TEDGlobalLondon
Jim Al-Khalili: How quantum biology might explain life's biggest questions
Jim Al-Khalili: Cómo podría explicar la biología cuántica las mayores preguntas de la vida
Filmed:
Readability: 4.9
2,255,707 views
¿Cómo sabe un petirrojo volar al sur? La respuesta podría ser más extraña de lo que piensas; la física cuántica puede estar involucrada. Jim Al-Khalili repasa el muy nuevo y muy extraño mundo de la biología cuántica, algo que Einstein una vez llamó "acción fantasmal a distancia" que ayuda a las aves a navegar, y cuyos efectos cuánticos podrían explicar el origen de la vida misma.
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
Me gustaría presentarles
un área emergente de la ciencia,
un área emergente de la ciencia,
00:17
one that is still speculative
but hugely exciting,
but hugely exciting,
1
5742
3943
que sigue siendo especulativa,
pero muy emocionante, y,
pero muy emocionante, y,
00:21
and certainly one
that's growing very rapidly.
that's growing very rapidly.
2
9709
2629
sin duda, un área que está
creciendo muy rápidamente.
creciendo muy rápidamente.
00:25
Quantum biology
asks a very simple question:
asks a very simple question:
3
13448
4048
La biología cuántica plantea
una pregunta muy simple:
una pregunta muy simple:
00:29
Does quantum mechanics --
4
17520
1350
¿Juega la mecánica cuántica
00:30
that weird and wonderful
and powerful theory
and powerful theory
5
18894
3302
--esa teoría extraña,
maravillosa y potente
maravillosa y potente
00:34
of the subatomic world
of atoms and molecules
of atoms and molecules
6
22220
2688
del mundo subatómico
de átomos y moléculas
de átomos y moléculas
00:36
that underpins so much
of modern physics and chemistry --
of modern physics and chemistry --
7
24932
3488
que sustenta gran parte de
la física moderna y la química---
la física moderna y la química---
00:40
also play a role inside the living cell?
8
28444
3412
también un papel en el interior
de la célula viva?
de la célula viva?
00:43
In other words: Are there processes,
mechanisms, phenomena
mechanisms, phenomena
9
31880
4079
En otras palabras: ¿Existen
procesos, mecanismos, fenómenos,
procesos, mecanismos, fenómenos,
00:47
in living organisms
that can only be explained
that can only be explained
10
35983
3988
en los organismos vivos
que solo pueden explicarse
que solo pueden explicarse
00:51
with a helping hand
from quantum mechanics?
from quantum mechanics?
11
39995
2743
con ayuda de la mecánica cuántica?
00:55
Now, quantum biology isn't new;
12
43546
1637
La biología cuántica no es nueva;
00:57
it's been around since the early 1930s.
13
45207
2401
ha estado presente
desde la década de 1930.
desde la década de 1930.
00:59
But it's only in the last decade or so
that careful experiments --
that careful experiments --
14
47928
3715
Pero solo en la última década más o menos
los experimentos minuciosos,
los experimentos minuciosos,
01:03
in biochemistry labs,
using spectroscopy --
using spectroscopy --
15
51667
3464
en laboratorios de bioquímica,
usando espectroscopia,
usando espectroscopia,
01:07
have shown very clear, firm evidence
that there are certain specific mechanisms
that there are certain specific mechanisms
16
55155
6863
han mostrado clara y firme evidencia
de que hay ciertos mecanismos específicos
de que hay ciertos mecanismos específicos
01:14
that require quantum mechanics
to explain them.
to explain them.
17
62042
2511
que requieren de la mecánica cuántica
para que puedan explicarse.
para que puedan explicarse.
01:17
Quantum biology brings together
quantum physicists, biochemists,
quantum physicists, biochemists,
18
65674
3329
La biología cuántica reúne
a los físicos cuánticos, bioquímicos,
a los físicos cuánticos, bioquímicos,
01:21
molecular biologists --
it's a very interdisciplinary field.
it's a very interdisciplinary field.
19
69027
3641
biólogos moleculares...
es un campo muy interdisciplinario.
es un campo muy interdisciplinario.
01:24
I come from quantum physics,
so I'm a nuclear physicist.
so I'm a nuclear physicist.
20
72692
3929
Vengo de la física cuántica,
así que soy físico nuclear.
así que soy físico nuclear.
01:28
I've spent more than three decades
21
76645
2265
He pasado más de tres décadas
01:30
trying to get my head
around quantum mechanics.
around quantum mechanics.
22
78934
2929
tratando de entender
la mecánica cuántica.
la mecánica cuántica.
01:33
One of the founders
of quantum mechanics, Niels Bohr,
of quantum mechanics, Niels Bohr,
23
81887
2493
Uno de los fundadores de
la mecánica cuántica, Niels Bohr,
la mecánica cuántica, 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
dijo: Si Ud. no está asombrado por
ella, entonces no la ha entendido.
ella, entonces no la ha entendido.
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
Así que me satisface estar
todavía asombrado por ella.
todavía asombrado por ella.
Eso es bueno.
01:43
That's a good thing.
26
91104
1745
Pero significa que estudio estructuras
muy pequeñas del universo,
muy pequeñas del universo,
01:44
But it means I study the very
smallest structures in the universe --
smallest structures in the universe --
27
92873
6885
01:51
the building blocks of reality.
28
99782
2075
los bloques de construcción
de la realidad.
de la realidad.
