TEDGlobalLondon
Jim Al-Khalili: How quantum biology might explain life's biggest questions
Jim Al-Khalili: Cum ar putea explica biologia cuantică marile întrebări ale vieţii
Filmed:
Readability: 4.9
2,255,707 views
Cum știe un măcăleandru să zboare spre sud? Răspunsul ar putea fi mai ciudat decât credeți: ar putea ține de fizica cuantică. Jim Al-Khalili rezumă lumea extrem de nouă, extrem de extravagantă a biologiei cuantice, în care ceva ce Einstein a numit „acțiune macabră la distanță" ajută păsările să navigheze, în care mecanismele cuantice ar putea explica chiar originea vieții.
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." Full bio
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
I'd like to introduce you
to an emerging area of science,
to an emerging area of science,
0
1190
4528
Aş vrea să vă fac cunoştinţă
cu o nouă ramură a ştiinţei,
cu o nouă ramură a ştiinţei,
00:17
one that is still speculative
but hugely exciting,
but hugely exciting,
1
5742
3943
una încă speculativă,
dar extrem de incitantă,
dar extrem de incitantă,
00:21
and certainly one
that's growing very rapidly.
that's growing very rapidly.
2
9709
2629
şi care, cu siguranţă,
se dezvoltă în mod spectaculos.
se dezvoltă în mod spectaculos.
00:25
Quantum biology
asks a very simple question:
asks a very simple question:
3
13448
4048
Biologia cuantică își pune
o întrebare foarte simplă:
o întrebare foarte simplă:
00:29
Does quantum mechanics --
4
17520
1350
Oare mecanica cuantică,
00:30
that weird and wonderful
and powerful theory
and powerful theory
5
18894
3302
acea teorie ciudată,
minunată şi puternică
minunată şi puternică
despre lumea subatomică
a moleculelor și atomilor,
a moleculelor și atomilor,
00:34
of the subatomic world
of atoms and molecules
of atoms and molecules
6
22220
2688
00:36
that underpins so much
of modern physics and chemistry --
of modern physics and chemistry --
7
24932
3488
care susţine atât de mult
fizica şi chimia modernă,
fizica şi chimia modernă,
00:40
also play a role inside the living cell?
8
28444
3412
se manifestă și în cadrul celulei vii?
00:43
In other words: Are there processes,
mechanisms, phenomena
mechanisms, phenomena
9
31880
4079
Cu alte cuvinte: există procese,
mecanisme, fenomene
mecanisme, fenomene
00:47
in living organisms
that can only be explained
that can only be explained
10
35983
3988
în cadrul organismelor vii
care pot fi explicate
care pot fi explicate
00:51
with a helping hand
from quantum mechanics?
from quantum mechanics?
11
39995
2743
doar cu ajutorul mecanicii cuantice?
00:55
Now, quantum biology isn't new;
12
43546
1637
Biologia cuantică nu e ceva nou;
00:57
it's been around since the early 1930s.
13
45207
2401
se studiază de pe la începutul anilor '30.
00:59
But it's only in the last decade or so
that careful experiments --
that careful experiments --
14
47928
3715
Dar abia în ultimii zece ani,
experimente meticuloase
experimente meticuloase
01:03
in biochemistry labs,
using spectroscopy --
using spectroscopy --
15
51667
3464
– în laboratoare de biochimie,
folosind spectroscopie –
folosind spectroscopie –
01:07
have shown very clear, firm evidence
that there are certain specific mechanisms
that there are certain specific mechanisms
16
55155
6863
au dovedit clar că există
unele mecanisme specifice
unele mecanisme specifice
01:14
that require quantum mechanics
to explain them.
to explain them.
17
62042
2511
ce pot fi explicate doar
prin mecanica cuantică.
prin mecanica cuantică.
01:17
Quantum biology brings together
quantum physicists, biochemists,
quantum physicists, biochemists,
18
65674
3329
Biologia cuantică alătură
fizicieni cuantici, biochimiști,
fizicieni cuantici, biochimiști,
01:21
molecular biologists --
it's a very interdisciplinary field.
it's a very interdisciplinary field.
19
69027
3641
biologi moleculari –
e un domeniu interdisciplinar.
e un domeniu interdisciplinar.
01:24
I come from quantum physics,
so I'm a nuclear physicist.
so I'm a nuclear physicist.
20
72692
3929
Eu vin din zona mecanicii cuantice,
deci sunt fizician nuclear.
deci sunt fizician nuclear.
01:28
I've spent more than three decades
21
76645
2265
Am petrecut peste trei decenii
01:30
trying to get my head
around quantum mechanics.
around quantum mechanics.
22
78934
2929
încercând să înțeleg mecanica cuantică.
01:33
One of the founders
of quantum mechanics, Niels Bohr,
of quantum mechanics, Niels Bohr,
23
81887
2493
Unul dintre fondatorii
mecanicii cuantice, Niels Bohr,
mecanicii cuantice, Niels Bohr,
01:36
said, If you're not astonished by it,
then you haven't understood it.
then you haven't understood it.
24
84404
3350
a zis: „Dacă nu ești uimit de ea,
atunci nu ai înțeles-o.”
atunci nu ai înțeles-o.”
01:40
So I sort of feel happy
that I'm still astonished by it.
that I'm still astonished by it.
25
88237
2843
Sunt fericit că încă sunt uimit de ea.
01:43
That's a good thing.
26
91104
1745
E un lucru bun.
01:44
But it means I study the very
smallest structures in the universe --
smallest structures in the universe --
27
92873
6885
Dar asta înseamnă că studiez
cele mai mici structuri din Univers,
cele mai mici structuri din Univers,
01:51
the building blocks of reality.
28
99782
2075
fundația realității.
