ABOUT THE SPEAKER
Jim Al-Khalili - Quantum physicist
Physicist Jim Al-Khalili and co-author Johnjoe McFadden, a biologist, explore the far edges of quantum biology in their book "Life on the Edge."

Why you should listen
A professor of physics at the University of Surrey, Jim Al-Khalili doubles as a science communicator and broadcaster. He’s the co-author with Johnjoe McFadden of Life on the Edge: The Coming of Age of Quantum Biology. The book explores this emerging -- and still largely speculative -- area of science suggesting that quantum mechanics may play a role in biology. If so, it may help us understand what drives genetic mutations that lead to cancer, or how robins fly from Scandinavia to the Mediterranean.
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Jim Al-Khalili | Speaker | TED.com
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Jim Al-Khalili: How quantum biology might explain life's biggest questions

짐 알칼릴리(Jim Al-Khalili): 양자생물학이 어떻게 생명체에 대한 가장 큰 질문에 답할 수 있는가

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울새는 어떻게 남쪽으로 날아갈까? 이 질문에 대한 답변은 여러분이 생각하시는 것보다 더 괴상할 수 있습니다. 양자물리학도 관련되어 있을 수 있죠. 짐 알칼릴리는 아인슈타인이 "유령 같은 원격작용"이라 부르기도 했던, 새들이 길을 찾는 것을 도와주고 양자효과로 생명의 근원을 설명할 수 있는, 완전히 새롭고 이상한 양자생물학의 세계에 대해 이야기합니다.
- Quantum physicist
Physicist Jim Al-Khalili and co-author Johnjoe McFadden, a biologist, explore the far edges of quantum biology in their book "Life on the Edge." Full bio

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00:13
I'd like to introduce끼워 넣다 you
to an emerging떠오르는 area지역 of science과학,
0
1190
4528
저는 새롭게 부상하는
과학분야를 소개하고자 합니다.
00:17
one that is still speculative위험한
but hugely엄청나게 exciting흥미 진진한,
1
5742
3943
아직은 이론적이지만
아주 멋지고
00:21
and certainly확실히 one
that's growing성장하는 very rapidly빠르게.
2
9709
2629
매우 빠르게 성장하고 있는
분야 중 하나입니다.
00:25
Quantum양자 biology생물학
asks묻다 a very simple단순한 question문제:
3
13448
4048
양자생물학은 아주 간단한
질문을 던집니다.
00:29
Does quantum양자 mechanics역학 --
4
17520
1350
현대 물리학과 화학을 받치고 있는
원자와 분자로 이루어진 아원자 세계의
00:30
that weird기묘한 and wonderful훌륭한
and powerful강한 theory이론
5
18894
3302
이상하지만 멋지고 강력한 이론인
00:34
of the subatomic아 원자 world세계
of atoms원자 and molecules분자
6
22220
2688
00:36
that underpins밑받침 so much
of modern현대 physics물리학 and chemistry화학 --
7
24932
3488
양자역학이 살아있는 세포 안에서도
역할이 있을까요?
00:40
also또한 play놀이 a role역할 inside내부 the living생활 cell세포?
8
28444
3412
다시 말해서 살아있는 유기체에도
00:43
In other words말: Are there processes프로세스들,
mechanisms메커니즘, phenomena현상
9
31880
4079
00:47
in living생활 organisms유기체
that can only be explained설명하다
10
35983
3988
양자역학의 도움으로만 설명 가능한
과정과 원리와 현상이 존재할까요?
00:51
with a helping거들기 hand손
from quantum양자 mechanics역학?
11
39995
2743
양자생물학은 새로운 게 아닙니다.
00:55
Now, quantum양자 biology생물학 isn't new새로운;
12
43546
1637
00:57
it's been around since이후 the early이른 1930s.
13
45207
2401
1930년대 초부터 존재했습니다.
00:59
But it's only in the last decade로사리오 염주 or so
that careful꼼꼼한 experiments실험 --
14
47928
3715
하지만 그 원인을 밝히기 위해서는
양자역학을 필요로 하는
01:03
in biochemistry생화학 labs실험실,
using~을 사용하여 spectroscopy분광학 --
15
51667
3464
특정한 원리들이 있다는 것을
01:07
have shown표시된 very clear명확한, firm상사 evidence증거
that there are certain어떤 specific특유한 mechanisms메커니즘
16
55155
6863
생화학 연구소에서 실행한
분광기를 이용한 실험들이
01:14
that require요구하다 quantum양자 mechanics역학
to explain설명 them.
17
62042
2511
명확하게 증명한 것은
불과 10년도 되지 않았습니다.
01:17
Quantum양자 biology생물학 brings가져다 준다 together함께
quantum양자 physicists물리학 자들, biochemists생화학 자들,
18
65674
3329
양자생물학은 양자물리학자, 생화학자,
01:21
molecular분자 biologists생물 학자 --
it's a very interdisciplinary학제 간 field들.
19
69027
3641
분자생물학자들을 필요로 합니다.
여러 학문이 교류하는 분야죠.
01:24
I come from quantum양자 physics물리학,
so I'm a nuclear핵무기 physicist물리학 자.
20
72692
3929
저는 양자물리학 분야에 속한
핵물리학자 입니다.
01:28
I've spent지출하다 more than three세 decades수십 년
21
76645
2265
저는 30년이 넘는 세월을
01:30
trying견딜 수 없는 to get my head머리
around quantum양자 mechanics역학.
22
78934
2929
양자역학을 이해하는 데 보냈습니다.
01:33
One of the founders설립자
of quantum양자 mechanics역학, Niels닐스 Bohr보어,
23
81887
2493
양자역학의 창설자 중
한 명인 닐스 보어가 말하길
01:36
said, If you're not astonished놀란 by it,
then you haven't~하지 않았다. understood이해 된 it.
24
84404
3350
양자역학을 보고 놀라지 않는다면
이해한 것이 아니라고 했습니다.
01:40
So I sort종류 of feel happy행복
that I'm still astonished놀란 by it.
25
88237
2843
그래서 저는 아직도 놀라움을 느낄 수
있어 행복합니다. 다행이죠.
01:43
That's a good thing.
26
91104
1745
01:44
But it means방법 I study연구 the very
smallest가장 작은 structures구조 in the universe우주 --
27
92873
6885
그렇지만 이는 제가 우주에서 가장
작은 구조물을 공부한다는 걸 뜻합니다.