01:53
If we think about the scale of size,
29
101881
3215
Si pensamos en la escala de tamaños,
01:57
start with an everyday object
like the tennis ball,
like the tennis ball,
30
105120
2952
comienza con un objeto cotidiano
como la pelota de tenis,
como la pelota de tenis,
02:00
and just go down orders
of magnitude in size --
of magnitude in size --
31
108096
2901
y acaba con órdenes de
gran magnitud de tamaño:
gran magnitud de tamaño:
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
desde el ojo de una aguja hasta
la célula, la bacteria y la enzima,
la célula, la bacteria y la enzima,
02:08
you eventually reach the nano-world.
33
116242
1729
para llegar, finalmente, al nanomundo.
02:09
Now, nanotechnology may be
a term you've heard of.
a term you've heard of.
34
117995
2495
Puede que hayan oído hablar
de la nanotecnología.
de la nanotecnología.
Un nanómetro es la mil millonésima
parte de un metro.
parte de un metro.
02:12
A nanometer is a billionth of a meter.
35
120841
2853
Mi área es el núcleo atómico,
el pequeño punto dentro de un átomo.
el pequeño punto dentro de un átomo.
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
Es incluso más pequeño en escala.
02:20
It's even smaller in scale.
37
128954
1932
Este es el dominio
de la mecánica cuántica,
de la mecánica cuántica,
02:22
This is the domain of quantum mechanics,
38
130910
1918
02:24
and physicists and chemists
have had a long time
have had a long time
39
132852
2516
y los físicos y los químicos
han tenido mucho tiempo
han tenido mucho tiempo
02:27
to try and get used to it.
40
135392
1301
para tratar de acostumbrarse a él.
02:29
Biologists, on the other hand,
have got off lightly, in my view.
have got off lightly, in my view.
41
137248
4457
Los biólogos, por el contrario, lo han
tratado a la ligera, en mi opinión.
tratado a la ligera, en mi opinión.
02:34
They are very happy with their
balls-and-sticks models of molecules.
balls-and-sticks models of molecules.
42
142071
4331
Ellos están muy contentos con sus
modelos de moléculas de bolas y palillos
modelos de moléculas de bolas y palillos
02:38
(Laughter)
43
146426
1082
(Risas)
Las bolas son los átomos, los palillos
los enlaces entre los átomos.
los enlaces entre los átomos.
02:39
The balls are the atoms, the sticks
are the bonds between the atoms.
are the bonds between the atoms.
44
147532
3198
Y cuando no pueden construirlos
físicamente en el laboratorio,
físicamente en el laboratorio,
02:42
And when they can't build them
physically in the lab,
physically in the lab,
45
150754
2494
02:45
nowadays, they have
very powerful computers
very powerful computers
46
153272
2392
hoy en día, tienen
computadoras muy potentes
computadoras muy potentes
02:47
that will simulate a huge molecule.
47
155688
1967
que simularán una molécula enorme.
02:49
This is a protein made up
of 100,000 atoms.
of 100,000 atoms.
48
157679
3664
Esta es una proteína formada
por 100 000 átomos.
por 100 000 átomos.
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
No precisa mucho que la mecánica
cuántica se lo explique.
cuántica se lo explique.
02:59
Quantum mechanics
was developed in the 1920s.
was developed in the 1920s.
50
167695
2889
La mecánica cuántica se desarrolló
en la década de 1920.
en la década de 1920.
Es un conjunto de reglas e ideas
matemáticas bellas y poderosas
matemáticas bellas y poderosas
03:02
It is a set of beautiful and powerful
mathematical rules and ideas
mathematical rules and ideas
51
170965
6880
03:09
that explain the world of the very small.
52
177869
2608
que explican el mundo de lo muy pequeño.
03:12
And it's a world that's very different
from our everyday world,
from our everyday world,
53
180501
3372
Y es un mundo muy diferente
a nuestro mundo cotidiano,
a nuestro mundo cotidiano,
compuesto por miles
de millones de átomos.
de millones de átomos.
03:15
made up of trillions of atoms.
54
183897
1519
03:17
It's a world built
on probability and chance.
on probability and chance.
55
185440
3557
Es un mundo construido sobre
la probabilidad y posibilidad.
la probabilidad y posibilidad.
03:21
It's a fuzzy world.
56
189818
1302
Es un mundo difuso.
03:23
It's a world of phantoms,
57
191144
1730
Es un mundo de fantasmas, donde
03:24
where particles can also behave
like spread-out waves.
like spread-out waves.
58
192898
3348
las partículas también se pueden
comportar como ondas de propagación.
comportar como ondas de propagación.
Si imaginamos la mecánica cuántica
o la física cuántica,
o la física cuántica,
03:30
If we imagine quantum mechanics
or quantum physics, then,
or quantum physics, then,
59
198157
2862
03:33
as the fundamental
foundation of reality itself,
foundation of reality itself,
60
201043
5214
como la base fundamental
de la realidad misma,
de la realidad misma,
entonces no es extraño
que digamos que
que digamos que
03:38
then it's not surprising that we say
61
206281
1730
03:40
quantum physics underpins
organic chemistry.
organic chemistry.
62
208035
2420
la física cuántica sustenta
la química orgánica.
la química orgánica.
03:42
After all, it gives us
the rules that tell us
the rules that tell us
63
210479
2120
Después de todo, da las reglas
que dictan
que dictan
03:44
how the atoms fit together
to make organic molecules.
to make organic molecules.
64
212623
2641
cómo los átomos se unen
para formar moléculas orgánicas.
para formar moléculas orgánicas.
03:47
Organic chemistry,
scaled up in complexity,
scaled up in complexity,
65
215288
3239
La química orgánica,
ampliada en la complejidad,
ampliada en la complejidad,
03:50
gives us molecular biology,
which of course leads to life itself.
which of course leads to life itself.
