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

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

Jim Al-Khalili: How quantum biology might explain life's biggest questions

Jim Al-Khalili: Cum ar putea explica biologia cuantică marile întrebări ale vieţii

Filmed:
2,255,707 views

Cum știe un măcăleandru să zboare spre sud? Răspunsul ar putea fi mai ciudat decât credeți: ar putea ține de fizica cuantică. Jim Al-Khalili rezumă lumea extrem de nouă, extrem de extravagantă a biologiei cuantice, în care ceva ce Einstein a numit „acțiune macabră la distanță" ajută păsările să navigheze, în care mecanismele cuantice ar putea explica chiar originea vieții.
- 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

Double-click the English transcript below to play the video.

00:13
I'd like to introduceintroduce you
to an emergingîn curs de dezvoltare areazonă of scienceştiinţă,
0
1190
4528
Aş vrea să vă fac cunoştinţă
cu o nouă ramură a ştiinţei,
00:17
one that is still speculativespeculativ
but hugelyenorm excitingemoționant,
1
5742
3943
una încă speculativă,
dar extrem de incitantă,
00:21
and certainlycu siguranță one
that's growingcreştere very rapidlyrapid.
2
9709
2629
şi care, cu siguranţă,
se dezvoltă în mod spectaculos.
00:25
QuantumCuantice biologybiologie
askssolicită a very simplesimplu questionîntrebare:
3
13448
4048
Biologia cuantică își pune
o întrebare foarte simplă:
00:29
Does quantumcuantic mechanicsmecanica --
4
17520
1350
Oare mecanica cuantică,
00:30
that weirdciudat and wonderfulminunat
and powerfulputernic theoryteorie
5
18894
3302
acea teorie ciudată,
minunată şi puternică
despre lumea subatomică
a moleculelor și atomilor,
00:34
of the subatomicsubatomic worldlume
of atomsatomi and moleculesmolecule
6
22220
2688
00:36
that underpinsse află la baza so much
of modernmodern physicsfizică and chemistrychimie --
7
24932
3488
care susţine atât de mult
fizica şi chimia modernă,
00:40
alsode asemenea playa juca a rolerol insideinterior the livingviaţă cellcelulă?
8
28444
3412
se manifestă și în cadrul celulei vii?
00:43
In other wordscuvinte: Are there processesprocese,
mechanismsmecanisme, phenomenafenomene
9
31880
4079
Cu alte cuvinte: există procese,
mecanisme, fenomene
00:47
in livingviaţă organismsorganisme
that can only be explaineda explicat
10
35983
3988
în cadrul organismelor vii
care pot fi explicate
00:51
with a helpingajutor handmână
from quantumcuantic mechanicsmecanica?
11
39995
2743
doar cu ajutorul mecanicii cuantice?
00:55
Now, quantumcuantic biologybiologie isn't newnou;
12
43546
1637
Biologia cuantică nu e ceva nou;
00:57
it's been around sincede cand the earlydin timp 1930s.
13
45207
2401
se studiază de pe la începutul anilor '30.
00:59
But it's only in the last decadedeceniu or so
that carefulatent experimentsexperimente --
14
47928
3715
Dar abia în ultimii zece ani,
experimente meticuloase
01:03
in biochemistrybiochimie labslaboratoare,
usingutilizând spectroscopyspectroscopie --
15
51667
3464
– în laboratoare de biochimie,
folosind spectroscopie –
01:07
have shownafișate very clearclar, firmfirmă evidenceevidență
that there are certainanumit specificspecific mechanismsmecanisme
16
55155
6863
au dovedit clar că există
unele mecanisme specifice
01:14
that requirenecesita quantumcuantic mechanicsmecanica
to explainexplica them.
17
62042
2511
ce pot fi explicate doar
prin mecanica cuantică.
01:17
QuantumCuantice biologybiologie bringsaduce togetherîmpreună
quantumcuantic physicistsfizicienii, biochemistsbiochimisti,
18
65674
3329
Biologia cuantică alătură
fizicieni cuantici, biochimiști,
01:21
molecularmolecular biologistsbiologi --
it's a very interdisciplinaryinterdisciplinare fieldcamp.