01:51
the building건물 blocks블록들 of reality현실.
28
99782
2075
현실의 기초 구성물들이죠.
01:53
If we think about the scale규모 of size크기,
29
101881
3215
크기 순으로 줄을 세워서,
01:57
start스타트 with an everyday매일 object목적
like the tennis테니스 ball공,
30
105120
2952
테니스 공 같이 일상적인
물체에서 시작하여
02:00
and just go down orders명령
of magnitude크기 in size크기 --
31
108096
2901
바늘귀에서 세포, 박테리아, 효소로
02:03
from the eye눈 of a needle바늘 down to a cell세포,
down to a bacterium박테리아, down to an enzyme효소 --
32
111021
5197
크기 순서대로 따라 내려가보면,
02:08
you eventually결국 reach범위 the nano-world나노 세계.
33
116242
1729
결국 나노세계에 도달하게 됩니다.
02:09
Now, nanotechnology나노 기술 may할 수있다 be
a term기간 you've heard들었던 of.
34
117995
2495
나노기술이라는 단어는
들어보셨을지도 모릅니다.
02:12
A nanometer나노 미터 is a billionth억 번째 of a meter미터.
35
120841
2853
나노미터는 미터를
10억개로 나눈 것입니다.
제 분야는 원자핵인데
원자 안에 있는 작은 점입니다.
02:16
My area지역 is the atomic원자 nucleus핵,
which어느 is the tiny작은 dot점 inside내부 an atom원자.
36
124560
4370
02:20
It's even smaller더 작은 in scale규모.
37
128954
1932
크기로 보면 매우 작습니다.
02:22
This is the domain도메인 of quantum양자 mechanics역학,
38
130910
1918
이것이 양자역학의 영역입니다.
02:24
and physicists물리학 자들 and chemists화학자
have had a long time
39
132852
2516
물리학자와 화학자들은 오랜시간동안
02:27
to try and get used to it.
40
135392
1301
여기에 익숙해지려 노력해왔습니다.
02:29
Biologists생물 학자, on the other hand손,
have got off lightly가볍게, in my view전망.
41
137248
4457
제가 보기엔 생물학자들에겐
쉽게 다가왔습니다.
02:34
They are very happy행복 with their그들의
balls-and-sticks볼 스틱 models모델 of molecules분자.
42
142071
4331
그들은 공에 막대를 꽂은 분자모델을
상당히 마음에 들어하죠.
02:38
(Laughter웃음)
43
146426
1082
(웃음)
02:39
The balls불알 are the atoms원자, the sticks막대기
are the bonds채권 between중에서 the atoms원자.
44
147532
3198
공이 원자이고 막대가
원자들 사이의 결합입니다.
그리고 모델을 실험실에서
직접 만들 수 없을 때는
02:42
And when they can't build짓다 them
physically육체적으로 in the lab랩,
45
150754
2494
요즘에는 컴퓨터가 성능이 매우 좋아서
02:45
nowadays현대, they have
very powerful강한 computers컴퓨터들
46
153272
2392
02:47
that will simulate시뮬레이션하다 a huge거대한 molecule분자.
47
155688
1967
큰 분자로 모의실험할 수 있습니다.
02:49
This is a protein단백질 made만든 up
of 100,000 atoms원자.
48
157679
3664
이것은 10만개로 이루어진
단백질 사진입니다.
설명하기 위해서 양자역학이
그다지 필요하진 않죠.
02:54
It doesn't really require요구하다 much in the way
of quantum양자 mechanics역학 to explain설명 it.
49
162003
4335
02:59
Quantum양자 mechanics역학
was developed개발 된 in the 1920s.
50
167695
2889
양자역학은 1920년대에 발전했습니다.
양자역학은 매우 작은 것들의 세계를
설명해주는 아름답고도 강력한
03:02
It is a set세트 of beautiful아름다운 and powerful강한
mathematical매우 정확한 rules규칙들 and ideas아이디어
51
170965
6880
수학적 규칙과 발상의 집합입니다.
03:09
that explain설명 the world세계 of the very small작은.
52
177869
2608
03:12
And it's a world세계 that's very different다른
from our everyday매일 world세계,
53
180501
3372
이 세계는 1조 개의 원자로 이루어진
우리의 일상적인 세계와는 다릅니다.
03:15
made만든 up of trillions수조 of atoms원자.
54
183897
1519
이곳은 확률과 가능성으로 만들어진
세계입니다. 애매한 세계죠.
03:17
It's a world세계 built세워짐
on probability개연성 and chance기회.
55
185440
3557
03:21
It's a fuzzy흐린 world세계.
56
189818
1302
03:23
It's a world세계 of phantoms유령,
57
191144
1730
입자가 뻗어나간 파동처럼
03:24
where particles입자 can also또한 behave굴다
like spread-out퍼짐 waves파도.
58
192898
3348
행동할 수 있는 유령의 세계입니다.
03:30
If we imagine상상하다 quantum양자 mechanics역학
or quantum양자 physics물리학, then,
59
198157
2862
우리가 만약 양자 역학과 양자물리학을
03:33
as the fundamental기본적인
foundation기초 of reality현실 itself그 자체,
60
201043
5214
현실를 이루는 근본적
토대라고 가정한다면
03:38
then it's not surprising놀라운 that we say
61
206281
1730
양자물리학이 유기화학의 토대라고
말하는 것도 놀랄 일은 아닙니다.
03:40
quantum양자 physics물리학 underpins밑받침
organic본질적인 chemistry화학.
62
208035
2420
03:42
After all, it gives주는 us
the rules규칙들 that tell us
63
210479
2120
어쨌든 우리에게
어떻게 원자가 결합해
03:44
how the atoms원자 fit적당한 together함께
to make organic본질적인 molecules분자.
64
212623
2641
생체분자가 되는지 알려주는
규칙을 제시해주니까요.
03:47
Organic본질적인 chemistry화학,
scaled비늘이있는 up in complexity복잡성,
65
215288
3239
유기화학이 더 복잡하게 확장되면
03:50
gives주는 us molecular분자 biology생물학,
which어느 of course코스 leads리드 to life itself그 자체.
66
218551
3322
생명체로 귀결되는
분자생물학이 됩니다.