66
218551
3322
nos da la biología molecular,
que por supuesto lleva a la vida misma.
que por supuesto lleva a la vida misma.
Así que en cierto modo,
no es una sorpresa.
no es una sorpresa.
03:54
So in a way, it's sort of not surprising.
67
222174
1977
03:56
It's almost trivial.
68
224175
1214
Es casi trivial: uno dice:
03:57
You say, "Well, of course life ultimately
must depend of quantum mechanics."
must depend of quantum mechanics."
69
225413
4220
"En última instancia, la vida
depende de la mecánica cuántica".
depende de la mecánica cuántica".
04:02
But so does everything else.
70
230141
2390
Pero lo mismo ocurre con todo lo demás.
También lo hace toda
la materia inanimada,
la materia inanimada,
04:04
So does all inanimate matter,
made up of trillions of atoms.
made up of trillions of atoms.
71
232555
3615
formada por miles
de millones de átomos.
de millones de átomos.
04:08
Ultimately, there's a quantum level
72
236501
4878
En última instancia,
hay un nivel cuántico
hay un nivel cuántico
04:13
where we have to delve into
this weirdness.
this weirdness.
73
241403
2183
donde tenemos que
profundizar en esta rareza.
profundizar en esta rareza.
04:15
But in everyday life,
we can forget about it.
we can forget about it.
74
243610
2416
Pero en la vida cotidiana,
podemos olvidarlo.
podemos olvidarlo.
04:18
Because once you put together
trillions of atoms,
trillions of atoms,
75
246404
3199
Porque una vez que
juntas billones de átomos,
juntas billones de átomos,
la rareza cuántica
simplemente se disuelve.
simplemente se disuelve.
04:21
that quantum weirdness
just dissolves away.
just dissolves away.
76
249627
2615
La biología cuántica no trata de esto.
04:27
Quantum biology isn't about this.
77
255288
2569
La biología cuántica no es tan obvia.
04:29
Quantum biology isn't this obvious.
78
257881
2556
04:32
Of course quantum mechanics
underpins life at some molecular level.
underpins life at some molecular level.
79
260461
4229
Claro, la mecánica cuántica sustenta
la vida en algún nivel molecular.
la vida en algún nivel molecular.
04:37
Quantum biology is about looking
for the non-trivial --
for the non-trivial --
80
265254
6004
La biología cuántica trata
de buscar lo no trivial,
de buscar lo no trivial,
04:43
the counterintuitive ideas
in quantum mechanics --
in quantum mechanics --
81
271282
4476
las ideas contraintuitivas
en la mecánica cuántica...
en la mecánica cuántica...
y al observar si lo hacen, ciertamente,
juegan un papel importante
juegan un papel importante
04:47
and to see if they do, indeed,
play an important role
play an important role
82
275782
3015
04:50
in describing the processes of life.
83
278821
2452
en la descripción
de los procesos de la vida.
de los procesos de la vida.
04:54
Here is my perfect example
of the counterintuitiveness
of the counterintuitiveness
84
282653
5220
Este es mi ejemplo perfecto
de la contraintuitividad
de la contraintuitividad
04:59
of the quantum world.
85
287897
1446
del mundo cuántico.
Es el esquiador cuántico.
05:01
This is the quantum skier.
86
289367
1251
05:02
He seems to be intact,
he seems to be perfectly healthy,
he seems to be perfectly healthy,
87
290642
2640
Parece intacto, y perfectamente sano,
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
y, sin embargo, parece que ha bordeado
ambos lados de ese árbol al mismo tiempo.
ambos lados de ese árbol al mismo tiempo.
05:09
Well, if you saw tracks like that
89
297457
1663
Bueno, si vieron pistas como esas
05:11
you'd guess it was some
sort of stunt, of course.
sort of stunt, of course.
90
299144
2309
se imaginarán que es un truco,
por supuesto.
por supuesto.
05:13
But in the quantum world,
this happens all the time.
this happens all the time.
91
301477
2591
Pero en el mundo cuántico,
esto sucede todo el tiempo.
esto sucede todo el tiempo.
Las partículas pueden ser multitarea,
pueden estar en dos lugares a la vez.
pueden estar en dos lugares a la vez.
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
Pueden hacer más
de una cosa a la vez.
de una cosa a la vez.
05:22
Particles can behave
like spread-out waves.
like spread-out waves.
94
310266
2643
Las partículas pueden comportarse
como ondas de propagación.
como ondas de propagación.
05:25
It's almost like magic.
95
313298
1599
Es casi como magia.
05:27
Physicists and chemists have had
nearly a century
nearly a century
96
315538
2749
Los físicos y químicos
han tenido casi un siglo
han tenido casi un siglo
05:30
of trying to get used to this weirdness.
97
318311
2646
para acostumbrarse a esta rareza.
No culpo a los biólogos
05:33
I don't blame the biologists
98
321445
1350
por no haber podido o querido
aprender mecánica cuántica.
aprender mecánica cuántica.
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
Esta rareza es muy delicada;
05:40
and we physicists work very hard
to maintain it in our labs.
to maintain it in our labs.
101
328700
4450
y los físicos trabajamos arduamente
para mantenerlo en nuestros laboratorios.
para mantenerlo en nuestros laboratorios.
