TEDGlobal 2011
Lee Cronin: Making matter come alive
Lee Cronin: Tạo ra các vật chất sống
Filmed:
Readability: 3.8
770,372 views
Trước khi cuộc sống tồn tại trên Trái Đất, chúng chỉ là vật chất, "những thứ" vô cơ không có sự sống. Làm cách nào cuộc sống có thể tồn tại? Và -- có thể sử dụng loại hóa chất khác nhau? Sử dụng một định nghĩa tinh tế về cuộc sống (bất kỳ sự vật nào cũng có thể tiến hóa), nhà hóa học Lê Cronnin đang tìm kiếm câu trả lời cho câu hỏi này bằng cách cố gắng tạo ra tế bào vô cơ sử dụng "Bộ xếp hình Lego" dạng phân tử vô cơ -- không carbon -- để lắp ráp, nhân rộng và cạnh tranh nhau.
Lee Cronin - Chemist
A professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life. Full bio
A professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
What I'm going to try and do in the next 15 minutes or so
0
0
3000
Điều tôi đang cố gắng và sẽ làm trong 15 phút tới hoặc hơn
00:18
is tell you about an idea
1
3000
2000
là nói cho bạn biết một ý tưởng
00:20
of how we're going to make matter come alive.
2
5000
3000
về việc làm thế nào chúng ta có thể khiến các vật chất sống dậy.
00:23
Now this may seem a bit ambitious,
3
8000
2000
Hiện tại điều này dường như hơi quá tham vọng,
00:25
but when you look at yourself, you look at your hands,
4
10000
2000
nhưng khi các bạn nhìn lại chính mình, nhìn vào bàn tay mình
00:27
you realize that you're alive.
5
12000
2000
bạn nhận ra rằng bạn đang sống.
00:29
So this is a start.
6
14000
2000
Vì vậy đây là điểm khởi đầu.
00:31
Now this quest started four billion years ago on planet Earth.
7
16000
3000
Cuộc tìm kiếm này bắt đầu trên Trái Đất từ bốn tỷ năm trước đây.
00:34
There's been four billion years
8
19000
2000
Đã có một cuộc sống kéo dài bốn tỷ năm
00:36
of organic, biological life.
9
21000
2000
cho các vật chất hữu cơ và sinh học.
00:38
And as an inorganic chemist,
10
23000
2000
Và với tư cách là nhà hóa học vô cơ,
00:40
my friends and colleagues make this distinction
11
25000
2000
bạn bè tôi và các đồng nghiệp của tôi phân biệt
00:42
between the organic, living world
12
27000
3000
giữa thế giới vật chất hữu cơ, sinh vật sống
00:45
and the inorganic, dead world.
13
30000
2000
và thế giới vô cơ, sinh vật chết.
00:47
And what I'm going to try and do is plant some ideas
14
32000
3000
Và điều tôi đang cố và sẽ làm là nuôi dưỡng một vài ý tưởng
00:50
about how we can transform inorganic, dead matter
15
35000
4000
về việc làm sao chúng ta có thể chuyển đổi những vật chất vô cơ không có sức sống
00:54
into living matter, into inorganic biology.
16
39000
3000
sang dạng vật chất sống và sang dạng sinh học vô cơ.
00:57
Before we do that,
17
42000
2000
Vì vậy, trước khi chúng ta làm điều đó,
00:59
I want to kind of put biology in its place.
18
44000
3000
tôi muốn đặt sinh học vào đúng chỗ của nó.
01:02
And I'm absolutely enthralled by biology.
19
47000
2000
Và tôi hoàn toàn say mê môn sinh học.
01:04
I love to do synthetic biology.
20
49000
2000
Tôi thích làm sinh học nhân tạo tổng hợp.
01:06
I love things that are alive.
21
51000
2000
Tôi thích những thứ sống.
01:08
I love manipulating the infrastructure of biology.
22
53000
2000
Tôi thích kiểm soát cấu trúc sinh học.
01:10
But within that infrastructure,
23
55000
2000
Tuy nhiên trong cấu trúc đó
01:12
we have to remember
24
57000
2000
chúng ta phải nhớ
01:14
that the driving force of biology
25
59000
2000
rằng động lực của sinh học
01:16
is really coming from evolution.
26
61000
2000
thực ra đến từ sự tiến hóa.
01:18
And evolution,
27
63000
2000
Và sự tiến hóa,
01:20
although it was established well over 100 years ago by Charles Darwin
28
65000
3000
dù đã được Charles Darwin và nhiều người khác xác định,
01:23
and a vast number of other people,
29
68000
2000
cách đây trên 100 năm,
01:25
evolution still is a little bit intangible.
30
70000
3000
thuyết tiến hóa vẫn còn một chút khó hiểu.
01:28
And when I talk about Darwinian evolution,
31
73000
2000
Khi tôi nói về thuyết tiến hóa của Darwin,
01:30
I mean one thing and one thing only,
32
75000
2000
tôi chỉ muốn đề cập đến một điều duy nhất,
01:32
and that is survival of the fittest.
33
77000
2000
đó chính là sự tồn tại của cá thể mạnh nhất.
01:34
And so forget about evolution
34
79000
2000
Và vì thế hãy quên khái niệm tiến hóa
01:36
in a kind of metaphysical way.
35
81000
2000
về mặt lý thuyết.
01:38
Think about evolution
36
83000
2000
Hãy nghĩ về sự tiến hóa
01:40
in terms of offspring competing,
37
85000
2000
theo cách đấu tranh sinh tồn của các loài,
01:42
and some winning.
38
87000
2000
và có một số đã thắng.
01:44
So bearing that in mind,
39
89000
2000
Vì thế xin nhớ rằng
01:46
as a chemist, I wanted to ask myself
40
91000
2000
với tư cách là nhà hóa học, tôi muốn tự hỏi bản thân mình
01:48
the question frustrated by biology:
41
93000
2000
một câu hỏi liên quan đến sinh học:
01:50
What is the minimal unit of matter
42
95000
3000
Đơn vị nhỏ nhất của vật chất
01:53
that can undergo Darwinian evolution?
