Kristof Adami: Pronalaženje oblika života koje ne možemo da zamislimo

Dakle, ja se bavim čudnim poslom. Znam to zato što mi ljudi, kolege na primer, prilaze i kažu: "Krise, baviš se čudnim poslom." (Smeh) Razumem šta hoće da kažu, jer sam počeo karijeru kao teoretičar nuklearne fizike. Razmišljao sam o kvarkovima i gluonima i sudarima teških jona, a imao sam samo 14 godina. Ne, nisam imao 14 godina. Ali posle toga sam zapravo imao svoju laboratoriju na departmanu za računarske neuronauke a uopšte se nisam bavio neuronaukama. Kasnije sam se bavio evolucionom genetikom, a potom biologijom sistema.

Ali danas ću vam govoriti o nečemu drugom. Govoriću vam o tome kako sam naučio nešto o životu. A bio sam raketni naučnik. Nisam baš bio raketni naučnik, ali sam radio u Laboratoriji za razvijanje mlaznog pogona u sunčanoj Kaliforniji, gde je toplo; dok sada radim na srednjem Zapadu, i hladno mi je. Ali bilo je to jedno uzbudljivo iskustvo. Jednog dana službenik NASA-e je ušao u moju kancelariju, seo i rekao: "Možete li, molim vas, da nam kažete kako da tražimo život van Zemlje?" To me je iznenadilo jer sam bio zaposlen tamo kako bih radio na kvantnom računarstvu. Ipak, imao sam veoma dobar odgovor na njegovo pitanje. Rekao sam: "Nemam pojma." On mi je rekao: "Znakovi života, treba da tragamo za znakovima života." Ja sam pitao: "Šta je to?" A on je rekao: "To su merljive pojave koje nam ukazuju na prisustvo života." Zapitao sam: "Stvarno? Jer, znate, nije li to lako? Mislim, mi imamo život. Zar ne možete da primenite definiciju, definiciju kakvu bi dao Vrhovni Sud, na primer?" (PREPOZNAJEM ŽIVOT KAD GA VIDIM)

Razmišljao sam malo o tome i rekao: "Da li je zaista toliko lako? Jer, da, kada vidite ovako nešto, onda je u redu, to jeste život, nema sumnje u to. Ali evo nečega." On će na to: "Da, u redu, i to je život, znam to." Ali, ako mislite da se život definiše kao nešto što na kraju umire onda s ovim nećete imati sreće, jer je ovo jedan vrlo čudan organizam. On postaje odrasla jedinka, a onda prolazi kroz fazu "Bendžamin Baton" zapravo, vraća se unazad dok ponovo ne postane mali embrion, a onda poraste ponovo, pa se vrati unazad, pa ponovo raste -- kao jo-jo, i nikad ne umire. Tako da, to jeste život, ali nije baš onakav kakvim ga zamišljamo. A onda vidite nešto kao što je ovo. On je upitao: "Bože, kakav je pa ovo oblik života?" Zna li neko? Ovo zapravo nije živo, to je kristal.

Dakle, jednom kada počnete da gledate i gledate u sve manje i manje stvari... Tako je ova osoba napisala čitav članak, rekavši: "Hej, ovo su bakterije." Ali, kada pogledate malo bolje, videćete, u stvari, da je ovo suviše malo da bi bilo tako nešto. Dakle, on je bio uveren, ali, zapravo, većina ljudi nije bila. A onda, naravno NASA je objavila, i predsednik Klinton je imao konferenciju za štampu vezanu za ovo neverovatno otkriće života na marsovskom meteoritu. Ipak, danas, ovo otkriće je predmet rasprave. Ako izvučete pouku iz svih ovih slika, shvatićete da ovo zapravo možda i nije tako lako. Možda nam i treba neka definicija života kako bismo napravili razliku.

