TED2009
JoAnn Kuchera-Morin: Stunning data visualization in the AlloSphere
조안 쿠체라-모린: 알로스피어(AlloSphere) 여행
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조안 쿠체라-모린이 알로스피어(AlloSphere)를 시연합니다. 알로스피어는 거대한 금속 구 안에서 풀 컬러와 서라운드 사운드로 과학적 데이터를 보고, 해석하는 완전히 새로운 방법입니다. 이것을 이용하여 두뇌 속을 탐사하고, 전자의 스핀을 느끼며, 원소들의 음악을 듣습니다...
JoAnn Kuchera-Morin - Composer
Composer JoAnn Kuchera-Morin is the director of the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) at UC Santa Barbara. Full bio
Composer JoAnn Kuchera-Morin is the director of the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) at UC Santa Barbara. Full bio
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The AlloSphere: it's a three-story metal sphere
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0
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알로스피어입니다. 이것은 울림이 없는 방에 위치한
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in an echo-free chamber.
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3000
2000
3층짜리 금속 구입니다.
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Think of the AlloSphere as a large,
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5000
2000
대략 알로스피어는 슈퍼컴과
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dynamically varying digital microscope
3
7000
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연결되어 동적으로 변화하는
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that's connected to a supercomputer.
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2000
커다란 디지털 현미경으로 생각할 수 있습니다.
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20 researchers can stand on a bridge
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3000
20명의 연구자들이
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suspended inside of the sphere, and be
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15000
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금속 구 안을 가로지르는 다리 위에 서서
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completely immersed in their data.
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데이터와 완전히 하나가 될 수 있습니다.
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Imagine if a team of physicists
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상상해보세요. 한 팀의 물리학자들이
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could stand inside of an atom
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21000
3000
원자의 내부에 서서
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and watch and hear electrons spin.
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전자의 스핀을 보고 듣는 것을.
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Imagine if a group of sculptors
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상상해 보세요. 조각가 그룹이
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could be inside of a lattice of atoms
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3000
원자의 격자층 안에서
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and sculpt with their material.
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33000
2000
그들의 재료를 가지고 조각하는 것을.
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Imagine if a team of surgeons could fly
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35000
2000
상상해 보세요. 한 팀의 외과의들이
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into the brain, as though it was a world,
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두뇌 속을 실제 세계처럼 날아다니며
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and see tissues as landscapes,
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40000
2000
조직을 풍경처럼 보고
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and hear blood density levels as music.
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3000
혈액 농도 수준을 음악처럼 듣는다고.
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This is some of the research that you're going to see
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2000
이제 여러분들이 보게 될 몇 가지 연구는
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that we're undertaking at the AlloSphere.
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2000
알로스피어를 통해 수행된 것입니다.
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But first a little bit about this group
20
49000
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그전에 먼저 함께 일하고 있는
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of artists, scientists, and engineers
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51000
2000
예술가, 과학자, 엔지니어 그룹에 대해
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that are working together.
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53000
2000
말씀드려야겠군요
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I'm a composer, orchestrally-trained,
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55000
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저는 오케스트라로 훈련된 작곡가이며,
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and the inventor of the AlloSphere.
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57000
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알로스피어를 발명했습니다.
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With my visual artist colleagues, we map
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59000
2000
저의 시각 예술 동료들과 저는
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complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
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61000
3000
시공간을 아우르는 복잡한 수학적 알고리듬을
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visually and sonically.
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64000
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시각적, 음향적으로 표현했습니다.
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Our scientist colleagues are finding new patterns
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66000
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저의 과학자 동료들은 정보 속에서
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in the information.
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68000
2000
새로운 패턴을 찾고 있습니다.
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And our engineering colleagues are making
30
70000
2000
그리고 저의 엔지니어 동료들은
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one of the largest dynamically varying computers in the world
31
72000
4000
이런 종류의 데이터 탐험을 위해 세상에서 가장 큰
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for this kind of data exploration.
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76000
2000
동적인 컴퓨터 중 하나를 만들고 있습니다.