19
69027
3641
biologi moleculari –
e un domeniu interdisciplinar.
01:24
I come from quantumcuantic physicsfizică,
so I'm a nuclearnuclear physicistfizician.
20
72692
3929
Eu vin din zona mecanicii cuantice,
deci sunt fizician nuclear.
01:28
I've spenta petrecut more than threeTrei decadesdecenii
21
76645
2265
Am petrecut peste trei decenii
01:30
tryingîncercat to get my headcap
around quantumcuantic mechanicsmecanica.
22
78934
2929
încercând să înțeleg mecanica cuantică.
01:33
One of the foundersFondatorii
of quantumcuantic mechanicsmecanica, NielsNiels BohrBohr,
23
81887
2493
Unul dintre fondatorii
mecanicii cuantice, Niels Bohr,
01:36
said, If you're not astonisheduimit by it,
then you haven'tnu au understoodînțeles it.
24
84404
3350
a zis: „Dacă nu ești uimit de ea,
atunci nu ai înțeles-o.”
01:40
So I sortfel of feel happyfericit
that I'm still astonisheduimit by it.
25
88237
2843
Sunt fericit că încă sunt uimit de ea.
01:43
That's a good thing.
26
91104
1745
E un lucru bun.
01:44
But it meansmijloace I studystudiu the very
smallestcel mai mic structuresstructuri in the universeunivers --
27
92873
6885
Dar asta înseamnă că studiez
cele mai mici structuri din Univers,
01:51
the buildingclădire blocksblocuri of realityrealitate.
28
99782
2075
fundația realității.
01:53
If we think about the scalescară of sizemărimea,
29
101881
3215
Dacă ne gândim la
scara de mărimi a lucrurilor,
01:57
startstart with an everydayin fiecare zi objectobiect
like the tennistenis ballminge,
30
105120
2952
începeți cu un obiect obișnuit,
o minge de tenis
02:00
and just go down ordersordinele
of magnitudemărime in sizemărimea --
31
108096
2901
şi micşoraţi-i dimensiunea
02:03
from the eyeochi of a needleac down to a cellcelulă,
down to a bacteriumbacterie, down to an enzymeenzimă --
32
111021
5197
la ochiul unui ac, la o celulă,
la o bacterie, la o enzimă
02:08
you eventuallyîn cele din urmă reacha ajunge the nano-worldNano-lume.
33
116242
1729
și veți ajunge în universul nano.
02:09
Now, nanotechnologynanotehnologie mayMai be
a termtermen you've heardauzit of.
34
117995
2495
Probabil ați mai auzit de nanotehnologie.
02:12
A nanometernanometri is a billionthmiliardară of a metermetru.
35
120841
2853
Un nanometru e a miliarda parte
a unui metru.
02:16
My areazonă is the atomicatomic nucleusnucleul,
whichcare is the tinyminuscul dotpunct insideinterior an atomatom.
36
124560
4370
Domeniul meu este nucleul atomic,
acel punct minuscul din atom.
02:20
It's even smallermai mic in scalescară.
37
128954
1932
E chiar mai mic, în comparație.
02:22
This is the domaindomeniu of quantumcuantic mechanicsmecanica,
38
130910
1918
Acesta este domeniul mecanicii cuantice,
02:24
and physicistsfizicienii and chemistschimiști
have had a long time
39
132852
2516
iar fizicienii și chimiștii
au avut destul timp
02:27
to try and get used to it.
40
135392
1301
să încerce să se
obișnuiască cu el.
02:29
BiologistsBiologi, on the other handmână,
have got off lightlyuşor, in my viewvedere.
41
137248
4457
De cealaltă parte, biologii
au scăpat ieftin, părerea mea.
02:34
They are very happyfericit with theiral lor
balls-and-sticksbile şi tije modelsmodele of moleculesmolecule.
42
142071
4331
Sunt fericiți cu modelele lor de molecule
din mingiuțe și bastonașe.
02:38
(LaughterRâs)
43
146426
1082
(Râsete)
02:39
The ballsbile are the atomsatomi, the sticksbastoane
are the bondsobligațiuni betweenîntre the atomsatomi.