43
98000
3000
có khả năng tiến hóa theo thuyết của Darwin là gì?
01:56
And this seems quite a profound question.
44
101000
2000
Và đây thực sự là một câu hỏi sâu sắc.
01:58
And as a chemist,
45
103000
2000
Với tư cách là nhà hóa học,
02:00
we're not used to profound questions every day.
46
105000
2000
hàng ngày chúng tôi không quen với những câu hỏi như thế.
02:02
So when I thought about it,
47
107000
2000
Vì thế khi tôi nghĩ về nó,
02:04
then suddenly I realized
48
109000
2000
tôi lập tức nhận ra
02:06
that biology gave us the answer.
49
111000
2000
rằng sinh học đã cho chúng ta câu trả lời.
02:08
And in fact, the smallest unit of matter
50
113000
2000
Và trên thực tế, đơn vị nhỏ nhất của vật chất
02:10
that can evolve independently
51
115000
2000
có thể tự tiến hóa độc lập
02:12
is, in fact, a single cell --
52
117000
2000
trên thực tế chính là một tế bào đơn --
02:14
a bacteria.
53
119000
2000
một vi khuẩn
02:16
So this raises three really important questions:
54
121000
3000
Điều này lại đặt ra ba câu hỏi thực sự quan trọng, đó là:
02:19
What is life?
55
124000
2000
Cuộc sống là gì?
02:21
Is biology special?
56
126000
2000
Sinh học có đặc biệt?
02:23
Biologists seem to think so.
57
128000
2000
Các nhà sinh vật học dường như thường cho là thế.
02:25
Is matter evolvable?
58
130000
2000
Vật chất có thể tiến hóa không?
02:27
Now if we answer those questions in reverse order,
59
132000
3000
Bây giờ, nếu chúng ta trả lời những câu hỏi này theo thứ tự đảo ngược
02:30
the third question -- is matter evolvable? --
60
135000
2000
câu hỏi thứ 3 -- vật chất có thể tiến hóa không? --
02:32
if we can answer that,
61
137000
2000
nếu chúng ta trả lời điều đó,
02:34
then we're going to know how special biology is,
62
139000
2000
thì chúng ta sẽ biết ngành sinh học đặc biệt như thế nào,
02:36
and maybe, just maybe,
63
141000
2000
và có thẻ, chỉ có thể thôi nhé,
02:38
we'll have some idea of what life really is.
64
143000
3000
chúng ta sẽ có một vài ý tưởng về khái niệm về cuộc sống.
02:41
So here's some inorganic life.
65
146000
2000
Và đây là một vài thể vô cơ.
02:43
This is a dead crystal,
66
148000
2000
Đây là một hạt tinh thể chết,
02:45
and I'm going to do something to it,
67
150000
2000
và tôi sẽ làm một vài thứ với nó,
02:47
and it's going to become alive.
68
152000
2000
và nó sẽ trở thành sinh vật sống.
02:49
And you can see,
69
154000
2000
Và bạn có thể thấy
02:51
it's kind of pollinating, germinating, growing.
70
156000
3000
một số hoạt động dạng như thụ phấn, nảy mầm, sinh trưởng.
02:54
This is an inorganic tube.
71
159000
2000
Đây là một cái ống vô cơ.
02:56
And all these crystals here under the microscope
72
161000
2000
Và tất cả những hạt tinh thể ở đây nằm dưới kính hiển vi
02:58
were dead a few minutes ago, and they look alive.
73
163000
2000
cách đây một vài phút đều là vật vô tri, và chúng trông giống như đang sống.
03:00
Of course, they're not alive.
74
165000
2000
Tất nhiên, chúng không sống.
03:02
It's a chemistry experiment where I've made a crystal garden.
75
167000
3000
Đây là một thí nghiệm hóa học, trong đó tôi đã tạo ra một vườn tinh thể.
03:05
But when I saw this, I was really fascinated,
76
170000
3000
Nhưng khi tôi nhìn thấy chúng, tôi đã thực sự bị thu hút,
03:08
because it seemed lifelike.
77
173000
2000
bởi chúng trông giống như những sinh vật sống.
03:10
And as I pause for a few seconds, have a look at the screen.
78
175000
3000
Và khi tôi tạm dừng trong một vài giây, nhìn vào màn hình.
03:15
You can see there's architecture growing, filling the void.
79
180000
3000
Bạn có thể thấy một cấu trúc đang lớn dần lên, lấp đầy khoảng trống.
03:18
And this is dead.
80
183000
2000
Và nó là vật vô tri.
03:20
So I was positive that,
81
185000
2000
Vì thế tôi đã lạc quan cho rằng
03:22
if somehow we can make things mimic life,
82
187000
2000
nếu chúng ta có thể bằng cách nào đó tạo ra những vật chất có khả năng bắt chước sinh vật
03:24
let's go one step further.
83
189000
2000
thì chúng ta hãy tiến lên một bước nữa.
03:26
Let's see if we can actually make life.
84
191000
2000
Hãy xem xem liệu chúng ta có thể thực sự khiến vật chất trở nên có sức sống.
03:28
But there's a problem,
85
193000
2000
Tuy nhiên có một vấn đề,
03:30
because up until maybe a decade ago,
86
195000
2000
do cho tới tận một thập kỷ trước,
03:32
we were told that life was impossible
87
197000
2000
chúng ta thường được dạy rằng cuộc sống là không thể có thực
03:34
and that we were the most incredible miracle in the universe.
88
199000
3000
và rằng chúng ta là sinh vật tuyệt vời nhất trên vũ trụ.
03:37
In fact, we were the only people
89
202000
2000
Trên thực tế, chúng ta đã là loài người duy nhất
03:39
in the universe.
90
204000
2000
trong vũ trụ.
03:41
Now, that's a bit boring.
91
206000
2000
Hiện nay, điều này hơi chán.
03:43
So as a chemist,
92
208000
2000
Vì thế, với tư cách là nhà hóa học
03:45
I wanted to say, "Hang on. What is going on here?
93
210000
2000
tôi muốn nói rằng," Chờ một chút. Điều gì đang diễn ra ở đây?