01:53
If we think about the scale of size,
29
101881
3215
Dacă ne gândim la
scara de mărimi a lucrurilor,
scara de mărimi a lucrurilor,
01:57
start with an everyday object
like the tennis ball,
like the tennis ball,
30
105120
2952
începeți cu un obiect obișnuit,
o minge de tenis
o minge de tenis
02:00
and just go down orders
of magnitude in size --
of magnitude in size --
31
108096
2901
şi micşoraţi-i dimensiunea
02:03
from the eye of a needle down to a cell,
down to a bacterium, down to an enzyme --
down to a bacterium, down to an enzyme --
32
111021
5197
la ochiul unui ac, la o celulă,
la o bacterie, la o enzimă
la o bacterie, la o enzimă
02:08
you eventually reach the nano-world.
33
116242
1729
și veți ajunge în universul nano.
02:09
Now, nanotechnology may be
a term you've heard of.
a term you've heard of.
34
117995
2495
Probabil ați mai auzit de nanotehnologie.
02:12
A nanometer is a billionth of a meter.
35
120841
2853
Un nanometru e a miliarda parte
a unui metru.
a unui metru.
02:16
My area is the atomic nucleus,
which is the tiny dot inside an atom.
which is the tiny dot inside an atom.
36
124560
4370
Domeniul meu este nucleul atomic,
acel punct minuscul din atom.
acel punct minuscul din atom.
02:20
It's even smaller in scale.
37
128954
1932
E chiar mai mic, în comparație.
02:22
This is the domain of quantum mechanics,
38
130910
1918
Acesta este domeniul mecanicii cuantice,
02:24
and physicists and chemists
have had a long time
have had a long time
39
132852
2516
iar fizicienii și chimiștii
au avut destul timp
au avut destul timp
02:27
to try and get used to it.
40
135392
1301
să încerce să se
obișnuiască cu el.
obișnuiască cu el.
02:29
Biologists, on the other hand,
have got off lightly, in my view.
have got off lightly, in my view.
41
137248
4457
De cealaltă parte, biologii
au scăpat ieftin, părerea mea.
au scăpat ieftin, părerea mea.
02:34
They are very happy with their
balls-and-sticks models of molecules.
balls-and-sticks models of molecules.
42
142071
4331
Sunt fericiți cu modelele lor de molecule
din mingiuțe și bastonașe.
din mingiuțe și bastonașe.
02:38
(Laughter)
43
146426
1082
(Râsete)
02:39
The balls are the atoms, the sticks
are the bonds between the atoms.
are the bonds between the atoms.
44
147532
3198
Mingiuțele sunt atomii, bastonașele,
legăturile dintre atomi.
legăturile dintre atomi.
Şi de nu pot să le construiască
fizic în laborator,
fizic în laborator,
02:42
And when they can't build them
physically in the lab,
physically in the lab,
45
150754
2494
la ora actuală dispun
de calculatoare foarte puternice
de calculatoare foarte puternice
02:45
nowadays, they have
very powerful computers
very powerful computers
46
153272
2392
02:47
that will simulate a huge molecule.
47
155688
1967
care pot simula o moleculă uriașă.
02:49
This is a protein made up
of 100,000 atoms.
of 100,000 atoms.
48
157679
3664
Aceasta este o proteină
alcătuită din 100 000 de atomi.
alcătuită din 100 000 de atomi.
02:54
It doesn't really require much in the way
of quantum mechanics to explain it.
of quantum mechanics to explain it.
49
162003
4335
Nu este nevoie de foarte multă
mecanică cuantică pentru a o explica.
mecanică cuantică pentru a o explica.
02:59
Quantum mechanics
was developed in the 1920s.
was developed in the 1920s.
50
167695
2889
Mecanica cuantică
a fost dezvoltată în anii 1920.
a fost dezvoltată în anii 1920.
03:02
It is a set of beautiful and powerful
mathematical rules and ideas
mathematical rules and ideas
51
170965
6880
E formată din reguli și idei
matematice frumoase și puternice,
matematice frumoase și puternice,
03:09
that explain the world of the very small.
52
177869
2608
care explică lumea minusculă.
03:12
And it's a world that's very different
from our everyday world,
from our everyday world,
53
180501
3372
O lume care e foarte diferită
de lumea noastră obișnuită,
de lumea noastră obișnuită,
03:15
made up of trillions of atoms.
54
183897
1519
făcută din trilioane de atomi.
03:17
It's a world built
on probability and chance.
on probability and chance.
55
185440
3557
E o lume construită
pe probabilitate și șansă.
pe probabilitate și șansă.
03:21
It's a fuzzy world.
56
189818
1302
O lume neclară.
03:23
It's a world of phantoms,
57
191144
1730
O lume a fantomelor,
03:24
where particles can also behave
like spread-out waves.
like spread-out waves.
58
192898
3348
unde particulele
se pot comporta și ca unde.
se pot comporta și ca unde.
03:30
If we imagine quantum mechanics
or quantum physics, then,
or quantum physics, then,
59
198157
2862
Dacă ne imaginăm mecanica,
fizica cuantică
fizica cuantică
03:33
as the fundamental
foundation of reality itself,
foundation of reality itself,
60
201043
5214
ca fiind fundația realității în sine,
03:38
then it's not surprising that we say
61
206281
1730
putem afirma că mecanica cuantică
susține chimia organică.
susține chimia organică.
03:40
quantum physics underpins
organic chemistry.
organic chemistry.
62
208035
2420
03:42
After all, it gives us
the rules that tell us
the rules that tell us
63
210479
2120
Până la urmă, ea ne dă
regulile care ne spun
regulile care ne spun
03:44
how the atoms fit together
to make organic molecules.
to make organic molecules.
64
212623
2641
cum se potrivesc atomii
pentru a forma molecule organice.
pentru a forma molecule organice.
03:47
Organic chemistry,
scaled up in complexity,
scaled up in complexity,
65
215288
3239
Chimia organică,
amplificată în complexitate,
amplificată în complexitate,
03:50
gives us molecular biology,
which of course leads to life itself.
which of course leads to life itself.
66
218551
3322
dă biologia moleculară,
care duce, desigur, la viața în sine.
care duce, desigur, la viața în sine.
Deci, într-un fel,
nu e deloc surprinzător.
nu e deloc surprinzător.
03:54
So in a way, it's sort of not surprising.
67
222174
1977
03:56
It's almost trivial.
68
224175
1214
E aproape banal.
