TEDGlobal 2011
Lee Cronin: Making matter come alive
لی کُرُنین: زنده کردن ماده
Filmed:
Readability: 3.8
770,372 views
قبل از اینکه زندگي در کرۀ زمین وجود داشته باشد، تنها ماده وجود داشت، "چیزهای" مردۀ غیر آلی. چقدر غیر محتمل است که حیات به وجود آید؟ و آیا میتواند از نوع دیگری از شیمی استفاده کند؟ لی کُرُنین شیمی دان، با استفاده از یک تعریف ظریف از زندگی (هر چیزی که نمو یابد)، و تلاش برای خلق یک سلول کاملاً غیرآلی تراکم پذیر، تکثیر پذبر و قابل رقابت که از "لگو کیت" مولکول های غیرآلی استفاده می کند -- بدون حضور کربن-- به کاوش پیرامون این پرسش پرداخته است.
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
سعی من در پانزده دقیقۀ آینده اینست که
00:18
is tell you about an idea
1
3000
2000
یک ایده ای دربارۀ زنده کردن ماده
00:20
of how we're going to make matter come alive.
2
5000
3000
با شما در میان بگذارم.
00:23
Now this may seem a bit ambitious,
3
8000
2000
ممکنه کمی بلند پروازانه به نظر بیاد،
00:25
but when you look at yourself, you look at your hands,
4
10000
2000
اما وقتی شما به خودتون نگاه می کنید، وقتی به دستانتون نگاه می کنید،
00:27
you realize that you're alive.
5
12000
2000
متوجه می شید که زنده اید.
00:29
So this is a start.
6
14000
2000
پس این شروع کار است.
00:31
Now this quest started four billion years ago on planet Earth.
7
16000
3000
این جستجو، چهار میلیارد سال پیش در کرۀ زمین شروع شد.
00:34
There's been four billion years
8
19000
2000
چهار میلیارد سال
00:36
of organic, biological life.
9
21000
2000
از حیات زیستی و آلی می گذرد.
00:38
And as an inorganic chemist,
10
23000
2000
و به عنوان یک شیمی دان مواد معدنی،
00:40
my friends and colleagues make this distinction
11
25000
2000
دوستان و همکارانم،
00:42
between the organic, living world
12
27000
3000
بین دنیای آلی وزنده
00:45
and the inorganic, dead world.
13
30000
2000
و دنیای غیر آلی و مرده، تفاوت قایل می شویم.
00:47
And what I'm going to try and do is plant some ideas
14
32000
3000
و سعی من ارایه ایده هایی
00:50
about how we can transform inorganic, dead matter
15
35000
4000
دربارۀ چگونگي تبدیل مواد معدنی و غیر زنده
00:54
into living matter, into inorganic biology.
16
39000
3000
به مواد زنده، به زیست شناسی معدنی است.
00:57
Before we do that,
17
42000
2000
قبل از شروع،
00:59
I want to kind of put biology in its place.
18
44000
3000
می خوم یک جورایی زیست شناسی رو در جایگاه خودش قرار بدم.
01:02
And I'm absolutely enthralled by biology.
19
47000
2000
و من قطعاً شیفته زیست شناسی هستم.
01:04
I love to do synthetic biology.
20
49000
2000
من دوست دارم در زیست شناسی کارهای ترکیبی انجام بدم.
01:06
I love things that are alive.
21
51000
2000
من چیزهایی که زنده هستند رو دوست دارم.
01:08
I love manipulating the infrastructure of biology.
22
53000
2000
دوست دارم زیر ساخت های زیست شناسی رو دست کاری کنم.
01:10
But within that infrastructure,
23
55000
2000
اما در این زیر ساخت ها،
01:12
we have to remember
24
57000
2000
باید به یاد داشته باشیم که
01:14
that the driving force of biology
25
59000
2000
نیروی محرکه زیست شناسی
01:16
is really coming from evolution.
26
61000
2000
حقیقتاً از تکامل ناشی می شود.
01:18
And evolution,
27
63000
2000
و تکامل،
01:20
although it was established well over 100 years ago by Charles Darwin
28
65000
3000
اگرچه بیش از 100 سال پیش توسطچالز داروین Charles Darwin
01:23
and a vast number of other people,
29
68000
2000
وافراد زیاد دیگری پایه گذاری شد،
01:25
evolution still is a little bit intangible.
30
70000
3000
ولی هنوز تا حدودی گنگ و غیر قابل درک است.
01:28
And when I talk about Darwinian evolution,
31
73000
2000
و وقتی من درباره تکامل داروینی صحبت می کنم،
01:30
I mean one thing and one thing only,
32
75000
2000
فقط و فقط منظورم یک چیز است،
01:32
and that is survival of the fittest.
33
77000
2000
و آن بقای اصلح است.
01:34
And so forget about evolution
34
79000
2000
پس تکامل
01:36
in a kind of metaphysical way.
35
81000
2000
از نوع متافیزیکی و ماورای طبیعی را فراموش کنید.
01:38
Think about evolution
36
83000
2000
به تکامل
01:40
in terms of offspring competing,
37
85000
2000
از نظر رقابت برای تولید
01:42
and some winning.
38
87000
2000
و برنده شدن، فکر کنید.
01:44
So bearing that in mind,
39
89000
2000
خُب به خاطر داشته باشید،
01:46
as a chemist, I wanted to ask myself
40
91000
2000
من به عنوان یک شیمی دان، می خواستم از خودم
01:48
the question frustrated by biology:
41
93000
2000
سوالی که توسط زیست شناسی بدون پاسخ مونده رو بپرسم:
01:50
What is the minimal unit of matter
42
95000
3000
کوچک ترین واحد ماده چیست
01:53
that can undergo Darwinian evolution?
43
98000
3000
که می تواند تکامل داروین رو نفی کند؟
01:56
And this seems quite a profound question.
