TEDGlobalLondon
Jim Al-Khalili: How quantum biology might explain life's biggest questions
جیم الخلیل: چگونه زیست شناسی کوانتومی ممکن است به بزرگترین سوالات زندگی پاسخ دهد
Filmed:
Readability: 4.9
2,255,707 views
یک سینه سرخ از کجا میداند که باید به جنوب پرواز کند؟ پاسخ ممکن است عجیب تر از آنچه که انتظار دارید باشد: پای فیزیک کوانتوم در میان است. جیم الخلیل در جهان به شدت تازه و بیگانه زیست شناسی کوانتوم سیر میکند، جایی که انیشتین اینگونه گفته است "شبح وار در فاصلهای عمل میکنند" به جهت یابی پرندهها کمک میکند، و تاثیرات کوانتومی ممکن است منشا حیات را نیز توضیح دهند.
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
میخواهم که به شما یکی از عرصههای
نوظهور علم را معرفی کنم،
نوظهور علم را معرفی کنم،
00:17
one that is still speculative
but hugely exciting,
but hugely exciting,
1
5742
3943
عرصه ای که هنوز بر اساس حدس است
ولی بسیار هیجان انگیز،
ولی بسیار هیجان انگیز،
00:21
and certainly one
that's growing very rapidly.
that's growing very rapidly.
2
9709
2629
و بدون شک شاخهای است که
به سرعت در حال رشد است.
به سرعت در حال رشد است.
00:25
Quantum biology
asks a very simple question:
asks a very simple question:
3
13448
4048
زیست شناسی کوانتومی
یک سوال ساده میپرسد:
یک سوال ساده میپرسد:
00:29
Does quantum mechanics --
4
17520
1350
آیا مکانیک کوانتومی--
00:30
that weird and wonderful
and powerful theory
and powerful theory
5
18894
3302
این تئوری عجیب و فوق العاده
و قدرتمندِ
و قدرتمندِ
00:34
of the subatomic world
of atoms and molecules
of atoms and molecules
6
22220
2688
دنیای زیراتمیِ اتمها و مولکولها
00:36
that underpins so much
of modern physics and chemistry --
of modern physics and chemistry --
7
24932
3488
که شالوده فیزیک و شیمی نوین است--
00:40
also play a role inside the living cell?
8
28444
3412
نقشی در درون یک سلول زنده ایفا میکند؟
00:43
In other words: Are there processes,
mechanisms, phenomena
mechanisms, phenomena
9
31880
4079
به بیان دیگر: آیا فرایندها، سازوکارها
و پدیدههایی
و پدیدههایی
00:47
in living organisms
that can only be explained
that can only be explained
10
35983
3988
در ترکیبات زنده وجود دارند
که تنها توسط
که تنها توسط
00:51
with a helping hand
from quantum mechanics?
from quantum mechanics?
11
39995
2743
دست یاری رسان مکانیک کوانتومی
قابل توضیح باشند؟
قابل توضیح باشند؟
00:55
Now, quantum biology isn't new;
12
43546
1637
زیست شناسی کوانتومی شاخهای تازه نیست:
00:57
it's been around since the early 1930s.
13
45207
2401
از اوایل دهه ۱۹۳۰ وجود داشته است.
00:59
But it's only in the last decade or so
that careful experiments --
that careful experiments --
14
47928
3715
ولی تنها دردهه اخیر یا همین حدود بوده
که آزمایشهای دقیقی--
که آزمایشهای دقیقی--
01:03
in biochemistry labs,
using spectroscopy --
using spectroscopy --
15
51667
3464
در آزمایشگاه های بیوشیمی
بوسیله طیف سنجی--
بوسیله طیف سنجی--
01:07
have shown very clear, firm evidence
that there are certain specific mechanisms
that there are certain specific mechanisms
16
55155
6863
شواهد شفاف و قاطعی نشان دادهاند
که سازوکارهای مشخصی وجود دارند
که سازوکارهای مشخصی وجود دارند
01:14
that require quantum mechanics
to explain them.
to explain them.
17
62042
2511
که به مکانیک کوانتومی برای
توضیح دادن آنها احتیاج است.
توضیح دادن آنها احتیاج است.
01:17
Quantum biology brings together
quantum physicists, biochemists,
quantum physicists, biochemists,
18
65674
3329
زیست شناسی کوانتومی
فیزیکدانان کوانتومی، بیوشیمیدانها،
فیزیکدانان کوانتومی، بیوشیمیدانها،
01:21
molecular biologists --
it's a very interdisciplinary field.
it's a very interdisciplinary field.
19
69027
3641
و زیست شناسان مولکولی را گرد هم می آورد--
این شاخهای بسیار بین رشته ای است.
این شاخهای بسیار بین رشته ای است.
01:24
I come from quantum physics,
so I'm a nuclear physicist.
so I'm a nuclear physicist.
20
72692
3929
من از شاخه فیزیک کوانتومی هستم،
من یک فیزیکدان هسته ای هستم.
من یک فیزیکدان هسته ای هستم.
01:28
I've spent more than three decades
21
76645
2265
من بیش از سه دهه صرف کردم
01:30
trying to get my head
around quantum mechanics.
around quantum mechanics.
22
78934
2929
در تلاش برای اینکه از
مکانیک کوانتومی سر در بیاورم.
مکانیک کوانتومی سر در بیاورم.
01:33
One of the founders
of quantum mechanics, Niels Bohr,
of quantum mechanics, Niels Bohr,
23
81887
2493
یکی از بنیانگذاران مکانیک کوانتومی،
نیلز بوهر،
نیلز بوهر،
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
میگوید، اگر از آن شگفت زده نشدهاید
پس شما آن را نفهمیدهاید.
پس شما آن را نفهمیدهاید.
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
پس من به نوعی خوشحالم
که هنوز از آن شگفت زده هستم.
که هنوز از آن شگفت زده هستم.
01:43
That's a good thing.
26
91104
1745
این چیز خوبی هست.
01:44
But it means I study the very
smallest structures in the universe --
smallest structures in the universe --
27
92873
6885
اما این یعنی من کوچکترین ساختارهای عالم را
مطالعه میکنم--
مطالعه میکنم--
01:51
the building blocks of reality.
28
99782
2075
سنگ بنای واقعیت.
01:53
If we think about the scale of size,
29
101881
3215
اگر شما درباره مقیاس اندازه فکر میکنید،
01:57
start with an everyday object
like the tennis ball,
like the tennis ball,
30
105120
2952
با یک شی روزمره مثل توپ تنیس شروع کنید،
02:00
and just go down orders
of magnitude in size --
of magnitude in size --
31
108096
2901
بعد فقط چندین مرتبه دراندازه پایین بروید--
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
از سوراخ یک سوزن تا یک سلول،
تا یک باکتری، تا یک آنزیم--
تا یک باکتری، تا یک آنزیم--
02:08
you eventually reach the nano-world.
