Tenho uma carreira estranha.
Sei disso porque há pessoas que me abordam,
colegas que me dizem: "Chris, tens uma carreira estranha."
(Risos)
E percebo o que querem dizer,
porque comecei a minha carreira
como um físico nuclear teórico.
E andava a pensar sobre quarks e gluões
e colisões de iões pesados,
e tinha apenas 14 anos.
Não, não, não tinha 14 anos.
Mas depois disso,
na verdade tinha o meu próprio laboratório
no departamento de neurociência computacional,
e não estava a fazer nenhuma neurociência.
Mais tarde, trabalharia em genética evolucionária,
e em biologia de sistemas.
Mas vou falar-vos sobre outra coisa, hoje.
Vou falar-vos
sobre como aprendi algo sobre a vida.
E eu era mesmo um cientista de foguetões.
Na verdade, não era um cientista de foguetões
mas estava a trabalhar
no Jet Propulsion Laboratory
na solarenga California onde faz calor;
ao passo que agora estou no Midwest,
e faz frio.
Mas foi uma experiência entusiasmante.
Um dia um gestor da NASA entra no meu escritório,
senta-se e diz:
"Pode dizer-nos por favor,
"como é que procuramos vida fora da Terra?"
E isso foi uma surpresa para mim,
porque eu tinha sido contratado, realmente,
para trabalhar em computação quântica.
No entanto, eu tinha uma muito boa resposta.
Disse: "Não faço ideia."
E ele disse-me: "Bioassinaturas,
"precisamos de procurar uma bioassinatura."
E eu disse: "O que é que é isso?"
E ele disse: "É qualquer fenómeno mensurável
"que nos permita indicar
"a presença de vida."
E eu disse: "A sério?
"É que, isso é fácil, não é?
"Quer dizer, temos vida.
"Não podem aplicar uma definição,
"por exemplo, uma definição do tipo das do Supremo Tribunal?"
E então pensei sobre isso um bocado, e disse:
"Bem, é mesmo fácil, não?
"Porque, sim, se virem algo assim,
"então tudo bem, vamos chamar-lhe vida,
"não há dúvidas.
"Mas aqui está uma coisa."
E ele diz: "Certo, isso também é vida. Eu sei.
"Excepto se pensares que a vida
"também se define por coisas que morrem,
"não vais ter sorte com esta coisa,
"porque, na verdade, é um organismo muito estranho.
"Desenvolve-se até à idade adulta dessa forma
"e depois passa por uma fase Benjamin Button,
"e depois retrocede e retrocede
"até ser como um embrião de novo,
"e então desenvolve-se de novo, e retrocede e desenvolve-se
"— como um ioiô —
"e nunca morre.
"Então, de facto é vida,
"mas, na realidade, não é como nós pensávamos que a vida seria.
"E então vemos algo assim."
E ele: "Meu Deus, que tipo de forma de vida é essa?"
Alguém sabe?
Na verdade, não é vida, é um cristal.
Então, assim que começamos a olhar
para coisas cada vez mais pequenas
— esta pessoa, em particular,
escreveu um artigo inteiro e disse: "Ei, isto são bactérias."
Só que, se olharmos um pouco mais de perto,
vemos que isto é pequeno demais para ser algo assim.
Ele ficou convencido,
mas a maioria das pessoas não.
E depois, é claro,
a NASA fez também um grande anúncio público,
e o Presidente Clinton deu uma conferência de imprensa,
sobre esta descoberta espantosa
de vida num meteorito marciano.
Só que hoje em dia, isto é amplamente disputado.
Se tirarmos a lição de todas estas imagens,
então apercebemo-nos — bem, na verdade, talvez não seja assim tão fácil.
Talvez eu precise mesmo
de uma definição de vida
para poder fazer aquele tipo de distinção.
Então, pode a vida ser definida?
Bem, como abordariam a questão?
Bem, é claro,
iriam à Enciclopédia Britânica, até à letra V.
