什么是生命?尼尔·德格拉斯·泰森和联合主持人查克·奈斯探讨了组装理论、人工生命和宇宙中生命形式的起源,在我们与天体生物学家和理论物理学家萨拉·伊玛丽·沃克一起修改生命定义时。注意:StarTalk+赞助者可以在这里收听完整剧集,无广告: https://startalkmedia.com/show/the-origins-of-life-with-sara-imari-walker/感谢本周支持我们的赞助者比尔·威廉姆森、阿曼达、查尔斯·瓦格纳、杰森·维亚特、唐·莱恩、比伦·阿明、让·C·罗伊、戴维德·阿切塔、STAHLGEIST、约书亚·乔治、丹尼、丹尼尔·奥利维拉、马修·斯瓦达、盖布·马加拉内斯、迈克·杰斯珀森、埃利亚斯和乔恩·奥。</context> <raw_text>0 借助富达财富管理,一位专门的顾问可以与您一起制定一个全面的计划,以帮助您充分发挥财富的潜力。此外,您还可以获得遗产规划策略专家的帮助。因此,您不仅在增长和保护您的财富,还在分享它。更多信息请访问fidelity.com/wealth。适用最低投资额。富达经纪服务有限公司。纽约证券交易所成员,SIPC成员。
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您可以将150美元的现金返还变成300美元。发现值得付出。请访问discover.com/creditcard查看条款。所以查克,我不知道我们是否回答了所有这些深刻的问题,但我们确实探讨了这些问题。我们确实探讨了。我们所知的生命是什么?这是否被理解?
如果被理解或不被理解,我们所不知道的生命是什么?对。只要我们谈论生命,人工智能是活的吗?人工智能本身就是生命吗?对。是的。对。最好不是,因为很快它就会要求加薪和各种权利,哦,这将是一团糟。接下来,在StarTalk上,我们将简要介绍生命以及生命之外的东西。StarTalk。
欢迎来到StarTalk。您在宇宙中的位置,科学和流行文化在这里碰撞。StarTalk现在开始。
这是StarTalk。您的私人天体物理学家尼尔·德格拉斯·泰森和我,当然还有查克·奈特在一起。查克·梅恩。嘿,尼尔,发生了什么事?查克·奈特大人。哦,谢谢,是的。我的联合主持人,职业喜剧演员,单口喜剧演员。是的。并不总是相同的事情,职业喜剧演员和单口喜剧演员。和演员。和演员。我在一些电视广告中看到过你。扮演喜剧演员。你知道我的意思吗?
当我看到那个广告时,差点掉了我的三明治。我实际上接下来要拍一个三明治广告。好吧。不,很好你还在那里。是的,你知道。必须继续前进。我们可以说我们当时认识你。你那时也会认识我的。
所以,今天的话题很棒。是的。哦,我的上帝,我喜欢它。我喜欢这个话题。这是一个丰富的话题。所以一直以来都有我们所知的生命这个概念。对。而且从未流行起来作为首字母缩略词,LOCKEY。
我们所知的生命。我想知道为什么。这样一个悦耳的首字母缩略词。从未流行起来。我们所知的生命。就像碳基的,所有你混合在一起的常见事物。最近人们一直在努力思考我们所不知道的生命。哦,我喜欢这个。这更有趣。在我看来,这开启了
各种可能性。绝对的。在我们为自己设定的盒子之外。对。所以我们有一位世界专家。我们有萨拉。萨拉,你像我一样有三个名字。萨拉·伊玛丽·沃克。那就是我。我们用哪个名字称呼你?萨拉。萨拉,好的,我们就用这个名字。哦,谢谢你把它简化了。我尽力了。我们感谢你。我真的很努力。所以萨拉,你是一位天体生物学家和物理学家,理论物理学家。嗯哼。
所以你对生命这个问题的看法并非来自生物学家的正常途径,因为如果你不谈论生命,你会想到谁来参与呢?绝对的。但是现在你要把一些物理学融入方程式中,我非常喜欢物理学。是的,我也是。物理学是最终的答案。是的。好吗?这是一句老话。
没有化学,就不可能理解生物学。对。没有物理学,就不可能理解化学。就是这样。不知何故,你的专业领域凌驾于其他领域之上。凌驾于其他领域之上。我不知道这是怎么回事。那么是什么让你思考生命这个问题的呢?是的。
是的,我非常感兴趣的是自然的基本定律以及我们可能在哪里找到新的定律。所以我想这对我来说最重要的动力是认为生命可以用我们还不知道的一些普遍物理学来解释。哇。好的,这……哇。这……
该死,萨拉一来就火力全开。这是我唯一知道的做法。萨拉可不是闹着玩的,伙计。甚至都没有热身。我告诉你。就像,你为什么不热身几次呢?好吧,我们测得它的速度是每小时97英里。太棒了。所以我无法想象大学里哪个传统系能够为这项事业服务。现在我了解到你是……的副主任……
- 超越中心?- 是的,超越。- 这太大胆了。- 你们是做肉的人,对吗?