03:54
So in a way, it's sort종류 of not surprising놀라운.
67
222174
1977
그러니 어떤 면에선 별로 놀라운
것도 아닙니다. 하찮기까지 하죠.
03:56
It's almost거의 trivial하찮은.
68
224175
1214
03:57
You say, "Well, of course코스 life ultimately궁극적으로
must절대로 필요한 것 depend의존하다 of quantum양자 mechanics역학."
69
225413
4220
여러분은 "당연히 생물은 근본적으론
양자역학에 의지해야지." 라고 하죠.
04:02
But so does everything else그밖에.
70
230141
2390
하지만 다른 것도 똑같습니다.
04:04
So does all inanimate무생물의 matter문제,
made만든 up of trillions수조 of atoms원자.
71
232555
3615
1조 개의 원자로 이루어진
모든 무생물도 마찬가지고요.
궁극적으로는 양자 수준에서
04:08
Ultimately궁극적으로, there's a quantum양자 level수평
72
236501
4878
이 초자연적 성질을 파헤쳐야만 합니다.
04:13
where we have to delve동굴 into
this weirdness이상한.
73
241403
2183
하지만 일상에서는 신경쓸 필요가 없죠.
04:15
But in everyday매일 life,
we can forget잊다 about it.
74
243610
2416
1조 개의 원자를 결합하기만 하면
04:18
Because once일단 you put together함께
trillions수조 of atoms원자,
75
246404
3199
04:21
that quantum양자 weirdness이상한
just dissolves해산하다 away.
76
249627
2615
양자의 초자연적인 성질은
사라지기 때문입니다.
04:27
Quantum양자 biology생물학 isn't about this.
77
255288
2569
양자생물학은 이것에
관한 것이 아닙니다.
양자생물학은 이렇게 명백하지 않죠.
04:29
Quantum양자 biology생물학 isn't this obvious분명한.
78
257881
2556
04:32
Of course코스 quantum양자 mechanics역학
underpins밑받침 life at some molecular분자 level수평.
79
260461
4229
양자역학은 물론 생물에 대한
근거를 분자수준에서 제공합니다.
양자생물학은 중요한 것들을 탐색합니다.
04:37
Quantum양자 biology생물학 is about looking
for the non-trivial사소한 --
80
265254
6004
양자역학의 반직관적인 발상들을 말이죠.
04:43
the counterintuitive반 직관적 인 ideas아이디어
in quantum양자 mechanics역학 --
81
271282
4476
04:47
and to see if they do, indeed과연,
play놀이 an important중대한 role역할
82
275782
3015
그리고 그것들이 정말로
삶의 과정을 설명하는 데
04:50
in describing묘사하는 the processes프로세스들 of life.
83
278821
2452
중요한 역할을 하는지 보는 겁니다.
04:54
Here is my perfect완전한 example예
of the counterintuitiveness반 직관
84
282653
5220
양자 세계의 반직관적 성질에 대한
완벽한 예가 바로 이것입니다.
04:59
of the quantum양자 world세계.
85
287897
1446
이건 양자 스키선수입니다.
더할 나위 없이 건강해 보이죠.
05:01
This is the quantum양자 skier스키 타는 사람.
86
289367
1251
05:02
He seems~ 같다 to be intact손대지 않은,
he seems~ 같다 to be perfectly아주 healthy건강한,
87
290642
2640
그런데 그는 나무의 양쪽을 동시에
지나간 것처럼 보입니다.
05:05
and yet아직, he seems~ 같다 to have gone지나간 around
both양자 모두 sides양쪽 of that tree나무 at the same같은 time.
88
293306
4127
만약 이런 스키 자국을 보신다면
05:09
Well, if you saw tracks트랙 like that
89
297457
1663
05:11
you'd당신은 guess추측 it was some
sort종류 of stunt묘기, of course코스.
90
299144
2309
여러분은 당연히 일종의
묘기라고 생각하겠죠.
하지만 양자 세계에서
이런 일은 항상 일어납니다.
05:13
But in the quantum양자 world세계,
this happens일이 all the time.
91
301477
2591
입자는 멀티태스킹이 가능해
두 곳에 동시에 있을 수 있습니다.
05:16
Particles입자 can multitask멀티 태스크,
they can be in two places장소들 at once일단.
92
304864
3026
한 번에 한 개 이상의
일을 할 수 있죠.
05:19
They can do more than one thing
at the same같은 time.
93
307914
2328
05:22
Particles입자 can behave굴다
like spread-out퍼짐 waves파도.
94
310266
2643
입자는 뻗어나가는 파동처럼 행동할
수 있습니다. 거의 마술 같죠.
05:25
It's almost거의 like magic마법.
95
313298
1599
물리학자와 화학자들은
거의 100년 동안
05:27
Physicists물리학 자들 and chemists화학자 have had
nearly거의 a century세기
96
315538
2749
이런 초자연적 성질에
익숙해지려 노력해왔습니다.
05:30
of trying견딜 수 없는 to get used to this weirdness이상한.
97
318311
2646
05:33
I don't blame비난 the biologists생물 학자
98
321445
1350
저는 양자역학을 배우지 않는다고
생물학자들을 비난하진 않습니다.
05:34
for not having데 to or wanting이 없이
to learn배우다 quantum양자 mechanics역학.
99
322819
2635
05:37
You see, this weirdness이상한 is very delicate섬세한;
100
325478
3198
초자연적 성질은 매우 섬세해서
05:40
and we physicists물리학 자들 work very hard단단한
to maintain유지하다 it in our labs실험실.
101
328700
4450
우리 물리학자들은 실험실에서
그걸 유지하기 위해 엄청 노력합니다.
절대 0도(-273.15℃)로
시스템을 냉각하고
05:45
We cool시원한 our system체계 down
to near가까운 absolute순수한 zero제로,
102
333174
4204
진공상태에서 실험을 실행합니다.
05:49
we carry나르다 out our experiments실험 in vacuums진공,
103
337402
1945
05:51
we try and isolate격리하다 it
from any external외부 disturbance방해.
104
339371
3527
우리는 어떤 외부 방해요소도 없이
격리하기 위해 노력합니다.
05:55
That's very different다른 from the warm따뜻한,
messy어질러 놓은, noisy시끄러운 environment환경 of a living생활 cell세포.
105
343602
5078
살아있는 세포의 따뜻하고 어지럽고
시끄러운 환경과는 매우 다르죠.
