0:00:00.760,0:00:02.096
所有的生命，

0:00:02.120,0:00:03.856
史上所有的生物，

0:00:03.880,0:00:06.816
都是根據 DNA 中的資訊創造出來的。

0:00:06.840,0:00:08.216
那是什麼意思？

0:00:08.240,0:00:12.336
意思是，如同英語這門語言[br]是用字母組成的，

0:00:12.336,0:00:13.976
把字母拼成字詞之後，

0:00:14.000,0:00:16.816
我才能把今天要講的故事[br]說給你們聽。

0:00:16.840,0:00:20.936
DNA 是用基因字母組成的，[br]當它們拼成基因之後，

0:00:20.960,0:00:22.696
細胞就能夠產出蛋白質，

0:00:22.720,0:00:25.776
這些蛋白質是一串串胺基酸[br]摺疊而成的複雜結構，

0:00:25.800,0:00:28.816
執行一些功能，[br]讓細胞可以做它的工作，

0:00:28.840,0:00:30.576
說出它的故事。

0:00:30.600,0:00:34.536
英文字母表有二十六個字母，[br]基因字母表則有四個字母。

0:00:34.560,0:00:36.400
它們很有名，你們可能聽過，

0:00:36.420,0:00:39.280
通常直接用 G、C、[br]A 和 T 來表示。

0:00:40.520,0:00:43.936
但，很驚人的是，各式各樣的生命

0:00:43.960,0:00:46.040
都是由四個基因字母產生出來的。

0:00:47.240,0:00:51.116
想像一下，如果英文字母表[br]只有四個字，會是怎樣的狀況？

0:00:51.280,0:00:53.560
你能講出什麼樣的故事？

0:00:55.280,0:00:57.940
如果基因字母表有更多字，會如何？

0:00:59.440,0:01:02.416
更多基因字母的生命[br]會能夠說出不同的故事嗎？

0:01:02.440,0:01:04.440
可能會是更有趣的故事？

0:01:06.480,0:01:10.296
1999 年我在加州拉霍亞[br]斯克里普斯研究所的實驗室

0:01:10.320,0:01:14.016
開始探究這個問題，[br]目標是要創造出活的有機體，

0:01:14.040,0:01:17.056
它們的 DNA 由六個基因字母組成，

0:01:17.080,0:01:21.560
包括四個天然的字母，[br]再加上兩個人造的新字母。

0:01:23.120,0:01:27.226
這種有機體會是從根本上[br]做改變的生命形式，且史無前例。

0:01:27.246,0:01:29.216
它會是半合成的生命形式，

0:01:29.240,0:01:33.120
至今沒有任何生命[br]能像它儲存那麼多資訊。

0:01:34.120,0:01:35.976
它能夠製造出新蛋白質，

0:01:36.000,0:01:38.736
不單單只用那二十種常見胺基酸

0:01:38.760,0:01:40.840
而建立的蛋白質。

0:01:41.560,0:01:43.950
那樣的生命能說出什麼樣的故事？

0:01:45.400,0:01:48.216
靠著合成化學[br]和分子生物學的強大幫助，

0:01:48.240,0:01:49.816
只花了不到二十年，

0:01:49.840,0:01:52.376
我們就創造出 DNA[br]有六個字母的細菌。

0:01:52.400,0:01:54.249
讓我說一下怎麼做到的吧。

0:01:54.640,0:01:57.176
你只需要記住高中[br]生物學中的一樣東西，

0:01:57.200,0:02:00.696
那就是：四個天然基因字母[br]配對形成兩組基礎配對。

0:02:00.720,0:02:02.976
G 和 C 配對，A 和 T 配對，

0:02:03.000,0:02:04.816
所以，為了創造新字母，

0:02:04.840,0:02:08.376
我們合成了數百種新候選字母，

0:02:08.400,0:02:11.448
研究它們和彼此[br]做選擇性配對的能力。

0:02:11.472,0:02:13.176
經過約十五年的努力，

0:02:13.200,0:02:15.776
我們發現兩個字母[br]配對起來的狀況非常好，

0:02:15.800,0:02:17.496
至少在試管中是如此。

0:02:17.520,0:02:19.216
它們的名字很複雜，

0:02:19.240,0:02:21.050
就姑且稱它們為 X 和 Y。

0:02:21.960,0:02:25.376
接著我們需要做的事，[br]是要想辦法把 X 和 Y 放入細胞中，