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I'm going to fly you into five research projects
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78000
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저는 여러분들에게 다섯 가지 연구 프로젝트를
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in the AlloSphere that are going to take you from
34
81000
2000
알로스피어로 보여드릴 것이며, 이 프로젝트들은
01:41
biological macroscopic data
35
83000
2000
육안으로 볼 수 있는 생물학적 데이터에서부터
01:43
all the way down to electron spin.
36
85000
3000
전자의 스핀에 이르는 탐험으로 안내할 것입니다.
01:46
This first project is called the AlloBrain.
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88000
3000
첫 번째 프로젝트는 알로브레인 (AlloBrain) 이라는 것입니다.
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And it's our attempt to quantify beauty
38
91000
2000
이것은 아름다운 것을 감상할 때
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by finding which regions of the brain
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93000
2000
두뇌의 어떤 영역이 상호작용하는가를 알아냄으로써
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are interactive while witnessing something beautiful.
40
95000
4000
아름다움을 계량화하기 위한 우리의 시도입니다.
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You're flying through the cortex of my colleague's brain.
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99000
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여러분은 제 동료의 대뇌피질 속을 날고 있습니다.
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Our narrative here is real fMRI data
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3000
이것은 실제 FMRI 데이터를
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that's mapped visually and sonically.
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105000
2000
시각적, 음향적으로 매핑한 것입니다.
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The brain now a world that we can fly through and interact with.
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107000
4000
이제 두뇌는 우리가 날아다니면서 상호작용할 수 있는 세계입니다.
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You see 12 intelligent computer agents,
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3000
여러분과 함께 두뇌 속을 날고 있는 작은 사각형들은
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the little rectangles that are flying in the brain with you.
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114000
3000
12개의 지능형 컴퓨터 에이전트로
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They're mining blood density levels.
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117000
2000
혈액 농도 수준을 측정하고 있습니다.
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And they're reporting them back to you sonically.
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119000
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그리고 그 결과를 여러분에게 소리로 전달하죠.
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Higher density levels mean
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122000
2000
더 높은 농도 수준이 의미하는 것은
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more activity in that point of the brain.
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124000
2000
두뇌의 그 지점이 더 활발하게 활동한다는 거죠.
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They're actually singing these densities to you
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126000
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이 농도를 실제 노래처럼 들려주게 되는데,
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with higher pitches mapped to higher densities.
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129000
3000
더 높은 농도는 더 높은 음정으로 매핑됩니다.
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We're now going to move from real biological data
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132000
3000
이제 실제 생물학적 데이터 다음으로 보여드릴
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to biogenerative algorithms that create artificial nature
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135000
4000
예술적이면서 과학적인 연구 프로젝트는
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in our next artistic and scientific installation.
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139000
4000
인공 자연을 창조하는 생물 발생 알고리즘입니다.
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In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
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143000
4000
이 예술적이며 과학적인 프로젝트에서
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are helping us to understand
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147000
2000
생물발생 알고리듬은 우리가 자가 발생과 성장을
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self-generation and growth:
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149000
2000
이해하는데 도움을 줄 것입니다.
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very important for simulation in the nanoscaled sciences.
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151000
4000
나노 규모의 과학에서 매우 중요한 시뮬레이션입니다.
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For artists, we're making new worlds
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155000
2000
예술가들에게는 발견하고 탐험할 수 있는
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that we can uncover and explore.
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157000
2000
새로운 세계를 만들어 줍니다.
02:57
These generative algorithms grow over time,
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159000
3000
이 발생 알고리듬은 시간이 지남에 따라 성장하고,
03:00
and they interact and communicate as a swarm of insects.
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162000
3000
곤충떼처럼 상호작용하고 의사소통합니다.
03:03
Our researchers are interacting with this data
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165000
2000
우리 연구자들은 창조물들을 자라도록 만드는
03:05
by injecting bacterial code,
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167000
2000
컴퓨터 프로그램의 한 종류인
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which are computer programs,
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169000
2000
박테리아 코드를 주입하여
03:09
that allow these creatures to grow over time.
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171000
4000
데이터와 상호작용을 하고 있습니다.