생물학 자체는,
분자생물학을 생각해 보면,
06:01
Biology생물학 itself그 자체, if you think of
molecular분자 biology생물학,
106
349960
2787
06:04
seems~ 같다 to have done끝난 very well
in describing묘사하는 all the processes프로세스들 of life
107
352771
3457
삶의 과정을 잘 그려놓은 것 같습니다.
06:08
in terms자귀 of chemistry화학 --
chemical화학 물질 reactions반응들.
108
356252
2486
화학 반응 쪽으론 말이죠.
06:10
And these are reductionist환원 주의자,
deterministic결정 론적 인 chemical화학 물질 reactions반응들,
109
358762
4850
이건 근본적으로 생물이
다른 모든 것과 같은 물질로
이루어져 있다는 걸 보여주는
환원적, 결정적 화학반응입니다.
06:15
showing전시 that, essentially본질적으로, life is made만든
of the same같은 stuff물건 as everything else그밖에,
110
363636
5114
거시세계에서 양자역학에 대해 잊는다면
06:20
and if we can forget잊다 about quantum양자
mechanics역학 in the macro매크로 world세계,
111
368774
3060
06:23
then we should be able할 수 있는 to forget잊다
about it in biology생물학, as well.
112
371858
3246
생물학에서도 잊어도 되겠죠.
06:27
Well, one man begged간청 한
to differ다르다 with this idea생각.
113
375706
3364
그런데 전혀 다르게 생각했던
사람이 있었습니다.
슈뢰딩거의 고양이 실험으로
유명한 에르빈 슈뢰딩거는
06:32
Erwin어윈 SchrSchrödinger가수,
of SchrSchrödinger's진저 Cat고양이 fame명성,
114
380062
3469
오스트리아의 물리학자였습니다.
06:35
was an Austrian오스트리아 사람 physicist물리학 자.
115
383555
1317
06:36
He was one of the founders설립자
of quantum양자 mechanics역학 in the 1920s.
116
384896
3183
1920년대 양자역학의
창설자 중 한 명이었죠.
1944년에 "생명이란 무엇인가"
라는 책을 썼습니다.
06:40
In 1944, he wrote쓴 a book도서
called전화 한 "What is Life?"
117
388663
2707
06:43
It was tremendously엄청나게 influential힘 있는.
118
391839
1731
매우 영향력이 컸습니다.
06:45
It influenced영향을받은 Francis프란시스 Crick근육 경련
and James제임스 Watson왓슨,
119
393594
2881
DNA의 이중 나선 구조를 발견한
06:48
the discoverers발견 자들 of the double-helix이중 나선
structure구조 of DNADNA.
120
396499
2523
프란시스 크릭과 제임스 왓슨도
영향을 받았습니다.
06:51
To paraphrase의역 a description기술
in the book도서, he says말한다:
121
399343
3668
책의 표현을 요약하자면, 그는
분자단위에서 생명체는 특정한 질서,
즉 구조를 갖습니다.
06:55
At the molecular분자 level수평,
living생활 organisms유기체 have a certain어떤 order주문,
122
403035
5786
07:00
a structure구조 to them that's very different다른
123
408845
3232
원자와 분자가 열역학적으로 무질서하게
다투는 것과는 다르게 말이죠.
07:04
from the random무작위의 thermodynamic열역학의 jostling놀다
of atoms원자 and molecules분자
124
412101
4736
07:08
in inanimate무생물의 matter문제
of the same같은 complexity복잡성.
125
416861
3706
똑같이 복잡하게 이루어진
무생물체 안에서요.
07:13
In fact것, living생활 matter문제 seems~ 같다 to behave굴다
in this order주문, in a structure구조,
126
421504
5014
사실 생명체는 이런 방식, 구조
안에서 행동하는 걸로 보입니다.
무생물이 절대 0도 근처에서
냉각되는 것처럼요.
07:18
just like inanimate무생물의 matter문제
cooled냉각 된 down to near가까운 absolute순수한 zero제로,
127
426542
3834
양자가 매우 중요한 역할을
하는 온도에서 말입니다.
07:22
where quantum양자 effects효과
play놀이 a very important중대한 role역할.
128
430400
3033
살아있는 세포 안의 구조, 즉 질서에는
뭔가 특별한 것이 있습니다.
07:26
There's something special특별한
about the structure구조 -- the order주문 --
129
434280
4160
07:30
inside내부 a living생활 cell세포.
130
438464
1560
슈뢰딩거는 양자역학이 생물 안에서
역할이 있을 수도 있다고 추측했습니다.
07:32
So, SchrSchrödinger가수 speculated추측 된 that maybe
quantum양자 mechanics역학 plays연극 a role역할 in life.
131
440048
5293
매우 추론적이고 원대한 생각이죠.
07:38
It's a very speculative위험한,
far-reaching광범위한 idea생각,
132
446096
3425
그리 멀리 나아가지는 못했습니다.
07:41
and it didn't really go very far멀리.
133
449545
2873
하지만 제가 처음에 언급했듯이
07:45
But as I mentioned말하는 at the start스타트,
134
453536
1533
지난 10년간 생물학의
일부 특정 현상들이
07:47
in the last 10 years연령, there have been
experiments실험 emerging떠오르는,
135
455093
2799
양자역학을 필요로 한다는 것을
보여주는 실험들이 있었습니다.
07:49
showing전시 where some of these
certain어떤 phenomena현상 in biology생물학
136
457916
4055
07:53
do seem보다 to require요구하다 quantum양자 mechanics역학.
137
461995
1763
저는 그 중 재밌는 것 몇 가지를
알려드리고자 합니다.
07:55
I want to share몫 with you
just a few조금 of the exciting흥미 진진한 ones그들.
138
463782
3123
이건 양자 세계에서 가장 잘 알려진
현상 중 하나인 터널 효과입니다.
08:00
This is one of the best-known가장 잘 알려진
phenomena현상 in the quantum양자 world세계,
139
468215
3707
08:03
quantum양자 tunneling터널링.
140
471946
1701
08:05
The box상자 on the left shows쇼
the wavelike파도 마주 치기, spread-out퍼짐 distribution분포
141
473671
4389
왼쪽의 상자에 보이는 것은
파동처럼 확산되는
양자역학적 실체입니다.