- 哦,超越肉类?- 哦,不,我们不做肉。- 这也是。- 是的,没关系。不,我们不做那种事情。实际上,该中心的全名是科学基本概念超越中心。所以我们实际上是亚利桑那州立大学的一个探索中心,我们思考的是深层次的问题。- 亚利桑那州立大学。- 是的。- 不仅仅是在亚利桑那州。- 不,不是,是的,亚利桑那州立大学。- 所以你是那里的教员。- 嗯哼,没错。- 是的。- 哦,太棒了。- 是的。- 亚利桑那州立大学,他们那里也有非常优秀的天体物理学家。- 好的。- 是的。- 是的。- 不,我知道亚利桑那州立大学。- 好吧。- 是的,是的。而这个超越中心,
你是联合创始人吗?不,创始人保罗·戴维斯,但我担任副主任。我们认识保罗·戴维斯。是的。一位资深天体物理学家。是的。是的。我喜欢和宇宙学家一起玩。超越中心位于亚利桑那州立大学校园的宇宙学部门。好的。我查看了你至少一篇研究论文,你的合作者中,有些人来自圣达菲研究所,这也是这些超越……之一
是的。我的意思是,他们专门研究,这是每个人都在思考的事情,但我们将把脚放在那个圈子之外。是的。现在让我们超越。让我们超越。对。对吧?所以你正在与其他超越的人合作。是的。我喜欢和那些跳出框框思考的人一起玩。他们是我最喜欢的那种人。事实上,我一直在研究的东西的总和不仅仅是盒子,因为盒子是一个三维物体。对。她在超越超立方体地思考。哦,哇。哇。
看看这个。现在我的脑海里有了漂亮的形状。我喜欢这个。所以告诉我,我知道几十年来可能有一些调整,但是今天,生命本身的普遍定义是什么?我考虑这个问题的方式是,我们实际上不需要定义生命。我们需要找到一个理论来帮助我们推导出生命的特性。所以我们应该能够预测生命。
生命应该在宇宙中任何可能出现的地方出现。所以这就是我的方法。你知道,理论物理学家需要建立理论,需要解释自然的规律性。她对理论物理学很在行。我喜欢。我喜欢。这很适合你。它永远不会消失。是的,你有点发烧。你有点发烧。你有点理论发烧。是的,我有。所以,我的意思是,基本上你就像,让我们别担心
识别,让我们首先找出是什么创造了识别。是的。
哇。你是如何做到这一点的?所以,我开始,你知道,以一个真正的理论家的方式,我可能有七八个工作定义,但我试图找到,你知道,它们共同点是什么。但很多都是关于信息结构物质的事情,这大概是我早期思考的方式。哇。好的。我明白了,因为这会让你一直走到单个细胞,因为你
即使它们也携带信息。所以如果你找到信息的根源以及是什么创造了信息,那么你可能甚至不是在处理细胞。它可能是细胞之外的东西。- 是的,细胞是一个很好的例子,因为它非常复杂,我们认为它们不可能在进化之外形成。所以我们现在谈论这些想法的方式,这正是我真正兴奋的地方,就是这个理论,我与我的合作者李·克罗宁一起研究的组装理论。- 组装。- 理论。- 组装理论。- 它是一个理论。
作为一个理论家应该做的那样。是的。所以组装理论关于生命本质的关键猜想是,生命是唯一能够产生复杂物体的物理学。有趣。像细胞一样。对。或者麦克风。或者喜剧演员。不幸的是,我们没有那么复杂。他非常简单。我们是所有生命中最简单的。等等,所以你……
你宣布岩石、晶体和事物并不复杂。因此,虽然原则上你可以
从你的模型或你的理论中创造出这些东西,但这并不是你感兴趣的目标。所以我们定义复杂性的方式是,它不会自发发生。它需要进化。所以有些岩石和矿物确实需要,比如说,技术来精确地设计晶体中的缺陷,就像如果你想要一颗完美的钻石一样。对,没错。所以可能会有岩石越过生命的界限,但它们将是生命创造或工程化的东西。所以我喜欢这个,因为你……
你倒出了模具,你说,让我从头开始。如果你从头开始,你就不会受到任何预先存在的关于什么是、可能是什么或应该是什么的结构的偏见。对。现在你可以创造几乎任何具有复杂性的东西。
是的。而复杂性的空间就是你将要研究的东西。是的。而这个空间是巨大的。举一个天文例子,我喜欢用紫杉醇分子作为例子。它的分子量大约是853。紫杉醇?我们用它做什么?紫杉醇是一种抗癌药物。它只是某棵树上产生的一种分子。它是一个脂肪分子。它是一个大分子。但是如果你想制造……这个分子中有多少个原子?大约。
我的意思是,几百个?我认为,不。很多很多。我认为大约有几百个。是的,差不多。是的,或者100到200。但是如果你想制造具有相同分子式的一个分子结构,比如每一个三维构象,它将充满大约一个半宇宙的体积。只有一个分子式。每立方厘米一个分子。
化学空间就是这样大。难以制造复杂物体的原因是它们太多了。所以进化是选择这个空间所必需的。啊哈。所以我们不可能有一个半宇宙都充满了紫杉醇。那将非常无聊。对。我们生活在一个拥有许多不同复杂物体的宇宙中。等等,我必须,让我重复一下我认为你所说的。是的。那个复杂的东西,它叫什么来着?紫杉醇。紫杉醇。它也不是什么特殊的分子。我只是从帽子里随便挑了一个。好的。是的,我们帽子里都有这些东西,不是吗?没错。
是的,我带着很多紫杉醇的帽子四处走动。更像是滑雪面罩。如果我认为我理解你,这个分子的复杂性是这样的,如果你探索所有可能同样复杂的分子,那么宇宙中就没有足够的空间容纳它。没错。所以很明显……
这个分子的存在来自某些先前的要求或驱动力。对于那个构型。对于那个构型。对。是的,完全正确。这是公平的。是的,完全正确。那么让我问你这个问题,因为我现在有点……
你必须原谅我的无知,但我这里唯一一个非科学家。谢天谢地。所以我可以说蠢话。上帝与这无关。好的,继续。那是一个非常复杂的分子。好的。好的。自发性和选择究竟在哪里交叉?你如何识别哪个是哪个?哪个是进步,哪个是交叉授粉?是的。
你知道,在行星上可能发生的一些非常简单的分子,你知道,可以自发发生。或者如果你认为乐高比化学更容易让人理解,如果你有一个托盘,里面装着一堆乐高积木,然后你摇晃它,你就会得到一些乐高积木粘在一起并形成简单的形状。所以这些将是自发的物体。但你不可能摇晃它足够长的时间来让霍格沃茨城堡。
从它中出现。这需要一个进化和完善的过程。和魔杖。和魔杖,是的。但没有魔法。宇宙在这个场景中没有魔法。她在掩盖她的生意。她就像,你知道吗?她在一个超越研究所。她就像,我是一个超越研究所。
我是一个理论家。她会诚实的。你必须给她留出魔法的空间。为了魔杖。继续。好吧,我喜欢,你知道,对我来说,魔法还有待于在理论物理学中规范化。所以我们仍然总是有其他事情要做。任何足够先进的技术都与魔法无法区分。没错。或者物理定律。是的。
哇。好的。所以继续,回到你无法到达你可以摇晃它然后拥有霍格沃茨的地方。所以如果你摇晃它并且一些积木粘在一起,那些就像氨基酸?是的。明白了。因为我们在米勒-尤里实验中做了这个。没错。在那里他只是扔了一些基本的……你能解释一下吗?每个人都知道米勒……