Não, claro que não fariam isso; iriam antes ao Google.
E então talvez obtivessem algo.
E o que talvez obtivessem
— algo que realmente se referisse a coisas a que estamos habituados,
descartávamos.
E depois talvez chegassem a algo como isto.
E isto diz algo complicado
com montes e montes de conceitos.
Quem é que, à face da Terra,
escreveria algo tão retorcido e complexo
e inepto?
Oh, trata-se, na verdade, de um conjunto de conceitos muito, muito importantes.
Por isso, ao realçar apenas algumas palavras
e dizer que definições assim
dependem de coisas que não se baseiam
em aminoácidos ou folhas
ou qualquer coisa a que estejamos habituados,
mas apenas em processos.
E se dermos uma olhadela,
isto estava num livro que escrevi que lida com vida artificial
e que explica porque é que aquele gestor da NASA
foi parar ao meu escritório.
Porque a ideia era que, com conceitos destes,
talvez possamos, de facto, fabricar uma forma de vida.
E se vocês se estão a perguntar:
"Mas o que é a vida artificial?",
deixem-me guiar-vos numa visita relâmpago
à história de como tudo isto aconteceu.
E tudo começou há algum tempo,
quando alguém escreveu
um dos primeiros vírus de computador bem sucedidos.
E para aqueles de entre vocês que não são suficientemente velhos,
que não têm ideia de como esta infecção funcionava
— concretamente, através destas disquetes.
Mas o que é interessante nas infecções destes vírus de computador
é que, se olharmos para a taxa
a que a infecção avançava,
aparece este comportamento com picos
a que estamos acostumados num vírus da gripe.
E é devido a esta corrida ao armamento
entre "hackers" e "designers" de sistemas operativos
que as coisas avançam e retrocedem.
E o resultado é uma espécie de árvore da vida
destes vírus,
uma filogenia que se parece muito com
o tipo de vida a que estamos habituados, pelos menos ao nível dos vírus.
Então, trata-se de vida? Quanto a mim, não.
Porquê? Porque estas coisas não evoluem por si mesmas.
Têm "hackers" a escrevê-las.
Mas a ideia foi rapidamente levada um pouco mais longe
quando um cientista a trabalhar no Instituto de Santa Fé decidiu:
"Porque não tentamos embalar estes pequenos vírus
"em mundos artificiais dentro do computador
"e os deixamos evoluir?"
Foi Steen Rasmussen.
E ele desenhou este sistema, que não funcionou,
porque os vírus estavam constantemente a destruir-se uns aos outros.
Mas houve outro cientista que tinha estado a observar isto,
um ecologista.
E ele foi para casa e disse: "Sei como resolver isto."
E escreveu o sistema Tierra,
e, no meu livro, é um dos primeiros
verdadeiros sistemas vivos artificiais
— excepto pelo facto que aqueles programas não se desenvolveram em complexidade.
Então, tendo visto o seu trabalho, e trabalhado um pouco nisto,
foi aqui que eu entrei.
E decidi criar um sistema
que tem todas as propriedades necessárias
para vermos a evolução da complexidade,
problemas cada vez mais complexos constantemente evoluindo.
E claro, já que eu não sei escrever em código, tive ajuda.
Tive dois estudantes universitários
do California Institute of Technology a trabalhar comigo.
Este é o Charles Offria, à esquerda, e o Titus Brown, à direita.
Agora são respeitáveis professores
na Michigan State University,
mas posso assegurar-vos de que, naqueles tempos,
não éramos uma equipa respeitável.
E sinto-me muito feliz que nenhuma foto sobreviva
dos três juntos, seja onde for.
Mas como é este sistema?
Bem, na verdade, não posso entrar em detalhes,
mas o que vêem aqui são algumas das entranhas.
Mas aquilo que queria focar
é este tipo de estrutura de população.
Estão aqui cerca de 10 000 programas.