33
116242
1729
بالاخره به جهان نانو میرسید.
02:09
Now, nanotechnology may be
a term you've heard of.
a term you've heard of.
34
117995
2495
اکنون، شاید اصطلاح نانوفناوری را
شنیده باشید.
شنیده باشید.
02:12
A nanometer is a billionth of a meter.
35
120841
2853
یک نانومتر یک میلیاردمِ متر است.
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
زمینه کار من هسته اتم است،
که یک نقطه ریز درون یک اتم است.
که یک نقطه ریز درون یک اتم است.
02:20
It's even smaller in scale.
37
128954
1932
در مقیاس، این حتی کوچک تر است.
02:22
This is the domain of quantum mechanics,
38
130910
1918
این قلمرو مکانیک کوانتومی است،
02:24
and physicists and chemists
have had a long time
have had a long time
39
132852
2516
و فیزیکدانان و شیمیدانان زمان درازی
صرف کردهاند
صرف کردهاند
02:27
to try and get used to it.
40
135392
1301
تا تلاش کنند و به آن عادت کنند.
02:29
Biologists, on the other hand,
have got off lightly, in my view.
have got off lightly, in my view.
41
137248
4457
در سوی دیگر، زیست شناسان
به نظر من، قسر در رفتهاند.
به نظر من، قسر در رفتهاند.
02:34
They are very happy with their
balls-and-sticks models of molecules.
balls-and-sticks models of molecules.
42
142071
4331
آنها با مدل مولکولی توپ و میله خودشان
خیلی خوشحال هستند.
خیلی خوشحال هستند.
02:38
(Laughter)
43
146426
1082
(خنده حضار)
02:39
The balls are the atoms, the sticks
are the bonds between the atoms.
are the bonds between the atoms.
44
147532
3198
توپها، اتمها هستند و میله ها
پیوند بین اتمها هستند.
پیوند بین اتمها هستند.
02:42
And when they can't build them
physically in the lab,
physically in the lab,
45
150754
2494
و وقتی که نمیتوانند از لحاظ فیزیکی
آنها را در آزمایشگاه بسازند،
آنها را در آزمایشگاه بسازند،
02:45
nowadays, they have
very powerful computers
very powerful computers
46
153272
2392
این روزها، رایانه های بسیار قدرتمندی دارند
02:47
that will simulate a huge molecule.
47
155688
1967
که یک مولکول عظیم را شبیه سازی میکنند.
02:49
This is a protein made up
of 100,000 atoms.
of 100,000 atoms.
48
157679
3664
این یک پروتئین متشکل از
صد هزار اتم است.
صد هزار اتم است.
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
این واقعا از روش مکانیک کوانتومی
به کار زیاد برای توضیح احتیاج ندارد.
به کار زیاد برای توضیح احتیاج ندارد.
02:59
Quantum mechanics
was developed in the 1920s.
was developed in the 1920s.
50
167695
2889
مکانیک کوانتومی در دهه ۱۹۲۰
بسط پیدا کرد.
بسط پیدا کرد.
03:02
It is a set of beautiful and powerful
mathematical rules and ideas
mathematical rules and ideas
51
170965
6880
این یک مجموعه از قوانین ریاضی و
ایده های زیبا و قدرتمند است که
ایده های زیبا و قدرتمند است که
03:09
that explain the world of the very small.
52
177869
2608
جهانِ بسیار کوچکها را توضیح می دهد.
03:12
And it's a world that's very different
from our everyday world,
from our everyday world,
53
180501
3372
و این یک جهان کاملا متفاوت از
جهان روزمره ما است،
جهان روزمره ما است،
03:15
made up of trillions of atoms.
54
183897
1519
تشکیل شده از میلیونها میلیون اتم.
03:17
It's a world built
on probability and chance.
on probability and chance.
55
185440
3557
این یک دنیای بنا شده بر احتمالات و
شانس است.
شانس است.
03:21
It's a fuzzy world.
56
189818
1302
این یک جهان درهم برهم است.
03:23
It's a world of phantoms,
57
191144
1730
این جهان اشباح است،
03:24
where particles can also behave
like spread-out waves.
like spread-out waves.
58
192898
3348
که ذرات هم میتوانند مانند امواج گسترده
رفتار کنند.
رفتار کنند.
03:30
If we imagine quantum mechanics
or quantum physics, then,
or quantum physics, then,
59
198157
2862
پس اگر مکانیک کوانتومی یا
فیزیک کوانتومی را
فیزیک کوانتومی را
03:33
as the fundamental
foundation of reality itself,
foundation of reality itself,
60
201043
5214
به عنوان بنیان حقیقت تصور کنیم،
03:38
then it's not surprising that we say
61
206281
1730
بنابراین تعجبی ندارد که بگوییم
03:40
quantum physics underpins
organic chemistry.
organic chemistry.
62
208035
2420
فیزیک کوانتومی اساس
شیمی آلی است.
شیمی آلی است.
03:42
After all, it gives us
the rules that tell us
the rules that tell us
63
210479
2120
بالاخره، این، قوانینی به ما
ارائه میدهد که به ما می گوید
ارائه میدهد که به ما می گوید
03:44
how the atoms fit together
to make organic molecules.
to make organic molecules.
64
212623
2641
اتمها چگونه به هم جفت میشوند
تا مولکولهای آلی را بسازند.
تا مولکولهای آلی را بسازند.
03:47
Organic chemistry,
scaled up in complexity,
scaled up in complexity,
65
215288
3239
شیمی آلی، وسیع از جنبه پیچیدگی،
03:50
gives us molecular biology,
which of course leads to life itself.
which of course leads to life itself.
66
218551
3322
به ما زیست شناسی مولکولی را ارائه میکند
که البته به بحث حیات ختم میشود.
که البته به بحث حیات ختم میشود.
03:54
So in a way, it's sort of not surprising.
67
222174
1977
پس از یک جنبه، این به نوعی تعجب آور نیست.
03:56
It's almost trivial.
68
224175
1214
این تقریبا بدیهی است.
03:57
You say, "Well, of course life ultimately
must depend of quantum mechanics."
must depend of quantum mechanics."
69
225413
4220
شما می گویید، "خب، البته حیات نهایتا
باید به مکانیک کوانتومی بستگی داشته باشد".
باید به مکانیک کوانتومی بستگی داشته باشد".
04:02
But so does everything else.
70
230141
2390
اما درباره همه چیز همین طور است.