03:57
You say, "Well, of course life ultimately
must depend of quantum mechanics."
must depend of quantum mechanics."
69
225413
4220
Veți zice: „Evident, până la urmă,
viața depinde de mecanica cuantică."
viața depinde de mecanica cuantică."
04:02
But so does everything else.
70
230141
2390
Dar la fel și toate celelalte.
04:04
So does all inanimate matter,
made up of trillions of atoms.
made up of trillions of atoms.
71
232555
3615
La fel și toată materia neanimată,
– alcătuită din trilioane de atomi –
– alcătuită din trilioane de atomi –
04:08
Ultimately, there's a quantum level
72
236501
4878
și ea există un nivel cuantic,
și noi trebuie să ne scufundăm
în ciudățenia asta.
în ciudățenia asta.
04:13
where we have to delve into
this weirdness.
this weirdness.
73
241403
2183
04:15
But in everyday life,
we can forget about it.
we can forget about it.
74
243610
2416
Însă în viața de zi cu zi,
putem să uităm de ea.
putem să uităm de ea.
04:18
Because once you put together
trillions of atoms,
trillions of atoms,
75
246404
3199
Fiindcă odată ce se îmbină
trilioane de atomi,
trilioane de atomi,
04:21
that quantum weirdness
just dissolves away.
just dissolves away.
76
249627
2615
această ciudățenie cuantică dispare.
04:27
Quantum biology isn't about this.
77
255288
2569
Biologia cuantică nu se ocupă de asta.
04:29
Quantum biology isn't this obvious.
78
257881
2556
Biologia cuantică nu e atât de evidentă.
04:32
Of course quantum mechanics
underpins life at some molecular level.
underpins life at some molecular level.
79
260461
4229
Bineînțeles că mecanica cuantică
susține viața la nivel molecular.
susține viața la nivel molecular.
04:37
Quantum biology is about looking
for the non-trivial --
for the non-trivial --
80
265254
6004
Biologia cuantică încearcă
să găsească non-trivialul,
să găsească non-trivialul,
04:43
the counterintuitive ideas
in quantum mechanics --
in quantum mechanics --
81
271282
4476
– ideile countraintuitive
din mecanica cuantică –
din mecanica cuantică –
04:47
and to see if they do, indeed,
play an important role
play an important role
82
275782
3015
și să verifice dacă, într-adevăr,
ele joacă un rol important
ele joacă un rol important
04:50
in describing the processes of life.
83
278821
2452
în explicarea proceselor vieții.
04:54
Here is my perfect example
of the counterintuitiveness
of the counterintuitiveness
84
282653
5220
Iată exemplul meu perfect pentru
cât de contraintuitivă e lumea cuantică.
cât de contraintuitivă e lumea cuantică.
04:59
of the quantum world.
85
287897
1446
05:01
This is the quantum skier.
86
289367
1251
Acesta e schiorul cuantic.
05:02
He seems to be intact,
he seems to be perfectly healthy,
he seems to be perfectly healthy,
87
290642
2640
Pare întreg, complet sănătos,
05:05
and yet, he seems to have gone around
both sides of that tree at the same time.
both sides of that tree at the same time.
88
293306
4127
totuși se pare că a ocolit același copac
pe ambele părți, în același timp.
pe ambele părți, în același timp.
05:09
Well, if you saw tracks like that
89
297457
1663
Dacă i-ați vedea urmele,
05:11
you'd guess it was some
sort of stunt, of course.
sort of stunt, of course.
90
299144
2309
ați zice că e o scamatorie, desigur,
05:13
But in the quantum world,
this happens all the time.
this happens all the time.
91
301477
2591
dar în lumea cuantică așa ceva
se întâmplă tot timpul.
se întâmplă tot timpul.
Particulele pot face multitasking,
pot fi în două locuri simultan.
pot fi în două locuri simultan.
05:16
Particles can multitask,
they can be in two places at once.
they can be in two places at once.
92
304864
3026
05:19
They can do more than one thing
at the same time.
at the same time.
93
307914
2328
Pot face mai multe lucruri odată.
05:22
Particles can behave
like spread-out waves.
like spread-out waves.
94
310266
2643
Particulele se pot comporta
ca unde împrăștiate.
ca unde împrăștiate.
05:25
It's almost like magic.
95
313298
1599
E aproape magic.
Fizicienii și chimiștii au avut
aproape un secol la dispoziţie
aproape un secol la dispoziţie
05:27
Physicists and chemists have had
nearly a century
nearly a century
96
315538
2749
05:30
of trying to get used to this weirdness.
97
318311
2646
să se obișnuiască cu ciudățenia asta.
Nu-i învinovățesc pe biologi
05:33
I don't blame the biologists
98
321445
1350
că nu trebuie sau nu vor
să învețe mecanica cuantică.
să învețe mecanica cuantică.
05:34
for not having to or wanting
to learn quantum mechanics.
to learn quantum mechanics.
99
322819
2635
05:37
You see, this weirdness is very delicate;
100
325478
3198
Ciudățenia asta e foarte delicată;
05:40
and we physicists work very hard
to maintain it in our labs.
to maintain it in our labs.
101
328700
4450
iar noi fizicienii, lucrăm din greu
să o menținem în laboratoarele noastre.
să o menținem în laboratoarele noastre.
05:45
We cool our system down
to near absolute zero,
to near absolute zero,
102
333174
4204
Aducem sistemul la aproape zero absolut,
05:49
we carry out our experiments in vacuums,
103
337402
1945
facem experimentele în vid,
05:51
we try and isolate it
from any external disturbance.
from any external disturbance.
104
339371
3527
încercăm să le izolăm de orice
factor perturbator extern.
factor perturbator extern.
05:55
That's very different from the warm,
messy, noisy environment of a living cell.
messy, noisy environment of a living cell.