05:45
We cool our system down
to near absolute zero,
to near absolute zero,
102
333174
4204
Enfriamos nuestro sistema
hasta cerca del cero absoluto,
hasta cerca del cero absoluto,
llevamos a cabo experimentos
en el vacío,
en el vacío,
05:49
we carry out our experiments in vacuums,
103
337402
1945
tratamos de aislarlos de
cualquier perturbación externa.
cualquier perturbación externa.
05:51
we try and isolate it
from any external disturbance.
from any external disturbance.
104
339371
3527
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
Muy diferente al ambiente cálido,
desordenado y ruidoso de una célula viva.
desordenado y ruidoso de una célula viva.
La biología en sí misma,
si piensan en la biología molecular,
si piensan en la biología molecular,
06:01
Biology itself, if you think of
molecular biology,
molecular biology,
106
349960
2787
parece haber funcionado muy bien
describiendo todos los procesos de la vida
describiendo todos los procesos de la vida
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
06:08
in terms of chemistry --
chemical reactions.
chemical reactions.
108
356252
2486
en términos químicos,
como reacciones químicas.
como reacciones químicas.
06:10
And these are reductionist,
deterministic chemical reactions,
deterministic chemical reactions,
109
358762
4850
Y estas son las reacciones químicas
reduccionistas, deterministas,
reduccionistas, deterministas,
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
que muestran que, en esencia,
la vida está hecha de la misma
materia que todo lo demás,
materia que todo lo demás,
y si podemos olvidarnos de la
mecánica cuántica en el mundo macro,
mecánica cuántica en el mundo macro,
06:20
and if we can forget about quantum
mechanics in the macro world,
mechanics in the macro world,
111
368774
3060
06:23
then we should be able to forget
about it in biology, as well.
about it in biology, as well.
112
371858
3246
entonces deberíamos poder olvidarnos
de él en la biología, también.
de él en la biología, también.
06:27
Well, one man begged
to differ with this idea.
to differ with this idea.
113
375706
3364
Bueno, un hombre no estuvo
de acuerdo con esta idea.
de acuerdo con esta idea.
Erwin Schrödinger,
del famoso gato de Schrödinger,
del famoso gato de Schrödinger,
06:32
Erwin Schrödinger,
of Schrödinger's Cat fame,
of Schrödinger's Cat fame,
114
380062
3469
fue un físico austríaco.
06:35
was an Austrian physicist.
115
383555
1317
06:36
He was one of the founders
of quantum mechanics in the 1920s.
of quantum mechanics in the 1920s.
116
384896
3183
Uno de los fundadores de la mecánica
cuántica en la década de 1920.
cuántica en la década de 1920.
06:40
In 1944, he wrote a book
called "What is Life?"
called "What is Life?"
117
388663
2707
En 1944, escribió un libro titulado:
"¿Qué es la vida?"
"¿Qué es la vida?"
06:43
It was tremendously influential.
118
391839
1731
Tuvo una tremenda influencia.
06:45
It influenced Francis Crick
and James Watson,
and James Watson,
119
393594
2881
Influyó en Francis Crick
y en James Watson,
y en James Watson,
06:48
the discoverers of the double-helix
structure of DNA.
structure of DNA.
120
396499
2523
descubridores de la estructura
de doble hélice del ADN.
de doble hélice del ADN.
06:51
To paraphrase a description
in the book, he says:
in the book, he says:
121
399343
3668
Parafraseando una descripción
en el libro, dice:
en el libro, dice:
06:55
At the molecular level,
living organisms have a certain order,
living organisms have a certain order,
122
403035
5786
A nivel molecular, los organismos vivos
tienen un cierto orden,
tienen un cierto orden,
07:00
a structure to them that's very different
123
408845
3232
una estructura para ellos
que es muy diferente
que es muy diferente
07:04
from the random thermodynamic jostling
of atoms and molecules
of atoms and molecules
124
412101
4736
de los empujones termodinámicos
aleatorios de átomos y moléculas
aleatorios de átomos y moléculas
07:08
in inanimate matter
of the same complexity.
of the same complexity.
125
416861
3706
existente en la materia inanimada
de la misma complejidad.
de la misma complejidad.
De hecho, la materia viva parece
comportarse en este orden,
comportarse en este orden,
07:13
In fact, living matter seems to behave
in this order, in a structure,
in this order, in a structure,
126
421504
5014
en una estructura,
07:18
just like inanimate matter
cooled down to near absolute zero,
cooled down to near absolute zero,
127
426542
3834
al igual que la materia inanimada
se enfría hasta cerca del cero absoluto,
se enfría hasta cerca del cero absoluto,
07:22
where quantum effects
play a very important role.
play a very important role.
128
430400
3033
donde los efectos cuánticos
juegan un papel muy importante.
juegan un papel muy importante.
07:26
There's something special
about the structure -- the order --
about the structure -- the order --
129
434280
4160
Hay algo especial acerca
de la estructura, del orden
de la estructura, del orden
en el interior de una célula viva.
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
Así, Schrödinger especuló con que
la mecánica cuántica, tal vez,
jugara un papel en la vida.
jugara un papel en la vida.
07:38
It's a very speculative,
far-reaching idea,
far-reaching idea,
132
446096
3425
Es una idea muy especulativa
de largo alcance,
de largo alcance,
07:41
and it didn't really go very far.
133
449545
2873
y, en realidad, no llegó muy lejos.
Pero, como ya dije al principio,
07:45
But as I mentioned at the start,
134
453536
1533
07:47
in the last 10 years, there have been
experiments emerging,
experiments emerging,
135
455093
2799
en los últimos 10 años,
han surgido experimentos,
han surgido experimentos,
07:49
showing where some of these
certain phenomena in biology
certain phenomena in biology
136
457916
4055
que evidencian que algunos
fenómenos en biología
fenómenos en biología
parecen requerir
de la mecánica cuántica.
de la mecánica cuántica.