04:04
So does all inanimate matter,
made up of trillions of atoms.
made up of trillions of atoms.
71
232555
3615
به همچنین هر ماده غیر زنده ای،
متشکل از میلیونها میلیون اتم.
متشکل از میلیونها میلیون اتم.
04:08
Ultimately, there's a quantum level
72
236501
4878
در آخر، سطح کوانتومی وجود دارد
04:13
where we have to delve into
this weirdness.
this weirdness.
73
241403
2183
که ما باید در این عجیب بودن
کاوش کنیم.
کاوش کنیم.
04:15
But in everyday life,
we can forget about it.
we can forget about it.
74
243610
2416
ولی در زندگی روزمره،
میتوانیم این قضیه را فراموش کنیم.
میتوانیم این قضیه را فراموش کنیم.
04:18
Because once you put together
trillions of atoms,
trillions of atoms,
75
246404
3199
چون وقتی شما میلیونها میلیون اتم را
کنار هم گذاشتید،
کنار هم گذاشتید،
04:21
that quantum weirdness
just dissolves away.
just dissolves away.
76
249627
2615
این عجیب بودن کوانتومی
محو میشود.
محو میشود.
04:27
Quantum biology isn't about this.
77
255288
2569
زیست شناسی کوانتومی در این باره نیست.
04:29
Quantum biology isn't this obvious.
78
257881
2556
زیست شناسی کوانتومی اینقدر واضح نیست.
04:32
Of course quantum mechanics
underpins life at some molecular level.
underpins life at some molecular level.
79
260461
4229
البته مکانیک کوانتومی در سطح مولکولی
بنیان حیات است.
بنیان حیات است.
04:37
Quantum biology is about looking
for the non-trivial --
for the non-trivial --
80
265254
6004
زیست شناسی کوانتومی درباره نگریستن به
غیر بدیهیها است--
غیر بدیهیها است--
04:43
the counterintuitive ideas
in quantum mechanics --
in quantum mechanics --
81
271282
4476
ایده های بر خلاف انتظار عقل
در مکانیک کوانتومی--
در مکانیک کوانتومی--
04:47
and to see if they do, indeed,
play an important role
play an important role
82
275782
3015
والبته، اینکه ببیند آیا آنها
نقش مهمی در توضیح
نقش مهمی در توضیح
04:50
in describing the processes of life.
83
278821
2452
فرایندهای حیات بازی میکنند.
04:54
Here is my perfect example
of the counterintuitiveness
of the counterintuitiveness
84
282653
5220
اینجا مثال بی نقص من درباره
خلاف انتظار بودنِ
خلاف انتظار بودنِ
04:59
of the quantum world.
85
287897
1446
دنیای کوانتومی است.
05:01
This is the quantum skier.
86
289367
1251
این اسکی باز کوانتومی است.
05:02
He seems to be intact,
he seems to be perfectly healthy,
he seems to be perfectly healthy,
87
290642
2640
او به نظر صدمه نخورده،
او به نظر کاملا سالم است،
او به نظر کاملا سالم است،
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
با این حال، بنظر میرسد که او
از هر دو سمت درخت همزمان رد شده است.
از هر دو سمت درخت همزمان رد شده است.
05:09
Well, if you saw tracks like that
89
297457
1663
بسیار خوب، اگر شما ردی
اینچنین میدیدید
اینچنین میدیدید
05:11
you'd guess it was some
sort of stunt, of course.
sort of stunt, of course.
90
299144
2309
می گفتید که البته این یک جور
بدلکاری بوده است.
بدلکاری بوده است.
05:13
But in the quantum world,
this happens all the time.
this happens all the time.
91
301477
2591
اما در جهان کوانتومی،
این اتفاق همیشه رخ میدهد.
این اتفاق همیشه رخ میدهد.
05:16
Particles can multitask,
they can be in two places at once.
they can be in two places at once.
92
304864
3026
ذرات میتوانند چند کار همزمان انجام دهند،
آنها میتوانند در یک لحظه در دو جا باشند.
آنها میتوانند در یک لحظه در دو جا باشند.
05:19
They can do more than one thing
at the same time.
at the same time.
93
307914
2328
آنها میتوانند در یک زمان
بیش از دو کار انجام دهند.
بیش از دو کار انجام دهند.
05:22
Particles can behave
like spread-out waves.
like spread-out waves.
94
310266
2643
ذرات میتوانند مانند امواج
گسترده شده رفتار کنند.
گسترده شده رفتار کنند.
05:25
It's almost like magic.
95
313298
1599
این تقریبا مثل جادو است.
05:27
Physicists and chemists have had
nearly a century
nearly a century
96
315538
2749
فیزیکدانها و شیمیدانها
تقریبا یک قرن فرصت تلاش
تقریبا یک قرن فرصت تلاش
05:30
of trying to get used to this weirdness.
97
318311
2646
برای عادت کردن به این
عجیب بودن را داشته اند.
عجیب بودن را داشته اند.
05:33
I don't blame the biologists
98
321445
1350
من زیست شناسان را سرزنش نمیکنم
05:34
for not having to or wanting
to learn quantum mechanics.
to learn quantum mechanics.
99
322819
2635
برای اینکه مجبور نیستند یا نمیخواهند
که مکانیک کوانتومی یاد بگیرند.
که مکانیک کوانتومی یاد بگیرند.
05:37
You see, this weirdness is very delicate;
100
325478
3198
میدانید، این عجیب بودن خیلی ظریف است؛
05:40
and we physicists work very hard
to maintain it in our labs.
to maintain it in our labs.
101
328700
4450
و ما فیزیکدانها سخت تلاش میکنیم
که آن را در آزمایشگاه حفظ کنیم.
که آن را در آزمایشگاه حفظ کنیم.
05:45
We cool our system down
to near absolute zero,
to near absolute zero,
102
333174
4204
ما سیستمهایمان را تا نزدیک
صفر مطلق سرد میکنیم،
صفر مطلق سرد میکنیم،
05:49
we carry out our experiments in vacuums,
103
337402
1945
آزمایشهایمان را در خلا انجام میدهیم،
05:51
we try and isolate it
from any external disturbance.
from any external disturbance.
104
339371
3527
ما تلاش میکنیم و آن را از
هر مزاحمت خارجی مجزا میکنیم.
هر مزاحمت خارجی مجزا میکنیم.
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
این خیلی متفاوت از محیط گرم،
نامرتب و شلوغ یک سلول زنده است.
نامرتب و شلوغ یک سلول زنده است.