105
343602
5078
E foarte diferit de mediul cald,
dezordonat, zgomotos dintr-o celulă vie,
dezordonat, zgomotos dintr-o celulă vie,
06:01
Biology itself, if you think of
molecular biology,
molecular biology,
106
349960
2787
Biologia, dacă ne gândim la
biologia moleculară,
biologia moleculară,
06:04
seems to have done very well
in describing all the processes of life
in describing all the processes of life
107
352771
3457
pare a descrie foarte bine
toate procesele vieţii
toate procesele vieţii
06:08
in terms of chemistry --
chemical reactions.
chemical reactions.
108
356252
2486
din punct de vedere chimic,
prin reacții chimice.
prin reacții chimice.
06:10
And these are reductionist,
deterministic chemical reactions,
deterministic chemical reactions,
109
358762
4850
Acestea sunt reacții chimice
reducționiste, deterministe,
reducționiste, deterministe,
06:15
showing that, essentially, life is made
of the same stuff as everything else,
of the same stuff as everything else,
110
363636
5114
ce arată că, în esență, viața e formată
din aceleaşi chestii ca restul lucrurilor
din aceleaşi chestii ca restul lucrurilor
06:20
and if we can forget about quantum
mechanics in the macro world,
mechanics in the macro world,
111
368774
3060
și, dacă putem ignora
mecanica cuantică în lumea macro,
mecanica cuantică în lumea macro,
06:23
then we should be able to forget
about it in biology, as well.
about it in biology, as well.
112
371858
3246
atunci o putem ignora și în biologie.
06:27
Well, one man begged
to differ with this idea.
to differ with this idea.
113
375706
3364
Un om nu a fost
de acord cu această idee.
de acord cu această idee.
06:32
Erwin Schrödinger,
of Schrödinger's Cat fame,
of Schrödinger's Cat fame,
114
380062
3469
Erwin Schrödinger,
faimos pentru pisica lui,
faimos pentru pisica lui,
06:35
was an Austrian physicist.
115
383555
1317
a fost un fizician austriac.
06:36
He was one of the founders
of quantum mechanics in the 1920s.
of quantum mechanics in the 1920s.
116
384896
3183
A fost unul din fondatorii
mecanicii cuantice în anii '20.
mecanicii cuantice în anii '20.
06:40
In 1944, he wrote a book
called "What is Life?"
called "What is Life?"
117
388663
2707
În 1944, a scris o carte
numită „Ce este viața?"
numită „Ce este viața?"
06:43
It was tremendously influential.
118
391839
1731
A fost extraordinar de influentă.
06:45
It influenced Francis Crick
and James Watson,
and James Watson,
119
393594
2881
I-a influențat pe Francis Crick
și pe James Watson,
și pe James Watson,
descoperitorii structurii
dublu-helicoidale a ADN-ului.
dublu-helicoidale a ADN-ului.
06:48
the discoverers of the double-helix
structure of DNA.
structure of DNA.
120
396499
2523
06:51
To paraphrase a description
in the book, he says:
in the book, he says:
121
399343
3668
Parafrazând o descriere din carte:
06:55
At the molecular level,
living organisms have a certain order,
living organisms have a certain order,
122
403035
5786
La nivel molecular, organismele vii
au o anumită ordine, o structură,
au o anumită ordine, o structură,
07:00
a structure to them that's very different
123
408845
3232
care este foarte diferită
07:04
from the random thermodynamic jostling
of atoms and molecules
of atoms and molecules
124
412101
4736
de aglomerările termodinamice aleatoare
ale atomilor și moleculelor
ale atomilor și moleculelor
07:08
in inanimate matter
of the same complexity.
of the same complexity.
125
416861
3706
din materia neînsuflețită
de aceeași complexitate.
de aceeași complexitate.
07:13
In fact, living matter seems to behave
in this order, in a structure,
in this order, in a structure,
126
421504
5014
De fapt, materia vie pare a se comporta
în această ordine, într-o structură,
în această ordine, într-o structură,
07:18
just like inanimate matter
cooled down to near absolute zero,
cooled down to near absolute zero,
127
426542
3834
exact ca materia neînsuflețită
răcită până aproape de zero absolut,
răcită până aproape de zero absolut,
07:22
where quantum effects
play a very important role.
play a very important role.
128
430400
3033
unde influențele cuantice
joacă un rol foarte important.
joacă un rol foarte important.
07:26
There's something special
about the structure -- the order --
about the structure -- the order --
129
434280
4160
E ceva foarte special în structura,
în ordinea dintr-o celulă vie.
în ordinea dintr-o celulă vie.
07:30
inside a living cell.
130
438464
1560
07:32
So, Schrödinger speculated that maybe
quantum mechanics plays a role in life.
quantum mechanics plays a role in life.
131
440048
5293
Schrödinger a speculat că e posibil ca
mecanica cuantică să aibă un rol în viață.
mecanica cuantică să aibă un rol în viață.
07:38
It's a very speculative,
far-reaching idea,
far-reaching idea,
132
446096
3425
E o idee foarte speculativă, influentă,
07:41
and it didn't really go very far.
133
449545
2873
care nu a ajuns prea departe.
07:45
But as I mentioned at the start,
134
453536
1533
Dar am menționat la început,
07:47
in the last 10 years, there have been
experiments emerging,
experiments emerging,
135
455093
2799
în ultimii 10 ani, au apărut experimente
care necesitată mecanica cuantică
în explicarea unor fenomenele biologice.
în explicarea unor fenomenele biologice.
07:49
showing where some of these
certain phenomena in biology
certain phenomena in biology
136
457916
4055
07:53
do seem to require quantum mechanics.
137
461995
1763
07:55
I want to share with you
just a few of the exciting ones.
just a few of the exciting ones.
138
463782
3123
Vreau să vă împărtășesc
doar câteva dintre cele interesante.
doar câteva dintre cele interesante.
08:00
This is one of the best-known
phenomena in the quantum world,
phenomena in the quantum world,
139
468215
3707
Acesta e unul dintre cele mai cunoscute
fenomene din lumea cuantică,
fenomene din lumea cuantică,
08:03
quantum tunneling.
140
471946
1701
efectul tunel.