0:02:25.400,0:02:28.130
終於，我們發現我們的細菌中

0:02:28.130,0:02:30.336
有一種蛋白質和[br]海藻的蛋白質性能類似，

0:02:30.360,0:02:34.856
所以，我們需要做的最後一件事，[br]就是要證明在有 X 和 Y 的前提下，

0:02:34.880,0:02:38.400
細胞仍然能夠生長和分裂，[br]且它們的 DNA 中保有 X 和 Y。

0:02:39.880,0:02:42.976
在那之前我們做的一切，[br]花的時間都比我期望的還長——

0:02:43.000,0:02:45.016
我其實是個很沒耐心的人——

0:02:45.040,0:02:48.840
但，這個最重要的步驟，[br]成功的速度比我夢想的還快，

0:02:49.840,0:02:51.480
基本上是立馬成功。

0:02:52.640,0:02:54.856
在 2014 的一個週末，

0:02:54.880,0:02:58.310
我實驗室裡的研究生培殖出了[br]DNA 有六個字母的細菌。

0:02:58.800,0:03:01.776
讓我利用這個機會[br]把它們介紹給各位。

0:03:01.800,0:03:03.440
這是它們的真實照片。

0:03:04.880,0:03:07.320
這些是最早的半合成有機體。

0:03:09.480,0:03:12.256
DNA 有六個字母的細菌，[br]真的很酷，對吧？

0:03:12.280,0:03:14.720
也許在座有些人[br]仍然很納悶為什麼。

0:03:15.680,0:03:18.620
讓我跟各位簡略說明[br]我們的一部分動機，

0:03:18.650,0:03:20.816
包括概念上和實際上的動機。

0:03:20.840,0:03:23.536
概念上，人們思考過生命是什麼、

0:03:23.560,0:03:25.690
生命和非生命的差別在哪裡，

0:03:25.710,0:03:27.856
從人會思考時就在想這些了。

0:03:27.880,0:03:30.176
許多人對於生命的詮釋就是完美，

0:03:30.200,0:03:32.696
這被視為是證明[br]有一個造物主存在的證據。

0:03:32.720,0:03:36.376
生物之所以不同，是因為[br]有一個神賦予它們生命。

0:03:36.400,0:03:38.736
其他人則用比較科學的解釋，

0:03:38.760,0:03:42.570
但我認為，可以說他們仍然[br]認為生命的分子是特別的。

0:03:42.590,0:03:46.336
數十億年來，演化已經[br]把它們最優化了，對吧？

0:03:46.520,0:03:49.456
不論你採用哪一種觀點，[br]似乎化學家都不可能

0:03:49.480,0:03:52.356
建造出能在生命的自然分子中運作

0:03:52.396,0:03:54.536
或與之一起運作的新部分，

0:03:54.560,0:03:56.920
而且不以某種方式把一切搞砸。

0:03:58.400,0:04:01.456
但，我們到底被[br]創造得／演化得多完美？

0:04:01.480,0:04:03.720
生命的分子到底有多特別？

0:04:04.640,0:04:06.976
這些問題，連要問出來都不可能，

0:04:07.000,0:04:09.640
因為我們沒有任何東西[br]可以拿來和生命做比較。

0:04:10.000,0:04:11.976
史上第一次，我們的研究指出

0:04:12.000,0:04:14.696
也許生命的分子並沒有那麼特別，

0:04:14.720,0:04:17.760
也許我們所知道的生命[br]並不是唯一的生命形式。

0:04:18.920,0:04:22.136
也許我們不是唯一的解決方案，[br]甚至不是最好的解決方案，

0:04:22.160,0:04:23.600
只是一種解決方案。

0:04:25.600,0:04:28.176
這些問題在談的是生命的根本議題，

0:04:28.200,0:04:29.890
但它們看似有些深奧。

0:04:29.920,0:04:31.816
那，實際的動機呢？

0:04:31.840,0:04:33.800
嗯，我們想要探究，

0:04:33.800,0:04:36.736
字彙擴大之後的生命[br]能夠講述怎樣的新故事，

0:04:36.760,0:04:39.976
且，別忘了，這裡的故事[br]指的是細胞能產生的蛋白質

0:04:40.000,0:04:41.376
及它們的功能。

0:04:41.400,0:04:44.496
所以，我們的半合成有機體[br]能夠製造甚至使用

0:04:44.520,0:04:48.176
怎樣的擁有新功能的新蛋白質呢？[br]