44
147532
3198
Mingiuțele sunt atomii, bastonașele,
legăturile dintre atomi.
Şi de nu pot să le construiască
fizic în laborator,
02:42
And when they can't buildconstrui them
physicallyfizic in the lablaborator,
45
150754
2494
la ora actuală dispun
de calculatoare foarte puternice
02:45
nowadaysin zilele de azi, they have
very powerfulputernic computerscalculatoare
46
153272
2392
02:47
that will simulatesimula a hugeimens moleculemoleculă.
47
155688
1967
care pot simula o moleculă uriașă.
02:49
This is a proteinproteină madefăcut up
of 100,000 atomsatomi.
48
157679
3664
Aceasta este o proteină
alcătuită din 100 000 de atomi.
02:54
It doesn't really requirenecesita much in the way
of quantumcuantic mechanicsmecanica to explainexplica it.
49
162003
4335
Nu este nevoie de foarte multă
mecanică cuantică pentru a o explica.
02:59
QuantumCuantice mechanicsmecanica
was developeddezvoltat in the 1920s.
50
167695
2889
Mecanica cuantică
a fost dezvoltată în anii 1920.
03:02
It is a seta stabilit of beautifulfrumoasa and powerfulputernic
mathematicalmatematic rulesnorme and ideasidei
51
170965
6880
E formată din reguli și idei
matematice frumoase și puternice,
03:09
that explainexplica the worldlume of the very smallmic.
52
177869
2608
care explică lumea minusculă.
03:12
And it's a worldlume that's very differentdiferit
from our everydayin fiecare zi worldlume,
53
180501
3372
O lume care e foarte diferită
de lumea noastră obișnuită,
03:15
madefăcut up of trillionstrilioane of atomsatomi.
54
183897
1519
făcută din trilioane de atomi.
03:17
It's a worldlume builtconstruit
on probabilityprobabilitate and chanceşansă.
55
185440
3557
E o lume construită
pe probabilitate și șansă.
03:21
It's a fuzzypufos worldlume.
56
189818
1302
O lume neclară.
03:23
It's a worldlume of phantomsfantome,
57
191144
1730
O lume a fantomelor,
03:24
where particlesparticule can alsode asemenea behavecomporta
like spread-outrăspândirea-out wavesvaluri.
58
192898
3348
unde particulele
se pot comporta și ca unde.
03:30
If we imagineimagina quantumcuantic mechanicsmecanica
or quantumcuantic physicsfizică, then,
59
198157
2862
Dacă ne imaginăm mecanica,
fizica cuantică
03:33
as the fundamentalfundamental
foundationfundație of realityrealitate itselfîn sine,
60
201043
5214
ca fiind fundația realității în sine,
03:38
then it's not surprisingsurprinzător that we say
61
206281
1730
putem afirma că mecanica cuantică
susține chimia organică.
03:40
quantumcuantic physicsfizică underpinsse află la baza
organicorganic chemistrychimie.
62
208035
2420
03:42
After all, it gives us
the rulesnorme that tell us
63
210479
2120
Până la urmă, ea ne dă
regulile care ne spun
03:44
how the atomsatomi fitpotrivi togetherîmpreună
to make organicorganic moleculesmolecule.
64
212623
2641
cum se potrivesc atomii
pentru a forma molecule organice.
03:47
OrganicOrganice chemistrychimie,
scaledscalate up in complexitycomplexitate,
65
215288
3239
Chimia organică,
amplificată în complexitate,
03:50
gives us molecularmolecular biologybiologie,
whichcare of coursecurs leadsOportunitati to life itselfîn sine.
66
218551
3322
dă biologia moleculară,
care duce, desigur, la viața în sine.
Deci, într-un fel,
nu e deloc surprinzător.
03:54
So in a way, it's sortfel of not surprisingsurprinzător.
67
222174
1977
03:56
It's almostaproape trivialbanal.
68
224175
1214
E aproape banal.
03:57
You say, "Well, of coursecurs life ultimatelyîn cele din urmă
musttrebuie sa dependdepinde of quantumcuantic mechanicsmecanica."
69
225413
4220
Veți zice: „Evident, până la urmă,
viața depinde de mecanica cuantică."
