路, that you need to address地址 this memory記憶.
340
842000
3000
一個記憶體所需要的非多功電路器。
14:17
So you can actually其實 make a complicated複雜 circuit電路
341
845000
2000
你可以真正的製造一個複雜的電路
14:19
using運用 a little bit of computation計算.
342
847000
2000
只需要用上一點點計算。
14:21
It's a molecular分子 computer電腦 building建造 an electronic電子 computer電腦.
343
849000
3000
這就是分子計算器製造電子計算器。
14:24
Now, you ask me, how far have we gotten得到 down this path路徑?
344
852000
3000
如果你問我,我們在這個方向的進展如何?
14:27
Experimentally實驗, this is what we've我們已經 doneDONE in the last year.
345
855000
3000
實驗上來說,這就是我們去年的成果。
14:30
Here is a DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙 rectangle長方形,
346
858000
2000
這是一個 DNA 摺疊出來的長方形,
14:33
and here are some tiles瓷磚 growing生長 from it.
347
861000
2000
一些模塊從其上長出來。
14:35
And you can see how they count計數.
348
863000
2000
你可以看到它們計數的情況。
14:37
One, two, three, four, five, six, nine, 10, 11, 12, 17.
349
865000
12000
一、二、三、四、五、六、九、十、11, 12, 17。
14:49
So it's got some errors錯誤, but at least最小 it counts計數 up.
350
877000
4000
所以,有一些錯誤產生,但至少它能繼續數上去。
14:53
(Laughter笑聲)
351
881000
1000
(笑聲)
14:54
So, it turns out we actually其實 had this idea理念 nine years年份 ago,
352
882000
3000
事實上,我們九年前就已經有這個想法了,
14:57
and that's about the time constant不變 for how long it takes
353
885000
3000
所以這大概就是完成這種事所需要的固定時間
15:00
to do these kinds of things, so I think we made製作 a lot of progress進展.
354
888000
2000
我認為我們進步顯著。
15:02
We've我們已經 got ideas思路 about how to fix固定 these errors錯誤.
355
890000
2000
我們已經有了如何修正這些錯誤的想法。
15:04
And I think in the next下一個 five or 10 years年份,
356
892000
2000
我相信在未來的五到十年內,
15:06
we'll make the kind of squares廣場 that I described描述
357
894000
2000
我們能夠建造出我所描述的這種正方形
15:08
and maybe even get to some of those self-assembled自組裝 circuits電路.
358
896000
3000
甚至是一些這些自我組合的電路。
15:11
So now, what do I want you to take away from this talk?
359
899000
4000
現在,這場演講後,我希望你們記得什麼?
15:15
I want you to remember記得 that
360
903000
2000
我希望你們能夠記得
15:17
to create創建 life's人生 very diverse多種 and complex複雜 forms形式,
361
905000
4000
為了能夠建造生命這種極端歧異複雜的形體,
15:21
life uses使用 computation計算 to do that.
362
909000
2000
生命使用了計算來完成。
15:23
And the computations計算 that it uses使用, they're molecular分子 computations計算,
363
911000
4000
祂所使用的計算,是分子層次的計算,
15:27
and in order訂購 to understand理解 this and get a better handle處理 on it,
364
915000
2000
為了能夠了解它的原理並能夠更好的控制它,
15:29
as Feynman費曼 said, you know,
365
917000
2000
就像費曼說的,你知道的,
15:31
we need to build建立 something to understand理解 it.
366
919000
2000
為了真正了解事物,我們必須親身建造之。
15:33
And so we are going to use molecules分子 and refashion重塑 this thing,
367
921000
4000
因此我們將要使用分子來重新設計這個東西,
15:37
rebuild重建 everything from the bottom底部 up,
368
925000
2000
從基礎開始重建所有事物,
15:39
using運用 DNA脫氧核糖核酸 in ways方法 that nature性質 never intended,
369
927000
3000
用一種自然從來沒有想過的方式來使用 DNA,
15:42
using運用 DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙,
370
930000
2000
使用 DNA 摺疊術,
15:44
and DNA脫氧核糖核酸 origami摺紙 to seed種子 this algorithmic算法 self-assembly自組裝.
371
932000
3000
用 DNA 摺疊術來做為自我組合演算的種子。
15:47
You know, so this is all very cool,
372
935000
2000
你能想像,這一切都非常吸引人,
15:50
but what I'd like you to take from the talk,
373
938000
1000
但是我真正希望你們這場演講後記得的是,
15:51
hopefully希望 from some of those big questions問題,
374
939000
2000
希望是這些重大問題之一,
15:53
is that this molecular分子 programming程序設計 isn't just about making製造 gadgets小工具.
375
941000
3000
就是分子程式設計不是只跟建造小工具有關。
15:56
It's not just making製造 about --
376
944000
2000
不是只是建造關於 —
15:58
it's making製造 self-assembled自組裝 cell細胞 phones手機 and circuits電路.
377
946000
2000
自我組合的手機或是電路。
16:00
What it's really about is taking服用 computer電腦 science科學
378
948000
2000
它的真正意義是為電腦科學
16:02
and looking at big questions問題 in a new light,
379
950000
3000
還有探究重要的問題帶來一線曙光,
16:05
asking new versions版本 of those big questions問題
380
953000
2000
詢問更新版本的重要問題
16:07
and trying to understand理解 how biology生物學
381
955000
2000
並試圖了解生物為何能夠
16:09
can make such這樣 amazing驚人 things. Thank you.
382
957000
2000
做出這麼驚人美妙的東西。謝謝你們。
16:12
(Applause掌聲)
383
960000
7000
(掌聲)
Translated by Bill Hsiung
Reviewed by Katherine Liu

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ABOUT THE SPEAKER
Paul Rothemund - DNA origamist
Paul Rothemund folds DNA into shapes and patterns. Which is a simple enough thing to say, but the process he has developed has vast implications for computing and manufacturing -- allowing us to create things we can now only dream of.

Why you should listen

Paul Rothemund won a MacArthur grant this year for a fairly mystifying study area: "folding DNA." It brings up the question: Why fold DNA? The answer is -- because the power to manipulate DNA in this way could change the way we make things at a very basic level.

Rothemund's work combines the study of self-assembly (watch the TEDTalks from Neil Gershenfeld and Saul Griffith for more on this) with the research being done in DNA nanotechnology -- and points the way toward self-assembling devices at microscale, making computer memory, for instance, smaller, faster and maybe even cheaper.

More profile about the speaker
Paul Rothemund | Speaker | TED.com