显然他们不知道。好的。顺便说一句,我当然知道。我只是在谈论外面的人。我的意思是,可能有人在听。请向我们详细介绍米勒实验。是的,所以斯坦利·米勒是一位博士生。我认为他在1953年发表了一篇论文,所以很久以前了。但基本上,他把一些可能存在于早期地球上的分子放在一个烧瓶里,然后在他的烧瓶里放了一些闪电。
并试图模拟。作为能量来源。是的,作为能量来源。他有一个还原环境。然后,你知道,他从他那里得到了氨基酸。还原意味着你移除了被去除的氧气。是的。所以他制造了氨基酸。而且,你知道,人们当时对此感到非常震惊。他们认为小外星人会从……中爬出来,你知道,生命形式会在几周内从试管中爬出来。但事实并非如此。
- 对。- 不幸的是。- 是的。- 还原环境是我们认为早期地球没有游离氧气。- 没有很多氧气。- 对,所以他试图,如果生命是在这些条件下在地球上形成的。- 好吧,你必须创造它形成的条件。- 所以出现了什么,所以从泥沼中,什么也没有爬出来。- 什么也没有爬出来。如果你长时间运行实验,你基本上会得到我们在生命前化学中所说的焦油,这只是一堆我们无法识别的有机分子的未分化混合物。
- 明白了。- 生命前化学是什么意思?- 生命前化学意味着可能发生在早期地球上,在没有生命的情况下发生的化学反应。- 在你拥有生命之前。- 在你拥有生命之前。- 所以它是无机化学。- 是的,我更喜欢“无机化学”这个词,因为“生命前”听起来像是它注定要变成生物学,但没有目的论,没有方向。- 它也听起来像是你饭前服用的一种东西。- 是的,这是真的。人们总是把它和益生菌混淆。- 没错。哦,我的上帝。- 所有这些益生菌化学。
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我是阿里·汗·赫姆拉吉,我在Patreon上支持StarTalk。这是尼尔·德格拉斯·泰森主持的StarTalk。
所以我喜欢这里调用的基本原理。非常简单的基本原理。好的,所以现在你摇晃乐高积木,一些积木粘在一起。现在呢?现在需要进行选择才能得到像霍格沃茨这样的东西,这意味着某些部分必须开始在环境中丰富,然后重复使用以构建进一步的结构。这些成为你的建筑单元,你建造大厦的砖块。是的,没错。
你说选择是因为它们被选中而成功?是这样的吗?是的,而且因为选择排除了其他巨大可能性空间。你必须这样做,否则你会迷失在空间中。没错。我甚至不想知道霍格沃茨乐高套装中乐高积木有多少种可能的配置。大约有2000块乐高积木。如果你想象一下你可以用它建造的所有东西,那就太疯狂了。那是三个宇宙。所以现在,既然你在寻找这个之外的生命,
让我们考虑一下选择……什么之外的生命?我说的是我们所知的生命之外。哦,是的。对。你在寻找……之外的生命。甚至其他行星。所以让我们回到另一个行星的原始汤,我们有摇晃的乐高积木。好的。但是……
是否有可能导致此处发展的选择的情况,而这些情况在那里可能有所不同,从而创造出完全不同的东西?这种情况可能吗?是的,我认为是的。所以我认为组装理论会预测是的,因为化学的可能性空间非常大。而我们实际上已经能够找到一个我们期望生命出现的阈值,这就是你所说的自发到选择的动力学。
它实际上具有,你知道,对于那些物理学极客来说,它具有相变的特性,对吧?所以你从自发的、像物体的随机配置到选择的具有这种历史路径的配置。所以相变是所有分子都是这样的,然后就像一会儿之后,它们就完全不一样了。配置。是的。所以我们经历了这个。是的。对。好的。我们……
这是我们对它的花哨说法,但是当水变成冰时。冰。冰不是水。这是一个相变。当水变成蒸汽时,这是一个相变。就是这样。所以我们实际上甚至在早期宇宙中也概括了这个术语。如果一切都是这样的,然后发生了一些事情,然后它就变成了另一种方式,我们只是称之为相变。让我们渡过难关。我们对此很着迷。我们物理学家喜欢这个。
我喜欢相变。因为几乎任何事情都可以通过相变发生。对。就像诡异的事情,有趣的事情。是的。危险的事情。是的。所以我摇晃乐高积木。其中一些粘在一起。它们是氨基酸的乐高对应物。这在米勒-尤里实验中完成。它是氨基酸,这是蛋白质的组成部分,是我们所知生命的组成部分。好吧。在另一个星球上,你摇晃它。
我们认为它也会产生氨基酸。所以这成为生命的单位,让我们这样称呼它,或者你的AT,是什么……组装理论,AT。我们把组装指数定义为制造一个物体所需的步骤数。好的,这是一个步骤。是的。这是一个步骤。好的。如果这个步骤在任何地方都是相同的,那么这将极大地限制之后发生的事情。
因为你不是从头开始,不是所有东西在这个早期的第一个单元中都是可能的。是的,这是一个很好的观点。有趣的是不同行星上的地球化学有多么多样化。实际上,即使你看氨基酸,我们也在陨石中发现了数百种。对,而且并非所有。并非所有。
所有这些都在生物学中。对。所以如果你在陨石中发现它们,这意味着它们在那里。它们在那里。它们正在被制造。它们正在被制造。但它们不在此处。或者即使它们来到这里,我们也没有使用它们。对。它们在这里没有作用。对,杰克。好的,继续。这就是重点。是的。所以我认为我们不应该期望通往像细胞这样复杂的东西的路径上的所有步骤都是相同的。因为也许前几个步骤是相似的,但是当你建立化学的复杂性时,你可以走很多条路,很多种分子,所以
应该有一个点,行星开始在什么类型的生物化学从地球化学中进化出来方面出现分歧。所以让我们,好的。外星人可能真的很奇怪。这就是我要说的,这就是我要说的。这听起来像,像病毒一样,非常有效,像很多信息一样,执行像……你知道的,繁殖的……嗯……
我的意思是,如果你可以寻找这样的东西,一旦你开始向外寻找,你甚至如何开始缩小搜索范围?是的。所以组装理论的好处是,我们实际上可以测量一组分子的组装程度。
定量地。实际上,是的,定量地,我们有理论可以做出的预测,但我们可以在实验室里测试它们。所以我们有一种方法可以测量分子的复杂性,而无需了解分子是什么。我们只需要用质谱仪就可以了。好的。这是物理学,厉害的物理学正在门口出现。我们喜欢测量。它们使我们脚踏实地。进化步骤,有时我们这样认为,是……
可能涉及增加复杂性。所以为什么……
你所做的与众不同之处是什么?所以我们现在拥有的进化论对地球上的生物学非常有效,但它并不能帮助我们理解其他星球上的生命或解决最初的生命,因为我们根本不知道生命从何而来。所以我们需要- 因为你只有一个样本。是的,我们只有一个样本。这是一个大问题。我们需要对进化有更深入的解释,以便解释我们认为是生物学的进化系统最初是如何出现的。有没有可能这只是一个错误?