전자와 같은 입자로
08:10
of a quantum양자 entity실재 --
a particle입자, like an electron전자,
142
478084
2761
08:12
which어느 is not a little ball공
bouncing잘 튀는 off a wall벽.
143
480869
3637
통통 튀는 작은 공과는 다르죠.
08:16
It's a wave웨이브 that has a certain어떤 probability개연성
of being존재 able할 수 있는 to permeate침투하다
144
484530
4739
이 파동은 특정 확률로 고체인
벽을 투과하는 것이 가능합니다.
08:21
through...을 통하여 a solid고체 wall벽, like a phantom환상
leaping도약 through...을 통하여 to the other side측면.
145
489293
3406
마치 유령이 반대편으로
건너가는 것처럼요.
08:24
You can see a faint희미한 smudge더러움 of light빛
in the right-hand오른손 box상자.
146
492723
4098
오른쪽 상자에서 희미하게 빛이
번져있는 걸 볼 수 있습니다.
08:29
Quantum양자 tunneling터널링 suggests제안 that a particle입자
can hit히트 an impenetrable헤아릴 수 없는 barrier장벽,
147
497773
4612
터널 효과는 입자가 관통할 수
없는 장벽에 부딪혔을 때
어떻겐가, 마치 마술을 부리는 것처럼
08:34
and yet아직 somehow어쩐지, as though그래도 by magic마법,
148
502409
2460
08:36
disappear사라지다 from one side측면
and reappear다시 나타난다. on the other.
149
504893
2444
한 쪽에서 사라져 다른 쪽에
나타날 수 있다고 합니다.
가장 잘 설명하자면,
공을 벽 너머로 던지고 싶다면
08:39
The nicest좋은 way of explaining설명하는 it is
if you want to throw던지다 a ball공 over a wall벽,
150
507658
4251
벽 위를 넘을 수 있도록
충분한 힘을 가해야 하지만
08:43
you have to give it enough충분히 energy에너지
to get over the top상단 of the wall벽.
151
511933
3577
양자 세계에서는 벽 너머로
던질 필요가 없습니다.
08:47
In the quantum양자 world세계,
you don't have to throw던지다 it over the wall벽,
152
515534
3058
08:50
you can throw던지다 it at the wall벽,
and there's a certain어떤 non-zero0이 아닌 probability개연성
153
518616
3407
벽에다 던져도 여러분 쪽
공간에서 사라져
08:54
that it'll그것은 disappear사라지다 on your side측면,
and reappear다시 나타난다. on the other.
154
522047
3323
벽 뒤 쪽에 나타날 확률이
어느정도 있습니다.
08:57
This isn't speculation추측, by the way.
155
525394
1678
참고로 이건 추측이 아닙니다.
08:59
We're happy행복 -- well, "happy행복"
is not the right word워드 --
156
527096
3396
우리는 행복합니다.
이게 적절한 표현은 아니네요.
09:02
(Laughter웃음)
157
530516
2045
(웃음)
우리는 이것에 익숙합니다.
09:04
we are familiar익숙한 with this.
158
532585
1618
09:06
(Laughter웃음)
159
534227
2745
(웃음)
09:08
Quantum양자 tunneling터널링
takes place장소 all the time;
160
536996
2294
터널 현상은 항상 일어납니다.
09:11
in fact것, it's the reason이유 our Sun태양 shines빛난다.
161
539314
2667
사실 태양이 빛나는 이유죠.
입자가 융합되고 태양은 터널현상을
이용해 수소를 헬륨으로 바꿉니다.
09:14
The particles입자 fuse퓨즈 together함께,
162
542655
1509
09:16
and the Sun태양 turns회전 hydrogen수소
into helium헬륨 through...을 통하여 quantum양자 tunneling터널링.
163
544188
3698
09:21
Back in the 70s and 80s, it was discovered발견 된
that quantum양자 tunneling터널링 also또한 takes place장소
164
549464
5220
70년대와 80년대에는 터널현상이
살아있는 세포 안에서도
일어난다는 게 밝혀졌습니다.
09:26
inside내부 living생활 cells세포들.
165
554708
1192
09:28
Enzymes효소, those workhorses노동자 of life,
the catalysts촉매 of chemical화학 물질 reactions반응들 --
166
556290
6266
생물의 일꾼이자 화학 반응의
촉매인 효소는
09:34
enzymes효소 are biomolecules생체 분자 that speed속도 up
chemical화학 물질 reactions반응들 in living생활 cells세포들,
167
562580
4166
대규모로 살아있는
세포 내의 화학 반응을
09:38
by many많은, many많은 orders명령 of magnitude크기.
168
566770
1703
촉진시키는 생체분자입니다.
09:40
And it's always been a mystery신비
how they do this.
169
568497
2784
이걸 어떻게 하는지는 항상
미스터리였지만 이제 밝혀졌습니다.
09:43
Well, it was discovered발견 된
170
571650
1189
효소가 발달시킨 유용한 수법 중 하나가
09:44
that one of the tricks속임수 that enzymes효소
have evolved진화 된 to make use of,
171
572863
4852
09:49
is by transferring옮기는 subatomic아 원자 particles입자,
like electrons전자들 and indeed과연 protons양성자,
172
577739
5228
양성자는 물론이고 전자같은
아원자 입자를 양자터널을 통해
09:54
from one part부품 of a molecule분자
to another다른 via통하다 quantum양자 tunneling터널링.
173
582991
4661
분자의 한 부분에서 다른
부분으로 이동시키는 겁니다.
10:00
It's efficient실력 있는, it's fast빠른,
it can disappear사라지다 --
174
588333
2851
효율적이고, 빠르고, 사라질 수 있죠.
10:03
a proton양성자 can disappear사라지다 from one place장소,
and reappear다시 나타난다. on the other.
175
591208
3111
양성자는 한 곳에서 사라져
다른 곳에 나타날 수 있습니다.
효소가 이것을 돕는 겁니다.
10:06
Enzymes효소 help this take place장소.
176
594343
1629
10:08
This is research연구 that's been
carried운반 된 out back in the 80s,
177
596548
2683
이 연구는 80년대에 실행되었습니다.
10:11
particularly특별히 by a group그룹
in Berkeley버클리, Judith주디스 Klinman클라인 먼.
178
599255
4037
버클리의 주디스 클린만 단체에
의해서 말이죠.