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
Quiero compartirles algunos
de los más emocionantes.
de los más emocionantes.
Este es uno de los fenómenos
más conocidos en el mundo cuántico,
más conocidos en el mundo cuántico,
08:00
This is one of the best-known
phenomena in the quantum world,
phenomena in the quantum world,
139
468215
3707
08:03
quantum tunneling.
140
471946
1701
el túnel cuántico.
08:05
The box on the left shows
the wavelike, spread-out distribution
the wavelike, spread-out distribution
141
473671
4389
A la izquierda de la pared se muestra
el paquete de ondas, que extiende
el paquete de ondas, que extiende
08:10
of a quantum entity --
a particle, like an electron,
a particle, like an electron,
142
478084
2761
una entidad cuántica,
una partícula, como un electrón,
una partícula, como un electrón,
08:12
which is not a little ball
bouncing off a wall.
bouncing off a wall.
143
480869
3637
que no es una pequeña pelota
que rebota en una pared.
que rebota en una pared.
08:16
It's a wave that has a certain probability
of being able to permeate
of being able to permeate
144
484530
4739
Es una onda que tiene
una cierta probabilidad de permear
una cierta probabilidad de permear
a través de una pared sólida,
08:21
through a solid wall, like a phantom
leaping through to the other side.
leaping through to the other side.
145
489293
3406
como un fantasma que la atraviesa
hasta el otro lado.
hasta el otro lado.
08:24
You can see a faint smudge of light
in the right-hand box.
in the right-hand box.
146
492723
4098
Se ve una mancha tenue de
luz en la parte derecha.
luz en la parte derecha.
El túnel cuántico sugiere que
08:29
Quantum tunneling suggests that a particle
can hit an impenetrable barrier,
can hit an impenetrable barrier,
147
497773
4612
una partícula puede golpear
una barrera impenetrable,
una barrera impenetrable,
y, sin embargo, de algún modo,
como por arte de magia,
como por arte de magia,
08:34
and yet somehow, as though by magic,
148
502409
2460
08:36
disappear from one side
and reappear on the other.
and reappear on the other.
149
504893
2444
desaparece de un lado
y reaparece en el otro.
y reaparece en el otro.
La forma más bonita de explicarlo es que
si quieren lanzar una pelota a una pared,
si quieren lanzar una pelota a una pared,
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
hay que darle
con la energía suficiente
con la energía suficiente
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
para alcanzar
la parte superior de la pared.
la parte superior de la pared.
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
En el mundo cuántico, no hay que
lanzarla por encima del muro,
lanzarla por encima del muro,
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
se puede lanzar a la pared, con una
cierta probabilidad distinta de cero
cierta probabilidad distinta de cero
08:54
that it'll disappear on your side,
and reappear on the other.
and reappear on the other.
154
522047
3323
de que desaparezca de su lado,
y aparezca en el otro.
y aparezca en el otro.
Esto no es especulación, por cierto.
08:57
This isn't speculation, by the way.
155
525394
1678
08:59
We're happy -- well, "happy"
is not the right word --
is not the right word --
156
527096
3396
Estamos felices, bueno "felices"
no es la palabra correcta,
no es la palabra correcta,
09:02
(Laughter)
157
530516
2045
(Risas)
estamos familiarizados con esto.
09:04
we are familiar with this.
158
532585
1618
09:06
(Laughter)
159
534227
2745
(Risas)
09:08
Quantum tunneling
takes place all the time;
takes place all the time;
160
536996
2294
El túnel cuántico tiene lugar
todo el tiempo;
todo el tiempo;
09:11
in fact, it's the reason our Sun shines.
161
539314
2667
de hecho, es la razón
de que nuestro Sol brille.
de que nuestro Sol brille.
Las partículas se funden,
09:14
The particles fuse together,
162
542655
1509
09:16
and the Sun turns hydrogen
into helium through quantum tunneling.
into helium through quantum tunneling.
163
544188
3698
y el Sol convierte hidrógeno
en helio a través del túnel cuántico.
en helio a través del túnel cuántico.
Ya en los años 70 y 80, se descubrió
que el efecto túnel cuántico también
que el efecto túnel cuántico también
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
ocurre en el interior de las células.
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
Las enzimas, los caballos
de batalla de la vida,
de batalla de la vida,
los catalizadores de
las reacciones químicas,
las reacciones químicas,
09:34
enzymes are biomolecules that speed up
chemical reactions in living cells,
chemical reactions in living cells,
167
562580
4166
son biomoléculas que aceleran
las reacciones químicas
las reacciones químicas
en las células vivas,
09:38
by many, many orders of magnitude.
168
566770
1703
en muchos órdenes de magnitud.
09:40
And it's always been a mystery
how they do this.
how they do this.
169
568497
2784
Y siempre ha sido un misterio
cómo lo hacen.
cómo lo hacen.
Bueno, se descubrió
09:43
Well, it was discovered
170
571650
1189
que uno de los trucos es que las enzimas
han evolucionado para usarlo
han evolucionado para usarlo
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
mediante la transferencia
de partículas subatómicas,
de partículas subatómicas,
como los electrones y,
de hecho, los protones,
de hecho, los protones,
09:54
from one part of a molecule
to another via quantum tunneling.
to another via quantum tunneling.
173
582991
4661
de una parte de una molécula
a otra a través del túnel cuántico.
a otra a través del túnel cuántico.