04:02
But so does everything elsealtfel.
70
230141
2390
Dar la fel și toate celelalte.
04:04
So does all inanimateneînsufleţit mattermaterie,
madefăcut up of trillionstrilioane of atomsatomi.
71
232555
3615
La fel și toată materia neanimată,
– alcătuită din trilioane de atomi –
04:08
UltimatelyÎn cele din urmă, there's a quantumcuantic levelnivel
72
236501
4878
și ea există un nivel cuantic,
și noi trebuie să ne scufundăm
în ciudățenia asta.
04:13
where we have to delvese îngropa into
this weirdnessweirdness.
73
241403
2183
04:15
But in everydayin fiecare zi life,
we can forgeta uita about it.
74
243610
2416
Însă în viața de zi cu zi,
putem să uităm de ea.
04:18
Because onceo singura data you put togetherîmpreună
trillionstrilioane of atomsatomi,
75
246404
3199
Fiindcă odată ce se îmbină
trilioane de atomi,
04:21
that quantumcuantic weirdnessweirdness
just dissolvesse dizolvă away.
76
249627
2615
această ciudățenie cuantică dispare.
04:27
QuantumCuantice biologybiologie isn't about this.
77
255288
2569
Biologia cuantică nu se ocupă de asta.
04:29
QuantumCuantice biologybiologie isn't this obviousevident.
78
257881
2556
Biologia cuantică nu e atât de evidentă.
04:32
Of coursecurs quantumcuantic mechanicsmecanica
underpinsse află la baza life at some molecularmolecular levelnivel.
79
260461
4229
Bineînțeles că mecanica cuantică
susține viața la nivel molecular.
04:37
QuantumCuantice biologybiologie is about looking
for the non-trivialnon-trivial --
80
265254
6004
Biologia cuantică încearcă
să găsească non-trivialul,
04:43
the counterintuitivecontraintuitiv ideasidei
in quantumcuantic mechanicsmecanica --
81
271282
4476
– ideile countraintuitive
din mecanica cuantică –
04:47
and to see if they do, indeedintr-adevar,
playa juca an importantimportant rolerol
82
275782
3015
și să verifice dacă, într-adevăr,
ele joacă un rol important
04:50
in describingdescriind the processesprocese of life.
83
278821
2452
în explicarea proceselor vieții.
04:54
Here is my perfectperfect exampleexemplu
of the counterintuitivenesscounterintuitiveness
84
282653
5220
Iată exemplul meu perfect pentru
cât de contraintuitivă e lumea cuantică.
04:59
of the quantumcuantic worldlume.
85
287897
1446
05:01
This is the quantumcuantic skierschior.
86
289367
1251
Acesta e schiorul cuantic.
05:02
He seemspare to be intactintact,
he seemspare to be perfectlyperfect healthysănătos,
87
290642
2640
Pare întreg, complet sănătos,
05:05
and yetinca, he seemspare to have goneplecat around
bothambii sidesfete of that treecopac at the samela fel time.
88
293306
4127
totuși se pare că a ocolit același copac
pe ambele părți, în același timp.
05:09
Well, if you saw trackspiese like that
89
297457
1663
Dacă i-ați vedea urmele,
05:11
you'dte-ai guessghici it was some
sortfel of stuntcascador, of coursecurs.
90
299144
2309
ați zice că e o scamatorie, desigur,
05:13
But in the quantumcuantic worldlume,
this happensse întâmplă all the time.
91
301477
2591
dar în lumea cuantică așa ceva
se întâmplă tot timpul.
Particulele pot face multitasking,
pot fi în două locuri simultan.
05:16
ParticlesParticule can multitaskmultitask,
they can be in two placeslocuri at onceo singura data.
92
304864
3026
05:19
They can do more than one thing
at the samela fel time.
93
307914
2328
Pot face mai multe lucruri odată.
05:22
ParticlesParticule can behavecomporta
like spread-outrăspândirea-out wavesvaluri.
94
310266
2643
Particulele se pot comporta
ca unde împrăștiate.
05:25
It's almostaproape like magicmagie.
95
313298
1599
E aproape magic.