你知道,这可能是真的,但从理论物理学的角度来看,这并没有什么趣味,因为没有什么需要解释的。好的。哦,好答案。是的,我的意思是,但这并没有阻止搜索。不。这是一个好答案。在那一点上,它并没有什么趣味。好吧。所以让我们确保我们在同一页上。当我想到……
生物学家如何定义生命,这在几十年来一直存在变化。但想到的是,它是一种具有新陈代谢的东西。所以它利用来自环境的能量。它繁殖并以达尔文的方式进化。是的。你有一些东西要补充,要减去。
或者你可以并列两者吗?你如何称呼他刚才说的以及你所在的位置?那是什么?然后你与众不同的地方在哪里?
所以人们喜欢使用的一个定义,它包含了你所说的作为其基本部分的内容,是生命是一种能够进行达尔文进化的自持化学系统。这真是长篇大论。但这确实是刚才他说的。是的,是的。完全正确。所以从我的角度来看,有很多问题。其中之一是您是否认为生命是自持的。所以病毒就是一个例子。人们不知道是否将其归类为生命
因为它们本身不是自持的。事实上,当我们在实验室里进行化学进化,比如试图研究分子时,我们不知道该如何称呼它们是活的,因为它们不是自持的,因为研究生正在用移液器移液,就像它们需要研究生一样。移液,这是一个动词。是的。移液器是一个小东西。是的。放一根小玻璃吸管进去。是的,是的。是的,你必须移动分子。
从一个试管到下一个试管进行人工选择。所以你为什么要这样做呢?你说,我正在压碎你的头。好的,对不起。对,所以有很多……
什么是生命?尼尔·德格拉斯·泰森和联合主持人查克·奈斯探讨了组装理论、人工生命和宇宙中生命形式的起源,在我们与天体生物学家和理论物理学家萨拉·伊玛丽·沃克一起修改生命定义时。注意:StarTalk+赞助人可以在这里收听完整剧集,无广告: https://startalkmedia.com/show/the-origins-of-life-with-sara-imari-walker/感谢本周支持我们的赞助人比尔·威廉姆森、阿曼达、查尔斯·瓦格纳、杰森·维亚特、唐·莱恩、比伦·阿明、让·C·罗伊、戴维德·阿切塔、STAHLGEIST、约书亚·乔治、丹尼、丹尼尔·奥利维拉、马修·斯瓦达、盖布·马加拉内斯、迈克·杰斯珀森、埃利亚斯和乔恩·奥。</context> <raw_text>0 或者我最喜欢的例子是,你知道,一种寄生虫,你知道,它寄生在蚂蚁的大脑里,然后操纵蚂蚁。对。对。所以我书中谈到了这个例子。顺便说一句,我喜欢这种寄生虫。太疯狂了。但这是一种生物吗?这是一个生命形式吗?因为它实际上,你知道,它是一种共生体,对吧?或者实际上是一种寄生虫。所以这种自我维持的想法对很多人来说都非常成问题。
我实际上并不认为生命是由化学定义的。这再次回到了更深层次的物理原理。所以我把技术也包括在内了。- 抽血。- 是的。- 第一枪开火。- 是的。所以我的定义,或者说我对生命的理解,我没有一个定义。我对生命的理解是,生命是只能通过进化和选择产生的东西,而技术也是一个例子。这并不是化学的。
还有这种自我复制的想法。我的意思是,有很多人类无法自我复制。实际上,没有一个人类能够单独自我复制。对。我一直在尝试。是的。
很多东西。但例如骡子肯定是有生命的。不能繁殖。不能繁殖。是的。这些都是奇怪的例子,因为我们培育了它们。但即使你想到像蜂群中的蜜蜂,对吧?大多数蜜蜂都不能单独繁殖。它们不是生物吗?对。因为它们是社会网络的一部分。所以传统的生命定义有问题。很多问题。每一个词都有问题。此外,它们是……
有些恒星有新陈代谢,它们度过一生然后死亡,然后它们爆炸并将物质送入其他气体云,从而形成其他恒星。对。但它们确实会繁殖。而且由于在一代恒星中产生的元素,那里存在一些遗传性。一颗恒星中的DNA会进入另一颗恒星。是的,没错。那么恒星是有生命的吗?对吧?我们可以问这个问题。是的,我们可以。我们可以问任何问题。那么为什么还要……
有一个定义呢?所以我认为定义在缺乏更基本的理解的情况下是有用的启发式方法。所以,我领域的人们最喜欢的类比之一是,在你了解原子理论之前,你会如何定义水?你会把它描述成一种清澈的液体。它在室温下可能是液体,但你不会真正理解水是什么,直到你理解原子是什么以及它们如何结合形成H2O。
这就是我们对生命定义的现状。我们可以有效地描述它的特性,但我们没有——就像宏观的。是的。你知道你在看什么。你只是不知道它到底是什么。是的,完全正确。对。而我想知道它到底是什么。我想以我们理解其他物理理论(如引力或量子力学)的相同水平来了解它。你已经将生命的定义解开了。是的,对吧?
摆脱了人们的偏见。没错。就像厨师一样。是的。我正在烹制原始汤。当他们解构一道菜时。解构一道菜。是的,你会看到所有这些,你会想,这是什么鬼?我知道,对吧?我吃了茄子帕尔马干酪,茄子在这里,奶酪在那里。我会说,伙计,我付钱给你做什么?没错。帕尔马干酪星期二出现。好吧,让我们回到这个话题。任何好的……
理论。事实上,我是一个理论偏执狂。好的?太棒了。请原谅我。我喜欢这样。不,没关系。我也是一个理论偏执狂。不,不,理论偏执狂。请告诉我你的理论。但我想知道你对理论偏执狂的定义是什么,是的?我不确定这本身就是一个很好的理论。这不是我们允许进入这个俱乐部的理论类型。哦,天哪。谁资助了你?