E todas as diferentes estirpes têm diferentes cores.
E como podem ver aqui, há grupos a crescer em cima uns dos outros,
porque se estão a espalhar.
Sempre que um programa
é melhor a sobreviver neste mundo,
devido a alguma mutação que tenha sofrido,
vai-se espalhar sobre os outros e levá-los à extinção.
Então vou mostrar-vos um filme onde vão ver esse tipo de dinâmica.
E este tipo de experiências são iniciadas
com programas que nós próprios escrevemos.
Escrevemos o nosso próprio material,
replicamo-lo, e temos muito orgulho em nós próprios.
E pomo-los lá dentro, e o que se vê imediatamente
é que há ondas e ondas de inovação.
A propósito, isto está muito acelerado,
por isso é como mil gerações por segundo.
Mas imediatamente o sistema fica, tipo:
"Que raio de pedaço de código estúpido era aquele?
"Isto pode ser melhorado de tantas maneiras
"tão depressa."
Então vêem-se ondas de novos tipos
dominando os outros tipos.
E este tipo de actividade prolonga-se por bastante tempo,
até que as principais coisas mais fáceis já foram adquiridas por estes programas.
E então vê-se uma espécie de estase a acontecer
em que o sistema basicamente espera
por um novo tipo de inovação, como este,
que se irá espalhar
sobre todas as anteriores inovações
e irá apagar os genes que havia anteriormente,
até que um novo tipo de nível mais elevado de complexidade tenha sido alcançado.
E este processo continua e continua e continua.
Então, o que vemos aqui
é um sistema que vive muito
da forma a que estamos habituados a ver a vida.
Mas aquilo que o pessoal da NASA me perguntou realmente foi:
"Estes tipos
"têm uma bioassinatura?
"Podemos medir este tipo de vida?
"Porque se pudermos,
"talvez tenhamos uma hipótese de descobrirmos vida noutro lugar
"sem estarmos a ser parciais
"em coisas como os aminoácidos."
Então eu disse: "Bem, talvez possamos construir
"uma bioassinatura
"baseada na vida como um processo universal.
"De facto, talvez possa usar os conceitos que eu desenvolvi
"para poder captar o que um sistema vivo simples poderia ser."
E aquilo a que eu cheguei
— primeiro tenho de fazer uma introdução sobre a ideia,
e depois talvez isso sirva como um detector de significado,
em vez de um detector de vida.
E a forma de conseguirmos fazer isso
— gostaria de descobrir como distinguir
um texto que foi escrito por um milhão de macacos,
do texto que está nos nossos livros.
E gostaria de o fazer de tal forma que
que não fosse realmente necessário ler a linguagem,
porque tenho a certeza que não ia ser capaz de o fazer.
Desde que saiba que existe algum tipo de alfabeto.
Então, aqui estaria um gráfico de frequência
de quão frequentemente se encontraria
cada uma das 26 letras do alfabeto
num texto escrito por macacos aleatórios.
E obviamente cada uma dessas letras
surge com uma frequência aproximadamente igual.
Mas se agora olharmos para a mesma distribuição em textos em inglês,
é este o gráfico.
E digo-vos, este resultado é bastante consistente nos vários textos em inglês.
E se olhar para textos em francês, tem um aspecto ligeiramente diferente,
ou em italiano, ou alemão.
Todas têm o seu próprio tipo de frequência de distribuição,
mas é consistente.
Não importa se o texto é sobre política ou ciência.
Não importa se é um poema
ou se é um texto matemático.
É uma assinatura consistente,
e é bastante estável.
Desde que os nossos livros sejam escritos em inglês
— porque as pessoas estão a reescrevê-los e a copiá-los —
estará lá.
Então, isso inspirou-me a pensar:
"E se eu tentar usar esta ideia
"não para detectar textos aleatórios,
"de textos com significado,
"mas antes detectar o facto de que existe significado
"nas biomoléculas que constituem a vida?"