0:04:48.200,0:04:50.160
我們有一些想法。

0:04:51.240,0:04:54.460
首先是要讓細胞為我們製造蛋白質，

0:04:54.460,0:04:55.840
讓我們使用。

0:04:55.840,0:04:59.666
現今，蛋白質被用在[br]很廣泛的應用領域中，

0:04:59.670,0:05:02.296
從保護士兵不受傷的材料，

0:05:02.320,0:05:04.536
到偵測危險化合物的裝置，

0:05:04.560,0:05:05.896
但，至少對我來說，

0:05:05.920,0:05:08.580
最讓人興奮的應用是蛋白質藥物。

0:05:09.160,0:05:10.576
雖然相對比較新，

0:05:10.600,0:05:13.016
但蛋白質藥物已經改革了醫學，

0:05:13.500,0:05:15.736
比如，胰島素是一種蛋白質。

0:05:15.760,0:05:18.616
你們可能聽過它，[br]它被當作藥物來製造，

0:05:18.640,0:05:21.296
完全改變了我們[br]對糖尿病的治療方式。

0:05:21.320,0:05:24.296
但，問題是，蛋白質很難製造，

0:05:24.320,0:05:27.920
取得蛋白質的唯一實際方式，[br]就是叫細胞為你製造。

0:05:28.880,0:05:30.576
所以，當然，你只能讓自然細胞

0:05:30.600,0:05:34.096
用自然胺基酸製造出蛋白質，

0:05:34.120,0:05:36.336
所以那些蛋白質能擁有的特性、

0:05:36.360,0:05:38.856
用它們能開發出來的應用，

0:05:38.880,0:05:42.916
都會被那些用來製造蛋白質的[br]胺基酸的自然本質所限制。

0:05:42.920,0:05:44.136
這就是它們，

0:05:44.160,0:05:47.050
二十種常見胺基酸，[br]它們結合在一起製造出蛋白質，

0:05:47.050,0:05:49.840
我想，你們可以看到，[br]它們看起來沒什麼差別。

0:05:49.850,0:05:53.870
它們並沒有帶來、[br]提供許多不同的功能。

0:05:53.900,0:05:58.106
將它和合成化學家所製造的[br]藥物的小分子來做比較。`

0:05:58.300,0:06:00.230
這些小分子比蛋白質更簡單許多，

0:06:00.240,0:06:03.540
但它們是由更多各式各樣的[br]東西例行建造出來的。

0:06:03.550,0:06:05.050
別擔心分子的細節，

0:06:05.060,0:06:08.130
但我想你們能看出它們有多麼不同。

0:06:08.140,0:06:10.580
事實上，正是它們的差異，[br]讓它們成為很棒的藥物，

0:06:10.590,0:06:12.776
治療不同的疾病。

0:06:12.800,0:06:16.976
所以，很刺激的地方在於，[br]不知道什麼樣的新蛋白質藥物

0:06:17.000,0:06:20.360
可以用來自更多樣化來源的[br]蛋白質開發出來。

0:06:21.840,0:06:23.776
我們能否用我們的半合成有機體

0:06:23.800,0:06:27.016
來製造出蛋白質，[br]且包含不同的新胺基酸，

0:06:27.040,0:06:29.296
也許是精選的胺基酸，[br]來賦予蛋白質

0:06:29.320,0:06:31.840
某些我們想要的特性或功能？

0:06:32.640,0:06:33.896
比如，

0:06:33.920,0:06:37.056
許多蛋白質在注射到[br]人體中時，就是不穩定。

0:06:37.080,0:06:39.256
它們很快就會被降解或消除，

0:06:39.280,0:06:41.080