对不起。对不起。如果你有一个你仍在测试的想法,那么我们应该称之为假设。一旦经过测试和验证,并得到多人的支持,而不仅仅是你Beyond研究所或Beyond中心的实验室,那么它就可以提升到理论的水平,这给了我们热力学理论、量子理论、相对论,但是……
在得到多方支持之前,它不是萨拉的理论。是的。我会称之为萨拉的假设,以及你的同事们的假设。我允许吗?你会允许我吗?我会允许你的。我认为我们称之为理论是有明确原因的。对我来说,理论是我们解释性的范例,就像它们实际上是将我们引向预测我们已经发现的东西的框架。你预测了什么,我们已经发现了什么?
我们预测应该存在一个阈值,高于这个阈值,只有生命产生的分子才能存在,我们已经通过实验验证了这一点。等等,等等,等等。我错过了这一点。宇宙可以产生简单的分子。它不能在没有进化和选择的情况下产生复杂的分子。这表明了一个界限。这就是乐高实验。是的。随机化学可以探索的界限,但它无法超越。哦。
我们已经用活的和非活的样本进行了测试。甚至包括NASA发送的一些样本,这是由李·克罗宁的实验室完成的,他们给他送去了样本,并对它们进行了盲测。他们试图,你知道,盲测样本是你不知道样本身份的样本。他们试图真正欺骗他们。他们送给他们默奇森陨石,这是太阳系中最复杂、无机、非生物的样本之一。它仍然被分类,实验方法仍然正确地将其分类为非生物。我们看到的是,只有活的样本有样本
组装指数值,这个最小步骤数超过15,这不是一个神奇的数字。它只是一个实验确认的数字。所以你是在暗示,在宇宙中任何地方,如果没有其他驱动力作用于系统,都不会产生高于这个数字的复杂性?
大约15,但这只针对可以形成的一组特定的化学键。所以我们不知道15是不是一个普遍的数字。在具有不同地球化学的不同星球上,它可能不同。但关键在于存在这个阈值。这是我们做出的第一个预测,我们已经进行了测试。我们还有另一件事还没有公布,那就是实际上构建系统发育树。尚未发表。尚未发表。使用非基因组信息,仅使用分子信息构建系统发育树。
把它分解成分子。分子。分子包含它们的历史。哇。但我认为你关于理论的观点非常重要。显然,这个理论仍在发展中。但我认为理论在物理学历史上发挥了非常重要的作用,它试图统一我们最初认为不同的广泛现象。最初,我只是称它们为假设。是的,我认为——然后一旦——它将被提升到理论的水平
它已被验证。是的,你应该把它降级为假设,因为一旦它被提升,我们可以称之为萨拉的理论。但我不想把它称为萨拉的理论。不,我说的是。你为什么不想把它称为萨拉的理论?当然你想要。它所做的是,作为一个教育者来说,它所做的是保护“理论”一词的使用,用于那些经过实验客观验证的事物。否则,你会在国会听到有人说,我引用,
我们应该只将进化论作为一种理论来教授,因此也应该教授其他理论。但是进化论。我们试图把上帝放进去。哦,上帝,是的。所以我们很容易受到影响。对。是的。如果一个理论是正在进行中的东西,我们还不确定,然后它被证明是错误的,人们会说,好吧,我们正在等待相对论被证明是错误的那一天。是的。那不会发生。是的。对吧?不,安德鲁。
不,我理解。我认为从科学家的角度来看,这非常有趣,因为我也注意到区分模型和理论是困难的。这是另一个。是的。是的。所以在某种程度上,这是语义的。是的。但这只是语义上的,如果我们把语义弄对了,我的工作就会更容易。我们希望你的工作轻松。别搞砸我的工作。所以,是的。
你告诉我,宇宙自身可以构建复杂性级别为15(以你的复杂性范例为单位)的分子。是的。好的。之后需要什么?它需要一个系统,对产生什么样的分子有一些限制。偏爱一种或另一种。偏爱选择。选择。
那个词又出现了。我们又回到了那个话题。好的。我们明白了。所以。还有记忆。而达到15的复杂性水平则不需要那样。没错。因此,超过这个阈值的一个关键组成部分实际上是在系统中存储记忆,因为你必须记住这些步骤。
这样你每次都能做到,对吧?没错。哦,否则它只是随机地到达那里。没错。哦,我的天哪。是的,这说得通。哦,是的。你必须知道不应该做什么才能知道应该做什么。所以你是在说这颗陨石和那颗陨石都可以达到15的复杂性水平,因为它们都在早期宇宙、早期太阳系的虚空中形成。但是……
没有驱动力。是的,如果没有记住陨石过去制造的分子,然后在其基础上构建更复杂的结构的东西。做不到。所以现在你需要一个系统来存储信息。没错。而DNA可以做到这一点。是的。众所周知。是的。嗯。那么……好吧,我想没有办法知道。我本来想说,DNA,因为就像我们周围的一切一样,你知道,那是生物的。我们都共享这个,对吧?那么……
是否以某种方式针对生命进行了优化?我们是否将其视为一个经过优化的模型?我喜欢这样。是的。因为默奇森陨石不包含活的分子。没错。好吧。所以如果你要得到任何人都认为是生命的东西,为什么它不选择相同的路径呢?因为这是一个出现过的问题,我的地质学同事们
提出了这个问题,我没有一个好的答案。这是一个有趣的问题。他们观察多个行星,发现相同的岩石。这直接来自你所说的。他们发现相同的岩石,即使它是一个完全不同的行星。是的。相同的岩石,也就是说,他们理解岩石的化学成分——成分,对。成分和类似的东西。那里有玄武岩,这里也有玄武岩。好的,那是火山喷发出来的。那里的火山,这里的火山。
为什么生命不能像地质学那样具有相同的稳定性?这是因为复杂性。好吧,你看,你对此有一个答案。是的。你从你的组装理论中得出了一个答案。是的。是的,没错。你能组装出类似于DNA但不是DNA的东西吗?是的。当心!