Pa može li život da se definiše? Kako biste vi to uradili? Naravno, uzeli biste Enciklopediju Britaniku i otvorili na slovo L. Ne, naravno, ne biste uradili to, već biste "izguglali". Tada biste možda dobili nešto. A ako od toga što dobijete, sve što govori o stvarima na koje smo navikli odbacite, dobićete nešto ovako. Ovo vam govori nešto komplikovano i sadrži puno različitih koncepata. Ko bi na ovom svetu napisao nešto ovako nategnuto i kompleksno i blesavo? No, to je zapravo veoma, veoma važan skup koncepata. Istaći ću samo nekoliko reči, a davanje takvih definicija oslanja se na stvari koje nisu zasnovane na aminokiselinama ili listovima ili na bilo šta na šta smo navikli, nego isključivo na procese. Ako bacite pogled na to videćete da je to iz moje knjige koja se bavi veštačkim životom. To objašnjava šta je taj službenik NASA-e uopšte radio u mojoj kancelariji. Zamisao je bila da sa takvim konceptima možda i možemo da napravimo oblik života.

A ako se pitate: "Šta je veštački život na Zemlji?" pustite me da vam na brzinu pokažem kako je do svega ovoga došlo. Počelo je prilično davno kada je neko napisao jedan od prvih uspešnih komjuterskih virusa. Za one koji nisu dovoljno stari, nemate pojma kako je ova infekcija funkcionisala, naime, preko disketa. Ono što je zanimljivo kod ovih kompjuterskih virusnih infekcija je to da, ako pogledate nivoe aktivnosti ove infekcije, dobićete ovaj talasasti prikaz kakav smo navikli da vidimo kod virusa gripa. Ovo je rezultat "nadmetanja u naoružanju" između hakera i dizajnera operativnih sistema, zato sve ide ovako napred-nazad. Rezultat je neka vrsta porodičnog stabla ovih virusa prikaz razvoja koji prilično podseća na prikaze razvoja živog sveta na koje smo navikli, barem na nivou virusa.

Je li to, dakle, život? Ne, ako mene pitate. Zašto? Zato što ove stvari ne evoluiraju same od sebe. Postoje hakeri koji ih pišu. Ipak, ideja je vrlo brzo uznapredovala kada je jedan naučnik koji je radio u Naučnom institutu rekao: "Zašto ne probamo da spakujemo ove male viruse u veštačke svetove unutar kompjutera i pustimo ih da evoluiraju?" Taj čovek je bio Stin Rasmusen. On je dizajnirao ovaj sistem, ali on zapravo nije radio, jer su njegovi virusi stalno uništavali jedni druge. Sve ovo je posmatrao drugi naučnik, ekolog. Otišavši kući jednog dana, rekao je: "Znam kako da rešim ovo." Rezultat je bio "Tierra" sistem, i u svojoj knjizi sam rekao da je to jedan od prvih zaista veštačkih "živih" sistema -- samo što ti programi nisu zaista postajali složeniji.

Videvši ovaj rad, i poradivši malo na tome, uključio sam se u celu stvar. Rešio sam da napravim sistem koji sadrži sve potrebne osobine koje dovode do evolucije i složenosti, sve složenije i složenije probleme koji konstantno evoluiraju. Naravno, pošto ja zaista ne umem da sastavim kod, imao sam pomoć. Imao sam dvojicu studenata sa Kalifornijskog Instituta za Tehnologiju koji su radili za mene. Sa leve strane je Čarls Ofria, sa desne Tajtus Braun. Oni su danas ugledni profesori na Državnom univerzitetu u Mičigenu, ali, uverevam vas, u to vreme, mi nismo bili ugledan tim. Drago mi je što nijedna fotografija nas trojice zajedno nije sačuvana.