Mas primeiro tenho de perguntar:
O que são estes elementos constituintes, como o alfabeto, que vos mostrei?
Bem, acontece que temos muitas alternativas diferentes
para este conjunto de elementos constituintes.
Podemos usar aminoácidos,
podemos usar ácidos nucleicos, ácidos carboxílicos, ácidos gordos.
De facto, a química é extremamente rica,
e o nosso corpo usa uma grande quantidade dela.
Então, para testar esta ideia,
primeiro fomos ver os aminoácidos e alguns outros ácidos carboxílicos.
E aqui está o resultado.
Aqui está o que se obtém
se, por exemplo, se olharmos para a distribuição dos aminoácidos
num cometa ou no espaço interestelar
ou, de facto, num laboratório,
em que nos assegurámos de que na nossa sopa primordial
não existia lá nada vivo.
O que descobrimos é sobretudo glicina e depois alanina
e existem alguns vestígios de outros elementos.
Isto é também muito consistente
— o que se encontra em sistemas como a Terra,
onde existem aminoácidos,
mas não existe vida.
Mas imaginem que pegam num pouco de terra
e escavam através dela
e depois colocam estes espectrómetros,
porque há bactérias por toda a parte;
ou que recolhem água em qualquer lugar na Terra,
porque está a fervilhar de vida,
e fazem a mesma análise;
o espectro parece completamente diferente.
Claro, há na mesma glicina e alanina,
mas estes são elementos pesados,
aminoácidos pesados que estão a ser produzidos
porque são valiosos para o organismo.
E alguns outros
que não são usados no conjunto de 20,
não aparecerão de todo
em nenhum tipo de concentração.
Isto também se revela extremamente consistente.
Não importa que tipo de sedimento se usa para raspar,
sejam bactérias ou quaisquer plantas ou animais.
Onde quer que haja vida,
iremos ter esta distribuição,
por oposição àquela distribuição.
E é detectável não apenas em aminoácidos.
Agora podem perguntar:
E quanto aos Avidianos?
Os Avidianos são os habitantes deste mundo de computador
onde são felizes replicando-se e desenvolvendo-se em complexidade.
Então esta é a distribuição que se obtém
se, de facto, não houver vida.
Eles têm cerca de 28 destas instruções.
E se tivermos um sistema em que eles são substituídos uns pelos outros,
é como os macacos a escrever numa máquina de escrever.
Cada uma destas instruções surge
com frequência aproximadamente igual.
Mas se agora tomarmos um conjunto de tipos em replicação
como no vídeo que viram,
tem este aspecto.
Então aqui estão algumas instruções
que são extremamente valiosas para estes organismos,
e a sua frequência vai ser alta.
E há na verdade algumas instruções
que apenas se usa uma vez, ou nem isso.
As instruções ou são venenosas
ou devem realmente ser usadas a menos de um nível abaixo de aleatório.
Neste caso, a frequência é mais baixa.
E agora podemos ver, é esta realmente uma assinatura consistente?
Posso dizer-vos que, na verdade, é,
porque neste tipo de espectro, tal como o que viram nos livros,
e tal como o que viram nos aminoácidos,
não importa como se muda o meio ambiente, é muito consistente;
vai reflectir o meio ambiente.
Vou então mostrar-vos agora uma pequena experiência que fizemos.
E tenho de vos explicar,
a parte de cima deste gráfico
mostra aquela distribuição da frequência de que falei.
Aqui, de facto, trata-se do meio ambiente sem vida
em que cada instrução ocorre
com frequências iguais.
E aqui em baixo, mostro a taxa de mutação no meio ambiente.
E começo por uma taxa de mutação tão alta
que, mesmo que introduzíssemos
um programa de replicação
que de outra forma se desenvolveria alegremente
até preencher o mundo inteiro,
se o introduzíssemos, sofreria uma mutação e morreria imediatamente.