03:13
We're going to move now from the biological
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175000
2000
자 이제 생물학적이고
03:15
and the macroscopic world,
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177000
2000
육안으로 볼 수 있는 세계를 떠나,
03:17
down into the atomic world,
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179000
2000
원자의 세계로 들어가
03:19
as we fly into a lattice of atoms.
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181000
3000
원자들의 격자 안을 날아 봅시다.
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This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
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184000
3000
이것은 반도체 조명/에너지 센터의 제 동료로부터 얻은
03:25
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
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187000
3000
실제 원자간력현미경(AFM)의 데이터입니다.
03:28
They've discovered a new bond,
74
190000
2000
그들은 투명한 태양 전지에 사용될 수 있는
03:30
a new material for transparent solar cells.
75
192000
3000
새로운 결합과 물질을 발견했죠.
03:33
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
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195000
3000
지금 우리는 2,000개의 산소, 수소, 아연
03:36
oxygen, hydrogen and zinc.
77
198000
2000
원자들의 격자 사이로 날고 있습니다.
03:38
You view the bond in the triangle.
78
200000
3000
지금 삼각형 속의 결합을 보고 있습니다.
03:41
It's four blue zinc atoms
79
203000
2000
저것은 하얀 수소 원자 하나와 결합하고 있는
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bonding with one white hydrogen atom.
80
205000
3000
파란 아연 원자 네 개입니다.
03:46
You see the electron flow with the streamlines
81
208000
2000
우리 예술가들이 과학자들을 위해 만든
03:48
we as artists have generated for the scientists.
82
210000
3000
유선(流線)을 통해 전자가 흐르는 것을 보고 계십니다.
03:51
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
83
213000
3000
어떤 원자 격자에서도 결합 노드를 찾을 수 있게 해줍니다.
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We think it makes a beautiful structural art.
84
216000
3000
아름다운 구조 예술이라고 생각합니다.
03:57
The sound that you're hearing are the actual
85
219000
2000
듣고 계신 소리는 실제 이 원자들이
03:59
emission spectrums of these atoms.
86
221000
2000
방출하는 스펙트럼입니다.
04:01
We've mapped them into the audio domain,
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223000
2000
그것들을 가청 영역에 매핑했죠.
04:03
so they're singing to you.
88
225000
2000
여러분께 노래를 들려주고 있습니다.
04:05
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
89
227000
3000
산소, 수소, 아연은 고유의 음악적 특성을 가지고 있습니다.
04:08
We're going to actually move even further down
90
230000
3000
자 이제 아래로 더 깊숙히 들어가겠습니다.
04:11
as we go from this lattice of atoms
91
233000
3000
원자들의 격자를 지나
04:14
to one single hydrogen atom.
92
236000
3000
수소 원자 하나에 도달합니다.
04:17
We're working with our physicist colleagues
93
239000
2000
우리는 3차원 시간-종속 슈뢰딩거 방정식의
04:19
that have given us the mathematical calculations
94
241000
3000
수학적 계산을 위해
04:22
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
95
244000
4000
물라학자 동료들과 일하고 있습니다.
04:26
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
96
248000
3000
여러분은 지금 수소 원자의 하위 궤도 3개에서의
04:29
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
97
251000
3000
전자의 중첩을 보고 계십니다.
04:32
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
98
254000
4000
실제로 전자가 이 선을 따라 흐르는 것을 보고 들을 수 있습니다.
04:36
The white dots are the probability wave
99
258000
2000
하얀 점들은 확률파동으로
04:38
that will show you where the electron is
100
260000
2000
어떤 주어진 시간과 공간 조건에서
04:40
in any given point of time and space
101
262000
2000
전자가 이 세 개의 궤도 어디에 있는지
04:42
in this particular three-orbital configuration.
102
264000
4000
보여주는 것입니다.
04:46
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
103
268000
4000
잠시 후에 궤도 2개로 구성된 모습을 보여드릴 것입니다.
04:50
and you're going to notice a pulsing.
104
272000
2000
이제 맥박과 같은 파동을 보실 수 있을 것입니다.
04:52
And you're going to hear an undulation between the sound.
105
274000
3000
그리고 소리 중간중간에 기복이 있는 것을 들을 수 있으실 겁니다.