因此它們無法成為藥物。

0:06:42.080,0:06:44.496
如果我們能用新的[br]胺基酸來做蛋白質，

0:06:44.520,0:06:46.336
在它們上面附加一些東西，

0:06:46.360,0:06:48.336
保護它們不受環境影響，

0:06:48.360,0:06:51.536
保護它們不被降解或消除，

0:06:51.560,0:06:53.610
讓它們能成為更好的藥物？

0:06:55.560,0:06:57.976
我們能不能在蛋白質上附加小手指，

0:06:58.000,0:07:00.480
用來定位緊抓其他的分子？

0:07:01.480,0:07:04.216
也許用小分子來開發藥物時會失敗，

0:07:04.240,0:07:05.950
是因為它們不夠明確定位，

0:07:05.950,0:07:09.336
無法在人類身體的複雜環境中[br]找到它們的目標。

0:07:09.360,0:07:12.976
所以，我們能不能用這些分子[br]來當作新胺基酸的一些部分，

0:07:13.000,0:07:15.616
當把它們整合到蛋白質中時，

0:07:15.800,0:07:18.160
該蛋白質就會引導它們找到目標？

0:07:20.040,0:07:22.216
我創立了一間生技公司，[br]叫做 Synthorx。

0:07:22.240,0:07:24.856
Synthorx 代表「合成有機體」，

0:07:24.880,0:07:28.330
在最後加上「X」是因為[br]生技公司都會這樣做。

0:07:28.370,0:07:29.976
（笑聲）

0:07:30.000,0:07:32.016
Synthorx 和我的實驗室密切合作，

0:07:32.040,0:07:35.810
他們感興趣的蛋白質，是要能夠認得

0:07:35.850,0:07:38.096
人類細胞表面上的某種受體。

0:07:38.120,0:07:40.576
但，問題是，它也會認出

0:07:40.600,0:07:43.296
同樣細胞表面上的另一種受體，

0:07:43.320,0:07:45.190
那會讓它變成有毒的。

0:07:45.800,0:07:47.936
所以，我們能否製造出[br]那種蛋白質的變體，

0:07:47.960,0:07:52.296
把會和第二種不良受體[br]發生作用的那部分給掩蓋起來，

0:07:52.320,0:07:54.256
用像大傘樣的東西把它屏蔽掉，

0:07:54.280,0:07:57.360
讓蛋白質只會和第一種[br]好的受體發生作用？

0:07:58.520,0:08:01.990
用常見的胺基酸會很難[br]或不可能做到這一點，

0:08:02.020,0:08:06.000
但若用專門為此目的而設計的[br]胺基酸就不用擔心了。

0:08:08.520,0:08:11.696
所以，讓我們的半合成[br]細胞扮演小工廠

0:08:11.720,0:08:15.366
來製造比較好的蛋白質藥物，[br]並非唯一有趣的應用，

0:08:15.390,0:08:19.400
因為，切記，是蛋白質[br]讓細胞實現它們的功能。

0:08:20.320,0:08:23.616
所以，如果有細胞能夠製造出[br]具有新功能的新蛋白質，

0:08:23.640,0:08:27.216
我們是否能讓它們做到[br]自然細胞無法做到的事？

0:08:27.240,0:08:30.016
比如，我們能否開發出[br]一種半合成有機體，

0:08:30.040,0:08:34.176
注射到人體中，去尋找癌細胞，

0:08:34.200,0:08:37.520
只有當找到癌細胞時，[br]才分泌有毒蛋白質來殺死癌細胞？

0:08:38.400,0:08:41.336
我們能否創造出一種細菌，[br]能吃掉不同類的油，