44
101000
2000
این سوال به نظر کاملا ژرف و عمیق است.
01:58
And as a chemist,
45
103000
2000
و ما به عنوان شیمی دان،
02:00
we're not used to profound questions every day.
46
105000
2000
هر روز به شنیدن سوال های عمیق عادت نداریم.
02:02
So when I thought about it,
47
107000
2000
به همین دلیل وقتی من به این سوال فکر کردم،
02:04
then suddenly I realized
48
109000
2000
ناگهان متوجه شدم
02:06
that biology gave us the answer.
49
111000
2000
که زیست شناسی جواب سوال رو به ما داده.
02:08
And in fact, the smallest unit of matter
50
113000
2000
و در حقیقیت کوچک ترین واحد ماده
02:10
that can evolve independently
51
115000
2000
که می تونه به طور مستقل رشد و نمو پیدا کنه
02:12
is, in fact, a single cell --
52
117000
2000
در واقع یک سلول واحد --
02:14
a bacteria.
53
119000
2000
یک باکتری است.
02:16
So this raises three really important questions:
54
121000
3000
این موضوع باعث به وجود آمدن 3 پرسش خیلی مهم میشه:
02:19
What is life?
55
124000
2000
حیات چیست؟
02:21
Is biology special?
56
126000
2000
آیا زیست شناسی خاص است؟
02:23
Biologists seem to think so.
57
128000
2000
به نظر می یاد زیست شناس ها این طور فکر می کنند.
02:25
Is matter evolvable?
58
130000
2000
آیا ماده قابلیت رشد و نمو دارد؟
02:27
Now if we answer those questions in reverse order,
59
132000
3000
اگه بخوایم به سوال ها در جهت معکوس پاسخ بدیم،
02:30
the third question -- is matter evolvable? --
60
135000
2000
سوال سوم-- آیا ماده قابل رشد ونمو است؟--
02:32
if we can answer that,
61
137000
2000
اگه ما بتونیم جواب این سوال رو بدیم،
02:34
then we're going to know how special biology is,
62
139000
2000
درنتیجه خواهیم فهمید که زیست شناسی به چه نحوی خاص است،
02:36
and maybe, just maybe,
63
141000
2000
و شاید، تنها شاید،
02:38
we'll have some idea of what life really is.
64
143000
3000
ایده هایی درباره این که واقعاً زندگی چیست خواهیم داشت.
02:41
So here's some inorganic life.
65
146000
2000
پس اینجا مقداری از زندگی غیر آلی وجود دارد.
02:43
This is a dead crystal,
66
148000
2000
این یک کریستال مرده است،
02:45
and I'm going to do something to it,
67
150000
2000
و من می خوام کاری روی این انجام بدم،
02:47
and it's going to become alive.
68
152000
2000
و این کریستال زنده خواهد شد.
02:49
And you can see,
69
154000
2000
و شما می تونید
02:51
it's kind of pollinating, germinating, growing.
70
156000
3000
نوع گرده افشانی، جوانه زنی و رشد اون رو ببینید.
02:54
This is an inorganic tube.
71
159000
2000
این یک لوله غیر آلی است.
02:56
And all these crystals here under the microscope
72
161000
2000
و تمام این کریستال ها
02:58
were dead a few minutes ago, and they look alive.
73
163000
2000
چند دقیقه پیش زیر میکروسکوپ مرده بودند، و آنها زنده به نظر می رسند.
03:00
Of course, they're not alive.
74
165000
2000
البته که اونها زنده نیستند.
03:02
It's a chemistry experiment where I've made a crystal garden.
75
167000
3000
این یک آزمایش شیمی است که در اون من یک باغ کریستال درست کردم.
03:05
But when I saw this, I was really fascinated,
76
170000
3000
ولی وقتی من این رو دیدم، واقعاً مسحور و متحیر شدم،
03:08
because it seemed lifelike.
77
173000
2000
چون واقعاً زنده به نظر میومد.
03:10
And as I pause for a few seconds, have a look at the screen.
78
175000
3000
و هم چنان که من برای چند ثانیه مکث می کنم، نگاهی به پرده بندازید.
03:15
You can see there's architecture growing, filling the void.
79
180000
3000
شما می تونید وجود رشد معماری که خلأ رو پر می کند رو ببینید.
03:18
And this is dead.
80
183000
2000
و این مرده است.
03:20
So I was positive that,
81
185000
2000
به همین دلیل من دید مثبتی دارم،
03:22
if somehow we can make things mimic life,
82
187000
2000
که اگر ما می تونیم به طور تقلیدی مواد رو زنده کنیم،
03:24
let's go one step further.
83
189000
2000
پس می توانیم یک گام جلوتر برویم.
03:26
Let's see if we can actually make life.
84
191000
2000
و ببینیم آیا می تونیم مواد رو به طور واقعی زنده کنیم.
03:28
But there's a problem,
85
193000
2000
اما یک مشکل وجود دارد،
03:30
because up until maybe a decade ago,
86
195000
2000
زیرا حدوداً تا یک دهه پیش،
03:32
we were told that life was impossible
87
197000
2000
ما می گفتیم این کار غیر ممکن است
03:34
and that we were the most incredible miracle in the universe.
88
199000
3000
و ما باورنکردنی ترین معجزات در عالم بودیم.
03:37
In fact, we were the only people
89
202000
2000
در حقیقت، ما تنها افراد
03:39
in the universe.
90
204000
2000
موجود در عالم بودیم.
03:41
Now, that's a bit boring.
91
206000
2000
این موضوع کمی کسل کننده شده.
03:43
So as a chemist,
92
208000
2000
خُب من به عنوان یک شیمی دان،
03:45
I wanted to say, "Hang on. What is going on here?
93
210000
2000
می خوام بگم، "صبر کنید. اینجا چه خبره؟
03:47
Is life that improbable?"