08:05
The box on the left shows
the wavelike, spread-out distribution
the wavelike, spread-out distribution
141
473671
4389
Căsuța din stânga arată
distribuția odulatorie, extinsă,
distribuția odulatorie, extinsă,
08:10
of a quantum entity --
a particle, like an electron,
a particle, like an electron,
142
478084
2761
a unei entități cuantice,
– particulă, electron –
– particulă, electron –
08:12
which is not a little ball
bouncing off a wall.
bouncing off a wall.
143
480869
3637
care nu e o mingiuță
care sare de pe un perete.
care sare de pe un perete.
08:16
It's a wave that has a certain probability
of being able to permeate
of being able to permeate
144
484530
4739
E o undă cu o anumită probabilitate
de penetrare a unui perete solid,
de penetrare a unui perete solid,
08:21
through a solid wall, like a phantom
leaping through to the other side.
leaping through to the other side.
145
489293
3406
ca o fantomă
care trece în partea cealaltă.
care trece în partea cealaltă.
08:24
You can see a faint smudge of light
in the right-hand box.
in the right-hand box.
146
492723
4098
Puteți vedea o pată vagă de lumină
în căsuța din partea dreaptă.
în căsuța din partea dreaptă.
08:29
Quantum tunneling suggests that a particle
can hit an impenetrable barrier,
can hit an impenetrable barrier,
147
497773
4612
Efectul tunel sugerează că o particulă
poate întâlni o barieră impenetrabilă,
poate întâlni o barieră impenetrabilă,
08:34
and yet somehow, as though by magic,
148
502409
2460
totuși, cumva, ca prin farmec,
08:36
disappear from one side
and reappear on the other.
and reappear on the other.
149
504893
2444
poate să dispară într-o parte
și să reapară în cealaltă.
și să reapară în cealaltă.
08:39
The nicest way of explaining it is
if you want to throw a ball over a wall,
if you want to throw a ball over a wall,
150
507658
4251
Cel mai ușor mod de explicat e:
când vrei să arunci mingea peste un zid,
când vrei să arunci mingea peste un zid,
08:43
you have to give it enough energy
to get over the top of the wall.
to get over the top of the wall.
151
511933
3577
trebuie să-i dai destulă energie
să treacă peste zid.
să treacă peste zid.
08:47
In the quantum world,
you don't have to throw it over the wall,
you don't have to throw it over the wall,
152
515534
3058
În lumea cuantică, nu trebuie
să o arunci peste zid,
să o arunci peste zid,
poți s-o arunci și în zid
și există o probabilitate nenulă sigură
și există o probabilitate nenulă sigură
08:50
you can throw it at the wall,
and there's a certain non-zero probability
and there's a certain non-zero probability
153
518616
3407
08:54
that it'll disappear on your side,
and reappear on the other.
and reappear on the other.
154
522047
3323
că va dispărea din partea ta de zid
și va apărea în cealaltă parte.
și va apărea în cealaltă parte.
08:57
This isn't speculation, by the way.
155
525394
1678
Asta nu e speculație.
08:59
We're happy -- well, "happy"
is not the right word --
is not the right word --
156
527096
3396
Suntem fericiți – „fericiți"
nu e cuvântul potrivit...
nu e cuvântul potrivit...
09:02
(Laughter)
157
530516
2045
(Râsete)
09:04
we are familiar with this.
158
532585
1618
...suntem obișnuiți cu asta.
09:06
(Laughter)
159
534227
2745
(Râsete)
09:08
Quantum tunneling
takes place all the time;
takes place all the time;
160
536996
2294
Efectul tunel are loc tot timpul;
09:11
in fact, it's the reason our Sun shines.
161
539314
2667
de fapt, e motivul pentru care
strălucește Soarele.
strălucește Soarele.
09:14
The particles fuse together,
162
542655
1509
Particulele fuzionează
09:16
and the Sun turns hydrogen
into helium through quantum tunneling.
into helium through quantum tunneling.
163
544188
3698
și Soarele transformă hidrogenul
în heliu prin efectul tunel.
în heliu prin efectul tunel.
09:21
Back in the 70s and 80s, it was discovered
that quantum tunneling also takes place
that quantum tunneling also takes place
164
549464
5220
În anii '70 și '80, s-a descoperit
că efectul tunel apare și în celulele vii.
că efectul tunel apare și în celulele vii.
09:26
inside living cells.
165
554708
1192
09:28
Enzymes, those workhorses of life,
the catalysts of chemical reactions --
the catalysts of chemical reactions --
166
556290
6266
Enzimele – muncitori neobosiți ai vieții,
catalizatorii reacțiilor chimice –
catalizatorii reacțiilor chimice –
09:34
enzymes are biomolecules that speed up
chemical reactions in living cells,
chemical reactions in living cells,
167
562580
4166
sunt biomolecule care accelerează
reacțiile chimice în celulele vii,
reacțiile chimice în celulele vii,
09:38
by many, many orders of magnitude.
168
566770
1703
cu multe, multe ordine de mărime.
09:40
And it's always been a mystery
how they do this.
how they do this.
169
568497
2784
Cum reușesc să facă asta
a fost întotdeauna un mister.
a fost întotdeauna un mister.
09:43
Well, it was discovered
170
571650
1189
S-a descoperit că unul din trucurile
dezvoltate evolutiv de către enzime
dezvoltate evolutiv de către enzime
09:44
that one of the tricks that enzymes
have evolved to make use of,
have evolved to make use of,
171
572863
4852
09:49
is by transferring subatomic particles,
like electrons and indeed protons,
like electrons and indeed protons,
172
577739
5228
e transferul de particule subatomice,
– electroni și chiar protoni –
– electroni și chiar protoni –
09:54
from one part of a molecule
to another via quantum tunneling.
to another via quantum tunneling.
173
582991
4661
dintr-o parte în alta a moleculei,
prin efectul tunel.
prin efectul tunel.
10:00
It's efficient, it's fast,
it can disappear --
it can disappear --
174
588333
2851
E eficient, e rapid, poate dispărea,
10:03
a proton can disappear from one place,
and reappear on the other.
and reappear on the other.
175
591208
3111
– un proton poate să dispară
dintr-o parte și să apară în cealaltă.
dintr-o parte și să apară în cealaltă.
10:06
Enzymes help this take place.