03:47
Is life that improbable?"
94
212000
2000
Có phải cuộc sống là điều không chắc chắn có thực?"
03:49
And this is really the question.
95
214000
3000
Và đây thực sự là một câu hỏi khó.
03:52
I think that perhaps the emergence of the first cells
96
217000
3000
Tôi cho rằng có lẽ sự xuất hiện của các tế bào đầu tiên
03:55
was as probable as the emergence of the stars.
97
220000
3000
có thực giống như sự xuất hiện của các ngôi sao.
03:58
And in fact, let's take that one step further.
98
223000
3000
Và trên thực tế, hãy tiến thêm một bước nữa.
04:01
Let's say
99
226000
2000
Hãy nói
04:03
that if the physics of fusion
100
228000
2000
rằng nếu vật lý học của sự hợp nhất
04:05
is encoded into the universe,
101
230000
2000
đã được mã hóa trong vũ trụ,
04:07
maybe the physics of life is as well.
102
232000
2000
thì có thế vật lý của cuộc sống cũng có quy trình tương tự.
04:09
And so the problem with chemists --
103
234000
2000
Và vì vậy vấn đề với nhà hóa học --
04:11
and this is a massive advantage as well --
104
236000
2000
và điều này cũng là một lợi thế lớn --
04:13
is we like to focus on our elements.
105
238000
2000
là chúng ta thích tập trung vào các yếu tố của chúng ta.
04:15
In biology, carbon takes center stage.
106
240000
3000
Trong sinh học, carbon đứng ở vị trí trung tâm.
04:18
And in a universe where carbon exists
107
243000
2000
Và carbon tồn tại trong vũ trụ,
04:20
and organic biology,
108
245000
2000
và trong sinh học hữu cơ,
04:22
then we have all this wonderful diversity of life.
109
247000
3000
chúng ta có một cuộc sống đa dạng một cách tuyệt vời.
04:25
In fact, we have such amazing lifeforms that we can manipulate.
110
250000
4000
Trên thực tế, chúng ta có những dạng sống đáng kinh ngạc mà chúng ta có thể điều khiển được.
04:29
We're awfully careful in the lab
111
254000
2000
Chúng tôi rất cẩn thận trong thí nghiệm
04:31
to try and avoid various biohazards.
112
256000
2000
cố tránh những lỗi sai sinh học.
04:33
Well what about matter?
113
258000
2000
Còn về vật chất thì sao?
04:35
If we can make matter alive, would we have a matterhazard?
114
260000
3000
Nếu chúng ta có thể khiến vật chất sống được, chúng ta có tạo ra những sai sót vật chất?
04:38
So think, this is a serious question.
115
263000
2000
Hãy nghĩ đi, đây là câu hỏi nghiêm túc.
04:40
If your pen could replicate,
116
265000
3000
Nếu chiếc bút của bạn có thể nhân đôi,
04:43
that would be a bit of a problem.
117
268000
2000
điều đó có trở thành một vấn đề.
04:45
So we have to think differently
118
270000
2000
Vì thế chúng ta phải nghĩ khác đi
04:47
if we're going to make stuff come alive.
119
272000
2000
nếu chúng ta có thể khiến vật chất vô cơ thành hữu cơ.
04:49
And we also have to be aware of the issues.
120
274000
2000
Và chúng ta cũng phải nhận thức được các vấn đề.
04:51
But before we can make life,
121
276000
2000
Tuy nhiên chúng ta có thể tạo ra cuộc sống,
04:53
let's think for a second
122
278000
2000
hãy suy nghĩ một chút
04:55
what life really is characterized by.
123
280000
2000
về những đặc trưng của cuộc sống.
04:57
And forgive the complicated diagram.
124
282000
2000
Và hãy bỏ qua biểu đồ phức tạp.
04:59
This is just a collection of pathways in the cell.
125
284000
3000
Đây chỉ là bộ sưu tập các lộ trình trong tế bào.
05:02
And the cell is obviously for us
126
287000
2000
Và tế bào rõ ràng là
05:04
a fascinating thing.
127
289000
2000
một thứ rất hay.
05:06
Synthetic biologists are manipulating it.
128
291000
3000
Những nhà sinh vật học tổng hợp đang điều khiển nó.
05:09
Chemists are trying to study the molecules to look at disease.
129
294000
3000
Các nhà hóa học đang cố nghiên cứu những phân tử nhằm tìm kiếm bệnh.
05:12
And you have all these pathways going on at the same time.
130
297000
2000
Và các bạn đều có tất cả những lộ trình diễn ra cùng lúc.
05:14
You have regulation;
131
299000
2000
Bạn có sự kiểm soát;
05:16
information is transcribed;
132
301000
2000
thông tin được sao chép;
05:18
catalysts are made; stuff is happening.
133
303000
2000
chất xúc tác được tạo, mọi việc tự nhiên diễn ra.
05:20
But what does a cell do?
134
305000
2000
Nhưng một tế bào thì có chức năng gì?
05:22
Well it divides, it competes,
135
307000
2000
Nó phân chia, cạnh tranh,
05:24
it survives.
136
309000
2000
nó tồn tại.
05:26
And I think that is where we have to start
137
311000
2000
Và tôi nghĩ rằng nó là nơi chúng ta phải bắt đầu
05:28
in terms of thinking about
138
313000
2000
khi nghĩ về
05:30
building from our ideas in life.
139
315000
2000
việc xây dựng ý tưởng về cuộc sống.
05:32
But what else is life characterized by?
140
317000
2000
Tuy nhiên cuộc sống còn có những đặc tưng nào khác?
05:34
Well, I like think of it
141
319000
2000
Tôi thích nghĩ về nó
05:36
as a flame in a bottle.
142
321000
2000
như một ngọn lửa trong một cái chai.
05:38
And so what we have here
143
323000
2000
Và vì thế cái chúng ta đang có ở đây
05:40
is a description of single cells
144
325000
2000
chính là sự miêu tả của các tế bào đơn
05:42
replicating, metabolizing,
145
327000
2000
đang phân chia, chuyển hóa,
05:44
burning through chemistries.