94
212000
2000
آیا حیات تا این حد غیر محتمل است؟
03:49
And this is really the question.
95
214000
3000
و این سوال اصلی است.
03:52
I think that perhaps the emergence of the first cells
96
217000
3000
من فکر می کنم حضور سلول های اولیه
03:55
was as probable as the emergence of the stars.
97
220000
3000
به اندازه حضور ستارگان محتمل بوده است.
03:58
And in fact, let's take that one step further.
98
223000
3000
و در حقیقت، بیاید یک قدم جلوتر بریم.
04:01
Let's say
99
226000
2000
بیاید بگیم که
04:03
that if the physics of fusion
100
228000
2000
اگر فیزیک هم جوشی
04:05
is encoded into the universe,
101
230000
2000
در جهان رمز گشایی شده است،
04:07
maybe the physics of life is as well.
102
232000
2000
امکان دارد فیزیک حیات هم به همین طریق رمز گشایی شده باشد.
04:09
And so the problem with chemists --
103
234000
2000
به همین دلیل مشکل ما شیمی دان ها--
04:11
and this is a massive advantage as well --
104
236000
2000
البته این یک مزیت بزرگی نیز هست--
04:13
is we like to focus on our elements.
105
238000
2000
اینه که ما می خوایم روی عناصر خودمون تمرکز کنیم.
04:15
In biology, carbon takes center stage.
106
240000
3000
در زیست شناسی، کربن در مرکز صحنه قرار دارد.
04:18
And in a universe where carbon exists
107
243000
2000
و در دنیایی که کربن
04:20
and organic biology,
108
245000
2000
و زیست شناسی آلی وجود دارد،
04:22
then we have all this wonderful diversity of life.
109
247000
3000
ما این تنوع حیرت آور حیات رو داریم.
04:25
In fact, we have such amazing lifeforms that we can manipulate.
110
250000
4000
در واقع، ما چنین اشکال حیرت آور حیات روداریم که می تونیم دست کاریشون کنیم.
04:29
We're awfully careful in the lab
111
254000
2000
ما در آزمایشگاه به شدت احتیاط می کنیم
04:31
to try and avoid various biohazards.
112
256000
2000
تا از خطرات زیستی اجتناب کنیم.
04:33
Well what about matter?
113
258000
2000
خوب درباره ماده چطور؟
04:35
If we can make matter alive, would we have a matterhazard?
114
260000
3000
اگر ما بتونیم ماده رو زنده کنیم، آیا ممکنه خطرات مربوط به ماده رو داشته باشیم؟
04:38
So think, this is a serious question.
115
263000
2000
بهش فکر کنید، این سوال مهمیه.
04:40
If your pen could replicate,
116
265000
3000
اگر خودکار شما می تونست تکثیر بشه،
04:43
that would be a bit of a problem.
117
268000
2000
تا حدودی مشکل ساز می شد.
04:45
So we have to think differently
118
270000
2000
پس اگر ما می خوایم اشیا رو زنده کنیم
04:47
if we're going to make stuff come alive.
119
272000
2000
مجبوریم یک جور دیگه فکر کنیم.
04:49
And we also have to be aware of the issues.
120
274000
2000
و هم چنین باید از این موضوع مطلع باشیم.
04:51
But before we can make life,
121
276000
2000
اما قبل از این که بتونیم مواد رو زنده کنیم،
04:53
let's think for a second
122
278000
2000
بیاید یک لحظه فکر کنیم
04:55
what life really is characterized by.
123
280000
2000
که زندگی واقعاً با چه چیزی توصیف می شود.
04:57
And forgive the complicated diagram.
124
282000
2000
بابت این نمودار پیچیده عذر می خوام.
04:59
This is just a collection of pathways in the cell.
125
284000
3000
این فقط مجموعه ای از مسیرها در سلول است.
05:02
And the cell is obviously for us
126
287000
2000
و بدیهی است که این سلول ما است
05:04
a fascinating thing.
127
289000
2000
و یک چیزه جالبه.
05:06
Synthetic biologists are manipulating it.
128
291000
3000
زیست شناسان ترکیب مواد این سلول رو دست کاری می کنند.
05:09
Chemists are trying to study the molecules to look at disease.
129
294000
3000
شیمی دان ها به منظور شناسایی بیماری ها سعی در مطالعه و بررسی مولکول ها دارند.
05:12
And you have all these pathways going on at the same time.
130
297000
2000
وشما همه این مسیرها رو دارید که هم زمان ادامه می یابند.
05:14
You have regulation;
131
299000
2000
شما قواعد و مقرراتی رو دارید؛
05:16
information is transcribed;
132
301000
2000
اطلاعات رونویسی شده اند؛
05:18
catalysts are made; stuff is happening.
133
303000
2000
کاتالیزورها ساخته شده اند؛ چیزهایی اتفاق می افتد.
05:20
But what does a cell do?
134
305000
2000
اما یک سلول چه کار می کند؟
05:22
Well it divides, it competes,
135
307000
2000
خوب اون تقسیم می شه، رقابت می کنه،
05:24
it survives.
136
309000
2000
اون زنده می مونه.
05:26
And I think that is where we have to start
137
311000
2000
و من فکر می کنم این همون جاییه که
05:28
in terms of thinking about
138
313000
2000
ما مجبوریم فکر کردن درباره
05:30
building from our ideas in life.
139
315000
2000
ساختن از روی ایده هایمان در زندگی رو شروع کنیم.
05:32
But what else is life characterized by?
140
317000
2000
اما زندگی با چه چیز دیگری توصیف می شود؟
05:34
Well, I like think of it
141
319000
2000
خوب، من دوست دارم به این موضوع
05:36
as a flame in a bottle.
142
321000
2000
نه عنوان شعله ای در یک بطری فکر کنم.