04:55
This is actually a light emitter.
106
277000
2000
이것은 사실 발광기입니다.
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As the sound starts to pulse and contract,
107
279000
3000
소리는 진동하고 수축하기 시작함에 따라
05:00
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
108
282000
3000
우리 물리학자들은 언제 광자가 방출될 지 알 수 있습니다.
05:03
They're starting to find new mathematical structures
109
285000
4000
그들은 이 계산에서
05:07
in these calculations.
110
289000
2000
새로운 수학적 구조를 발견하기 시작되었습니다.
05:09
And they're understanding more about quantum mathematics.
111
291000
3000
그리고 양자수학에 대해 이해도 증가하고 있습니다.
05:12
We're going to move even further down,
112
294000
3000
더욱더 아래로 내려가 보겠습니다.
05:15
and go to one single electron spin.
113
297000
4000
이것은 한 개의 전자 스핀입니다.
05:19
This will be the final project that I show you.
114
301000
3000
이것이 보여드릴 마지막 프로젝트입니다.
05:22
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
115
304000
2000
양자계산센터와 스핀트로닉스(Spintronics)의 동료들이
05:24
and Spintronics are actually measuring with their lasers
116
306000
4000
레이저를 이용하여 단일 전자 스핀의
05:28
decoherence in a single electron spin.
117
310000
3000
결깨짐(decoherence)을 실제로 측정하고 있습니다.
05:31
We've taken this information and we've
118
313000
2000
우리는 이 정보를 가져와서
05:33
made a mathematical model out of it.
119
315000
2000
수학적 모델을 만들었습니다.
05:35
You're actually seeing and hearing
120
317000
2000
여러분은 실제로
05:37
quantum information flow.
121
319000
2000
양자 정보가 흐르는 것을 보고 들을 수 있습니다.
05:39
This is very important for the next step in simulating
122
321000
3000
이것은 양자 컴퓨터 시뮬레이션의 다음 단계와
05:42
quantum computers and information technology.
123
324000
3000
정보 기술을 위해 매우 중요합니다.
05:45
So these brief examples that I've shown you
124
327000
4000
여러분께 보여드린 이런 간략한 사례들은
05:49
give you an idea of the kind of work that we're doing
125
331000
3000
캘리포니아 대학 샌타 바버라에서
05:52
at the University of California, Santa Barbara,
126
334000
2000
우리가 수행하고 있는 프로젝트에서
05:54
to bring together, arts, science
127
336000
3000
어떻게 예술, 과학, 공학을 한 데 접목시켜
05:57
and engineering
128
339000
3000
수학, 과학, 예술의 새로운 세계를 창조하고 있는지
06:00
into a new age of math, science and art.
129
342000
3000
아이디어를 줄 것입니다.
06:03
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
130
345000
3000
우리는 여러분 모두가 알로스피어를 보러 오길 바랍니다.
06:06
Inspire us to think of new ways that we can use
131
348000
4000
우리가 샌터바버라에 구축한 독특한 도구를
06:10
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
132
352000
4000
새로운 방식으로 사용할 수 있는 영감을 주십시오.
06:14
Thank you very much.
133
356000
2000
감사합니다.
06:16
(Applause)
134
358000
6000
(박수)
ABOUT THE SPEAKER
JoAnn Kuchera-Morin - ComposerComposer JoAnn Kuchera-Morin is the director of the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) at UC Santa Barbara.
Why you should listen
Composer JoAnn Kuchera-Morin works on the Allosphere, one of the largest scientific and artistic instruments in the world. Based at UCSB, the Allosphere and its 3D immersive theater maps complex data in time and space. Kuchera-Morin founded the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) and has been the director since its birth in 1986. In 2000 she began work on a Digital Media Center within the California NanoSystems Institute at Santa Barbara. Her fascinations include gestural interfaces for performance and the expression of complex data in nontraditional forms.
Hew own music explores the boundaries of electric/acoustic instrumentation, welcoming digital players into the ensemble in works such as Concerto For Clarinet and Clarinets, a composition for solo clarinet and computer-generated tape.
JoAnn Kuchera-Morin | Speaker | TED.com