- 你好!- 好的。- 你埋没了重点!- 好的。- 对不起。- 哦,我的上帝!- 好的,对不起。- 好的。- 好吧,好吧,所以。- 太神奇了。- 请告诉我,什么可以为你存储信息并超过你的15个步骤?- 你把这个东西锁起来了吗?- 就这样。
我必须说,我是一个严肃的非实验主义者,所以我没有自己构建这些东西。但是,我的意思是,即使在合成生物学的领域,人们也有DNA和RNA的替代品,这是通常的。让我提醒大家,合成生物学基本上是转基因生物。对。对,这就是它。它有这个新的品牌,但这就是,我们一开始认为它是转基因生物。因为没有人想再说是转基因的了。对。
是的,合成生物学。是的,所以有很多不同的,它们被称为XNA,基本上是替代核酸,人们已经研究过了。所以这些是人们在实验室中验证过的真实分子,并且实际上在活细胞中起作用。但我们试图通过组装理论更深入地探讨的是,实际上是观察化学空间的迭代,并试图预测哪些分子可能是。现在我们最显著地做到这一点的地方是药物设计。那
这说得通。并预测药物。如果你谈论的是理论的验证,也有一些地方我们能够预测分子并实际合成它们。
知道它们是稳定的。例如,一个非常有趣的地方是观察非成瘾性阿片类药物。所以如果你想制造阿片类药物,你想保留阿片类药物基团,就像分子的那些部分,然后使其不具有成瘾性,你实际上必须观察不具有成瘾性的分子,然后尝试结合它们的特性。你把它们放在一起,然后你弄清楚如何使非成瘾性分子以这样的方式结合,从而得到阿片类药物的结果,并
是的。所以你可以观察制造这两种分子的步骤,然后你可以结合这些步骤来观察其他类型的分子。这太疯狂了。好的。那么……这就是解决外星生命会给你带来的东西。新药。哦,我们一会儿会谈到外星人。很好。让我告诉你一些事情。很好。当你申请拨款时,一定要以此为重点。这是策略的一部分。
这是一个好策略。分子是如何表现的?所以给我举一个可以编码、存储信息但不是DNA的例子。好吧,你可以在RNA和蛋白质中存储信息。这些已经在细胞中了。但我喜欢的一种是,我实际上不知道人们是否在其中存储了信息,它被称为PNA。它是肽核酸。我喜欢它,因为它有点像蛋白质和DNA的交叉。对。
好吧。所以人们研究这些替代核酸的大多数地方只是在合成生物学实验室。但你可以使用很多这样的东西。就像你可以在DNA中存储信息一样,你也可以在这些分子中写入一系列碱基。但是矿物更有趣。试图在矿物中存储信息非常疯狂。哇。
所以,好的,这非常疯狂。现在,你为什么要在矿物中存储信息?矿物在生命起源化学中非常重要。我们认为它们实际上是信息的第一个模板,以特定方式模式化化学。它们保留,你知道,它们具有非周期性模式,这意味着它们可以包含大量信息。因为它完全是周期性的。是的。几乎没有信息。没错。对。是的。所以这可以追溯到——晶体几乎没有信息。对。因为一切都很有规律。是的。对。所以如果它,
变化,然后重复。是的。你可以把一些东西放在那里并重复它并记住它。是的。好的。令人着迷。是的,所以矿物可能是第一个遗传信息的模板。明白了,明白了。亚利桑那州对富有同情心的医疗保健的需求量很大。克莱顿大学在中央和托马斯大街的凤凰城校区提供医学、护理、职业治疗、物理治疗、药学和医助项目。了解更多信息,请访问creighton.edu/phoenix。
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所以现在我们想寻找外星人。你所做的工作是如何影响到这一点的?我认为我们目前影响它的方式最显著的是,这种能力可以将宇宙中的复杂性作为生物特征来寻找,而不是寻找地球上的生命产生的特定分子。我们可以用质谱仪做到这一点。所以我们可以飞到另一个星球
太阳系中的天体,并试图推断那里是否存在高组装分子。对。它是否从烧杯中爬出来并不重要。没有区别。或者……好吧,我们还没有看到。所以,我们还没有看到小生物在土卫二的羽流或火星上爬来爬去。所以我认为我们需要更好的工具。在你的宇宙复杂性中,它是信息复杂性的度量。人工智能是
是甚至超越我们认为的生物的复杂性水平。你如何根据你的等级来评价我们世界目前表达的人工智能?- 我绝对认为人工智能是生命,但我也知道,令人震惊,对吧?- 什么?- 令人震惊。但我认为你的麦克风——- 为什么我被编程为会感到疼痛?- 哦,你因为那个感到疼痛了吗?对不起,我不是故意让你感到疼痛的。
通常,你知道,是的,我对我说的话有很多冲击力。所以我想我让大家感到震惊。这是一个非常令人震惊的声明。为什么?你为什么这么认为呢?好吧,我认为你想区分你可能称之为生命的东西和你可能称之为活着的生命。这实际上源于这个理论,以及我长期以来对生命的思考方式。所以我认为符合生命标准的东西是任何需要进化和选择才能产生它们的东西。
而人工智能除非经过数十亿年的进化才能创造出像我们这样能够设计它们的有智慧的生物,否则它们就不会存在于一个星球上。从这个意义上说,它们是生命。但宇宙并没有创造人工智能。不。没错。除非我们把它们放在那里,否则火星上没有大型语言模型。对。有趣。因此,我们是创造了这种记忆分子的复杂性。是的。我们就像矿物印在人工智能的基因组信息上。这说得通。我必须说,我不想同意这一点,但是……
现在我在想,也许在一个世界里,甚至在我们自己的世界里,我们已经过去了二百年,或者我们以某种方式……
把事情搞砸了,以至于我们不会在这里。所以我们转向人工智能,赋予它做我们所有事情的能力。它在我们缺席的情况下继续进化。然后有人来找到我们,但不是这种有机生命。它以我们留下的东西的形式找到我们,那就是人工智能。我没有
- 但你对它有更乐观的看法。- 你刚刚在那里创造了一个完整的故事。- 我确实根据它创造了一个完整的故事,而且它并不乐观,但请继续。- 是的,我认为当人们设想那个未来时,他们并没有设想我们仍然在这里,但是你知道,就像细胞在我们体内并且是我们进化结构的一部分一样。它们已经存在了数十亿年。我认为人工智能或我们的技术不会取代我们。
它将成为一个更大的、整合的科技和生物系统的一部分,该系统正在这个星球上共同进化。我同意这是一个开始,但我认为,不幸的是,我们的本性是我们自我毁灭的倾向和倾向,这将留下人工智能。你是一个杯子半空的人,我是一个杯子半满的人。让我们更上一层楼。是的。好的。
请继续。实际上,我对杯子半空半满的问题有答案。太棒了。喝掉它。答案是什么?这是一个深刻的问题。不,对我来说,它不再深刻了。如果你有一个容器,你正在向其中添加液体,并且它达到了中途点,那么它就是半满的。
如果你有一个容器,你正在从中取出液体,那么它就是半空的。它是半空的。所以这取决于你从哪里开始。不,这取决于。在微积分中,变化率将是其中液体体积的一阶导数。对。它是正数还是负数?然后它是半满的或半空的。历史很重要。是的,没错。它非常符合组装理论,而且非常进化。看,我刚刚得到一个赞美。你得到了。我得到了赞美。好吧,让我们更上一层楼。如果我们都被模拟,
由某个地下室里的外星少年。是的。好吧,他们只是模拟你这样想和这样说。当然。在那个充满的变体中。或者在周围环境中模拟,这将导致你说出这句话,即使你是有感知能力并能够进行推论的。这就是我想说的。模拟会说类似的话。哦,这正是你会说的。这非常好。这很好。这很好。所以模拟是……
呃,芯片上的零和一创造了存储在零和一中并被操纵和移动的信息,这是否是有生命的,所以模拟,你在模拟中是有生命的,哦,我不认为我们生活在模拟中,而这种关键证据是你刚才谈到的模拟必须在一个芯片上运行,这意味着它需要物理硬件
据我们所知,任何模拟的背后总是有一个物理基底。所以底部总是有一个物理现实。为什么模拟没有让你发现……的分子?