05:38
And so what we have here
143
323000
2000
و بنابراین آنچه که ما اینجا داریم
05:40
is a description of single cells
144
325000
2000
توصیف سلول های انفرادی است که
05:42
replicating, metabolizing,
145
327000
2000
تکثیر می شوند، سوخت و ساز دارند،
05:44
burning through chemistries.
146
329000
2000
و از طریق شیمی می سوزند.
05:46
And so we have to understand
147
331000
2000
بنابراین ما باید متوجه باشیم که
05:48
that if we're going to make artificial life or understand the origin of life,
148
333000
3000
اگر می خوایم زندگی مصنوعی خلق کنیم یا اگر می خوایم از مبدأ حیات سر در بیاریم،
05:51
we need to power it somehow.
149
336000
2000
باید یک جورایی بهش قدرت بدیم.
05:53
So before we can really start to make life,
150
338000
3000
بنابراین قبل از این که واقعاً این کار رو شروع کنیم،
05:56
we have to really think about where it came from.
151
341000
2000
مجبوریم به این فکر کنیم که این از کجا اومده.
05:58
And Darwin himself mused in a letter to a colleague
152
343000
2000
وداروین هم خودش طی نامه ای به یکی ازهمکارانش اشاره می کنه که
06:00
that he thought that life probably emerged
153
345000
2000
معتقده که احتمالاً حیات
06:02
in some warm little pond somewhere --
154
347000
3000
در یک تالاب گرم و کوچک در یک جایی ظهور پیدا کرده--
06:05
maybe not in Scotland, maybe in Africa,
155
350000
2000
شاید نه در اسکاتلند، شاید در آفریقا،
06:07
maybe somewhere else.
156
352000
2000
یا شاید جای دیگری.
06:09
But the real honest answer is, we just don't know,
157
354000
3000
اما پاسخ واقعی و صادقانه اینه که ، ما نمی دونیم،
06:12
because there is a problem with the origin.
158
357000
3000
چون این از مبدأ یک مشکل داره.
06:15
Imagine way back, four and a half billion years ago,
159
360000
3000
تصور کنید به چهار و نیم میلیارد سال پیش برگردیم،
06:18
there is a vast chemical soup of stuff.
160
363000
2000
سوپ شیمیایی گسترده ای از مواد وجود دارد.
06:20
And from this stuff we came.
161
365000
2000
و ما از این مواد به وجود آمدیم.
06:22
So when you think about the improbable nature
162
367000
3000
بنابراین وقتی به طبیعت غیر محتمل
06:25
of what I'm going to tell you in the next few minutes,
163
370000
2000
از چیزی که می خوام در چند دقیقه دیگه بهتون بگم فکر می کنید،
06:27
just remember,
164
372000
2000
فقط به خاطر داشته باشید
06:29
we came from stuff on planet Earth.
165
374000
2000
که ما از مواد روی کره زمین به وجود آمده ایم.
06:31
And we went through a variety of worlds.
166
376000
3000
و از میان جهان های گوناگون رد شدیم.
06:34
The RNA people would talk about the RNA world.
167
379000
3000
افراد زمینه پژوهشی طبیعی RNA در مورد جهان زمینه پژوهشی طبیعیRNA صحبت می کنند.
06:37
We somehow got to proteins and DNA.
168
382000
2000
ما یک جورایی به پروتیین و DNA رسیدیم.
06:39
We then got to the last ancestor.
169
384000
2000
در نهایت ما به آخرین اجدادمان رسیدیم.
06:41
Evolution kicked in -- and that's the cool bit.
170
386000
3000
تکامل وارد شد-- و تا حدودی جالب است.
06:44
And here we are.
171
389000
2000
و ما در این نقطه قرار داریم.
06:46
But there's a roadblock that you can't get past.
172
391000
3000
اما مانعی وجود دارد که شما نمی توانید از آن عبور کنید.
06:49
You can decode the genome, you can look back,
173
394000
3000
شما می تونید ژنوم رو رمزگشایی کنید، شما می تونید نگاهی به عقب بیندازید،
06:52
you can link us all together by a mitochondrial DNA,
174
397000
3000
شما می تونید همه ما رو از طریق DNA میتوکندری به هم متصل کنید،
06:55
but we can't get further than the last ancestor,
175
400000
3000
اما ما نمی تونیم بیشتر از آخرین جدًد مون دریافت کنیم،
06:58
the last visible cell
176
403000
2000
آخرین سلول قابل مشاهده
07:00
that we could sequence or think back in history.
177
405000
3000
که می تونیم دنباله رو آن باشیم یا به تاریخ گذشته فکر کنیم.
07:03
So we don't know how we got here.
178
408000
3000
پس ما نمی دونیم چطور به اینجا رسیدیم.
07:06
So there are two options:
179
411000
2000
بنابراین ما دو گزینه داریم:
07:08
intelligent design, direct and indirect --
180
413000
2000
طراحی هوشمند، مستقیم و غیر مستقیم--
07:10
so God,
181
415000
2000
پس خدا،
07:12
or my friend.
182
417000
3000
یا دوست من.
07:15
Now talking about E.T. putting us there, or some other life,
183
420000
3000
صحبت کردن درباره E.T. ما در اون جایگاه یا در زندگی دیگری قرار می ده،
07:18
just pushes the problem further on.
184
423000
3000
تنها باعث بیشتر شدن مشکلات می شود.
07:21
I'm not a politician, I'm a scientist.
185
426000
3000
من یک سیاستمدار نیستم، من یک دانشمندم.
07:24
The other thing we need to think about
186
429000
2000
مسئله دیگه ای که باید بهش فکر کنیم
07:26
is the emergence of chemical complexity.
187
431000
2000
ظهور پیچیدگی شیمیایی است.
07:28
This seems most likely.
188
433000
2000
این مورد محتمل تر است.