146
329000
2000
đốt cháy qua các thí nghiệm hóa học.
05:46
And so we have to understand
147
331000
2000
Và chúng ta phải hiểu
05:48
that if we're going to make artificial life or understand the origin of life,
148
333000
3000
rằng nếu chúng ta tạo ra cuộc sống nhân tạo hoặc hiểu về nguồn gốc của cuộc sống,
05:51
we need to power it somehow.
149
336000
2000
chúng ta cần phải tiếp sức cho nó bằng cách nào đó.
05:53
So before we can really start to make life,
150
338000
3000
Vì thế trước khi chúng ta thực sự bắt đầu tạo ra cuộc sống,
05:56
we have to really think about where it came from.
151
341000
2000
chúng ta phải thực sự nghĩ về việc nó đến từ đâu.
05:58
And Darwin himself mused in a letter to a colleague
152
343000
2000
Và trong một lá thư gửi đồng nghiệp, Darwin cũng bối rối
06:00
that he thought that life probably emerged
153
345000
2000
khi ông nghĩ rằng cuộc sống có thể xuất hiện
06:02
in some warm little pond somewhere --
154
347000
3000
tại một vũng nước ấm nhỏ bé ở một nơi nào đó --
06:05
maybe not in Scotland, maybe in Africa,
155
350000
2000
có thể ở Scotland, có thể ở Châu Phi,
06:07
maybe somewhere else.
156
352000
2000
và có thể ở nơi nào khác.
06:09
But the real honest answer is, we just don't know,
157
354000
3000
Nhưng câu hỏi trung thực nhất là, chúng ta chỉ không biết,
06:12
because there is a problem with the origin.
158
357000
3000
bởi vì có vấn đề với nguồn gốc.
06:15
Imagine way back, four and a half billion years ago,
159
360000
3000
Hãy quay trở về 4,5 tỷ năm trước đây,
06:18
there is a vast chemical soup of stuff.
160
363000
2000
thời kỳ đó có vô số vật chất làm từ sự pha trộn hóa học.
06:20
And from this stuff we came.
161
365000
2000
Và từ vật chất đó, chúng ta được hình thành.
06:22
So when you think about the improbable nature
162
367000
3000
Vì thế, khi bạn nghĩ về bản chất nguồn gốc không chắc chắn
06:25
of what I'm going to tell you in the next few minutes,
163
370000
2000
của những gì tôi sẽ nói với bạn trong những phút tiếp theo,
06:27
just remember,
164
372000
2000
hãy nhớ là,
06:29
we came from stuff on planet Earth.
165
374000
2000
chúng ta được tạo thành từ những vật chất trên hành tinh Trái Đất.
06:31
And we went through a variety of worlds.
166
376000
3000
Và cúng ta trải qua vô số thế giới.
06:34
The RNA people would talk about the RNA world.
167
379000
3000
Những người RNA có thể nói về thế giới RNA.
06:37
We somehow got to proteins and DNA.
168
382000
2000
Chúng ta có protein và DNA.
06:39
We then got to the last ancestor.
169
384000
2000
Sau đó chúng ta tiến đến thời tổ tiên gần đây nhất.
06:41
Evolution kicked in -- and that's the cool bit.
170
386000
3000
Tiến hóa bắt đầu -- và đó là giai đoạn rất thú vị.
06:44
And here we are.
171
389000
2000
Và giờ có chúng ta ở đây.
06:46
But there's a roadblock that you can't get past.
172
391000
3000
Tuy nhiên có những trở ngại mà các bạn không thể vượt qua.
06:49
You can decode the genome, you can look back,
173
394000
3000
Các bạn có thể giải mã gen, và có thể xem lại,
06:52
you can link us all together by a mitochondrial DNA,
174
397000
3000
bạn có thể kết nối chúng ta với nhau bằng một phân tử DNA,
06:55
but we can't get further than the last ancestor,
175
400000
3000
tuy nhiên chúng ta không thể đi quá thời đại tổ tiên gần nhất của mình,
06:58
the last visible cell
176
403000
2000
tế bào có thể nhìn được gần nhất
07:00
that we could sequence or think back in history.
177
405000
3000
mà chúng ta có thể suy ra hoặc tưởng niệm về lịch sử.
07:03
So we don't know how we got here.
178
408000
3000
Vì thế chúng ta không biết làm thế nào chúng ta có thể đến đây.
07:06
So there are two options:
179
411000
2000
Có hai lựa chọn,
07:08
intelligent design, direct and indirect --
180
413000
2000
thiết kế thông minh, trực tiếp và gián tiếp --
07:10
so God,
181
415000
2000
vì Chúa,
07:12
or my friend.
182
417000
3000
hoặc các bạn tôi.
07:15
Now talking about E.T. putting us there, or some other life,
183
420000
3000
Bây giờ, nói về cuộc sống của chúng ta bắt nguồn từ ngoài Trái Đất, hoặc tương tự,
07:18
just pushes the problem further on.
184
423000
3000
sẽ chỉ đưa vấn đề rồi rắm hơn.
07:21
I'm not a politician, I'm a scientist.
185
426000
3000
Tôi không phải một nhà chính trị, tôi là một nhà khoa học.
07:24
The other thing we need to think about
186
429000
2000
Có một điều khác chúng ta cần suy nghĩ
07:26
is the emergence of chemical complexity.
187
431000
2000
đó chính là sự hiện diện của các hợp chất hóa học.
07:28
This seems most likely.
188
433000
2000
Đây là điều có khả năng nhất.
07:30
So we have some kind of primordial soup.
189
435000
2000
Vì thế chúng tôi có một số loại hỗn hợp căn bản
07:32
And this one happens to be
190
437000
2000
Và nó hóa ra là
07:34
a good source of all 20 amino acids.
191
439000
2000
nguồn tốt với tất cả 20 axit amin.
07:36
And somehow
192
441000
2000
Và bằng cách nào đó
07:38
these amino acids are combined,
193
443000
2000
những axit amin này được kết hợp,
07:40
and life begins.
194
445000
2000
và cuộc sống bắt đầu.
07:42
But life begins, what does that mean?