Es eficiente, es rápido,
puede desaparecer,
puede desaparecer,
10:00
It's efficient, it's fast,
it can disappear --
it can disappear --
174
588333
2851
10:03
a proton can disappear from one place,
and reappear on the other.
and reappear on the other.
175
591208
3111
un protón puede desaparecer
de un lugar y reaparecer en otro.
de un lugar y reaparecer en otro.
10:06
Enzymes help this take place.
176
594343
1629
Las enzimas ayudan a que esto suceda.
10:08
This is research that's been
carried out back in the 80s,
carried out back in the 80s,
177
596548
2683
Esta es una investigación
llevada a cabo en los 80,
llevada a cabo en los 80,
10:11
particularly by a group
in Berkeley, Judith Klinman.
in Berkeley, Judith Klinman.
178
599255
4037
por un grupo de Berkeley, Judith Klinman.
Otros grupos en el Reino Unido
han confirmado ahora también
han confirmado ahora también
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
que las enzimas realmente lo hacen.
La investigación realizada
por mi grupo...
por mi grupo...
10:21
Research carried out by my group --
181
609048
2549
como he dicho, soy físico nuclear,
10:23
so as I mentioned,
I'm a nuclear physicist,
I'm a nuclear physicist,
182
611621
2434
y sé que tengo estas herramientas
para utilizar la mecánica cuántica
para utilizar la mecánica cuántica
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
en los núcleos atómicos,
por eso puedo aplicar también
esas herramientas en otras áreas.
esas herramientas en otras áreas.
10:35
One question we asked
185
623404
1810
Una pregunta que nos hacíamos
10:37
is whether quantum tunneling
plays a role in mutations in DNA.
plays a role in mutations in DNA.
186
625238
4298
es si el túnel cuántico juega un papel
en las mutaciones del ADN.
en las mutaciones del 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
Esto no es una idea nueva,
se remonta a los años 60.
se remonta a los años 60.
10:45
The two strands of DNA,
the double-helix structure,
the double-helix structure,
188
633527
2961
Las dos hebras de ADN,
la estructura de doble hélice,
la estructura de doble hélice,
se mantienen unidas por travesaños,
como una escalera retorcida.
como una escalera retorcida.
10:48
are held together by rungs;
it's like a twisted ladder.
it's like a twisted ladder.
189
636512
2823
10:51
And those rungs of the ladder
are hydrogen bonds --
are hydrogen bonds --
190
639359
3507
Y los peldaños de la escalera
son enlaces de hidrógeno,
son enlaces de hidrógeno,
10:54
protons, that act as the glue
between the two strands.
between the two strands.
191
642890
3790
protones, que actúan como
pegamento entre las dos cadenas.
pegamento entre las dos cadenas.
10:58
So if you zoom in, what they're doing
is holding these large molecules --
is holding these large molecules --
192
646704
4750
Si nos acercamos, lo que hacen es
mantener estas grandes moléculas,
mantener estas grandes moléculas,
11:03
nucleotides -- together.
193
651478
1607
nucleótidos, juntas.
Acercándonos un poco más.
11:06
Zoom in a bit more.
194
654130
1150
Esta una simulación informática.
11:07
So, this a computer simulation.
195
655304
1916
11:09
The two white balls
in the middle are protons,
in the middle are protons,
196
657855
3542
Las dos bolas blancas del medio
son los protones,
son los protones,
y se ve que se trata de
un enlace de hidrógeno doble.
un enlace de hidrógeno doble.
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
Uno prefiere sentarse en un lado;
el otro, en el otro lado
el otro, en el otro lado
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
de las dos hebras de las líneas de abajo
verticales, que no se pueden ver.
verticales, que no se pueden ver.
11:24
It can happen that
these two protons can hop over.
these two protons can hop over.
200
672410
3395
Puede suceder que estos dos protones
puedan saltar por encima.
puedan saltar por encima.
11:27
Watch the two white balls.
201
675829
1436
Miren las dos bolas blancas.
11:29
They can jump over to the other side.
202
677748
1998
Pueden saltar hacia el otro lado.
Si ambas hebras de ADN se separan,
lo que lleva al proceso de replicación,
lo que lleva al proceso de replicación,
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
11:37
and the two protons
are in the wrong positions,
are in the wrong positions,
204
685909
3199
y los dos protones están
en posiciones erróneas,
en posiciones erróneas,
11:41
this can lead to a mutation.
205
689132
1763
esto puede conducir a una mutación.
Esto se sabe desde hace medio siglo.
11:43
This has been known for half a century.
206
691204
1872
La pregunta es:
¿Cuán probable es que lo hagan?
¿Cuán probable es que lo hagan?
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
Y si lo hacen, ¿cómo lo hacen?
11:49
Do they jump across,
like the ball going over the wall?
like the ball going over the wall?
209
697869
3019
¿Saltan al otro lado, como la pelota
que va por encima del muro?
que va por encima del muro?
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
¿O pueden traspasarlo por
el efecto de túnel cuántico
el efecto de túnel cuántico
incluso si no tienen suficiente energía?
Las primeras indicaciones sugieren que
11:57
Early indications suggest that
quantum tunneling can play a role here.
quantum tunneling can play a role here.
211
705089
4252
el efecto túnel cuántico
puede jugar un papel aquí.
puede jugar un papel aquí.
12:01
We still don't know yet
how important it is;
how important it is;
212
709365
2124
Todavía no sabemos cuán importante es;
12:03
this is still an open question.
213
711513
1792
esto es todavía una cuestión abierta.