07:30
So we have some kind of primordial soup.
189
435000
2000
پس ما یک جور سوپ ازلی داریم.
07:32
And this one happens to be
190
437000
2000
و این موضوع اتفاق می افته
07:34
a good source of all 20 amino acids.
191
439000
2000
تا منبع خوبی برای همه 20 آمینو اسید باشه.
07:36
And somehow
192
441000
2000
و این آمینو اسیدها
07:38
these amino acids are combined,
193
443000
2000
یک جورایی با هم ترکیب شدند،
07:40
and life begins.
194
445000
2000
و حیات آغاز شده.
07:42
But life begins, what does that mean?
195
447000
2000
حیات آغاز شده، این جمله چه معنی می ده؟
07:44
What is life? What is this stuff of life?
196
449000
3000
حیات چیه؟ مواد تشکیل دهنده حیات چیست؟
07:47
So in the 1950s,
197
452000
2000
در دهه 1950،
07:49
Miller-Urey did their fantastic chemical Frankenstein experiment,
198
454000
5000
میلر - اٍیری Miller - Urey آزمایشات فرانکشتاین خارق العاده خود را انجام دادند،
07:54
where they did the equivalent in the chemical world.
199
459000
2000
جایی که آنها در جهان شیمیایی معادل سازی رو انجام دادند.
07:56
They took the basic ingredients, put them in a single jar
200
461000
3000
آنها مواد اولیه رو تهیه کردند، اونها رو در یک شیشه مجزا ریختند
07:59
and ignited them
201
464000
2000
و آنها رو مشتعل کردند
08:01
and put a lot of voltage through.
202
466000
2000
و ولتلژ زیادی را به آن وارد کردند.
08:03
And they had a look at what was in the soup,
203
468000
2000
و به آنچه داخل سوپ بود نگاه کردند،
08:05
and they found amino acids,
204
470000
3000
و آمینو اسیدها رو یافتند،
08:08
but nothing came out, there was no cell.
205
473000
2000
ولی چیزی خارج نشد، سلولی وجود نداشت.
08:10
So the whole area's been stuck for a while,
206
475000
3000
در نتیجه کل محدوده برای یک مدتی گیر کرده بود،
08:13
and it got reignited in the '80s
207
478000
3000
و در دهه 80
08:16
when analytical technologies and computer technologies were coming on.
208
481000
3000
وقتی فن آوری های تحلیلی و فن آوری های کامپیوتر روی کار آمد، دوباره مشتعل شد.
08:19
In my own laboratory,
209
484000
2000
در آزمایشگاه خودم،
08:21
the way we're trying to create inorganic life
210
486000
3000
ما از طریق استفاده از قالب های واکنش مختلف
08:24
is by using many different reaction formats.
211
489000
2000
سعی در خلق حیات غیر آلی می کنیم.
08:26
So what we're trying to do is do reactions --
212
491000
2000
پس کاری که ما می کنیم انجام واکنش هاست--
08:28
not in one flask, but in tens of flasks,
213
493000
2000
نه در یک بالن، بلکه در دهها بالن،
08:30
and connect them together,
214
495000
2000
و آنها رو به هم متصل می کنیم،
08:32
as you can see with this flow system, all these pipes.
215
497000
2000
همان طور که تمام این لوله ها رو در این سیستم گردشی می بینید.
08:34
We can do it microfluidically, we can do it lithographically,
216
499000
3000
ما می تونیم این کار رو به صورت ریزسیال، یا چاپ لیتوگرافی انجام بدیم،
08:37
we can do it in a 3D printer,
217
502000
2000
می تونیم در چاپگرهای سه بعدی انجام بدیم،
08:39
we can do it in droplets for colleagues.
218
504000
2000
می تونیم در ریزقطره ها برای همکاران انجام بدیم.
08:41
And the key thing is to have lots of complex chemistry
219
506000
3000
و مسئله کلیدی داشتن میزان زیادی شیمی پیچیده
08:44
just bubbling away.
220
509000
2000
برای جلوگیری ازفوران است.
08:46
But that's probably going to end in failure,
221
511000
4000
اما ممکنه که با شکست مواجه بشه،
08:50
so we need to be a bit more focused.
222
515000
2000
به همین دلیل ما باید کمی بیش تر تمرکز کنیم.
08:52
And the answer, of course, lies with mice.
223
517000
2000
و البته پاسخ نهفته در موشها است.
08:54
This is how I remember what I need as a chemist.
224
519000
3000
و این چیزیه که من به عنوان شیمی دان نیاز دارم.
08:57
I say, "Well I want molecules."
225
522000
2000
من می گم، "خوب من به مولکول ها نیاز دارم."
08:59
But I need a metabolism, I need some energy.
226
524000
3000
اما من به سوخت و ساز و مقداری انرژی نیاز دارم.
09:02
I need some information, and I need a container.
227
527000
3000
من به مقداری اطلاعات و یک ظرف نیاز دارم.
09:05
Because if I want evolution,
228
530000
2000
اما اگر من سیر تکاملی رو بخوام،
09:07
I need containers to compete.
229
532000
2000
به رقابت ظرف ها نیاز دارم.
09:09
So if you have a container,
230
534000
2000
پس اگر شما یک ظرف دارید،
09:11
it's like getting in your car.
231
536000
2000
مثل اینه که سوار ماشینتون شدید.
09:13
"This is my car,
232
538000
2000
"این ماشین منه،
09:15
and I'm going to drive around and show off my car."
233
540000
2000
و من می خوام این اطراف رانندگی کنم و ماشینم رو نشون بدم."
09:17
And I imagine you have a similar thing
234
542000
2000
و من تصور می کنم شما هم
09:19
in cellular biology
235
544000
2000
در زیست شناسی سلولی
09:21
with the emergence of life.