06:01
Biology itself, if you think of
molecular biology,
molecular biology,
106
349960
2787
اگر به زیست شناسی مولکولی فکر کنید،
زیست شناسی به خودی خود،
زیست شناسی به خودی خود،
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
بنظر میرسد که در توضیح فرایند حیات
در قالب شیمی--واکنشهای شیمیایی---
در قالب شیمی--واکنشهای شیمیایی---
06:08
in terms of chemistry --
chemical reactions.
chemical reactions.
108
356252
2486
خیلی خوب عمل کرده است.
06:10
And these are reductionist,
deterministic chemical reactions,
deterministic chemical reactions,
109
358762
4850
و اینها فرایندهای شیمیایی
ساده کننده و قطعی هستند که نشان میدهند،
ساده کننده و قطعی هستند که نشان میدهند،
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
به ضرورت، حیات از همان موادی که دیگر
چیزها از آن تشکیل شدهاند درست شده است،
چیزها از آن تشکیل شدهاند درست شده است،
06:20
and if we can forget about quantum
mechanics in the macro world,
mechanics in the macro world,
111
368774
3060
و اگر ما میتوانیم بیخیال مکانیک کوانتومی
در جهان کلان بشویم،
در جهان کلان بشویم،
06:23
then we should be able to forget
about it in biology, as well.
about it in biology, as well.
112
371858
3246
پس باید قادر باشیم که در زیست شناسی هم
بیخیال آن باشیم.
بیخیال آن باشیم.
06:27
Well, one man begged
to differ with this idea.
to differ with this idea.
113
375706
3364
خوب، یک مرد مودبانه
با این ایده مخالفت کرد.
با این ایده مخالفت کرد.
06:32
Erwin Schrödinger,
of Schrödinger's Cat fame,
of Schrödinger's Cat fame,
114
380062
3469
ِاروین شرودینگر، همان شرودینگرِ
معروفِ گربه شرودینگر
معروفِ گربه شرودینگر
06:35
was an Austrian physicist.
115
383555
1317
یک فیزیکدان اتریشی بود.
06:36
He was one of the founders
of quantum mechanics in the 1920s.
of quantum mechanics in the 1920s.
116
384896
3183
او یکی از بنیانگذاران مکانیک کوانتومی
در سالهای دهه ۱۹۲۰ بود.
در سالهای دهه ۱۹۲۰ بود.
06:40
In 1944, he wrote a book
called "What is Life?"
called "What is Life?"
117
388663
2707
در سال ۱۹۴۴، کتابی نوشت به اسم
"حیات چیست؟"
"حیات چیست؟"
06:43
It was tremendously influential.
118
391839
1731
این کتاب بسیار تاثیرگذار بود.
06:45
It influenced Francis Crick
and James Watson,
and James Watson,
119
393594
2881
این کتاب بر فرانسیس کریک و
جیمز واتسون تاثیر گذاشت،
جیمز واتسون تاثیر گذاشت،
06:48
the discoverers of the double-helix
structure of DNA.
structure of DNA.
120
396499
2523
کاشفان ساختار مارپیچ دوگانه ی DNA.
06:51
To paraphrase a description
in the book, he says:
in the book, he says:
121
399343
3668
برای نقل به مضمون کردن از این کتاب،
او می گوید:
او می گوید:
06:55
At the molecular level,
living organisms have a certain order,
living organisms have a certain order,
122
403035
5786
در سطح مولکولی، ساختارهای زنده
یک نظم ویژه دارند،
یک نظم ویژه دارند،
07:00
a structure to them that's very different
123
408845
3232
یک ساختار برای آنها
که بسیار متفاوت است از
که بسیار متفاوت است از
07:04
from the random thermodynamic jostling
of atoms and molecules
of atoms and molecules
124
412101
4736
تنه زدن های ترمودینامیکیِ
اتمها و مولکولها
اتمها و مولکولها
07:08
in inanimate matter
of the same complexity.
of the same complexity.
125
416861
3706
در یک ماده غیرزنده با همان پیچیدگی.
07:13
In fact, living matter seems to behave
in this order, in a structure,
in this order, in a structure,
126
421504
5014
در حقیقت ماده زنده به نظر میرسد که
طبق این نظم رفتار کند، طبق یک ساختار
طبق این نظم رفتار کند، طبق یک ساختار
07:18
just like inanimate matter
cooled down to near absolute zero,
cooled down to near absolute zero,
127
426542
3834
درست مثل یک ماده غیر زنده که تا
نزدیک صفر مطلق سرد شده است،
نزدیک صفر مطلق سرد شده است،
07:22
where quantum effects
play a very important role.
play a very important role.
128
430400
3033
جایی که اثرات کوانتومی نقش مهمی
بازی میکنند.
بازی میکنند.
07:26
There's something special
about the structure -- the order --
about the structure -- the order --
129
434280
4160
یک نکته ویژه درباره ساختار
وجود دارد--نظم--
وجود دارد--نظم--
07:30
inside a living cell.
130
438464
1560
درون یک سلول زنده.
07:32
So, Schrödinger speculated that maybe
quantum mechanics plays a role in life.
quantum mechanics plays a role in life.
131
440048
5293
پس، شرودینگر حدس زد که شاید
مکانیک کوانتومی نقشی در حیات بازی میکند.
مکانیک کوانتومی نقشی در حیات بازی میکند.
07:38
It's a very speculative,
far-reaching idea,
far-reaching idea,
132
446096
3425
این یک ایده منطبق بر حدسیات وسیع بود،
07:41
and it didn't really go very far.
133
449545
2873
و واقعا دستاورد زیادی نداشت.
07:45
But as I mentioned at the start,
134
453536
1533
اما همانطور که در ابتدا گفتم،
07:47
in the last 10 years, there have been
experiments emerging,
experiments emerging,
135
455093
2799
در ده سال گذشته آزمایشهای
نوظهوری بوده اند،
نوظهوری بوده اند،
07:49
showing where some of these
certain phenomena in biology
certain phenomena in biology
136
457916
4055
که نشان میدهند کجا تعدادی از
این پدیدههای خاص زیست شناسی
این پدیدههای خاص زیست شناسی
07:53
do seem to require quantum mechanics.
137
461995
1763
به نظر به مکانیک کوانتومی احتیاج دارند.
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
من فقط میخواهم چند نمونه هیجان انگیز
را به شما نشان دهم.
را به شما نشان دهم.
08:00
This is one of the best-known
phenomena in the quantum world,
phenomena in the quantum world,
139
468215
3707
این یکی از شناخته شده ترین پدیده ها
در جهان کوانتومی است،
در جهان کوانتومی است،
08:03
quantum tunneling.
140
471946
1701
تونل زنی کوانتومی.