0:08:41.360,0:08:43.256
也許能用來清理漏油？

0:08:43.280,0:08:45.876
上述這些，只是當字彙擴展時

0:08:45.896,0:08:48.380
生命能訴說的其中幾種故事。

0:08:48.420,0:08:50.296
聽起來很棒，對吧？

0:08:50.320,0:08:53.216
將半合成有機體注射到人體中，

0:08:53.240,0:08:56.616
將數百萬加崙這種細菌倒入海洋中

0:08:56.640,0:08:58.136
或倒在你最愛的海灘上？

0:08:58.160,0:09:00.616
喔，等等，這聽起來其實挺嚇人的。

0:09:00.640,0:09:02.640
這隻恐龍挺嚇人的。

0:09:04.480,0:09:06.256
但，有個困難之處：

0:09:06.280,0:09:09.856
我們的半合成有機體為了要生存，

0:09:09.880,0:09:12.800
會需要被餵食 X 和 Y 的化學前體。

0:09:13.800,0:09:17.280
X 和 Y 和大自然中存在的[br]任何東西都完全不同。

0:09:18.160,0:09:20.760
細胞沒有它們，[br]也沒有能力製造它們。

0:09:21.600,0:09:24.970
所以，當我們在實驗室內[br]受控環境中製造出它們時，

0:09:24.990,0:09:27.700
我們可以餵食它們[br]很多非天然的食物。

0:09:27.710,0:09:31.296
接著，當我們把它們部署到[br]人體中或外面的海灘上，

0:09:31.320,0:09:34.016
在那些地方，它們無法[br]取得特別的食物，

0:09:34.040,0:09:37.136
它們可以成長一點點，[br]它們可以生存一會兒，

0:09:37.160,0:09:40.516
也許還夠長，足以執行[br]一些我們希望的功能，

0:09:40.680,0:09:42.816
但接著，它們就沒有食物可吃了。

0:09:42.840,0:09:44.176
它們會開始挨餓。

0:09:44.200,0:09:46.320
它們會餓死，然後消失。

0:09:47.480,0:09:49.896
所以，我們不只能[br]讓生命說新的故事，

0:09:49.920,0:09:52.920
我們也能控制生命[br]何時何地說新的故事。

0:09:55.080,0:09:58.616
在這場演說的一開始，[br]我告訴各位我們在 2014 年

0:09:58.640,0:10:01.856
創造出了半合成有機體，[br]能儲存更多資訊，

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將 X 和 Y 存在它們的 DNA 中。

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但我們剛剛談到的所有動機，

0:10:06.480,0:10:08.936
都需要細胞能夠使用[br]X 和 Y 來製造蛋白質，

0:10:08.960,0:10:10.950
所以我們開始處理這一點。

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在幾年內，我們證明了[br]細胞能夠把有 X 和 Y 的 DNA

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複製到 RNA，

0:10:17.050,0:10:19.360
也就是 DNA 的工作用複本。

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去年底，

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我們證明了它們接著還可以[br]用 X 和 Y 來製造蛋白質。