176
594343
1629
Enzimele favorizează asta.
10:08
This is research that's been
carried out back in the 80s,
carried out back in the 80s,
177
596548
2683
Acest studiu s-a efectuat în anii '80,
10:11
particularly by a group
in Berkeley, Judith Klinman.
in Berkeley, Judith Klinman.
178
599255
4037
de către un grup din Berkeley,
Judith Klinman.
Judith Klinman.
Alte grupuri din Marea Britanie
au confirmat și ele că enzimele fac asta.
au confirmat și ele că enzimele fac asta.
10:15
Other groups in the UK
have now also confirmed
have now also confirmed
179
603316
2205
10:17
that enzymes really do this.
180
605545
1411
10:21
Research carried out by my group --
181
609048
2549
Cercetări făcute de grupul meu...
10:23
so as I mentioned,
I'm a nuclear physicist,
I'm a nuclear physicist,
182
611621
2434
Am spus, sunt fizician nuclear,
dar am realizat că uneltele
mecanicii cuantice
mecanicii cuantice
10:26
but I've realized I've got these tools
of using quantum mechanics
of using quantum mechanics
183
614079
3055
10:29
in atomic nuclei, and so can apply
those tools in other areas as well.
those tools in other areas as well.
184
617158
5085
folosite la nucleele atomice
se pot folosi și în alte domenii.
se pot folosi și în alte domenii.
10:35
One question we asked
185
623404
1810
O întrebare pe care ne-am pus-o
10:37
is whether quantum tunneling
plays a role in mutations in DNA.
plays a role in mutations in DNA.
186
625238
4298
a fost dacă efectul tunel
joacă vreun rol în mutațiile din ADN.
joacă vreun rol în mutațiile din ADN.
10:41
Again, this is not a new idea;
it goes all the way back to the early 60s.
it goes all the way back to the early 60s.
187
629843
3660
Nici asta nu e o idee nouă;
a apărut la începutul anilor '60.
a apărut la începutul anilor '60.
10:45
The two strands of DNA,
the double-helix structure,
the double-helix structure,
188
633527
2961
Cele două lanțuri din ADN,
structura de dublu-helix,
structura de dublu-helix,
10:48
are held together by rungs;
it's like a twisted ladder.
it's like a twisted ladder.
189
636512
2823
sunt legate prin trepte;
ca o scară răsucită.
ca o scară răsucită.
10:51
And those rungs of the ladder
are hydrogen bonds --
are hydrogen bonds --
190
639359
3507
Treptele scării
sunt legături de hidrogen:
sunt legături de hidrogen:
10:54
protons, that act as the glue
between the two strands.
between the two strands.
191
642890
3790
protoni, cu rol de lipici
între cele două lanțuri.
între cele două lanțuri.
10:58
So if you zoom in, what they're doing
is holding these large molecules --
is holding these large molecules --
192
646704
4750
Dacă mărim imaginea, vedem că ele țin
moleculele mari – nucleotidele – împreună.
moleculele mari – nucleotidele – împreună.
11:03
nucleotides -- together.
193
651478
1607
11:06
Zoom in a bit more.
194
654130
1150
Să mărim mai mult.
11:07
So, this a computer simulation.
195
655304
1916
E o simulare computerizată.
11:09
The two white balls
in the middle are protons,
in the middle are protons,
196
657855
3542
Cele două mingi albe din mijloc
sunt protoni,
sunt protoni,
observați că e o legătură
dublă de hidrogen.
dublă de hidrogen.
11:13
and you can see that
it's a double hydrogen bond.
it's a double hydrogen bond.
197
661421
2299
11:15
One prefers to sit on one side;
the other, on the other side
the other, on the other side
198
663744
3314
Una preferă să stea pe o parte;
cealaltă, pe cealaltă parte
cealaltă, pe cealaltă parte
11:19
of the two strands of the vertical lines
going down, which you can't see.
going down, which you can't see.
199
667082
4558
a celor două lanțuri, ale verticalelor
care merg în jos și nu sunt vizibile.
care merg în jos și nu sunt vizibile.
11:24
It can happen that
these two protons can hop over.
these two protons can hop over.
200
672410
3395
Se poate întâmpla ca acești doi protoni
să sară de cealaltă parte.
să sară de cealaltă parte.
11:27
Watch the two white balls.
201
675829
1436
Priviți cele două mingi albe.
11:29
They can jump over to the other side.
202
677748
1998
Pot sări către cealaltă parte.
11:32
If the two strands of DNA then separate,
leading to the process of replication,
leading to the process of replication,
203
680239
5646
Dacă cele două lanțuri de ADN se separă,
pentru procesul de replicare,
pentru procesul de replicare,
11:37
and the two protons
are in the wrong positions,
are in the wrong positions,
204
685909
3199
și cei 2 protoni sunt în poziții greșite,
poate apărea o mutație.
poate apărea o mutație.
11:41
this can lead to a mutation.
205
689132
1763
11:43
This has been known for half a century.
206
691204
1872
Știm asta de o jumătate de secol.
Întrebarea e cât de probabil e
ca ei să facă asta
ca ei să facă asta
11:45
The question is: How likely
are they to do that,
are they to do that,
207
693100
2343
11:47
and if they do, how do they do it?
208
695467
2378
și, dacă o fac, cum o fac?
11:49
Do they jump across,
like the ball going over the wall?
like the ball going over the wall?
209
697869
3019
Sar peste, ca mingea
care trece peste zid,
care trece peste zid,
11:52
Or can they quantum-tunnel across,
even if they don't have enough energy?
even if they don't have enough energy?
210
700912
3502
sau prin efectul tunel trec direct acolo,
chiar fără destulă energie?
chiar fără destulă energie?
11:57
Early indications suggest that
quantum tunneling can play a role here.
quantum tunneling can play a role here.
211
705089
4252
Indicațiile precoce arată că efectul tunel
poate juca un rol aici.
poate juca un rol aici.
12:01
We still don't know yet
how important it is;
how important it is;
212
709365
2124
Încă nu știm cât de important e acesta;
12:03
this is still an open question.