236
546000
2000
با ظهور حیات یک همچین چیزی رو دارید.
09:23
So these things together give us evolution, perhaps.
237
548000
3000
و احتمالاً همه این چیزها با هم باعث تکامل می شود.
09:26
And the way to test it in the laboratory
238
551000
2000
و راه آزمایش آن در آزمایشگاه
09:28
is to make it minimal.
239
553000
2000
اینه که اون رو به حداقل برسونیم.
09:30
So what we're going to try and do
240
555000
2000
پس تلاش ما اینه که
09:32
is come up with an inorganic Lego kit of molecules.
241
557000
3000
مولکول های غیر آلی رو مطرح کنیم.
09:35
And so forgive the molecules on the screen,
242
560000
2000
به خاطر مولکول های روی صفحه عذر می خوام،
09:37
but these are a very simple kit.
243
562000
2000
اما این ها یک کیت خیلی ساده هستند.
09:39
There's only maybe three or four different types of building blocks present.
244
564000
2000
شاید تنها سه یا چهار نوع متفاوت از مواد اولیه اینجا وجود داشته باشد.
09:41
And we can aggregate them together
245
566000
2000
می تونیم اون ها رو با هم بیامیزیم
09:43
and make literally thousands and thousands
246
568000
2000
و هزاران هزار
09:45
of really big nano-molecular molecules
247
570000
3000
مولکول نانو-مولکولی واقعی
09:48
the same size of DNA and proteins,
248
573000
2000
در اندازه های DNA و پروتیین ها بسازیم،
09:50
but there's no carbon in sight.
249
575000
2000
ولی هیچ کربنی دیده نمی شه.
09:52
Carbon is banned.
250
577000
2000
کربن منع شده.
09:54
And so with this Lego kit,
251
579000
2000
در نتیجه با این اگو کیت
09:56
we have the diversity required
252
581000
2000
ما تنوع مورد نیاز
09:58
for complex information storage
253
583000
3000
برای ذخیره اطلاعات پیچیده
10:01
without DNA.
254
586000
2000
بدون DNA رو داریم.
10:03
But we need to make some containers.
255
588000
2000
اما ما به چند کانتینر نیاز داریم.
10:05
And just a few months ago in my lab,
256
590000
2000
چند ماه پیش در آزمایشگاه من،
10:07
we were able to take these very same molecules and make cells with them.
257
592000
3000
ما قادر بودیم این مولکول های یک شکل رو بگیریم و از اونها سلول درست کنیم.
10:10
And you can see on the screen a cell being made.
258
595000
3000
شما می تونید روی صفحه یکی از این سلول های ساخته شده رو ببینید.
10:13
And we're now going to put some chemistry inside and do some chemistry in this cell.
259
598000
3000
و ما می خوایم مقداری شیمی رو داخل کنیم و درون سلول کارهای شیمیایی انجام بدیم.
10:16
And all I wanted to show you
260
601000
2000
وهمه اون چیزی که می خوام بهتون نشون بدم اینه که
10:18
is we can set up molecules
261
603000
2000
ما می تونیم مولکول ها رو
10:20
in membranes, in real cells,
262
605000
2000
در غشاء سلول های واقعی مستقر کنیم،
10:22
and then it sets up a kind of molecular Darwinism,
263
607000
4000
و یک نوع داروین گرایی مولکولی ایجاد می شه،
10:26
a molecular survival of the fittest.
264
611000
2000
بقای شایسته ترین مولکول ها.
10:28
And this movie here
265
613000
2000
این فیلم
10:30
shows this competition between molecules.
266
615000
2000
رقابت بین مولکول ها را نشان می دهد.
10:32
Molecules are competing for stuff.
267
617000
2000
مولکول ها برای ماده با هم رقابت می کنند.
10:34
They're all made of the same stuff,
268
619000
2000
همه اون ها از یک ماده ساخته شده اند،
10:36
but they want their shape to win.
269
621000
2000
اما آنها می خواهند شکل و فرم خودشان پیروز شود.
10:38
They want their shape to persist.
270
623000
2000
می خواهند شکل و فرم خودشان باقی بماند.
10:40
And that is the key.
271
625000
2000
و این نکته کلیدی است.
10:42
If we can somehow encourage these molecules
272
627000
2000
اگه ما بتونیم یک جورایی این مولکول ها رو ترغیب کنیم که
10:44
to talk to each other and make the right shapes and compete,
273
629000
3000
با هم صحبت کنند و بهترین شکل رو ایجاد کنند و رقابت کنند،
10:47
they will start to form cells
274
632000
2000
آنها شروع به ساختن سلول هایی خواهند کرد که
10:49
that will replicate and compete.
275
634000
2000
تکثیر می شوند و رقابت می کنند.
10:51
If we manage to do that,
276
636000
2000
اگر ما انجام این کار رو مدیریت کنیم،
10:53
forget the molecular detail.
277
638000
3000
جزییات مولکولی رو از یاد می بریم.
10:56
Let's zoom out to what that could mean.
278
641000
2000
بییایید تمرکز روی معنی این موضوع رو کم کنیم.
10:58
So we have this special theory of evolution
279
643000
2000
پس ما این نظریه خاص درباره تکامل که فقط
11:00
that applies only to organic biology, to us.
280
645000
3000
بر روی زیست شناسی آلی کاربرد دارد رو داریم.
11:03
If we could get evolution into the material world,
281
648000
3000
اگر ما بتونیم دنیای مادی رو به تکامل برسونیم،
11:06
then I propose we should have a general theory of evolution.
282
651000
3000
من پیشنهاد می کنم که باید یک نظریه کلی از تکامل داشته باشیم.
11:09
And that's really worth thinking about.
283
654000
3000
و این موضوع واقعاً ارزش فکر کردن رو داره.
11:12
Does evolution control
284
657000
2000
آیا تکامل
11:14
the sophistication of matter in the universe?