它确实如此。它确实如此,因为例如,你可以进行人工智能驱动的化学空间探索。所以这是一个明确的地方,模拟正在推动探索,并创造出在没有模拟的情况下不存在的物理事物。没错,因为我们开玩笑,或者我们谈论,如果整个世界都是模拟的,那么模拟任何有感知能力的生物没有吸收的任何部分将是非常低效的。
在任何给定时刻都在吸收。所以你只会模拟你需要模拟的东西,在需要的时候模拟。所以如果我想挖到地球中心,我不需要在到达地球中心之前就制造它。当你这样做的时候,你模拟它。所以模拟正在创造我正在测量的具有复杂性的分子。
我认为我们看到了这一点的观察证据,仅仅是通过我们的技术。我认为这非常重要。我认为它具有解释性。但是当你认为宇宙是一个模拟时,我认为它并没有给你任何额外的解释能力。我认为这是一个无用的假设。
好吧,我知道你在说什么,因为然后一切都解决了。就像我说的一样。她刚刚说我无用。不。不。我只是开玩笑。我对此的回应是,这没有区别,因为在周末结束时,我还欠Visa 210美元。所以如果整个宇宙是一个模拟,这有什么区别呢?在周末结束时,我还欠Visa 210美元?你仍然可以写下描述你的宇宙的……
物理定律。不,这就是我想说的。这没有区别。都一样。哦,我明白了。你知道吗?你是在说区别是……
如果你不能区分,那就没有意思。没错。所以我认为模拟是宇宙创造的一种涌现属性,一种通过进化发生的属性,这很有趣。然后询问模拟的物理性质以及为什么生命会产生它们。这很有趣。说宇宙是一个模拟,对我来说,把问题推得太远了,无法对我们正在讨论的内容提供任何解释能力。哦,因为你无法弄清楚,这并不意味着什么。完全正确。
难道你不知道你身处一个理论物理学家的房间吗?这就像,这是我的名片。我们会给予你你的复杂性。好的。在你的组装理论中。谢谢。你多么一致啊。
我知道。我们给予它。StarTalk授予你组装主席。我为此得到徽章吗?我会在这里找到一些东西的。我喜欢这个。或者我被封爵了。那么,它说了什么?
自由意志。我们已经就此主题与该领域的一些领先思想家进行了几集节目。确实。你能说些什么吗?是的,我有很多话要说,但我认为最重要的事情是,我认为你可以拥有自由意志,并且与我们所理解的物理定律相一致。而且
原因是——- 你可以拥有自由意志。- 你可以。- 因为人们争论说你不能。- 没错。- 是的。- 然后另一方面是,
宇宙是完全随机的,然后你拥有绝对的自由,对吧?所以,你并非拥有完全的自由意志,自由意志是在控制和自由之间的一种权衡。我认为发生的事情是,当你拥有这些正在构建复杂性的进化结构时,它们会受到其历史的严重约束,但它们在可以产生的复杂性类型方面仍然具有一定的自由度。
所以,这变得深深地内在于它们是什么。所以它们在某种意义上是决定性的,但它们仍然具有一定的自由来采取行动。通常当我们想到自由意志时,我们会想到我正在决定。对。但是,如果你从分子的角度来看,它就是分子将要制造的东西。它将在……的空间内工作。
它拥有的选项。是的,自由意志是随着时间执行的,对吧?所以这也是一件事,它不是瞬间的。我们现在没有自由意志去亚利桑那州。对。但我们明天可以去那里。所以我认为,你知道,我们遗漏的一个关键点是,你并不能立即控制你身体底部的原子在做什么,但你可以随着时间的推移做出决定。即使你的决定是,
由之前发生的事情决定的。所以它们是在一段时间内执行的。是的。事实上,你知道,嗯,我是一个喜剧演员。嗯,我不是某天醒来就说,我是一个喜剧演员。它有先例。它有先例。对。所以这很有道理。组装理论对未来比过去更大做了一些非常激进的猜想。因此,在某种程度上也有一些自由,因为这种构建复杂性的想法,未来总是更复杂、更大,而且某种程度上是可能性的空间。因为它不在这里。
我明白了,而且我们拥有一个膨胀的宇宙,这很有帮助。是的,确实如此。没错。这完全正确。宇宙每分钟都在变大。为了适应这一点。没错。酷。嗯,
这对熵意味着什么?哦。是的。哦。熵需要。哦,我想听听这个。你不会喜欢这个的。等等。等等。他拿出爆米花了。让我拿出我的爆米花。他会。在我们经历了这一切之后,我们现在要谈熵了。我得听听是什么。熵希望无序是系统移动的方向。哦。
没错。但我们这样描述事物的原因是因为我们标记状态的方式。熵取决于几个关键特征。一个是作为观察者的你标记特定的配置,另一个是能够谈论一组相同准备的系统,并且存在一些统计趋势。
生物圈中正在发生的事情是复杂性正在增加。它有点像一种熵的趋势,但它实际上是关于配置的,比如组合空间。所以我实际上并不认为第二定律告诉我们
热力学第二定律。是的,热力学第二定律必然告诉我们事物正在趋向无序。我认为其背后有一个更深层次的定律,也可以解释我们在生命中看到的结构。当然,边界上仍然存在熵。典型的物理学会说,只有封闭系统才会向更高的系统演化。
但当然宇宙可能是一个开放系统。不,不,但我是说,但地球显然不是一个封闭系统。没错。我们有阳光照射进来。没错。所以我们认为这种能量的注入是泵
为了发展原本不会存在的复杂性。对。比如如果没有太阳,这些东西都不会在这里。但你知道,从目前的理论物理学的角度来看,真正困难的一件事是,它看起来像,