213
711513
1792
rămâne o întrebare deschisă.
12:06
It's speculative,
214
714199
1150
E speculativă,
12:07
but it's one of those questions
that is so important
that is so important
215
715373
2643
dar e una din întrebările
extrem de importante
extrem de importante
fiindcă, dacă efectul tunel
are rol în mutații,
are rol în mutații,
12:10
that if quantum mechanics
plays a role in mutations,
plays a role in mutations,
216
718040
2446
12:12
surely this must have big implications,
217
720510
2299
asta are o mulțime de implicații
în înțelegerea anumitor tipuri de mutații,
în înțelegerea anumitor tipuri de mutații,
12:14
to understand certain types of mutations,
218
722833
2694
12:17
possibly even those that lead
to turning a cell cancerous.
to turning a cell cancerous.
219
725551
3756
chiar a celor care duc la transformarea
în celule canceroase.
în celule canceroase.
12:22
Another example of quantum mechanics
in biology is quantum coherence,
in biology is quantum coherence,
220
730803
5299
Un alt exemplu al mecanicii cuantice
în biologie e coerența cuantică
în biologie e coerența cuantică
într-unul din cele mai importante
procese biologice, fotosinteza:
procese biologice, fotosinteza:
12:28
in one of the most
important processes in biology,
important processes in biology,
221
736126
2353
12:30
photosynthesis: plants
and bacteria taking sunlight,
and bacteria taking sunlight,
222
738503
3941
plantele și bacteriile iau lumina solară
12:34
and using that energy to create biomass.
223
742468
2954
și o folosesc pentru a produce biomasă.
12:38
Quantum coherence is the idea
of quantum entities multitasking.
of quantum entities multitasking.
224
746215
4152
Coerența cuantică înseamnă
entități cuantice în multitasking.
entități cuantice în multitasking.
12:42
It's the quantum skier.
225
750912
1604
E schiorul cuantic.
12:44
It's an object that behaves like a wave,
226
752540
2952
E un obiect care se comportă ca o undă,
12:47
so that it doesn't just move
in one direction or the other,
in one direction or the other,
227
755516
2902
astfel încât nu se mișcă doar
într-o direcție sau în alta,
într-o direcție sau în alta,
12:50
but can follow multiple pathways
at the same time.
at the same time.
228
758442
3320
poate urma mai multe cărări
în același timp.
în același timp.
12:54
Some years ago,
the world of science was shocked
the world of science was shocked
229
762708
3916
Acum câțiva ani,
lumea științei a fost şocată
lumea științei a fost şocată
12:58
when a paper was published
showing experimental evidence
showing experimental evidence
230
766648
3584
la publicarea unei lucrări
cu dovezi experimentale
cu dovezi experimentale
13:02
that quantum coherence
takes place inside bacteria,
takes place inside bacteria,
231
770256
3776
dovedind coerența cuantică din bacterii
în timpul fotosintezei.
în timpul fotosintezei.
13:06
carrying out photosynthesis.
232
774056
1686
13:07
The idea is that the photon,
the particle of light, the sunlight,
the particle of light, the sunlight,
233
775766
3064
Ideea e că fotonul,
– particula de lumină, lumina solară,
– particula de lumină, lumina solară,
13:10
the quantum of light
captured by a chlorophyll molecule,
captured by a chlorophyll molecule,
234
778854
3344
cuanta de lumină –
captată de o moleculă de clorofilă,
captată de o moleculă de clorofilă,
13:14
is then delivered to what's called
the reaction center,
the reaction center,
235
782222
2591
e apoi transmisă la centrul de reacție,
unde poate fi transformată
în energie chimică.
în energie chimică.
13:16
where it can be turned into
chemical energy.
chemical energy.
236
784837
2064
13:18
And in getting there,
it doesn't just follow one route;
it doesn't just follow one route;
237
786925
2648
Nu ajunge acolo pe un singur traseu,
ci pe mai multe simultan,
ci pe mai multe simultan,
13:21
it follows multiple pathways at once,
238
789597
2215
13:23
to optimize the most efficient way
of reaching the reaction center
of reaching the reaction center
239
791836
4337
optimizând calea cea mai eficientă
spre centrul de reacţie,
spre centrul de reacţie,
fără a se disipa ca pierdere de căldură.
13:28
without dissipating as waste heat.
240
796197
1721
13:31
Quantum coherence taking place
inside a living cell.
inside a living cell.
241
799228
3309
Coerență cuantică
într-o celulă vie.
într-o celulă vie.
13:34
A remarkable idea,
242
802561
2120
O idee remarcabilă,
13:36
and yet evidence is growing almost weekly,
with new papers coming out,
with new papers coming out,
243
804705
6235
iar dovezile se înmulțesc aproape
săptămânal, cu apariția a noi articole
săptămânal, cu apariția a noi articole
13:42
confirming that this
does indeed take place.
does indeed take place.
244
810964
2212
care confirmă că acest lucru are loc.
13:45
My third and final example
is the most beautiful, wonderful idea.
is the most beautiful, wonderful idea.
245
813555
4739
Al treilea și ultimul meu exemplu
e cea mai frumoasă și minunată idee.
e cea mai frumoasă și minunată idee.
13:50
It's also still very speculative,
but I have to share it with you.
but I have to share it with you.
246
818318
4063
E încă o speculație,
dar trebuie să v-o împărtășesc.
dar trebuie să v-o împărtășesc.
13:54
The European robin
migrates from Scandinavia
migrates from Scandinavia
247
822405
4612
Măcăleandrul european
migrează din Scandinavia
migrează din Scandinavia
13:59
down to the Mediterranean, every autumn,
248
827041
2635
spre sud, către Mediteraneană,
în fiecare toamnă
în fiecare toamnă
14:01
and like a lot of other
marine animals and even insects,
marine animals and even insects,
249
829700
3373
și, ca multe alte animale marine
și chiar insecte,
și chiar insecte,
14:05
they navigate by sensing
the Earth's magnetic field.
the Earth's magnetic field.
250
833097
4300
el navighează percepând
câmpul magnetic terestru.
câmpul magnetic terestru.