285
659000
3000
کمال ماده در جهان را کنترل می کند؟
11:17
Is there some driving force through evolution
286
662000
3000
آیا در راه تکامل فاکتوری وجود دارد
11:20
that allows matter to compete?
287
665000
2000
که باعث رقابت ماده شود؟
11:22
So that means we could then start
288
667000
2000
پس این موضوع بدین معناست که ما می تونیم
11:24
to develop different platforms
289
669000
3000
به منظور کاوش این تکامل
11:27
for exploring this evolution.
290
672000
2000
شروع به توسعه سیستم عامل های مختلف کنیم.
11:29
So you imagine,
291
674000
2000
شما تصورکنید،
11:31
if we're able to create a self-sustaining artificial life form,
292
676000
3000
اگر ما قادر به خلق حیات مصنوعی خودکفا باشیم،
11:34
not only will this tell us about the origin of life --
293
679000
3000
نه تنها می تونه در باره مبدأ حیات ما رو راهنمایی کنه--
11:37
that it's possible that the universe doesn't need carbon to be alive;
294
682000
3000
بلکه ممکنه جهان برای ادامه حیات به کربن نیاز نداشته باشد؛
11:40
it can use anything --
295
685000
2000
می تونه از هر چیزی استفاده کنه--
11:42
we can then take [it] one step further and develop new technologies,
296
687000
3000
در نتیجه ما می تونیم اون رو یک قدم جلوتر ببریم و فن آوری های جدید رو توسعه بدیم،
11:45
because we can then use software control
297
690000
2000
چرا که ما قادر خواهیم بود به منظور کد گذاری تکامل
11:47
for evolution to code in.
298
692000
2000
از کنترل نرم افزار استفاده کنیم.
11:49
So imagine we make a little cell.
299
694000
2000
خوب تصور کنید ما یک سلول کوچک ایجاد کنیم.
11:51
We want to put it out in the environment,
300
696000
2000
و بخواهیم اون رو وارد محیط کنیم،
11:53
and we want it to be powered by the Sun.
301
698000
2000
و بخوایم از طریق خورشید نیرو بگیره.
11:55
What we do is we evolve it in a box with a light on.
302
700000
3000
کاری که ما می کنیم نمو سلول در یک جعبه است که نور به آن نفوذ می کند.
11:58
And we don't use design anymore. We find what works.
303
703000
3000
و ما دیگه از طراحی استفاده نمی کنیم. ما روشی رو که جواب می ده پیدا می کنیم.
12:01
We should take our inspiration from biology.
304
706000
2000
ما باید از زیست شناسی الهام بگیریم.
12:03
Biology doesn't care about the design
305
708000
2000
زیست شناسی به طراحی اهمیتی نمی ده
12:05
unless it works.
306
710000
2000
مگر این که کارا باشه.
12:07
So this will reorganize
307
712000
2000
در نتیجه این کار می تونه
12:09
the way we design things.
308
714000
2000
روش های ما در طراحی چیزهای مختلف رو شناسایی کنه.
12:11
But not only just that,
309
716000
2000
کار ما به اینجا ختم نمی شه،
12:13
we will start to think about
310
718000
2000
ما شروع به فکر کردن درباره
12:15
how we can start to develop a symbiotic relationship with biology.
311
720000
3000
توسعه روش های هم زیستی با زیست شناسی می کنیم.
12:18
Wouldn't it be great
312
723000
2000
عالی نیست اگر
12:20
if you could take these artificial biological cells
313
725000
2000
بتونیم این سلول های زیستی مصنوعی رو
12:22
and fuse them with biological ones
314
727000
2000
با سلولهای زیستی طبیعی مخلوط کنیم
12:24
to correct problems that we couldn't really deal with?
315
729000
3000
و مسایلی رو که برامون سخت بود رو حل کنیم؟
12:27
The real issue in cellular biology
316
732000
2000
مسئله اصلی در زیست سلولی
12:29
is we are never going to understand everything,
317
734000
3000
اینه که ما هیچ وقت قادر نخواهیم بود همه چیز رو درک کنیم،
12:32
because it's a multidimensional problem put there by evolution.
318
737000
3000
چرا که این یک مسئله چند بعدی است که به واسطه تکامل ایجاد شده.
12:35
Evolution cannot be cut apart.
319
740000
3000
تکامل نمی تونه تفکیک بشه.
12:38
You need to somehow find the fitness function.
320
743000
3000
شما یک جورایی نیاز دارید که بهترین عملکرد رو پیدا کنید.
12:41
And the profound realization for me
321
746000
2000
و برای من این یعنی فهم عمیق،
12:43
is that, if this works,
322
748000
2000
اگر این کار جواب بده،
12:45
the concept of the selfish gene gets kicked up a level,
323
750000
3000
مفهوم ژن خودخواه سطح بالاتری رو کسب می کنه،
12:48
and we really start talking about selfish matter.
324
753000
3000
و ما شروع به صحبت درباره ماده خودخواه می کنیم.
12:51
And what does that mean in a universe
325
756000
2000
این در دنیایی که
12:53
where we are right now the highest form of stuff?
326
758000
3000
ما در آن بالاترین شکل از مواد هستیم به چه معناست؟
12:56
You're sitting on chairs.
327
761000
2000
شما روی صندلی ها می نشینید.
12:58
They're inanimate, they're not alive.
328
763000
2000
اون ها بی جان هستند، اون ها زنده نیستند.
13:00
But you are made of stuff, and you are using stuff,
329
765000
2000
اما شما از ماده درست شده اید، شما از ماده استفاده می کنید،
13:02
and you enslave stuff.
330
767000
2000
و شما ماده رو به غلامی در می آورید،
13:04
So using evolution
331
769000
2000
پس استفاده از تکامل
13:06
in biology,
332
771000
2000
در زیست شناسی،
13:08
and in inorganic biology,
333
773000
2000
و در زیست شناسی آلی،
13:10
for me is quite appealing, quite exciting.