195
447000
2000
Nhưng cuộc sống bắt đầu, có nghĩa là gì?
07:44
What is life? What is this stuff of life?
196
449000
3000
Cuộc sống là gì? Những vật chất của cuộc sống là gì?
07:47
So in the 1950s,
197
452000
2000
Vào những năm 1950,
07:49
Miller-Urey did their fantastic chemical Frankenstein experiment,
198
454000
5000
Miller-Urey đã tiến hành thí nghiệm hóa học Frankenstein thú vị,
07:54
where they did the equivalent in the chemical world.
199
459000
2000
trong thí nghiệm này họ đã tiến hành như trong thế giới hóa học.
07:56
They took the basic ingredients, put them in a single jar
200
461000
3000
Họ có những nguyên vật liệu cơ bản, đặt chúng vào một bình đơn
07:59
and ignited them
201
464000
2000
và đốt cháy chúng
08:01
and put a lot of voltage through.
202
466000
2000
và cho nhiều điện cực đi qua.
08:03
And they had a look at what was in the soup,
203
468000
2000
Và họ đã quan sát những gì có trong hỗn hợp thu được,
08:05
and they found amino acids,
204
470000
3000
và họ đã tìm thấy các axit amin,
08:08
but nothing came out, there was no cell.
205
473000
2000
nhưng không có gì xuất hiện, không có tế bào.
08:10
So the whole area's been stuck for a while,
206
475000
3000
Vì thế cả thí nghiệm đã đi đến bế tắc trong một thời gian,
08:13
and it got reignited in the '80s
207
478000
3000
và quay trở lại trong thập niên 80
08:16
when analytical technologies and computer technologies were coming on.
208
481000
3000
khi khoa học phân tích và công nghệ máy tính ra đời.
08:19
In my own laboratory,
209
484000
2000
Trong phòng thí nghiệm của tôi,
08:21
the way we're trying to create inorganic life
210
486000
3000
cách chúng tôi cố tạo ra cuộc sống hữu cơ
08:24
is by using many different reaction formats.
211
489000
2000
bằng cách sử dụng những định dạng tương tác khác nhau.
08:26
So what we're trying to do is do reactions --
212
491000
2000
Vì thế cái chúng tôi đang cố làm là tạo ra phản ứng --
08:28
not in one flask, but in tens of flasks,
213
493000
2000
không phải trong 1 bình thót cổ, mà trong 10 bình thót cổ,
08:30
and connect them together,
214
495000
2000
và kết nối chúng với nhau,
08:32
as you can see with this flow system, all these pipes.
215
497000
2000
như bạn có thể thấy trong hệ thống sơ đồ này, tất cả những đường ống.
08:34
We can do it microfluidically, we can do it lithographically,
216
499000
3000
Chúng tôi có thể tạo ra dòng chảy loãng siêu nhỏ, chúng tôi có thể tạo ra bản in đá,
08:37
we can do it in a 3D printer,
217
502000
2000
chúng tôi có thể tạo ra trên máy in 3D,
08:39
we can do it in droplets for colleagues.
218
504000
2000
chúng tôi có thể in ra thành tờ rơi cho các đồng nghiệp.
08:41
And the key thing is to have lots of complex chemistry
219
506000
3000
Và điều quan trọng là có nhiều hợp chất hóa học
08:44
just bubbling away.
220
509000
2000
chỉ là dạng bong bóng.
08:46
But that's probably going to end in failure,
221
511000
4000
Nhưng đó có thể đưa đến thất bại,
08:50
so we need to be a bit more focused.
222
515000
2000
vì thế chúng tôi cần tập trung.
08:52
And the answer, of course, lies with mice.
223
517000
2000
Và câu trả lời, tất nhiên nằm ở những con chuột.
08:54
This is how I remember what I need as a chemist.
224
519000
3000
Đây là điều tôi nhớ về tố chất để trở thành nhà hóa học.
08:57
I say, "Well I want molecules."
225
522000
2000
Tôi nói,"Tôi cần phân tử."
08:59
But I need a metabolism, I need some energy.
226
524000
3000
Nhưng tôi cần sự trao đổi chất, tôi cần năng lượng.
09:02
I need some information, and I need a container.
227
527000
3000
Tôi cần thêm thông tin, và tôi cần một bình đựng.
09:05
Because if I want evolution,
228
530000
2000
Bởi nếu tôi muốn sự tiến hóa,
09:07
I need containers to compete.
229
532000
2000
tôi cần thùng đựng để chúng có thể cạnh tranh.
09:09
So if you have a container,
230
534000
2000
Nếu bạn có một hộp đựng,
09:11
it's like getting in your car.
231
536000
2000
nó giống như vào trong xe ô tô của bạn.
09:13
"This is my car,
232
538000
2000
"Đây là xe của tôi,
09:15
and I'm going to drive around and show off my car."
233
540000
2000
và tôi sẽ lái xe đi dạo và khoe với mọi người."
09:17
And I imagine you have a similar thing
234
542000
2000
Và tôi tưởng tượng bạn có điều tương tự
09:19
in cellular biology
235
544000
2000
trong sinh học tế bào
09:21
with the emergence of life.
236
546000
2000
với sự xuất hiện của cuộc sống.
09:23
So these things together give us evolution, perhaps.
237
548000
3000
Có lẽ, những điều này kết hợp với nhau cho chúng ta sự tiến hóa.
09:26
And the way to test it in the laboratory
238
551000
2000
Và cách thử nó trong phòng thí nghiệm
09:28
is to make it minimal.
239
553000
2000
là tạo ra một mẫu vật nhỏ.
09:30
So what we're going to try and do
240
555000
2000
Vì thế những gì chúng tôi đang cố làm và làm
09:32
is come up with an inorganic Lego kit of molecules.
241
557000
3000
là tạo ra phân tử dạng khối Lego vô cơ.
09:35
And so forgive the molecules on the screen,
242
560000
2000
Hãy quên các phân tử trên màn hình,
09:37
but these are a very simple kit.
243
562000
2000
nhưng chúng là những dạng rất đơn giản.
09:39
There's only maybe three or four different types of building blocks present.