Es especulativa,
12:06
It's speculative,
214
714199
1150
12:07
but it's one of those questions
that is so important
that is so important
215
715373
2643
pero es una de esas preguntas
muy importantes, pues
muy importantes, pues
si la mecánica cuántica desempeña
un papel en las mutaciones,
un papel en las mutaciones,
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
sin duda esto tiene
grandes implicaciones,
grandes implicaciones,
12:14
to understand certain types of mutations,
218
722833
2694
para entender
ciertos tipos de mutaciones,
ciertos tipos de mutaciones,
12:17
possibly even those that lead
to turning a cell cancerous.
to turning a cell cancerous.
219
725551
3756
posiblemente, incluso las que llevan
a convertir a una célula en cancerosa.
a convertir a una célula en cancerosa.
12:22
Another example of quantum mechanics
in biology is quantum coherence,
in biology is quantum coherence,
220
730803
5299
Otro ejemplo de la mecánica cuántica
en la biología es la coherencia cuántica,
en la biología es la coherencia cuántica,
en uno de los procesos
más importantes en la biología,
más importantes en la biología,
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
la fotosíntesis: plantas y bacterias
que obtienen luz solar,
que obtienen luz solar,
12:34
and using that energy to create biomass.
223
742468
2954
y usan esa energía para crear biomasa.
la coherencia cuántica es la idea de que
las entidades cuánticas son multitarea.
las entidades cuánticas son multitarea.
12:38
Quantum coherence is the idea
of quantum entities multitasking.
of quantum entities multitasking.
224
746215
4152
12:42
It's the quantum skier.
225
750912
1604
Es el esquiador cuántico.
12:44
It's an object that behaves like a wave,
226
752540
2952
Es un objeto que se comporta
como una onda,
como una onda,
12:47
so that it doesn't just move
in one direction or the other,
in one direction or the other,
227
755516
2902
de modo que no solo se mueve
en una dirección u otra,
en una dirección u otra,
12:50
but can follow multiple pathways
at the same time.
at the same time.
228
758442
3320
sino que puede seguir
múltiples caminos al mismo tiempo.
múltiples caminos al mismo tiempo.
Hace algunos años, el mundo
de la ciencia se sorprendió
de la ciencia se sorprendió
12:54
Some years ago,
the world of science was shocked
the world of science was shocked
229
762708
3916
12:58
when a paper was published
showing experimental evidence
showing experimental evidence
230
766648
3584
cuando se publicó un artículo que
muestra la evidencia experimental
muestra la evidencia experimental
13:02
that quantum coherence
takes place inside bacteria,
takes place inside bacteria,
231
770256
3776
de que la coherencia cuántica
sucede dentro de las bacterias,
sucede dentro de las bacterias,
13:06
carrying out photosynthesis.
232
774056
1686
cuando ocurre la fotosíntesis.
13:07
The idea is that the photon,
the particle of light, the sunlight,
the particle of light, the sunlight,
233
775766
3064
La idea es que el fotón,
la partícula de la luz, la luz del sol,
la partícula de la luz, la luz del sol,
13:10
the quantum of light
captured by a chlorophyll molecule,
captured by a chlorophyll molecule,
234
778854
3344
el quantum de luz es captado
por una molécula de clorofila,
por una molécula de clorofila,
13:14
is then delivered to what's called
the reaction center,
the reaction center,
235
782222
2591
para luego dar lo que se llama
el centro de reacción,
el centro de reacción,
13:16
where it can be turned into
chemical energy.
chemical energy.
236
784837
2064
donde puede convertirse
en energía química.
en energía química.
13:18
And in getting there,
it doesn't just follow one route;
it doesn't just follow one route;
237
786925
2648
Y llegando ahí, no solo sigue una vía;
13:21
it follows multiple pathways at once,
238
789597
2215
sino múltiples vías a la vez,
13:23
to optimize the most efficient way
of reaching the reaction center
of reaching the reaction center
239
791836
4337
para optimizar la forma más eficaz
de alcanzar el centro de reacción
de alcanzar el centro de reacción
13:28
without dissipating as waste heat.
240
796197
1721
sin disiparse como calor residual.
13:31
Quantum coherence taking place
inside a living cell.
inside a living cell.
241
799228
3309
La coherencia cuántica ocurre
dentro de una célula viva.
dentro de una célula viva.
13:34
A remarkable idea,
242
802561
2120
Una idea notable y, además,
13:36
and yet evidence is growing almost weekly,
with new papers coming out,
with new papers coming out,
243
804705
6235
la evidencia crece cada semana,
con nuevos documentos
con nuevos documentos
13:42
confirming that this
does indeed take place.
does indeed take place.
244
810964
2212
que confirman que esto es así.
Mi tercer y último ejemplo es
la idea más hermosa y maravillosa.
la idea más hermosa y maravillosa.
13:45
My third and final example
is the most beautiful, wonderful idea.
is the most beautiful, wonderful idea.
245
813555
4739
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
También es todavía muy especulativa,
pero quiero compartirla con Uds.
pero quiero compartirla con Uds.
13:54
The European robin
migrates from Scandinavia
migrates from Scandinavia
247
822405
4612
El petirrojo europeo migra
desde Escandinavia
desde Escandinavia
13:59
down to the Mediterranean, every autumn,
248
827041
2635
hasta el Mediterráneo, cada otoño,
14:01
and like a lot of other
marine animals and even insects,
marine animals and even insects,
249
829700
3373
y como muchos animales marinos
e incluso insectos,
e incluso insectos,
14:05
they navigate by sensing
the Earth's magnetic field.
the Earth's magnetic field.