Fizicienii și chimiștii au avut
aproape un secol la dispoziţie
05:27
PhysicistsFizicienii and chemistschimiști have had
nearlyaproape a centurysecol
96
315538
2749
05:30
of tryingîncercat to get used to this weirdnessweirdness.
97
318311
2646
să se obișnuiască cu ciudățenia asta.
Nu-i învinovățesc pe biologi
05:33
I don't blamevină the biologistsbiologi
98
321445
1350
că nu trebuie sau nu vor
să învețe mecanica cuantică.
05:34
for not havingavând to or wantingdoresc
to learnînvăța quantumcuantic mechanicsmecanica.
99
322819
2635
05:37
You see, this weirdnessweirdness is very delicatedelicat;
100
325478
3198
Ciudățenia asta e foarte delicată;
05:40
and we physicistsfizicienii work very hardgreu
to maintainmenţine it in our labslaboratoare.
101
328700
4450
iar noi fizicienii, lucrăm din greu
să o menținem în laboratoarele noastre.
05:45
We coolmisto our systemsistem down
to nearaproape absoluteabsolut zerozero,
102
333174
4204
Aducem sistemul la aproape zero absolut,
05:49
we carrytransporta out our experimentsexperimente in vacuumsaspiratorul,
103
337402
1945
facem experimentele în vid,
05:51
we try and isolateizola it
from any externalextern disturbanceperturbare.
104
339371
3527
încercăm să le izolăm de orice
factor perturbator extern.
05:55
That's very differentdiferit from the warmcald,
messymurdar, noisyzgomotos environmentmediu inconjurator of a livingviaţă cellcelulă.
105
343602
5078
E foarte diferit de mediul cald,
dezordonat, zgomotos dintr-o celulă vie,
06:01
BiologyBiologie itselfîn sine, if you think of
molecularmolecular biologybiologie,
106
349960
2787
Biologia, dacă ne gândim la
biologia moleculară,
06:04
seemspare to have doneTerminat very well
in describingdescriind all the processesprocese of life
107
352771
3457
pare a descrie foarte bine
toate procesele vieţii
06:08
in termstermeni of chemistrychimie --
chemicalchimic reactionsreacții.
108
356252
2486
din punct de vedere chimic,
prin reacții chimice.
06:10
And these are reductionistreducţioniste,
deterministicdeterministe chemicalchimic reactionsreacții,
109
358762
4850
Acestea sunt reacții chimice
reducționiste, deterministe,
06:15
showingarătând that, essentiallyin esenta, life is madefăcut
of the samela fel stuffchestie as everything elsealtfel,
110
363636
5114
ce arată că, în esență, viața e formată
din aceleaşi chestii ca restul lucrurilor
06:20
and if we can forgeta uita about quantumcuantic
mechanicsmecanica in the macromacro worldlume,
111
368774
3060
și, dacă putem ignora
mecanica cuantică în lumea macro,
06:23
then we should be ablecapabil to forgeta uita
about it in biologybiologie, as well.
112
371858
3246
atunci o putem ignora și în biologie.
06:27
Well, one man beggedl-a rugat
to differdiferi with this ideaidee.
113
375706
3364
Un om nu a fost
de acord cu această idee.
06:32
ErwinErwin SchrSchrödingercristi,
of SchrSchrödinger'scristi pe CatPisica famefaimă,
114
380062
3469
Erwin Schrödinger,
faimos pentru pisica lui,
06:35
was an AustrianAustriac physicistfizician.
115
383555
1317
a fost un fizician austriac.
06:36
He was one of the foundersFondatorii
of quantumcuantic mechanicsmecanica in the 1920s.
116
384896
3183
A fost unul din fondatorii
mecanicii cuantice în anii '20.
06:40
In 1944, he wrotea scris a bookcarte
calleddenumit "What is Life?"
117
388663
2707
În 1944, a scris o carte
numită „Ce este viața?"
06:43
It was tremendouslyturbat influentialinfluente.
118
391839
1731
A fost extraordinar de influentă.
06:45
It influencedinfluențat FrancisFrancisc CrickCrick
and JamesJames WatsonWatson,
119
393594
2881
I-a influențat pe Francis Crick
și pe James Watson,
descoperitorii structurii
dublu-helicoidale a ADN-ului.