生命正在做的是随着时间的推移改变我们所说的底层状态空间的性质。因此,当你在每个时间点都无法计算相同的事物时,很难定义像熵这样的东西。所以你想要热力学第二定律的补充。
适用于可观测宇宙?- 热力学第二定律是一个近似定律。我想我们都知道这是一个统计陈述。我想要一个精确的定律。- 哦,哇。- 你要求很高,我得告诉你。你可不是闹着玩的。- 不。理论物理学家不会闹着玩。- 哇,好吧。- 去你的,牛顿。- 这都是他的错。- 你把所有这些都写在一本书里了。
是的,伙计。哦,我的天哪。《无人知晓的生命》。除了你。我仍然也不知道。我仍然是无人知晓的人之一。
我喜欢它。没有人知道生命,包括作者,但这是这种思维的整个基础。是的。我很高兴它不仅仅存在于这次谈话中。是的。因为它存在于这本书的书页中。所以这是最近才出版的?没错。就在 2024 年夏天。哦,太好了。是的,是的。恭喜。谢谢。恭喜。你的第一本书?这是我的第一本书。太棒了。精彩。太棒了。以你的速度,应该会有更多书出版。你在开玩笑吗?我们今天刚写了一本。是的。
我们刚才写了一本。你在开玩笑吗?不,所以我期待着这个思维分支会变成什么样子。我希望我们会做一个实验,让一个外星人从里面爬出来。
我要说我不同意你的观点。我要公开声明,不。你不想让外星人爬出来。不,谢谢。没有什么东西从任何东西里爬出来。但随之而来的理解将是如此伟大。我希望你找到它。那是一个纯粹的科学家说的,但我们会学到的。没错。你知道吗?对。我想库尔特·冯内古特有一句名言,他说,人类所说的最后一句话是在两位科学家之间。
一个对另一个说,让我们用另一种方式试试这个实验。是的。就是这样。这完全说得通。他们都很兴奋。这是最后一句话。是的。会是你。我是一个理论家。我不做实验。好吧。看,这就是。
看,这是成为理论家的另一个原因。是的,你不必做最后一个实验。好吧,这真是太令人愉快了。感谢你分享你的专业知识、你的智慧和你来自远方的知识。字面上的远方。我明白你的意思了。是的,是的。那很酷。是的,非常好。你得让我们了解最新情况。是的。新的发展。迷人的前沿。我得承认。
当美国宇航局进行寻找生命的实验时,你是否与他们有联系?因为我们刚刚采访了 Funky Spoon。大卫·格林斯彭博士。哦,我爱大卫。他很棒。是的,大卫·格林斯彭。我们几天前刚采访了他。哦,真的吗?是的,所以他正在指导美国宇航局寻找生命。是的,是的。
如果你有什么要告诉他,你最好快点告诉他。是的,是的。我可以告诉他。但实际上我现在正在做的是准备数据。因为当你谈论人工智能时,人们也在尝试用它来探测生命。我们没有好的数据来训练模型。对。对。它不像外星人的大型语言模型。没错。我们没有。对,对,对。太棒了。好吧。这很有趣。谢谢。那太好了。让我看看我是否可以……
对此进行一些宇宙视角的思考。对此?是的,是的,是的。一直以来,纵观文明史,总有人必须跳出固有思维模式。有人先这么做。他们总是看起来有点奇怪。他们看起来有点奇怪。大多数这样做的人只是错了。让我们诚实地面对这一点。有一堆人跳出固有思维模式,认为他们对现实的本质有了新的见解,但他们没有。
那么,你如何找到那些有效的、能够改变我们所有人以及我们思考方式的人呢?它需要经过实验和观察。它不能只存在于你的头脑中,对你来说有意义,而对其他人来说没有意义。所以对我来说,观察这些思考生命的新步骤,将一点物理学,理论物理学带入方程式,对我来说是重要的第一步。我期待着这将把我们带向何方。
只是没有外星人从盒子里掉出来。不要排除外星人可以帮助我们拯救自己的可能性。那是一个宇宙视角。
这是 Star Talk 的另一集,带你去我们前一天没有去过的地方。莎拉·迪莱特,谢谢你。谢谢你们。谢谢你来到我在海登天文馆的办公室。这真的很有趣。在纽约市,美国自然历史博物馆,一路从亚利桑那州过来。是的。所以请代我向亚利桑那州立大学的人们问好。我会的。我们爱那里所有在高温下的人。
你知道吗,亚利桑那州坦佩距离太阳表面只有四分之一英里?你知道吗?是的,这很有趣。我知道。那是一个老笑话。去年夏天达到了 120 度,对吧?是的,这是典型的。是的。哦,是的,是的。好吧。
有时我们甚至不能驾驶飞机。太热了。哦,因为没有足够的空气密度穿过它。没错。哇。这对你来说是一些很好的物理学知识。是的。是的。不仅仅是温度,还有空气的密度。是的。或者你需要更长的跑道什么的。是的。是的。我们得就此打住了。查克,很高兴再次见到你,伙计。一直很荣幸。再次感谢你。祝贺你,祝你的《无人知晓的生命》好运。
甚至作者也不知道。这使得它尤其耐人寻味。希望有一天有人会知道。总有一天。好吧。这里是 Dark Talk。继续仰望星空。亚利桑那州对富有同情心的医疗保健的需求量很大。克莱顿大学在位于中央街和托马斯街的凤凰城校区提供医学、护理、OT、PT、药学和 PA 课程。了解更多信息,请访问 creighton.edu/phoenix。
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