Ali kakav je ovaj sistem? Ne mogu baš da detaljišem, ali ovde možete da vidite neke od elemenata. Ono na šta sam hteo da se fokusiram je šema strukture populacije. Ovde se nalazi oko 10.000 programa. Različite vrste su obojene različitim bojama. Kao što vidite, grupe njih rastu jedna preko druge, šire se. Kad god se pojavi program koji bolje preživljava u ovom svetu, koja god mutacija da se pojavila kod njega, raširiće se preko ostalih i dovesti ih do istrebljenja.

Pokazaću vam film u kome se vidi ta vrsta dinamike. Ovakvi eksperimenti su počeli sa programima koje smo mi sami napisali. Pisali smo sopstvene programe, umnožavali ih, i veoma smo ponosni na sebe. Stavili smo ih unutra i, kao što se odmah vidi, javljaju se talasi i talasi inovacije. Usput, ovo je vrlo ubrzano, nekih hiljadu generacija u sekundi. Ali vrlo brzo, sistem kaže: "Kakva je sad ovo glupost od koda? Ovo se može unaprediti na toliko načina i to veoma brzo." Tako da vidite talase novih tipova kako preovladavaju nad drugim tipovima. Ovakva aktivnost traje prilično dugo, sve dok svi programi ne razviju one glavne lake funkcije. Onda vidite nešto kao stagnaciju u toku koje sistem čeka neku novu inovaciju, kao što je ova, koja će se proširiti i nadvladati druge inovacije koje su tu bile ranije, obrisati gene koji su bili tu ranije sve dok se novi, složeniji, tip ne pojavi. Ovaj proces traje i traje i traje.

Dakle, ono što vidimo ovde jeste sistem koji funkcioniše na prilično sličan način na koji smo navikli da život funkcioniše. Ipak, ono što su me ljudi iz NASA-e zapravo pitali bilo je: "Da li ova "stvorenja" daju znakove života? Možemo li da "izmerimo" ovaj oblik života? Jer, ako možemo, možda imamo šansu da zapravo otkrijemo život negde drugde i da pritom ne budemo ograničeni stvarima kakve su aminokiseline." Ja sam rekao: "Pa, možda mogu da konstruišem prikaz znakova života zasnovan na životu kao univerzalnom procesu. Zapravo, taj prikaz može da koristi koncepte koje sam razvio samo kako bih zabeležio šta bi jednostavan živi sistem mogao da predstavlja."

Ono što mi je palo na pamet, da napravim uvod u ideju, bi zapravo bio neki detektor značenja, pre nego detektor života. Način na koji bismo to postigli -- recimo, želim da saznam kako da razlikujem tekst koji je napisalo milion majmuna, od teksta koji je u knjigama i koji ima smisla. I želeo bih to da uradim na takav način da uopšte i ne moram da znam da čitam na tom jeziku, pošto sam siguran da neću znati. Uvek mora da postoji neka vrsta alfabeta. Dakle ovo je nivo učestalosti, tj. koliko često se javlja svako od 26 slova alfabeta u tekstu koji su napisali neki majmuni. Očigledno, svako od ovih slova javlja se otprilike podjednako često.

Ali ako pogledate distribuciju slova u tekstovima na engleskom, nivo učestalosti je ovakav. Kažem vam, ovaj nivo učestalosti u tekstovima na engleskom je vrlo stalan. Ako bi pogledali tekstove na francuskom, slika bi bila malo drugačija, kao i u tekstovima na italijanskom ili nemačkom. U svakom su slova drugačije distribuirana, ali nivo učestalosti je stalan. Nije bitno da li tekst govori o politici ili o nauci, da li je u pitanju poezija ili tekst o matematici, ova slika je vrlo stabilna. Dok god pišemo knjige na engleskom, a ljudi ih stalno iznova pišu i umnožavaju, takva slika će biti prisutna.