250
833097
4300
navegan al detectar
el campo magnético de la Tierra.
el campo magnético de la Tierra.
El campo magnético
de la Tierra es muy, muy débil;
de la Tierra es muy, muy débil;
14:10
Now, the Earth's magnetic field
is very, very weak;
is very, very weak;
251
838968
2427
14:13
it's 100 times weaker
than a fridge magnet,
than a fridge magnet,
252
841419
2080
100 veces más débil
que un imán de refrigerador,
que un imán de refrigerador,
14:15
and yet it affects the chemistry --
somehow -- within a living organism.
somehow -- within a living organism.
253
843523
5601
pero afecta a la química, de alguna
manera, dentro de un organismo vivo.
manera, dentro de un organismo vivo.
14:21
That's not in doubt --
a German couple of ornithologists,
a German couple of ornithologists,
254
849932
3806
Eso no se cuestiona. Una pareja
de alemanes ornitólogos,
de alemanes ornitólogos,
Wolfgang y Roswitha Wiltschko,
en los 70, confirmaron que
en los 70, confirmaron que
14:25
Wolfgang and Roswitha Wiltschko,
in the 1970s, confirmed that indeed,
in the 1970s, confirmed that indeed,
255
853762
4260
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
el petirrojo encuentra su camino
mediante una forma de detección
del campo magnético de la Tierra,
del campo magnético de la Tierra,
14:34
to give it directional information --
a built-in compass.
a built-in compass.
257
862047
3327
que les da información direccional...
una brújula incorporada.
una brújula incorporada.
14:37
The puzzle, the mystery was:
How does it do it?
How does it do it?
258
865398
2249
El enigma, el misterio era:
¿Cómo lo hace?
¿Cómo lo hace?
14:40
Well, the only theory in town --
259
868351
3030
Bueno, la única teoría,
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
no sabemos si es la teoría correcta,
pero es la única teoría,
pero es la única teoría,
14:46
is that it does it via something
called quantum entanglement.
called quantum entanglement.
261
874865
2984
es que lo hace a través
del entrelazamiento cuántico.
del entrelazamiento cuántico.
Dentro de la retina del petirrojo,
no bromeo,
no bromeo,
14:50
Inside the robin's retina --
262
878567
2374
14:52
I kid you not -- inside the robin's retina
is a protein called cryptochrome,
is a protein called cryptochrome,
263
880965
4232
dentro de la retina del petirrojo
hay una proteína llamada criptocromo
hay una proteína llamada criptocromo
14:57
which is light-sensitive.
264
885221
1380
sensible a la luz.
14:58
Within cryptochrome, a pair of electrons
are quantum-entangled.
are quantum-entangled.
265
886625
3939
Dentro del criptocromo, unos electrones
están enredados cuánticamente.
están enredados cuánticamente.
El entrelazamiento cuántico es cuando
dos partículas están muy separadas,
dos partículas están muy separadas,
15:02
Now, quantum entanglement
is when two particles are far apart,
is when two particles are far apart,
266
890588
3232
15:05
and yet somehow remain
in contact with each other.
in contact with each other.
267
893844
2834
y sin embargo permanecen
en contacto entre sí.
en contacto entre sí.
Incluso Einstein odiaba esta idea;
15:08
Even Einstein hated this idea;
268
896991
1446
15:10
he called it "spooky action
at a distance."
at a distance."
269
898461
2039
la llamó "acción fantasmal a distancia".
15:12
(Laughter)
270
900524
1881
(Risas)
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
Y si a Einstein no le gustaba,
todos podemos estar incómodos con ello.
todos podemos estar incómodos con ello.
Dos electrones cuánticos entrelazados
dentro de una sola molécula
dentro de una sola molécula
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
bailan una danza delicada
15:22
that is very sensitive
to the direction the bird flies
to the direction the bird flies
274
910268
2541
muy sensible a la dirección
en la que vuelan las aves
en la que vuelan las aves
15:24
in the Earth's magnetic field.
275
912833
1531
en el campo magnético de la Tierra.
15:26
We don't know if it's
the correct explanation,
the correct explanation,
276
914848
2610
No sabemos si es la
explicación correcta, pero guau,
explicación correcta, pero guau,
15:29
but wow, wouldn't it be exciting
if quantum mechanics helps birds navigate?
if quantum mechanics helps birds navigate?
277
917482
4544
¿no sería emocionante si la mecánica
cuántica ayudara a las aves a navegar?
cuántica ayudara a las aves a navegar?
15:35
Quantum biology is still in it infancy.
278
923069
2721
La biología cuántica
está todavía en pañales.
está todavía en pañales.
15:37
It's still speculative.
279
925814
3484
Sigue siendo especulativa.
15:41
But I believe it's built on solid science.
280
929742
3849
Pero creo que se basa en un
fundamento científico sólido.
fundamento científico sólido.
15:45
I also think that
in the coming decade or so,
in the coming decade or so,
281
933917
3809
También creo que en la próxima década,
15:49
we're going to start to see
that actually, it pervades life --
that actually, it pervades life --
282
937750
4841
empezaremos a ver, en realidad,
lo que impregna la vida,
lo que impregna la vida,
15:54
that life has evolved tricks
that utilize the quantum world.
that utilize the quantum world.
283
942615
4596
que la vida ha desarrollado trucos
que utiliza del mundo cuántico.
que utiliza del mundo cuántico.
16:00
Watch this space.
284
948026
1428
Miren este espacio.
16:01
Thank you.
285
949478
1157
Gracias.
16:02
(Applause)
286
950659
2202
(Aplausos)
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