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這就是它們，今天節目的大明星，

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史上最早能夠完全[br]運作的半合成有機體。

0:10:31.560,0:10:36.200
（掌聲）

0:10:38.040,0:10:41.536
這些細胞是綠色的，因為它們會[br]製造出一種發綠光的蛋白質。

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事實上，這種蛋白質很有名，

0:10:42.910,0:10:44.120
來自水母，

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很多人會使用它的天然形式，

0:10:46.240,0:10:48.280
因為這樣很容易可以[br]看出你製造出它了。

0:10:49.280,0:10:51.176
但，在所有這些蛋白質中，

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有一種新的胺基酸，

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自然生命無法用它來製造蛋白質。

0:10:57.160,0:11:01.000
所有的活細胞，史上所有的活細胞，

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不論是製造哪一種蛋白質，

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都是用四個基因字母來製造的。

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這些細胞是活的，會成長，

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還會製造出六個字母的蛋白質。

0:11:13.800,0:11:15.620
它們是新的生命形式。

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這是一種半合成的生命形式。

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那，未來呢？

0:11:21.640,0:11:24.850
我的實驗室已經在努力擴展[br]其他細胞的基因字母，

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包括人類細胞，

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且我們已經準備好要開始[br]投入更複雜的有機體。

0:11:30.160,0:11:31.960
想想半合成的蟲。

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我想要告訴各位的最後一件事，

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也是我想告訴各位的事[br]當中最重要的，

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就是：半合成生命的[br]時代已經到來。

0:11:40.760,0:11:42.016
謝謝。

0:11:42.040,0:11:45.010
（掌聲）

0:11:50.805,0:11:51.805
（掌聲結束）

0:11:53.480,0:11:55.976
克里斯安德森：佛洛伊德，[br]這真是了不起。

0:11:56.000,0:11:58.516
我只是想要問你，

0:11:58.760,0:12:01.256
你的研究有什麼意涵？

0:12:01.280,0:12:05.136
我們該如何看待生命的可能性，

0:12:05.160,0:12:07.416
比如，在宇宙中，其他地方？

0:12:07.440,0:12:11.576
感覺就是，生命有好大一部分，[br]或是說我們的假設有好大一部分

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是立基在這個事實上：[br]它必須是 DNA，

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但，自我複製分子的可能性空間

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是否比 DNA 大很多，[br]甚至只是六個字母的 DNA？

0:12:21.880,0:12:23.890
佛洛伊德：是的，我認為沒錯。

0:12:23.910,0:12:25.130
且我認為，我們的研究顯示，

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如我先前提過的，[br]一直以來都有一種偏見存在，

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認為我們是完美的，

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我們是最理想化的，[br]神把我們創造成這樣，

0:12:33.760,0:12:35.856
演化把我們變成這麼完美。

0:12:35.880,0:12:39.160
我們做出的分子能夠[br]和天然分子並存，

0:12:40.440,0:12:43.656
我認為那意味著任何分子

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只要能遵守化學和物理的基本原理，

0:12:46.360,0:12:47.616
且能將它們最佳化，

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那它們就能夠做到生命的[br]天然分子能做到的事。

0:12:50.400,0:12:52.136
這不是什麼魔法。

0:12:52.160,0:12:55.606
我認為，那意味著，[br]生命演化的方式有很多種，

0:12:55.640,0:12:58.496
也許類似於我們擁有[br]其他種 DNA 的人，

0:12:58.520,0:13:00.570
也許完全沒有 DNA 的東西。

0:13:01.120,0:13:02.376
克：在你心中，

0:13:02.400,0:13:05.736
那可能性空間有多大？

0:13:05.760,0:13:09.416
我們知道嗎？大部分的東西[br]都會看起來像 DNA 分子？

0:13:09.440,0:13:12.376
或是非常不同的東西[br]也能夠自我繁殖，

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且有可能創造出活的有機體？

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佛：我個人的意見是，[br]如果我們找到新生命，

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我們可能也不會認出它。

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克：所以，這種對於[br]尋找適居帶行星的迷戀，

0:13:22.080,0:13:24.496
一定要找到有水和其他東西的地方，

0:13:24.520,0:13:26.816
也許這樣的假設太狹礙了。

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佛：如果你想要找到能說話的人，[br]也許這假設不算狹礙，

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但如果你是要找到任何形式的生命，

0:13:33.200,0:13:36.986
那，沒錯，我想是太狹隘了，[br]你只想在容易找的地方找。

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克：謝謝你帶來這些驚喜。[br]非常謝謝，佛洛伊德。

0:13:40.480,0:13:43.120
（掌聲）