244
564000
2000
Có thể chỉ có ba hoặc bốn dạng khác nhau của các khối hình xây lắp.
09:41
And we can aggregate them together
245
566000
2000
Và chúng tôi có thể kết hợp chúng với nhau
09:43
and make literally thousands and thousands
246
568000
2000
và tạo ra hàng nghìn, hàng nghìn
09:45
of really big nano-molecular molecules
247
570000
3000
phân tử nano cực to
09:48
the same size of DNA and proteins,
248
573000
2000
có kích thước tương tự kích thước phân tử DNA và protein,
09:50
but there's no carbon in sight.
249
575000
2000
nhưng không có carbon.
09:52
Carbon is banned.
250
577000
2000
Carbon bị cấm.
09:54
And so with this Lego kit,
251
579000
2000
Và với bộ Lego này,
09:56
we have the diversity required
252
581000
2000
chúng tôi có sự đa dạng cần thiết
09:58
for complex information storage
253
583000
3000
để lưu trữ thông tin phức tạp
10:01
without DNA.
254
586000
2000
mà không cần DNA.
10:03
But we need to make some containers.
255
588000
2000
Nhưng chúng tôi cần tạo ra một vài hộp đựng.
10:05
And just a few months ago in my lab,
256
590000
2000
Và chỉ vài tháng trước trong phòng thí nghiệm của tôi,
10:07
we were able to take these very same molecules and make cells with them.
257
592000
3000
chúng tôi đã có thể mang những phân tử tương tự và tạo ra các tế bào với chúng.
10:10
And you can see on the screen a cell being made.
258
595000
3000
Và bạn có thể thấy trên màn hình một tế bào nhân tạo.
10:13
And we're now going to put some chemistry inside and do some chemistry in this cell.
259
598000
3000
Và chúng tôi hiện đang cho vào bên trong một số chất hóa học và làm một số hóa học bên trong tế bào này.
10:16
And all I wanted to show you
260
601000
2000
Và tất cả những gì tôi muốn cho các bạn thấy
10:18
is we can set up molecules
261
603000
2000
đó là chúng ta có thể tạo ra phân tử
10:20
in membranes, in real cells,
262
605000
2000
trong màng sinh chất, trong tế bào thật,
10:22
and then it sets up a kind of molecular Darwinism,
263
607000
4000
và sau đó tạo ra một loại lý thuyết Darwin về phân tử,
10:26
a molecular survival of the fittest.
264
611000
2000
sự tồn tại phân tử của vật chất khỏe mạnh nhất.
10:28
And this movie here
265
613000
2000
Và đây là đoạn phim
10:30
shows this competition between molecules.
266
615000
2000
chỉ ra sự cạnh tranh giữa các phân tử.
10:32
Molecules are competing for stuff.
267
617000
2000
Phân tử cạnh tranh vì vật chất.
10:34
They're all made of the same stuff,
268
619000
2000
Chúng được tạo ra từ cùng vật chất,
10:36
but they want their shape to win.
269
621000
2000
nhưng chúng muốn hình dạng của mình chiến thắng.
10:38
They want their shape to persist.
270
623000
2000
Chúng muốn hình dạng của chúng tiếp tục tồn tại.
10:40
And that is the key.
271
625000
2000
Và đó là chìa khóa.
10:42
If we can somehow encourage these molecules
272
627000
2000
Nếu chúng ta có thể bằng cách nào đó khuyến khích những phân tử này
10:44
to talk to each other and make the right shapes and compete,
273
629000
3000
nói chuyện với nhau và tạo ra những hình dạng đúng và cạnh tranh,
10:47
they will start to form cells
274
632000
2000
chúng sẽ bắt đầu tạo thành các tế bào
10:49
that will replicate and compete.
275
634000
2000
có khả năng nhân bản và cạnh tranh.
10:51
If we manage to do that,
276
636000
2000
Nếu chúng ta muốn làm được điều đó,
10:53
forget the molecular detail.
277
638000
3000
hãy quên những chi tiết về phân tử.
10:56
Let's zoom out to what that could mean.
278
641000
2000
Hãy nhìn vào những gì có thể có ý nghĩa.
10:58
So we have this special theory of evolution
279
643000
2000
Vì vậy chúng ta có lý thuyết tiến hóa đặc biệt này
11:00
that applies only to organic biology, to us.
280
645000
3000
vốn chỉ áp dụng trong sinh học hữu cơ, đối vói chúng ta.
11:03
If we could get evolution into the material world,
281
648000
3000
Nếu chúng ta có thể tạo ra sự tiến hóa trong thế giới vật chất,
11:06
then I propose we should have a general theory of evolution.
282
651000
3000
thì tôi xin đề xuất chúng ta nên có học thuyết tiến hóa chung.
11:09
And that's really worth thinking about.
283
654000
3000
Và điều đó rất đáng được cân nhắc.
11:12
Does evolution control
284
657000
2000
Liệu rằng sự tiến hóa có kiểm soát
11:14
the sophistication of matter in the universe?
285
659000
3000
tính phức tạp của vật chất trong vũ trụ?
11:17
Is there some driving force through evolution
286
662000
3000
Liệu có tồn tại lực thúc đẩy sự tiến hóa
11:20
that allows matter to compete?
287
665000
2000
cho phép vật chất có thể cạnh tranh với nhau hay không?
11:22
So that means we could then start
288
667000
2000
Điều đó có nghĩa là chúng ta có thể bắt đầu
11:24
to develop different platforms
289
669000
3000
phát triển những nền móng khác nhau
11:27
for exploring this evolution.
290
672000
2000
nhằm khai thác được sự tiến hóa này.
11:29
So you imagine,
291
674000
2000
Bạn hãy tưởng tượng,
11:31
if we're able to create a self-sustaining artificial life form,
292
676000
3000
nếu chúng ta có thể tạo ra dạng sống nhân tạo có khả năng tự cung tự cấp,
11:34
not only will this tell us about the origin of life --
293
679000
3000
thì nó không chỉ cho chúng ta biết về nguồn gốc sự sống --
11:37
that it's possible that the universe doesn't need carbon to be alive;
294
682000
3000
có khả năng rằng vũ trụ không cần carbon để tồn tại;
11:40
it can use anything --
295
685000
2000
nó có thể sử dụng bất cứ cái gì --
11:42
we can then take [it] one step further and develop new technologies,
296
687000
3000
chúng ta có thể tiến sâu hơn một bước và phát triển công nghệ mới,
11:45
because we can then use software control
297
690000
2000
bởi vì chúng ta có thể sử dụng các phần mềm kiểm soát
11:47
for evolution to code in.