334
775000
2000
برای من کاملاً جذاب و هیجان انگیز است.
13:12
And we're really becoming very close
335
777000
3000
و ما داریم به فهم پله های کلیدی
13:15
to understanding the key steps
336
780000
2000
زنده کردن ماده مرده
13:17
that makes dead stuff come alive.
337
782000
3000
نزدیک می شویم.
13:20
And again, when you're thinking about how improbable this is,
338
785000
3000
و دوباره، اگر به این فکر کردید که این کار غیر محتمل است،
13:23
remember, five billion years ago,
339
788000
2000
5 میلیارد سال پیش رو به یاد بیارید،
13:25
we were not here, and there was no life.
340
790000
3000
که ما اینجا نبودیم و حیات وجود نداشت.
13:28
So what will that tell us
341
793000
2000
پس این موضوع
13:30
about the origin of life and the meaning of life?
342
795000
3000
درباره مبدأ و مفهوم حیات چی به ما می گه؟
13:33
But perhaps, for me as a chemist,
343
798000
2000
اما شاید، من به عنوان شیمی دان،
13:35
I want to keep away from general terms;
344
800000
2000
می خوام از شرایط عمومی دوری کنم؛
13:37
I want to think about specifics.
345
802000
2000
من می خوام درباره شرایط خاص فکر کنم.
13:39
So what does it mean about defining life?
346
804000
2000
پس این درباره تعریف حیات چه معنی می ده؟
13:41
We really struggle to do this.
347
806000
2000
ما واقعاً برا ی انجامش مبارزه می کنیم.
13:43
And I think, if we can make inorganic biology,
348
808000
2000
و من فکر می کنم، اگر بتونیم زیست غیر آلی روایجاد کنیم،
13:45
and we can make matter become evolvable,
349
810000
3000
ما می تونیم باعث تکامل پذیری ماده بشیم،
13:48
that will in fact define life.
350
813000
2000
و در واقع همین موضوع حیات رو تعریف خواهد کرد.
13:50
I propose to you
351
815000
2000
من بهتون پیشنهاد می کنم
13:52
that matter that can evolve is alive,
352
817000
3000
ماده ای که بتونه تکامل پیدا کنه زنده است،
13:55
and this gives us the idea of making evolvable matter.
353
820000
3000
و این موضوع ایده خلق ماده تکامل پذیر رو به ما می ده.
13:58
Thank you very much.
354
823000
2000
خیلی ممنون.
14:00
(Applause)
355
825000
7000
(تشویق حضار)
14:07
Chris Anderson: Just a quick question on timeline.
356
832000
4000
کریس اندرسون: فقط یک سوال در جدول زمانی.
14:11
You believe you're going to be successful in this project?
357
836000
2000
شما معتقدید که در این پروژه موفق خواهید شد؟
14:13
When?
358
838000
2000
کی؟
14:15
Lee Cronin: So many people think
359
840000
2000
لی کرونین: خیلی از مردم فکر می کنن
14:17
that life took millions of years to kick in.
360
842000
2000
میلیون ها سال طول کشید تا حیات شکل گرفت.
14:19
We're proposing to do it in just a few hours,
361
844000
3000
ما قصد داریم این کار رو تنها در چند ساعت انجام بدیم،
14:22
once we've set up
362
847000
2000
وقتی که از شیمی
14:24
the right chemistry.
363
849000
2000
به صورت صحیح استفاده کنیم.
14:26
CA: And when do you think that will happen?
364
851000
2000
کریس اندرسون: فکر می کنید این امر کی محقق می شه؟
14:28
LC: Hopefully within the next two years.
365
853000
3000
لی کرونین: امیدوارم تا دو سال دیگه انجام بشه.
14:31
CA: That would be a big story.
366
856000
2000
کریس اندرسون: این یک داستان بزرگ خواهد بود.
14:33
(Laughter)
367
858000
2000
(خنده)
14:35
In your own mind, what do you believe the chances are
368
860000
2000
از نظر شما، شانسی برای
14:37
that walking around on some other planet
369
862000
2000
راه رفتن در سیارات دیگر
14:39
is non-carbon-based life,
370
864000
2000
که حیات در آنها بر پایه کربن نیست، وجود دارد
14:41
walking or oozing or something?
371
866000
2000
راه رفتن، ترواش یا هر چیز دیگه ای؟
14:43
LC: I think it's 100 percent.
372
868000
2000
لی کرونین: فکر می کنم 100% این شانس وجود دارد.
14:45
Because the thing is, we are so chauvinistic to biology,
373
870000
3000
زیرا نکته اینه که ما خیلی روی زیست شناسی متعصب هستیم،
14:48
if you take away carbon, there's other things that can happen.
374
873000
2000
اگر کربن رو کنار بگذارید، چیزدیگه ای هست که اتفاق بیفته.
14:50
So the other thing
375
875000
2000
و مطلب دیگه این که
14:52
that if we were able to create life that's not based on carbon,
376
877000
2000
اگر ما بتونیم زندگی را خلق کنیم که بر پایه کربن استوار نباشد،
14:54
maybe we can tell NASA what really to look for.
377
879000
3000
شاید بتونیم به ناسا بگیم که واقعاً باید دنبال چی بگرده.
14:57
Don't go and look for carbon, go and look for evolvable stuff.
378
882000
3000
دنبال کربن نگردید، دنبال مواد تکامل پذیر باشید.
15:00
CA: Lee Cronin, good luck. (LC: Thank you very much.)
379
885000
2000
کریس اندرسون: لی کرونین موفق باشید. (لی کرونین: خیلی متشکرم.)
15:02
(Applause)
380
887000
2000
(تشویق حضار)
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