10:15
Other groups여러 떼 in the UK영국
have now also또한 confirmed확인 된
179
603316
2205
이제는 영국의 다른 단체도 효소가
정말 이것을 한다는 걸 입증했습니다.
10:17
that enzymes효소 really do this.
180
605545
1411
10:21
Research연구 carried운반 된 out by my group그룹 --
181
609048
2549
우리 단체에서 수행했던 연구는,
10:23
so as I mentioned말하는,
I'm a nuclear핵무기 physicist물리학 자,
182
611621
2434
말씀드렸듯이 저는 핵물리학자입니다.
10:26
but I've realized깨달은 I've got these tools도구들
of using~을 사용하여 quantum양자 mechanics역학
183
614079
3055
저는 양자역학을 원자핵 안에서
쓸 수 있는 도구를 갖고 있어서
10:29
in atomic원자 nuclei핵, and so can apply대다
those tools도구들 in other areas지역 as well.
184
617158
5085
이 도구들을 다른 분야에도
적용할 수 있다는 걸 깨달았습니다.
우리가 물었던 질문 하나는
10:35
One question문제 we asked물었다
185
623404
1810
터널 현상이 DNA 변이에
원인으로 작용하는지 였습니다.
10:37
is whether인지 어떤지 quantum양자 tunneling터널링
plays연극 a role역할 in mutations돌연변이 in DNADNA.
186
625238
4298
다시 말씀드리지만, 60년대
초기부터 있던 발상이었습니다.
10:41
Again, this is not a new새로운 idea생각;
it goes간다 all the way back to the early이른 60s.
187
629843
3660
이중 나선 구조의 두 줄의 DNA는
10:45
The two strands가닥 of DNADNA,
the double-helix이중 나선 structure구조,
188
633527
2961
10:48
are held개최 된 together함께 by rungs가로대;
it's like a twisted꼬인 ladder사닥다리.
189
636512
2823
배배 꼬인 사다리같이
가로대로 결합돼 있습니다.
10:51
And those rungs가로대 of the ladder사닥다리
are hydrogen수소 bonds채권 --
190
639359
3507
사다리의 가로대는 수소 결합입니다.
10:54
protons양성자, that act행위 as the glue아교
between중에서 the two strands가닥.
191
642890
3790
두 줄 사이의
딱풀 역할을 하는 양성자죠.
10:58
So if you zoom줌 in, what they're doing
is holding보유 these large큰 molecules분자 --
192
646704
4750
그래서 가까이 들여다보면,
그들은 커다란 분자인
뉴클레오티드를 결합하고 있습니다.
11:03
nucleotides뉴클레오타이드 -- together함께.
193
651478
1607
더 가까이서 봅시다.
이건 컴퓨터로 한 모의실험입니다.
11:06
Zoom줌 in a bit비트 more.
194
654130
1150
11:07
So, this a computer컴퓨터 simulation시뮬레이션.
195
655304
1916
가운데에 있는 두 개의
흰 공이 양성자입니다.
11:09
The two white화이트 balls불알
in the middle중간 are protons양성자,
196
657855
3542
11:13
and you can see that
it's a double더블 hydrogen수소 bond노예.
197
661421
2299
보시다시피 수소결합이
두 배로 되어있습니다.
11:15
One prefers선호하는 to sit앉다 on one side측면;
the other, on the other side측면
198
663744
3314
여러분은 볼 수 없지만 아래로 내려가는
수직으로 된 두 개의 줄 중에
11:19
of the two strands가닥 of the vertical수직선 lines윤곽
going down, which어느 you can't see.
199
667082
4558
하나는 한 쪽에 있는 걸 선호하고
다른 하나는 다른 쪽을 선호합니다.
두 양성자는 뛰어넘어갈 수 있습니다.
11:24
It can happen우연히 있다 that
these two protons양성자 can hop홉 over.
200
672410
3395
두 개의 흰 공을 잘 보십시오.
11:27
Watch the two white화이트 balls불알.
201
675829
1436
11:29
They can jump도약 over to the other side측면.
202
677748
1998
다른 쪽으로 뛰어넘어갈 수 있습니다.
11:32
If the two strands가닥 of DNADNA then separate갈라진,
leading주요한 to the process방법 of replication복제,
203
680239
5646
두 가닥의 DNA가 분리되어
복제가 일어날 때
두 양성자가 틀린 위치에 있다면
11:37
and the two protons양성자
are in the wrong잘못된 positions직책,
204
685909
3199
11:41
this can lead리드 to a mutation돌연 변이.
205
689132
1763
변이가 일어날 수 있습니다.
11:43
This has been known알려진 for half절반 a century세기.
206
691204
1872
50년 전부터 알려져 있던
사실입니다,
11:45
The question문제 is: How likely아마도
are they to do that,
207
693100
2343
문제는 그 확률이 얼마나 되는지입니다.
11:47
and if they do, how do they do it?
208
695467
2378
그들은 어떻게 이동했을까요?
11:49
Do they jump도약 across건너서,
like the ball공 going over the wall벽?
209
697869
3019
벽을 넘어가는 공처럼 뛰어넘을까요?
11:52
Or can they quantum-tunnel양자 터널 across건너서,
even if they don't have enough충분히 energy에너지?
210
700912
3502
아니면 충분한 에너지가 없어도
양자 터널 효과로 건너갈까요?
초기의 표시들은은 양자 터널의
역할이 있음을 암시합니다.
11:57
Early이른 indications표시 suggest제안하다 that
quantum양자 tunneling터널링 can play놀이 a role역할 here.
211
705089
4252
12:01
We still don't know yet아직
how important중대한 it is;
212
709365
2124
우린 그게 얼마나
중요한지 아직 모릅니다.
12:03
this is still an open열다 question문제.
213
711513
1792
여전히 미결된 질문입니다. 추측단계죠.
12:06
It's speculative위험한,
214
714199
1150
하지만 굉장히 중요한
질문 중 하나입니다.
12:07
but it's one of those questions질문들
that is so important중대한
215
715373
2643
만약 양자역학이
변이의 원인을 제공한다면
12:10
that if quantum양자 mechanics역학
plays연극 a role역할 in mutations돌연변이,
216
718040
2446
특정 유형의 변이를 이해하는 데
큰 도움을 줄 것입니다.