Câmpul magnetic terestru
este foarte, foarte slab;
este foarte, foarte slab;
14:10
Now, the Earth's magnetic field
is very, very weak;
is very, very weak;
251
838968
2427
de 100 de ori mai slab
decât un magnet de frigider,
decât un magnet de frigider,
14:13
it's 100 times weaker
than a fridge magnet,
than a fridge magnet,
252
841419
2080
14:15
and yet it affects the chemistry --
somehow -- within a living organism.
somehow -- within a living organism.
253
843523
5601
şi totuși afectează cumva
chimia dintr-un organism viu.
chimia dintr-un organism viu.
14:21
That's not in doubt --
a German couple of ornithologists,
a German couple of ornithologists,
254
849932
3806
Nu ne îndoim de acest lucru.
Doi ornitologi germani,
Doi ornitologi germani,
14:25
Wolfgang and Roswitha Wiltschko,
in the 1970s, confirmed that indeed,
in the 1970s, confirmed that indeed,
255
853762
4260
Wolfgang şi Roswitha Wiltschko,
au demonstrat în anii '70, că într-adevăr,
au demonstrat în anii '70, că într-adevăr,
14:30
the robin does find its way by somehow
sensing the Earth's magnetic field,
sensing the Earth's magnetic field,
256
858046
3977
măcăleandrul își găsește drumul
percepând cumva câmpul magnetic terestru
percepând cumva câmpul magnetic terestru
14:34
to give it directional information --
a built-in compass.
a built-in compass.
257
862047
3327
pentru informații direcționale,
având o busolă încorporată.
având o busolă încorporată.
14:37
The puzzle, the mystery was:
How does it do it?
How does it do it?
258
865398
2249
Enigma, misterul era:
Cum reușește asta?
Cum reușește asta?
14:40
Well, the only theory in town --
259
868351
3030
Ei bine, singura teorie existentă
14:43
we don't know if it's the correct theory,
but the only theory in town --
but the only theory in town --
260
871405
3436
– nu știm dacă corectă,
dar e singura existentă –
dar e singura existentă –
e că reușește prin entanglement cuantic,
cuplare cuantică.
cuplare cuantică.
14:46
is that it does it via something
called quantum entanglement.
called quantum entanglement.
261
874865
2984
14:50
Inside the robin's retina --
262
878567
2374
În retina măcăleandrului,
14:52
I kid you not -- inside the robin's retina
is a protein called cryptochrome,
is a protein called cryptochrome,
263
880965
4232
– nu vă mint – e o proteină,
numită criptocrom, sensibilă la lumină.
numită criptocrom, sensibilă la lumină.
14:57
which is light-sensitive.
264
885221
1380
14:58
Within cryptochrome, a pair of electrons
are quantum-entangled.
are quantum-entangled.
265
886625
3939
În cadrul criptocromului, o pereche
de electroni sunt entanglați cuantic.
de electroni sunt entanglați cuantic.
15:02
Now, quantum entanglement
is when two particles are far apart,
is when two particles are far apart,
266
890588
3232
Entanglarea cuantică apare când
două particule sunt depărtate,
două particule sunt depărtate,
15:05
and yet somehow remain
in contact with each other.
in contact with each other.
267
893844
2834
însă rămân cumva
în legătură una cu cealaltă.
în legătură una cu cealaltă.
15:08
Even Einstein hated this idea;
268
896991
1446
Până și Einstein ura ideea: a numit-o
„acțiune macabră la distanță.”
„acțiune macabră la distanță.”
15:10
he called it "spooky action
at a distance."
at a distance."
269
898461
2039
15:12
(Laughter)
270
900524
1881
(Râsete)
Dacă nici lui Einstein nu i-a plăcut,
avem voie și noi.
avem voie și noi.
15:14
So if Einstein doesn't like it,
then we can all be uncomfortable with it.
then we can all be uncomfortable with it.
271
902429
3443
Doi electroni entanglați cuantic
într-o singură moleculă
într-o singură moleculă
15:17
Two quantum-entangled electrons
within a single molecule
within a single molecule
272
905896
2853
15:20
dance a delicate dance
273
908773
1471
dansează un dans delicat, sensibil
la direcția în care zboară pasărea
la direcția în care zboară pasărea
15:22
that is very sensitive
to the direction the bird flies
to the direction the bird flies
274
910268
2541
15:24
in the Earth's magnetic field.
275
912833
1531
în câmpul magnetic terestru.
15:26
We don't know if it's
the correct explanation,
the correct explanation,
276
914848
2610
Nu știm dacă e explicația corectă,
15:29
but wow, wouldn't it be exciting
if quantum mechanics helps birds navigate?
if quantum mechanics helps birds navigate?
277
917482
4544
dar nu ar fi incredibil dacă mecanica
cuantică ar ajuta păsările să navigheze?
cuantică ar ajuta păsările să navigheze?
15:35
Quantum biology is still in it infancy.
278
923069
2721
Biologia cuantică se află încă la început.
15:37
It's still speculative.
279
925814
3484
Este încă speculativă.
15:41
But I believe it's built on solid science.
280
929742
3849
Dar eu cred că se bazează
pe știință solidă.
pe știință solidă.
15:45
I also think that
in the coming decade or so,
in the coming decade or so,
281
933917
3809
Mai cred și că în următorii zece ani
15:49
we're going to start to see
that actually, it pervades life --
that actually, it pervades life --
282
937750
4841
vom vedea că, de fapt,
ea insuflă viața,
ea insuflă viața,
15:54
that life has evolved tricks
that utilize the quantum world.
that utilize the quantum world.
283
942615
4596
că lumea vie a evoluat
prin mecanisme cuantice.
prin mecanisme cuantice.
16:00
Watch this space.
284
948026
1428
Priviți acest spațiu.
16:01
Thank you.
285
949478
1157
Mulțumesc.
(Aplauze)
16:02
(Applause)
286
950659
2202
ABOUT THE SPEAKER
Jim Al-Khalili - Quantum physicistPhysicist 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 speakerJim Al-Khalili | Speaker | TED.com