To me je inspirisalo da razmislim o sledećem -- dakle, šta ako pokušam da primenim ovu ideju, ne da bih razlučio nasumične tekstove od onih koji imaju značenje, već da bih otkrio da li postoji značenje u biomolekulima koji sačinjavaju život. Prvo moram da se zapitam: šta su uopšte ove kockice, ovaj alfabet, ovi elementi koje sam vam pokazao? Ispostavilo se da ima više različitih zamena za ovaj set kockica. To mogu biti aminokiseline, nukleinske kiseline, karboksilne kiseline, masne kiseline. Zapravo, hemija je izuzetno bogata, i naše telo koristi mnogo hemikalija.

Dakle, kako bismo testirali ovu ideju morali smo prvo da ispitamo aminokiseline i neke druge karboksilne kiseline. I evo rezultata. Evo, ovo se dobija kada, na primer, ispitate distribuciju aminokiselina na nekoj kometi u međuzvezdanom prostoru ili u laboratoriji za koju ste sigurni da u njoj nema ničeg živog. Ono što ćete naći su uglavnom glicin i alanin a ostalih kiselina ima u tragovima. Ova slika je takođe vrlo konstantna -- ovo je ono što bismo našli u sistemima nalik Zemlji u kojima ima aminokiselina, ali nema života.

Ali šta ako bismo uzeli malo zemlje i kopali malo po njoj i onda je stavili u ovaj spektrometar? Pošto ima bakterija na sve strane. Isti rezultat bi bio i sa vodom uzetom bilo gde na Zemlji, kada bi se sprovela ista analiza, jer je i ona prepuna života; spektar bi izgledao potpuno drugačije. Naravno, glicin i alanin bi još uvek bili tu, ali bilo bi i teških elemenata, teških aminokiselina, koje se proizvode zato što su od značaja za život organizma. Neke druge koje ne spadaju u dvadeset esencijalnih, se uopšte ne bi pojavile ni u kojoj koncentraciji. Dakle, i ova slika je konstantna. Nije bitno koji sediment je u pitanju, da li su u pitanju bakterije ili neke biljke ili životinje. Gde god ima života imaćete ovakvu distribuciju, a ne ovakvu. Ove razlike možemo očitati ne samo kada su aminokiseline u pitanju.

Sada se možda pitate: dakle šta sa ovim "Avidijancima"? "Avidijanci" su stanovnici kompjuterskog sveta u kome su savršeno srećni umnožavajući se i postajući sve složeniji. Dakle, ovo je prikaz distribucije koji dobijamo u slučaju da života nema. Oni imaju 28 ovakvih instrukcija, i ukoliko imamo sistem u kome se one javljaju jedna za drugom, sistem nema značenja -- kao majmuni sa kucaćim mašinama. Svaka od instrukcija se pojavljuje otprilike podjednako često. Ali ako uzmemo skup ovih stvorenja koja se množe kao na snimku koji ste videli, prikaz distribucije izgleda ovako. Dakle, postoje neke instrukcije koje su izuzetno važne za ove "organizme", i one će se javljati učestalije. A ima i onih instrukcija koje se koriste samo jednom, ili nikad. One su, dakle, ili otrovne, ili ih treba koristiti ređe nego što bi se pojavljivale kada bi sve bilo nasumično. Nivo učestalosti ovih instrukcija je niži. Sada možemo da vidimo da li zaista postoji neka šema. Mogu vam reći da postoji, jer smo ovakav spektar videli na primeru sa knjigama, kao i na primeru sa aminokiselinama, i ne menja se kada promenite okruženje, veoma je postojan; i oslikava okruženje.

Sada ću vam pokazati jedan mali eksperiment koji smo napravili. Moram da objasnim -- na vrhu ovog grafikona prikazana je učestalost distribucije elemenata o kojoj sam pričao. Ovde imamo okolinu bez života gde se svaka od instrukcija ponavlja podjednako često. A ispod je prikazan nivo promene učestalosti instrukcija u okolini. Počeću eksperiment sa nivoom promene dovoljno visokim da, čak i ako bismo ubacili program koji se umnožava i koji bi inače rado porastao i ispunio čitav svet, on bi u ovom slučaju "umro" na licu mesta. Dakle, život je nemoguć kada je nivo mutacije ovakav. Ali ako polako smanjim temperaturu, da tako kažem, dolazim do praga održivosti u životu na kome bi bilo moguće da program koji se umnožava preživi. Dakle, ubacivaćemo ova stvorenja u ovu čorbu sve vreme.