08:05
The box on the left shows
the wavelike, spread-out distribution
the wavelike, spread-out distribution
141
473671
4389
کادر سمت چپ توزیع موجی شکلِ گسترده شده
08:10
of a quantum entity --
a particle, like an electron,
a particle, like an electron,
142
478084
2761
یک موجود کوانتومی را نشان میدهد--
یک ذره، مانند الکترون،
یک ذره، مانند الکترون،
08:12
which is not a little ball
bouncing off a wall.
bouncing off a wall.
143
480869
3637
که یک توپ که از دیوار بر میگردد نیست.
08:16
It's a wave that has a certain probability
of being able to permeate
of being able to permeate
144
484530
4739
این یک موج هست که احتمال مشخصی دارد
که بتواند درون یک دیوار سخت نفوذ کند
که بتواند درون یک دیوار سخت نفوذ کند
08:21
through a solid wall, like a phantom
leaping through to the other side.
leaping through to the other side.
145
489293
3406
مانند یک شبح که به
سوی دیگر جست میزند.
سوی دیگر جست میزند.
08:24
You can see a faint smudge of light
in the right-hand box.
in the right-hand box.
146
492723
4098
شما میتوانید در کادر سمت راست یک
لکه ضعیف نور را ببینید.
لکه ضعیف نور را ببینید.
08:29
Quantum tunneling suggests that a particle
can hit an impenetrable barrier,
can hit an impenetrable barrier,
147
497773
4612
تونل زنی کوانتومی اظهار میکند که یک ذره
میتواند به دیواری غیرقابل نفوذ برخورد کند
میتواند به دیواری غیرقابل نفوذ برخورد کند
08:34
and yet somehow, as though by magic,
148
502409
2460
و با این حال به نوعی ،انگار با شعبده بازی،
08:36
disappear from one side
and reappear on the other.
and reappear on the other.
149
504893
2444
از یک سمت ناپدید و در سمت دیگر ظاهر شود.
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
بهترین راه توضیح این است که اگر شما
بخواهید توپی را از روی یک دیوار پرتاب کنید
بخواهید توپی را از روی یک دیوار پرتاب کنید
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
باید به آن انرژی کافی بدهید که
به بالای دیوار برسد.
به بالای دیوار برسد.
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
در دنیای کوانتومی مجبور نیستید که
آن را از روی دیوار پرتاب کنید،
آن را از روی دیوار پرتاب کنید،
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
میتوانید به سمت دیوار پرتابش کنید،
و یک احتمال مشخص غیر صفر وجود دارد
و یک احتمال مشخص غیر صفر وجود دارد
08:54
that it'll disappear on your side,
and reappear on the other.
and reappear on the other.
154
522047
3323
که توپ در سمت شما ناپدید شود و
در سوی دیگر پدیدار شود.
در سوی دیگر پدیدار شود.
08:57
This isn't speculation, by the way.
155
525394
1678
در ضمن، این یک حدس نیست.
08:59
We're happy -- well, "happy"
is not the right word --
is not the right word --
156
527096
3396
ما از این خرسندیم-- خب راستش "خرسند"
لغت مناسبی نیست--
لغت مناسبی نیست--
09:02
(Laughter)
157
530516
2045
(خنده حضار)
09:04
we are familiar with this.
158
532585
1618
ما با این آشنا هستیم.
09:06
(Laughter)
159
534227
2745
(خنده حضار)
09:08
Quantum tunneling
takes place all the time;
takes place all the time;
160
536996
2294
تونل زنی کوانتومی همیشه رخ میدهد
09:11
in fact, it's the reason our Sun shines.
161
539314
2667
در واقع این دلیل تابشِ خورشید ما است.
09:14
The particles fuse together,
162
542655
1509
ذرات به هم جوش میخورند،
09:16
and the Sun turns hydrogen
into helium through quantum tunneling.
into helium through quantum tunneling.
163
544188
3698
و خورشید هیدروژن را از طریق
تونل زنی کوانتومی به هلیوم تبدیل میکند.
تونل زنی کوانتومی به هلیوم تبدیل میکند.
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
در سالهای دهه ۷۰ و ۸۰، کشف شد که
تونل زنی کوانتومی در درون
تونل زنی کوانتومی در درون
09:26
inside living cells.
165
554708
1192
سلول زنده نیز رخ میدهد.
09:28
Enzymes, those workhorses of life,
the catalysts of chemical reactions --
the catalysts of chemical reactions --
166
556290
6266
آنزیم ها، این نیروی کار خستگی ناپذیر
زندگی، کاتالیزورهای واکنشهای شیمیایی--
زندگی، کاتالیزورهای واکنشهای شیمیایی--
09:34
enzymes are biomolecules that speed up
chemical reactions in living cells,
chemical reactions in living cells,
167
562580
4166
آنزیم ها زیست مولکولهایی هستند که واکنشهای
شیمیایی درون سلولهای زنده را سرعت میدهند،
شیمیایی درون سلولهای زنده را سرعت میدهند،
09:38
by many, many orders of magnitude.
168
566770
1703
به اندازه بارها و بارها در مقدار.
09:40
And it's always been a mystery
how they do this.
how they do this.
169
568497
2784
و این همیشه یک راز بوده است که
چگونه این کار را انجام میدهند.
چگونه این کار را انجام میدهند.
09:43
Well, it was discovered
170
571650
1189
خب، کشف شد
09:44
that one of the tricks that enzymes
have evolved to make use of,
have evolved to make use of,
171
572863
4852
که یکی از ترفندهایی که آنزیمها تکامل
یافتهاند که از آن استفاده کنند،
یافتهاند که از آن استفاده کنند،
09:49
is by transferring subatomic particles,
like electrons and indeed protons,
like electrons and indeed protons,
172
577739
5228
انتقال ذرات زیراتمی،
مانند الکترونها و البته پروتونها
مانند الکترونها و البته پروتونها
09:54
from one part of a molecule
to another via quantum tunneling.
to another via quantum tunneling.
173
582991
4661
از یک قسمت از مولکول به قسمت دیگر
از طریق تونل زنی کوانتومی است.
از طریق تونل زنی کوانتومی است.
10:00
It's efficient, it's fast,
it can disappear --
it can disappear --
174
588333
2851
این کارآمد و سریع است و می تواند
ناپدید شود--
ناپدید شود--
10:03
a proton can disappear from one place,
and reappear on the other.
and reappear on the other.
175
591208
3111
یک پروتون از یک مکان ناپدید میشود،
و در مکان دیگر ظاهر میشود.
و در مکان دیگر ظاهر میشود.
10:06
Enzymes help this take place.
176
594343
1629
آنزیم ها کمک میکنند که این
اتفاق رخ دهد.
اتفاق رخ دهد.