12:12
surely확실히 this must절대로 필요한 것 have big큰 implications의미,
217
720510
2299
12:14
to understand알다 certain어떤 types유형 of mutations돌연변이,
218
722833
2694
심지어 암세포를 만드는 변이까지도요.
12:17
possibly혹시 even those that lead리드
to turning선회 a cell세포 cancerous암이있는.
219
725551
3756
12:22
Another다른 example예 of quantum양자 mechanics역학
in biology생물학 is quantum양자 coherence통일,
220
730803
5299
생물학 속 양자역학의 또 다른 예는
생물학에서 가장 중요한 과정 중
하나인 광합성 안의 양자결맺음입니다.
12:28
in one of the most가장
important중대한 processes프로세스들 in biology생물학,
221
736126
2353
광합성은 식물과 박테리아가 햇빛을 받아
12:30
photosynthesis광합성: plants식물
and bacteria박테리아 taking취득 sunlight햇빛,
222
738503
3941
그 에너지를 바이오매스를
만드는 데 쓰는 겁니다.
12:34
and using~을 사용하여 that energy에너지 to create몹시 떠들어 대다 biomass바이오 매스.
223
742468
2954
12:38
Quantum양자 coherence통일 is the idea생각
of quantum양자 entities엔티티 multitasking멀티 태스킹.
224
746215
4152
양자결맺음은 양자 개체가
멀티태스킹을 한다는 것입니다.
양자 스키선수 같은거죠.
12:42
It's the quantum양자 skier스키 타는 사람.
225
750912
1604
12:44
It's an object목적 that behaves행동하다 like a wave웨이브,
226
752540
2952
파동처럼 행동하여 한 방향으로만
움직이는 것이 아니라
12:47
so that it doesn't just move움직임
in one direction방향 or the other,
227
755516
2902
12:50
but can follow따르다 multiple배수 pathways통로
at the same같은 time.
228
758442
3320
동시에 여러 경로를 갈 수 있는
물체입니다.
12:54
Some years연령 ago...전에,
the world세계 of science과학 was shocked충격을주게되었던
229
762708
3916
몇 년 전 과학계는 양자결맞음이
12:58
when a paper종이 was published출판 된
showing전시 experimental실험적인 evidence증거
230
766648
3584
박테리아 안에서 광합성을
하면서 일어난다는 걸
13:02
that quantum양자 coherence통일
takes place장소 inside내부 bacteria박테리아,
231
770256
3776
실험적으로 증명한 논문이
출판됐을 때 충격을 받았습니다.
13:06
carrying적재 out photosynthesis광합성.
232
774056
1686
13:07
The idea생각 is that the photon광자,
the particle입자 of light빛, the sunlight햇빛,
233
775766
3064
엽록소에 갇힌 광자,
그러니까 빛의 입자,
햇빛의 입자인 광양자가
반응중심이란 곳으로 운반되어
13:10
the quantum양자 of light빛
captured포착 된 by a chlorophyll엽록소 molecule분자,
234
778854
3344
13:14
is then delivered배달 된 to what's called전화 한
the reaction반응 center센터,
235
782222
2591
화학적 에너지로 바뀐다는 겁니다.
13:16
where it can be turned돌린 into
chemical화학 물질 energy에너지.
236
784837
2064
13:18
And in getting점점 there,
it doesn't just follow따르다 one route노선;
237
786925
2648
여기까지 오는 데
한 길을 따라 오는 건 아닙니다.
13:21
it follows따르다 multiple배수 pathways통로 at once일단,
238
789597
2215
한 번에 여러 개의 길을 따라오죠.
13:23
to optimize최적화하다 the most가장 efficient실력 있는 way
of reaching도달하다 the reaction반응 center센터
239
791836
4337
폐열로 낭비되지 않으면서
반응중심에 도달하는 데
13:28
without없이 dissipating방산하는 as waste낭비 heat열.
240
796197
1721
가장 효율적인 방법을
최대한 이용하기 위해서요.
양자 결맞음이 세포 안에서
일어난다니 정말 놀라운 발상입니다.
13:31
Quantum양자 coherence통일 taking취득 place장소
inside내부 a living생활 cell세포.
241
799228
3309
13:34
A remarkable주목할 만한 idea생각,
242
802561
2120
그렇지만 이것이 실제로 일어난다는
새 논문들이 나오면서
13:36
and yet아직 evidence증거 is growing성장하는 almost거의 weekly주간,
with new새로운 papers서류 coming오는 out,
243
804705
6235
13:42
confirming확인 that this
does indeed과연 take place장소.
244
810964
2212
증거가 거의 매 주 강화되고 있습니다.
마지막으로 세 번째 예는
가장 아름답고 멋진 생각입니다.
13:45
My third제삼 and final결정적인 example예
is the most가장 beautiful아름다운, wonderful훌륭한 idea생각.
245
813555
4739
13:50
It's also또한 still very speculative위험한,
but I have to share몫 it with you.
246
818318
4063
아직 추측단계이지만 여러분께
꼭 알려드리고 싶습니다.
13:54
The European유럽 ​​사람 robin남자 이름
migrates이주하다 from Scandinavia스칸디나비아
247
822405
4612
유럽울새는 가을마다
스칸디나비아 반도에서
13:59
down to the Mediterranean지중해, every...마다 autumn가을,
248
827041
2635
지중해로 내려옵니다.
14:01
and like a lot of other
marine선박 animals동물 and even insects곤충,
249
829700
3373
그리고 다른 해양동물들이나
심지어는 곤충들처럼
14:05
they navigate항해하다 by sensing감지
the Earth's지구의 magnetic자기 field들.
250
833097
4300
지구의 자기장을 감지해
길을 찾습니다.
14:10
Now, the Earth's지구의 magnetic자기 field들
is very, very weak약한;
251
838968
2427
지구의 자기장은
매우 매우 약합니다.
14:13
it's 100 times타임스 weaker약한
than a fridge냉장고 magnet자석,
252
841419
2080
냉장고 자석보다 백 배 더 약하죠.
14:15
and yet아직 it affects영향을 미치다 the chemistry화학 --
somehow어쩐지 -- within이내에 a living생활 organism유기체.
253
843523
5601
그런데도 생물 안의
화학적 성질에 영향을 줍니다.
14:21
That's not in doubt의심 --
a German독일 사람 couple두 of ornithologists조류 학자,
254
849932
3806
이건 의심할 여지가 없습니다.