Então, não há vida possível
a este nível de taxa de mutação.
Mas agora vou lentamente descer a temperatura, por assim dizer,
e então há este limiar de viabilidade
em que agora seria possível
a um replicador realmente viver.
E iremos introduzir estes tipos
naquela sopa a toda a hora.
Então vamos ver qual o aspecto disso.
Primeiro, nada, nada, nada.
Muito quente, muito quente.
Agora o limiar de viabilidade é atingido,
e a distribuição da frequência
mudou dramaticamente e estabiliza.
E agora o que eu fiz foi,
estava a ser mauzinho, voltei a aumentar a temperatura uma e outra vez.
E claro, atinge o limiar da viabilidade.
E estou a mostrar-vos isto de novo porque é tão lindo.
Acerta-se no limiar da viabilidade.
A distribuição muda para "vivo!"
E então, assim que se acerta no limiar
em que a taxa de mutação é tão alta
que não é possível a auto-reprodução,
não se pode copiar a informação
e passá-la à descendência
sem fazer tantos erros que
a capacidade de replicar-se desaparece.
E então a assinatura perde-se.
O que aprendemos com isto?
Bem, penso que aprendemos várias coisas com isto.
Uma delas é que,
se somos capazes de pensar sobre a vida
em termos abstractos
— e não estamos a falar de coisas como as plantas,
e não estamos a falar de aminoácidos,
e não estamos a falar de bactérias,
mas pensamos em termos de processos —
então poderemos começar a pensar sobre a vida,
não algo assim tão especial como na Terra,
mas algo que poderá existir em qualquer lado.
Porque realmente tem a ver, apenas,
com estes conceitos de informação,
de armazenamento de informação
no interior de substratos
— qualquer coisa: "bits", ácidos nucleicos,
qualquer coisa que seja um alfabeto —
e o assegurar de que há algum tipo de processo
para que esta informação possa ser armazenada
por muito mais tempo do que poderíamos esperar
que fossem as escalas de tempo para a deterioração da informação.
E se o conseguirmos fazer,
então temos vida.
Então a primeira coisa que aprendemos
é que é possível definir vida
exclusivamente em termos de processos,
sem fazer qualquer referência
ao tipo de coisas que nos são caras,
no que toca ao tipo de vida na Terra.
E isto, de certo modo, retira-nos de novo,
como todas as nossas descobertas científicas, ou muitas delas
— é este contínuo destronamento do homem —
de como pensamos que somos especiais porque estamos vivos.
Bem, conseguimos criar vida. Conseguimos criar vida no computador.
Concedo, é limitada,
mas aprendemos o que é preciso
para realmente construí-la.
E assim que temos isso,
então deixa de ser uma tarefa tão difícil
dizer se compreendermos os processos fundamentais
que não se referem a nenhum substrato em particular,
então podemos ir
e tentar outros mundos,
descobrir que tipo de alfabetos químicos lá estarão,
descobrir o suficiente sobre a química normal,
a geoquímica do planeta,
para que saibamos como é que esta distribuição seria
na ausência de vida,
e então procurar por grandes desvios a isso
— isto aqui a sobressair, que diz:
"Este químico não devia mesmo estar aqui."
Bem, não sabemos que há vida então,
mas poderíamos dizer:
"Bem, ao menos vou ter de olhar com muita precisão para este químico,
"para ver de onde ele vem."
E essa talvez seja a nossa hipótese
de realmente descobrir vida
quando não a podemos observar visivelmente.
E então essa é realmente a única mensagem para levarem para casa
que tenho para vós.
A vida pode ser menos misteriosa
do que aquilo que fazemos dela
quando tentamos pensar como seria noutros planetas.
E se removermos o mistério da vida,
então penso que é um pouco mais fácil
para nós pensar acerca de como vivemos,
e como talvez não sejamos tão especiais como sempre pensámos que somos.
E vou deixar-vos com isto.
E muito obrigado.
(Aplausos)