10:08
This is research that's been
carried out back in the 80s,
carried out back in the 80s,
177
596548
2683
این تحقیقی است که در سالهای دهه
۱۹۸۰ انجام شده است،
۱۹۸۰ انجام شده است،
10:11
particularly by a group
in Berkeley, Judith Klinman.
in Berkeley, Judith Klinman.
178
599255
4037
به ویژه توسط یک گروه در برکلی،
جودیت کلینمن.
جودیت کلینمن.
10:15
Other groups in the UK
have now also confirmed
have now also confirmed
179
603316
2205
گروههای دیگر هم در بریتانیا
اکنون تایید کردهاند که
اکنون تایید کردهاند که
10:17
that enzymes really do this.
180
605545
1411
آنزیم ها واقعا این کار را انجام میدهند.
10:21
Research carried out by my group --
181
609048
2549
مطالعهای که توسط گروه من انجام شد--
10:23
so as I mentioned,
I'm a nuclear physicist,
I'm a nuclear physicist,
182
611621
2434
همانطور که گفتم،
من یک فیزیکدان هسته ای هستم،
من یک فیزیکدان هسته ای هستم،
10:26
but I've realized I've got these tools
of using quantum mechanics
of using quantum mechanics
183
614079
3055
اما متوجه شدم که این وسائل استفاده
از مکانیک کوانتومی را
از مکانیک کوانتومی را
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
در هسته اتم دارم پس میتوانم آن ابزار
را در شاخه های دیگر هم استفاده کنم.
را در شاخه های دیگر هم استفاده کنم.
10:35
One question we asked
185
623404
1810
یک سوال که ما پرسیدیم این است که
10:37
is whether quantum tunneling
plays a role in mutations in DNA.
plays a role in mutations in DNA.
186
625238
4298
آیا تونل زنی کوانتومی در جهش DNA
نقشی بازی می کند؟
نقشی بازی می کند؟
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
دوباره تاکید میکنم، این یک ایده جدید نیست
این بر می گردد به ابتدای دهه ۶۰.
این بر می گردد به ابتدای دهه ۶۰.
10:45
The two strands of DNA,
the double-helix structure,
the double-helix structure,
188
633527
2961
دو شاخه DNA، ساختار مارپیچ دوگانه،
10:48
are held together by rungs;
it's like a twisted ladder.
it's like a twisted ladder.
189
636512
2823
توسط پله های نردبان به هم وصل شدهاند
این مثل یک نردبان تاب خورده است.
این مثل یک نردبان تاب خورده است.
10:51
And those rungs of the ladder
are hydrogen bonds --
are hydrogen bonds --
190
639359
3507
و آن پله های نردبان
پیوندهای هیدروژنی هستند--
پیوندهای هیدروژنی هستند--
10:54
protons, that act as the glue
between the two strands.
between the two strands.
191
642890
3790
پروتونها، که می توانند مثل چسب
بین دو شاخه عمل کنند.
بین دو شاخه عمل کنند.
10:58
So if you zoom in, what they're doing
is holding these large molecules --
is holding these large molecules --
192
646704
4750
پس اگر بزرگنمایی کنید، کاری که آنها انجام
میدهند نگه داشتن این مولکول های بزرگ--
میدهند نگه داشتن این مولکول های بزرگ--
11:03
nucleotides -- together.
193
651478
1607
نوکلئوتایدها-- به یکدیگر است.
11:06
Zoom in a bit more.
194
654130
1150
کمی بیشتر بزرگنمایی انجام دهید.
11:07
So, this a computer simulation.
195
655304
1916
این یک شبیه سازی رایانهای است.
11:09
The two white balls
in the middle are protons,
in the middle are protons,
196
657855
3542
دو تا توپ سفید در وسط پروتونها هستند،
11:13
and you can see that
it's a double hydrogen bond.
it's a double hydrogen bond.
197
661421
2299
و می توانید بینید که این یک
پیوند هیدروژنی دوگانه است.
پیوند هیدروژنی دوگانه است.
11:15
One prefers to sit on one side;
the other, on the other side
the other, on the other side
198
663744
3314
یکی تمایل دارد که در یک سمت بنشیند
دیگری در سمت دیگرِ دو شاخه (DNA)
دیگری در سمت دیگرِ دو شاخه (DNA)
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
دو خط عمودی که پایین می روند
و شما نمیتوانید ببینید.
و شما نمیتوانید ببینید.
11:24
It can happen that
these two protons can hop over.
these two protons can hop over.
200
672410
3395
میتواند اتفاق بیافتد که این
دو پروتون بپرند.
دو پروتون بپرند.
11:27
Watch the two white balls.
201
675829
1436
به دو توپ سفید نگاه کنید.
11:29
They can jump over to the other side.
202
677748
1998
آنها می توانند به سمت دیگر بپرند.
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
اگر سپس دو شاخه DNA جدا شوند،
که منجر به فرایند تولید همسان می گردد،
که منجر به فرایند تولید همسان می گردد،
11:37
and the two protons
are in the wrong positions,
are in the wrong positions,
204
685909
3199
و دو پروتون در مکان اشتباه قرار دارند،
11:41
this can lead to a mutation.
205
689132
1763
این می تواند به جهش منجر شود.
11:43
This has been known for half a century.
206
691204
1872
نیم قرن است که این شناخته شده است.
11:45
The question is: How likely
are they to do that,
are they to do that,
207
693100
2343
سوال این است که: چقدر احتمال دارد
که آنها این کار را انجام دهند،
که آنها این کار را انجام دهند،
11:47
and if they do, how do they do it?
208
695467
2378
و اگر انجام می دهند، چگونه
این کار را می کنند؟
این کار را می کنند؟
11:49
Do they jump across,
like the ball going over the wall?
like the ball going over the wall?
209
697869
3019
آیا می پرند، مثل
توپ که از روی دیوار می پرد؟
توپ که از روی دیوار می پرد؟
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
یا آنها می توانند تونل زنی کوانتومی انجام
دهند، حتی اگر انرژی کافی نداشته باشند؟
دهند، حتی اگر انرژی کافی نداشته باشند؟
11:57
Early indications suggest that
quantum tunneling can play a role here.
quantum tunneling can play a role here.
211
705089
4252
شواهد اولیه نشان میدهند که
تونل زنی کوانتومی میتواند نقش ایفا کند.
تونل زنی کوانتومی میتواند نقش ایفا کند.
12:01
We still don't know yet
how important it is;
how important it is;
212
709365
2124
هنوز نمی دانیم که این چقدر مهم است
12:03
this is still an open question.
213
711513
1792
این هنوز یک سوال بی پاسخ است.