독일의 조류학자 부부인
14:25
Wolfgang볼프강 and RoswithaRoswitha Wiltschko윌츠 코,
in the 1970s, confirmed확인 된 that indeed과연,
255
853762
4260
볼프강과 로스비타 윌치코 부부가
1970년에 증명했기 때문입니다.
울새는 어떻게 인지는 모르지만
나침반이 내장된 것처럼 자기장을 감지해
14:30
the robin남자 이름 does find its way by somehow어쩐지
sensing감지 the Earth's지구의 magnetic자기 field들,
256
858046
3977
14:34
to give it directional방향성있는 information정보 --
a built-in붙박이 compass나침반.
257
862047
3327
방향에 대한 정보를 얻어
길을 찾는다는 것을 입증했습니다.
14:37
The puzzle퍼즐, the mystery신비 was:
How does it do it?
258
865398
2249
문제는 어떻게 하는지를
모른다는 겁니다.
14:40
Well, the only theory이론 in town도시 --
259
868351
3030
학계의 유일한 이론은, 맞는지는
모르지만 유일한 이론인데요,
14:43
we don't know if it's the correct옳은 theory이론,
but the only theory이론 in town도시 --
260
871405
3436
울새가 양자얽힘이라는 것을
통해 길을 찾는다는 겁니다.
14:46
is that it does it via통하다 something
called전화 한 quantum양자 entanglement녹채.
261
874865
2984
울새의 망막 안에는,
장난 하는 것이 아닙니다.
14:50
Inside내부 the robin's로빈의 retina망막 --
262
878567
2374
14:52
I kid아이 you not -- inside내부 the robin's로빈의 retina망막
is a protein단백질 called전화 한 cryptochrome암호문,
263
880965
4232
울새의 망막 안에 크립토크롬이라는
단백질이 있습니다. 빛에 민감하죠.
14:57
which어느 is light-sensitive빛에 민감한.
264
885221
1380
크립토크롬 안에는 양자가 얽힌
한 쌍의 전자가 있습니다.
14:58
Within이내에 cryptochrome암호문, a pair쌍 of electrons전자들
are quantum-entangled양자 - 얽힌.
265
886625
3939
15:02
Now, quantum양자 entanglement녹채
is when two particles입자 are far멀리 apart떨어져서,
266
890588
3232
양자얽힘이란 두 개의 양자가
멀리 떨어져 있으면서도
어떻게인진 몰라도 여전히
연결되어 있는 것을 뜻합니다.
15:05
and yet아직 somehow어쩐지 remain남아있는
in contact접촉 with each마다 other.
267
893844
2834
아인슈타인도 이 개념을 싫어해서
"유령같은 원격작용"이라고 불렀죠.
15:08
Even Einstein아인슈타인 hated싫어하는 this idea생각;
268
896991
1446
15:10
he called전화 한 it "spooky유령 같은 action동작
at a distance거리."
269
898461
2039
15:12
(Laughter웃음)
270
900524
1881
(웃음)
15:14
So if Einstein아인슈타인 doesn't like it,
then we can all be uncomfortable앉기 불편한 with it.
271
902429
3443
아인슈타인이 싫어할 정도니 우리에게도
이 개념은 불편할 수 있습니다.
15:17
Two quantum-entangled양자 - 얽힌 electrons전자들
within이내에 a single단일 molecule분자
272
905896
2853
한 분자 안에 있는
양자가 얽힌 두 개의 전자는
15:20
dance댄스 a delicate섬세한 dance댄스
273
908773
1471
지구 자기장에서 새가 날고 있는 방향에
15:22
that is very sensitive민감한
to the direction방향 the bird새 flies파리
274
910268
2541
매우 민감해지도록 정교한 춤을 춥니다.
15:24
in the Earth's지구의 magnetic자기 field들.
275
912833
1531
15:26
We don't know if it's
the correct옳은 explanation설명,
276
914848
2610
이게 정확한 설명인진 모르겠지만
15:29
but wow와우, wouldn't~ 않을거야. it be exciting흥미 진진한
if quantum양자 mechanics역학 helps도움이된다. birds조류 navigate항해하다?
277
917482
4544
양자역학이 새들이 방향 찾는 걸
도와준다면 신나는 일 아닐까요?
15:35
Quantum양자 biology생물학 is still in it infancy초기.
278
923069
2721
양자생물학은 아직 발전 초기입니다.
15:37
It's still speculative위험한.
279
925814
3484
아직 추즉에 근거한 것입니다.
15:41
But I believe it's built세워짐 on solid고체 science과학.
280
929742
3849
하지만 전 탄탄한 과학 위에
지어졌다고 믿습니다.
15:45
I also또한 think that
in the coming오는 decade로사리오 염주 or so,
281
933917
3809
그리고 저는 향후 10년 동안 우리가
15:49
we're going to start스타트 to see
that actually사실은, it pervades보급품 life --
282
937750
4841
양자생물학이 삶에 널리 퍼지는
것을 보기 시작할거라 믿습니다.
15:54
that life has evolved진화 된 tricks속임수
that utilize이용하다 the quantum양자 world세계.
283
942615
4596
양자 세계를 활용하는 기술을
발달시켜온 그 삶에 말입니다.
16:00
Watch this space공간.
284
948026
1428
이 우주를 잘 보십시오.
16:01
Thank you.
285
949478
1157
감사합니다.
16:02
(Applause박수 갈채)
286
950659
2202
(박수)
Translated by Ju Hye Lim
Reviewed by Inseok Song

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ABOUT THE SPEAKER
Jim Al-Khalili - Quantum physicist
Physicist Jim Al-Khalili and co-author Johnjoe McFadden, a biologist, explore the far edges of quantum biology in their book "Life on the Edge."

Why you should listen
A professor of physics at the University of Surrey, Jim Al-Khalili doubles as a science communicator and broadcaster. He’s the co-author with Johnjoe McFadden of Life on the Edge: The Coming of Age of Quantum Biology. The book explores this emerging -- and still largely speculative -- area of science suggesting that quantum mechanics may play a role in biology. If so, it may help us understand what drives genetic mutations that lead to cancer, or how robins fly from Scandinavia to the Mediterranean.
More profile about the speaker
Jim Al-Khalili | Speaker | TED.com
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