298
692000
2000
vào quá trình tiến hóa để mã hóa chúng.
11:49
So imagine we make a little cell.
299
694000
2000
Hãy tưởng tượng rằng chúng ta có thể tạo ra một tế bào nhỏ.
11:51
We want to put it out in the environment,
300
696000
2000
Chúng ta muốn đặt nó vào môi trường,
11:53
and we want it to be powered by the Sun.
301
698000
2000
và chúng ta muốn nó nhận năng lượng từ Mặt Trời.
11:55
What we do is we evolve it in a box with a light on.
302
700000
3000
Những gì chúng ta làm là phát triển nó trong một chiếc hộp có ánh sáng.
11:58
And we don't use design anymore. We find what works.
303
703000
3000
Và chúng ta không sử dụng thiết kế nữa. Chúng ta nhận thấy nó có tác dụng.
12:01
We should take our inspiration from biology.
304
706000
2000
Chúng ta nên tạo cảm hứng từ sinh học.
12:03
Biology doesn't care about the design
305
708000
2000
Sinh học không quan tâm đến thiết kế
12:05
unless it works.
306
710000
2000
trừ khi nó có tác dụng.
12:07
So this will reorganize
307
712000
2000
Vì thế điều này sẽ tái tổ chức
12:09
the way we design things.
308
714000
2000
cách chúng ta thiết kế mọi thứ.
12:11
But not only just that,
309
716000
2000
Nhưng không chỉ có vậy,
12:13
we will start to think about
310
718000
2000
chúng ta bắt đầu nghĩ về
12:15
how we can start to develop a symbiotic relationship with biology.
311
720000
3000
cách chúng ta có thể bắt đầu xây dựng mối quan hệ cộng sinh với sinh học.
12:18
Wouldn't it be great
312
723000
2000
Điều đó không tuyệt sao
12:20
if you could take these artificial biological cells
313
725000
2000
nếu các bạn có thể lấy những tế bào sinh học nhân tạo
12:22
and fuse them with biological ones
314
727000
2000
và kết hợp chúng với các tế bào sinh học
12:24
to correct problems that we couldn't really deal with?
315
729000
3000
để sửa chữa những vấn đề mà chúng ta chưa thể thực sự giải quyết?
12:27
The real issue in cellular biology
316
732000
2000
Vấn đề chính trong sinh học tế bào
12:29
is we are never going to understand everything,
317
734000
3000
là chúng ta sẽ không bao giờ hiểu được mọi thứ,
12:32
because it's a multidimensional problem put there by evolution.
318
737000
3000
bởi vì đó là vấn đề đa chiều do sự tiến hóa phát sinh ra.
12:35
Evolution cannot be cut apart.
319
740000
3000
Sự tiến hóa không thể tách rời được.
12:38
You need to somehow find the fitness function.
320
743000
3000
Bằng cách nào đó các bạn cần tìm ra chức năng nổi bật nhất.
12:41
And the profound realization for me
321
746000
2000
Và tôi nghiệm ra một cách sâu sắc
12:43
is that, if this works,
322
748000
2000
rằng, nếu điều đó đúng,
12:45
the concept of the selfish gene gets kicked up a level,
323
750000
3000
khái niệm về loại gen ích kỷ sẽ được nâng cấp,
12:48
and we really start talking about selfish matter.
324
753000
3000
và chúng ta thực sự bàn về vật chất ích kỷ.
12:51
And what does that mean in a universe
325
756000
2000
Và điều đó có ý nghĩa gì trong một vũ trụ
12:53
where we are right now the highest form of stuff?
326
758000
3000
nơi chúng ta hiện đang là dạng sống cao nhất?
12:56
You're sitting on chairs.
327
761000
2000
Các bạn đang ngồi trên ghế.
12:58
They're inanimate, they're not alive.
328
763000
2000
Chúng là những vật vô tri, chúng không có sức sống.
13:00
But you are made of stuff, and you are using stuff,
329
765000
2000
Nhưng các bạn đều do các vật chất tạo nên và bạn đang sử dụng vật chất,
13:02
and you enslave stuff.
330
767000
2000
và đang biến vật chất thành nô lệ.
13:04
So using evolution
331
769000
2000
Vì thế sử dụng sự tiến hóa
13:06
in biology,
332
771000
2000
trong sinh học
13:08
and in inorganic biology,
333
773000
2000
và trong sinh học vô cơ,
13:10
for me is quite appealing, quite exciting.
334
775000
2000
đối với tôi khá cuốn hút, khá thú vị.
13:12
And we're really becoming very close
335
777000
3000
Và chúng ta thực sự sẽ dần
13:15
to understanding the key steps
336
780000
2000
hiểu những bước cơ bản
13:17
that makes dead stuff come alive.
337
782000
3000
để biến vật vô tri trở nên có sức sống.
13:20
And again, when you're thinking about how improbable this is,
338
785000
3000
Và một lần nữa, khi bạn đang nghĩ về việc điều này thật không tưởng,
13:23
remember, five billion years ago,
339
788000
2000
hãy nhớ rằng, 5 tỷ năm trước,
13:25
we were not here, and there was no life.
340
790000
3000
chúng ta không ở đây, và không có cuộc sống.
13:28
So what will that tell us
341
793000
2000
Vậy điều gì cho chúng ta biết
13:30
about the origin of life and the meaning of life?
342
795000
3000
về nguồn gốc sự sống và ý nghĩa của cuộc sống?
13:33
But perhaps, for me as a chemist,
343
798000
2000
Có lẽ, với tư cách là nhà hóa học,
13:35
I want to keep away from general terms;
344
800000
2000
tôi muốn tránh dùng thuật ngữ chung chung;
13:37
I want to think about specifics.