12:06
It's speculative,
214
714199
1150
این بر اساس حدسیات است،
12:07
but it's one of those questions
that is so important
that is so important
215
715373
2643
ولی این یکی از آن سوال هایی است
که انقدر مهم است
که انقدر مهم است
12:10
that if quantum mechanics
plays a role in mutations,
plays a role in mutations,
216
718040
2446
که اگر مکانیک کوانتومی در جهش نقش دارد،
12:12
surely this must have big implications,
217
720510
2299
قطعا باید نتایج بزرگی داشته باشد،
12:14
to understand certain types of mutations,
218
722833
2694
برای دانستن انواع خاصی از جهش،
12:17
possibly even those that lead
to turning a cell cancerous.
to turning a cell cancerous.
219
725551
3756
احتمالا حتی آنهایی که منجر به
سرطانی شدن یک سلول می شود.
سرطانی شدن یک سلول می شود.
12:22
Another example of quantum mechanics
in biology is quantum coherence,
in biology is quantum coherence,
220
730803
5299
مثال دیگر مکانیک کوانتومی در
زیست شناسی، انسجام کوانتومی است،
زیست شناسی، انسجام کوانتومی است،
12:28
in one of the most
important processes in biology,
important processes in biology,
221
736126
2353
در یکی از مهمترین فرایندها در زیست شناسی،
12:30
photosynthesis: plants
and bacteria taking sunlight,
and bacteria taking sunlight,
222
738503
3941
فتوسنتز: گیاهان و باکتری ها
نور خورشید را میگیرند،
نور خورشید را میگیرند،
12:34
and using that energy to create biomass.
223
742468
2954
و از آن انرژی برای تولید
زیست توده استفاده میکنند.
زیست توده استفاده میکنند.
12:38
Quantum coherence is the idea
of quantum entities multitasking.
of quantum entities multitasking.
224
746215
4152
انسجام کوانتومی ایده انجام همزمان چند کار
توسط موجودات کوانتومی است.
توسط موجودات کوانتومی است.
12:42
It's the quantum skier.
225
750912
1604
این اسکی باز کوانتومی است.
12:44
It's an object that behaves like a wave,
226
752540
2952
این یک شی است که مثل
یک موج عمل میکند،
یک موج عمل میکند،
12:47
so that it doesn't just move
in one direction or the other,
in one direction or the other,
227
755516
2902
پس در یک جهت و یا
جهت دیگر حرکت نمیکند،
جهت دیگر حرکت نمیکند،
12:50
but can follow multiple pathways
at the same time.
at the same time.
228
758442
3320
ولی میتواند چند مسیر را
در یک زمان دنبال کند.
در یک زمان دنبال کند.
12:54
Some years ago,
the world of science was shocked
the world of science was shocked
229
762708
3916
چند سال پیش، دنیای علم
شوکه شد
شوکه شد
12:58
when a paper was published
showing experimental evidence
showing experimental evidence
230
766648
3584
زمانی که مقاله ای چاپ شد که
شواهد علمیای ارائه می داد که
شواهد علمیای ارائه می داد که
13:02
that quantum coherence
takes place inside bacteria,
takes place inside bacteria,
231
770256
3776
انسجام کوانتومی درون
یک باکتری اتفاق میافتد،
یک باکتری اتفاق میافتد،
13:06
carrying out photosynthesis.
232
774056
1686
که فتوسنتز را انجام میدهد.
13:07
The idea is that the photon,
the particle of light, the sunlight,
the particle of light, the sunlight,
233
775766
3064
ایده این است که فوتون، ذره نور،
نور خورشید،
نور خورشید،
13:10
the quantum of light
captured by a chlorophyll molecule,
captured by a chlorophyll molecule,
234
778854
3344
کوانتومِ نور که توسط یک مولکولِ
کلوروفیل جذب می شود،
کلوروفیل جذب می شود،
13:14
is then delivered to what's called
the reaction center,
the reaction center,
235
782222
2591
سپس به چیزی که مرکز برهمکنش
نام دارد تحویل می شود،
نام دارد تحویل می شود،
13:16
where it can be turned into
chemical energy.
chemical energy.
236
784837
2064
جایی که می تواند به انرژی شیمیایی
تبدیل می شود.
تبدیل می شود.
13:18
And in getting there,
it doesn't just follow one route;
it doesn't just follow one route;
237
786925
2648
و در رسیدن به آنجا،
فقط یک مسیر را دنبال نمی کند
فقط یک مسیر را دنبال نمی کند
13:21
it follows multiple pathways at once,
238
789597
2215
در یک زمان چندین مسیر را دنبال می کند،
13:23
to optimize the most efficient way
of reaching the reaction center
of reaching the reaction center
239
791836
4337
برای بهینه کردن موثرترین راهِ
رسیدن به مرکز برهمکنش
رسیدن به مرکز برهمکنش
13:28
without dissipating as waste heat.
240
796197
1721
بدون منهدم شدن بصورت اتلاف گرمایی.
13:31
Quantum coherence taking place
inside a living cell.
inside a living cell.
241
799228
3309
انسجام کوانتومی درون یک سلول
زنده رخ می دهد.
زنده رخ می دهد.
13:34
A remarkable idea,
242
802561
2120
یک ایده قابل توجه،
13:36
and yet evidence is growing almost weekly,
with new papers coming out,
with new papers coming out,
243
804705
6235
و هنوز شواهد تقریبا هفتگی در حال افزایش
هستند، مقالههای جدیدی که بیرون میآیند،
هستند، مقالههای جدیدی که بیرون میآیند،
13:42
confirming that this
does indeed take place.
does indeed take place.
244
810964
2212
تایید می کنند که این پدیده
قطعا رخ میدهد.
قطعا رخ میدهد.
13:45
My third and final example
is the most beautiful, wonderful idea.
is the most beautiful, wonderful idea.
245
813555
4739
مثال سوم و نهایی من زیباترین و
عالی ترین ایده است.
عالی ترین ایده است.
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
این هنوز خیلی بر مبنای حدسیات است،
اما باید آن را با شما به اشتراک بگذارم.
اما باید آن را با شما به اشتراک بگذارم.
13:54
The European robin
migrates from Scandinavia
migrates from Scandinavia
247
822405
4612
سینه سرخ اروپایی از اسکاندیناوی
مهاجرت می کند
مهاجرت می کند
13:59
down to the Mediterranean, every autumn,
248
827041
2635
به سمت پایین تا مدیترانه، هر پاییز،
14:01
and like a lot of other
marine animals and even insects,
marine animals and even insects,
249
829700
3373
و مثل خیلی دیگر از حیوانات دریایی
و حتی حشرات،
و حتی حشرات،
14:05
they navigate by sensing
the Earth's magnetic field.
the Earth's magnetic field.
250
833097
4300
با حس کردن میدان مغناطیسی زمین
مسیریابی می کنند.