Pogledajmo kako to sve izgleda. U početku: ništa, ništa, ništa. Vrelo, vrelo. Sada je prag održivosti dostignut, a učestalost distribucije značajno izmenjena, tj. stabilizovana. A sada šta sam uradio? Pa, bio sam nevaljao, povećao sam temperaturu ponovo. I naravno, dostigli smo prag održivosti. Pokazujem vam ovo ponovo jer je mnogo lepo. Dostigli smo prag održivosti. Prikaz distribucije instrukcija se promeni u: "Živo!" A onda, ako ponovo dođemo do tačke na kojoj je nivo mutacije toliko visok da se programi ne mogu samoumnožiti, informacije se ne mogu preneti na potomstvo bez pravljenja toliko grešaka da sama sposobnost umnožavanja nestaje. Taj znak života je time izgubljen.

Šta možemo zaključiti iz toga? Pa, mnogo toga. Između ostalog, zaključićemo da, ako smo u stanju da zamislimo život u apstraktnom smislu, ne kao biljke, aminokiseline ili bakterije, već kao skup procesa, možemo početi da gledamo na život ne kao na nešto isključivo svojstveno Zemlji, već kao nešto što bi moglo postojati bilo gde. Zato što život ima veze, pre svega, sa konceptima vezanim za informacije, za skladištenje informacija u okviru fizičkog konteksta -- bitova, nukleinskih kiselina bilo šta što predstavlja sistem znakova tj. alfabet -- obavezno je i postojanje nekog procesa koji omogućava da informacije budu skladištene mnogo duže nego što biste očekivali da mogu odoleti vremenu. Ako omogućimo tako nešto, dobili smo život.

Dakle, prvo što smo zaključili jeste da je život moguće definisati i samo kao skup procesa, bez ikakvog oslanjanja na stvari na koje smo naviknuti kada je u pitanju zemaljski život. To nas na neki način udaljava, kao i sva naša velika naučna otkrića, ili bar većina njih -- postepeno nas skida sa trona naših ubeđenja kako smo posebni jer smo živi. Dakle, možemo da napravimo život. Barem na kompjuteru. Naravno, to je ograničen život, ali smo tako naučili šta nam sve treba da bismo ga konstruisali. Jednom kad to budemo savladali više neće biti tako teško zamisliti da, pošto razumemo fundamentalne procese koji se ne odnose ni na jedan određeni kontekst, možemo otići odavde i ispitati druge svetove, otkriti kakvi bi hemijski alfabeti tamo mogli da postoje, saznati nešto o njihovom hemijskom sastavu, odnosno geohemiji te planete, kako bismo znali kako nivoi distribucije izgledaju u odsustvu života, tada bismo mogli tragati za odstupanjima od toga -- ukoliko naiđemo na nešto što se izdvaja, recimo: "Ovoj hemikaliji ovde nije mesto." Nećemo tada biti sigurni da tu ima života, ali moći ćemo da kažemo: "Ispitaću ovu hemikaliju vrlo pažljivo da vidim odakle potiče." To može biti naša šansa da otkrijemo život i kada život ne bude bio očigledan.

Dakle, to je jedina poruka koju želim da ponesete odavde. Život postaje manje misteriozan nego što nam se čini kada pokušamo da ga zamislimo na drugim planetama. Ako uklonimo veo misterije sa naše predstave o životu, postaće nam lakše da razmišljamo o tome kako mi živimo, i shvatićemo da možda nismo toliko posebni kao što smo oduvek mislili. Mislite o tome.

I hvala vam puno.

(Aplauz)