345
802000
2000
tôi muốn nghĩ về từ cụ thể.
13:39
So what does it mean about defining life?
346
804000
2000
Vậy còn về việc định nghĩa cuộc sống?
13:41
We really struggle to do this.
347
806000
2000
Chúng ta đang thực sự gặp khó khăn trong việc này.
13:43
And I think, if we can make inorganic biology,
348
808000
2000
Và tôi cho rằng, nếu chúng ta có thể tạo ra ngành sinh học vô cơ,
13:45
and we can make matter become evolvable,
349
810000
3000
chúng ta có thể khiến vật chất tiến hóa,
13:48
that will in fact define life.
350
813000
2000
và điều đó sẽ định nghĩa được cuộc sống.
13:50
I propose to you
351
815000
2000
Tôi cho rằng
13:52
that matter that can evolve is alive,
352
817000
3000
vật chất có thể tiến hóa là dạng vật chất sống,
13:55
and this gives us the idea of making evolvable matter.
353
820000
3000
và điều này cho chúng ta ý tưởng tạo ra các vật chất có thể tiến hóa.
13:58
Thank you very much.
354
823000
2000
Cảm ơn các bạn rất nhiều.
14:00
(Applause)
355
825000
7000
(Vỗ tay)
14:07
Chris Anderson: Just a quick question on timeline.
356
832000
4000
Chris Anderson: Chỉ là một câu hỏi nhanh
14:11
You believe you're going to be successful in this project?
357
836000
2000
Anh có tin rằng anh sẽ thành công với dự án này?
14:13
When?
358
838000
2000
Khi nào?
14:15
Lee Cronin: So many people think
359
840000
2000
Lee Cronin: Nhiều người nghĩ
14:17
that life took millions of years to kick in.
360
842000
2000
rằng cuộc sống cần hàng triệu năm để tiến hóa.
14:19
We're proposing to do it in just a few hours,
361
844000
3000
Chúng tôi đề xuất làm điều này chỉ trong vài giờ,
14:22
once we've set up
362
847000
2000
khi chúng tôi thiết lập
14:24
the right chemistry.
363
849000
2000
công thức hóa học đúng đắn.
14:26
CA: And when do you think that will happen?
364
851000
2000
CA: Theo anh khi nào điều này sẽ xảy ra?
14:28
LC: Hopefully within the next two years.
365
853000
3000
LC: Hy vọng trong vòng 2 năm tới.
14:31
CA: That would be a big story.
366
856000
2000
CA: Đó sẽ là một câu chuyện gây chấn động.
14:33
(Laughter)
367
858000
2000
(Cười)
14:35
In your own mind, what do you believe the chances are
368
860000
2000
Theo anh, anh tin tưởng như thế nào cơ hội
14:37
that walking around on some other planet
369
862000
2000
đi bộ quanh các hành tinh khác
14:39
is non-carbon-based life,
370
864000
2000
ở những nơi cuộc sống không dựa vào carbon,
14:41
walking or oozing or something?
371
866000
2000
đi bộ hay có nước hoặc điều gì khác?
14:43
LC: I think it's 100 percent.
372
868000
2000
LC: Tôi nghĩ có 100 % cơ hội.
14:45
Because the thing is, we are so chauvinistic to biology,
373
870000
3000
Bởi sự thực là chúng ta quá dựa dẫm vào sinh học,
14:48
if you take away carbon, there's other things that can happen.
374
873000
2000
nếu anh bỏ carbon đi, những thứ khác sẽ có thể xảy ra.
14:50
So the other thing
375
875000
2000
Những thứ khác
14:52
that if we were able to create life that's not based on carbon,
376
877000
2000
nếu chúng ta có thể tạo ra cuộc sống không dựa vào carbon,
14:54
maybe we can tell NASA what really to look for.
377
879000
3000
có thể chúng ta sẽ nói cho NASA biết họ thực sự cần tìm kiếm điều gì.
14:57
Don't go and look for carbon, go and look for evolvable stuff.
378
882000
3000
Đừng cố đi và tìm carbon, hãy đi và tìm những vật chất tiến hóa.
15:00
CA: Lee Cronin, good luck. (LC: Thank you very much.)
379
885000
2000
CA: Lee Cronin, xin chúc may mắn. (LC: Cảm ơn anh rất nhiều.)
15:02
(Applause)
380
887000
2000
(Vỗ tay)
ABOUT THE SPEAKER
Lee Cronin - ChemistA professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life.
Why you should listen
Lee Cronin's lab at the University of Glasgow does cutting-edge research into how complex chemical systems, created from non-biological building blocks, can have real-world applications with wide impact. At TEDGlobal 2012, Cronin shared some of the lab's latest work: creating a 3D printer for molecules. This device -- which has been prototyped -- can download plans for molecules and print them, in the same way that a 3D printer creates objects. In the future, Cronin says this technology could potentially be used to print medicine -- cheaply and wherever it is needed. As Cronin says: "What Apple did for music, I'd like to do for the discovery and distribution of prescription drugs."
At TEDGlobal 2011, Cronin shared his lab's bold plan to create life. At the moment, bacteria is the minimum unit of life -- the smallest chemical unit that can undergo evolution. But in Cronin's emerging field, he's thinking about forms of life that won't be biological. To explore this, and to try to understand how life itself originated from chemicals, Cronin and others are attempting to create truly artificial life from completely non-biological chemistries that mimic the behavior of natural cells. They call these chemical cells, or Chells.
Cronin's research interests also encompass self-assembly and self-growing structures -- the better to assemble life at nanoscale. At the University of Glasgow, this work on crystal structures is producing a raft of papers from his research group. He says: "Basically one of my longstanding research goals is to understand how life emerged on planet Earth and re-create the process."
Read the papers referenced in his TEDGlobal 2102 talk:
Integrated 3D-printed reactionware for chemical synthesis and analysis, Nature Chemistry
Configurable 3D-Printed millifluidic and microfluidic ‘lab on a chip’ reactionware devices, Lab on a Chip
Lee Cronin | Speaker | TED.com