مسیریابی می کنند.
14:10
Now, the Earth's magnetic field
is very, very weak;
is very, very weak;
251
838968
2427
حال، میدان مغناطیسی زمین
خیلی خیلی ضعیف است
خیلی خیلی ضعیف است
14:13
it's 100 times weaker
than a fridge magnet,
than a fridge magnet,
252
841419
2080
۱۰۰ بار ضعیف تر از
آهنربایِ روی در یخچال،
آهنربایِ روی در یخچال،
14:15
and yet it affects the chemistry --
somehow -- within a living organism.
somehow -- within a living organism.
253
843523
5601
و با این حال -- به نوعی--بر شیمیِ
درون یک ارگانیسم زنده اثر می کند.
درون یک ارگانیسم زنده اثر می کند.
14:21
That's not in doubt --
a German couple of ornithologists,
a German couple of ornithologists,
254
849932
3806
در این شکی نیست-- یک زوج
پرنده شناس آلمانی
پرنده شناس آلمانی
14:25
Wolfgang and Roswitha Wiltschko,
in the 1970s, confirmed that indeed,
in the 1970s, confirmed that indeed,
255
853762
4260
ولفگانگ و رزویتا ویلتشکو
در دهه ۱۹۷۰ آن را تایید کردند،
در دهه ۱۹۷۰ آن را تایید کردند،
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
سینه سرخ راهش را به نوعی از طریق حس کردن
میدان مغناطیسی زمین پیدا می کند،
میدان مغناطیسی زمین پیدا می کند،
14:34
to give it directional information --
a built-in compass.
a built-in compass.
257
862047
3327
که به او اطلاعاتِ جهت بدهد--
یک قطب نمای درونی.
یک قطب نمای درونی.
14:37
The puzzle, the mystery was:
How does it do it?
How does it do it?
258
865398
2249
معما و راز این بود:
چگونه این کار را انجام می دهد؟
چگونه این کار را انجام می دهد؟
14:40
Well, the only theory in town --
259
868351
3030
خب تنها تئوری ارزشمند موجود--
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
نمیدانیم که این تئوری صحیح است،
ولی تنها تئوری ارزشمند موجود است--
ولی تنها تئوری ارزشمند موجود است--
14:46
is that it does it via something
called quantum entanglement.
called quantum entanglement.
261
874865
2984
این است که او اینکار را از طریق چیزی که
جفت شدگی کوانتومی نام دارد انجام می دهد.
جفت شدگی کوانتومی نام دارد انجام می دهد.
14:50
Inside the robin's retina --
262
878567
2374
در شبکیه سینه سرخ--
14:52
I kid you not -- inside the robin's retina
is a protein called cryptochrome,
is a protein called cryptochrome,
263
880965
4232
باهاتون شوخی نمی کنم-- درون شبکیه سینه سرخ
پروتئینی هست به نام کریپتوکروم،
پروتئینی هست به نام کریپتوکروم،
14:57
which is light-sensitive.
264
885221
1380
که به نور حساس است.
14:58
Within cryptochrome, a pair of electrons
are quantum-entangled.
are quantum-entangled.
265
886625
3939
درون کریپتوکروم، یک جفت الکترون،
جفت شده کوانتومی هستند.
جفت شده کوانتومی هستند.
15:02
Now, quantum entanglement
is when two particles are far apart,
is when two particles are far apart,
266
890588
3232
حال، جفت شدگی کوانتومی زمانی است
که دو ذره خیلی از هم دور هستند،
که دو ذره خیلی از هم دور هستند،
15:05
and yet somehow remain
in contact with each other.
in contact with each other.
267
893844
2834
با این وجود به نوعی با
یکدیگر در تماس می مانند.
یکدیگر در تماس می مانند.
15:08
Even Einstein hated this idea;
268
896991
1446
حتی اینشتین از این ایده متنفر بود;
15:10
he called it "spooky action
at a distance."
at a distance."
269
898461
2039
به آن می گفت: "عمل شبح وار از راه دور"
15:12
(Laughter)
270
900524
1881
(خنده حضار)
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
پس اگر اینشتین از آن خوشش نمیآید،
پس ما همه می توانیم با آن راحت نباشیم.
پس ما همه می توانیم با آن راحت نباشیم.
15:17
Two quantum-entangled electrons
within a single molecule
within a single molecule
272
905896
2853
دو الکترونِ جفت شده کوانتومی
درون یک مولکول
درون یک مولکول
15:20
dance a delicate dance
273
908773
1471
یک رقص ظریف می کنند
15:22
that is very sensitive
to the direction the bird flies
to the direction the bird flies
274
910268
2541
که به جهتی که پرنده در
میدان مغناطیسی زمین
میدان مغناطیسی زمین
15:24
in the Earth's magnetic field.
275
912833
1531
پرواز می کند خیلی حساسیت دارد.
15:26
We don't know if it's
the correct explanation,
the correct explanation,
276
914848
2610
نمی دانیم که آیا این
توضیح صحیح است،
توضیح صحیح است،
15:29
but wow, wouldn't it be exciting
if quantum mechanics helps birds navigate?
if quantum mechanics helps birds navigate?
277
917482
4544
ولی وای! جالب نیست که مکانیک کوانتومی
به پرندگان کمک کند که مسیریابی کنند؟
به پرندگان کمک کند که مسیریابی کنند؟
15:35
Quantum biology is still in it infancy.
278
923069
2721
زیست شناسی کوانتومی هنوز در
دوران اولیه تکامل خود است.
دوران اولیه تکامل خود است.
15:37
It's still speculative.
279
925814
3484
هنوز بر مبنای حدس است.
15:41
But I believe it's built on solid science.
280
929742
3849
ولی من باور دارم که بر روی
علمی محکم بنا شده است.
علمی محکم بنا شده است.
15:45
I also think that
in the coming decade or so,
in the coming decade or so,
281
933917
3809
همینطور فکر می کنم که در
دهه پیش رو یا همین حدود،
دهه پیش رو یا همین حدود،
15:49
we're going to start to see
that actually, it pervades life --
that actually, it pervades life --
282
937750
4841
خواهیم دید که در واقع،
در زندگی شایع است--
در زندگی شایع است--
15:54
that life has evolved tricks
that utilize the quantum world.
that utilize the quantum world.
283
942615
4596
که زندگی ترفندهایی را تکامل داده است
که از جهان کوانتومی بهره می برند.
که از جهان کوانتومی بهره می برند.
16:00
Watch this space.
284
948026
1428
منتظر خبرهای بعدی باشید.
16:01
Thank you.
285
949478
1157
متشکرم.
16:02
(Applause)
286
950659
2202
(تشویق حضار)
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