06:48
the discoverersdescoperitori of the double-helixdublu-helix
structurestructura of DNAADN-UL.
120
396499
2523
06:51
To paraphraseparafrază a descriptionDescriere
in the bookcarte, he saysspune:
121
399343
3668
Parafrazând o descriere din carte:
06:55
At the molecularmolecular levelnivel,
livingviaţă organismsorganisme have a certainanumit orderOrdin,
122
403035
5786
La nivel molecular, organismele vii
au o anumită ordine, o structură,
07:00
a structurestructura to them that's very differentdiferit
123
408845
3232
care este foarte diferită
07:04
from the randomîntâmplător thermodynamictermodinamice jostlingînghesuit
of atomsatomi and moleculesmolecule
124
412101
4736
de aglomerările termodinamice aleatoare
ale atomilor și moleculelor
07:08
in inanimateneînsufleţit mattermaterie
of the samela fel complexitycomplexitate.
125
416861
3706
din materia neînsuflețită
de aceeași complexitate.
07:13
In factfapt, livingviaţă mattermaterie seemspare to behavecomporta
in this orderOrdin, in a structurestructura,
126
421504
5014
De fapt, materia vie pare a se comporta
în această ordine, într-o structură,
07:18
just like inanimateneînsufleţit mattermaterie
cooledrăcit down to nearaproape absoluteabsolut zerozero,
127
426542
3834
exact ca materia neînsuflețită
răcită până aproape de zero absolut,
07:22
where quantumcuantic effectsefecte
playa juca a very importantimportant rolerol.
128
430400
3033
unde influențele cuantice
joacă un rol foarte important.
07:26
There's something specialspecial
about the structurestructura -- the orderOrdin --
129
434280
4160
E ceva foarte special în structura,
în ordinea dintr-o celulă vie.
07:30
insideinterior a livingviaţă cellcelulă.
130
438464
1560
07:32
So, SchrSchrödingercristi speculatedspeculat that maybe
quantumcuantic mechanicsmecanica playsjoacă a rolerol in life.
131
440048
5293
Schrödinger a speculat că e posibil ca
mecanica cuantică să aibă un rol în viață.
07:38
It's a very speculativespeculativ,
far-reachinganvergură ideaidee,
132
446096
3425
E o idee foarte speculativă, influentă,
07:41
and it didn't really go very fardeparte.
133
449545
2873
care nu a ajuns prea departe.
07:45
But as I mentionedmenționat at the startstart,
134
453536
1533
Dar am menționat la început,
07:47
in the last 10 yearsani, there have been
experimentsexperimente emergingîn curs de dezvoltare,
135
455093
2799
în ultimii 10 ani, au apărut experimente
care necesitată mecanica cuantică
în explicarea unor fenomenele biologice.
07:49
showingarătând where some of these
certainanumit phenomenafenomene in biologybiologie
136
457916
4055
07:53
do seempărea to requirenecesita quantumcuantic mechanicsmecanica.
137
461995
1763
07:55
I want to shareacțiune with you
just a fewpuțini of the excitingemoționant onescele.
138
463782
3123
Vreau să vă împărtășesc
doar câteva dintre cele interesante.
08:00
This is one of the best-knowncele mai cunoscute
phenomenafenomene in the quantumcuantic worldlume,
139
468215
3707
Acesta e unul dintre cele mai cunoscute
fenomene din lumea cuantică,
08:03
quantumcuantic tunnelingtunel.
140
471946
1701
efectul tunel.
08:05
The boxcutie on the left showsspectacole
the wavelikefuturistă, spread-outrăspândirea-out distributiondistribuire
141
473671
4389
Căsuța din stânga arată
distribuția odulatorie, extinsă,
08:10
of a quantumcuantic entityentitate --
a particleparticulă, like an electronde electroni,
142
478084
2761
a unei entități cuantice,
– particulă, electron –
08:12
whichcare is not a little ballminge
bouncingviguros off a wallperete.
143
480869
3637
care nu e o mingiuță
care sare de pe un perete.
08:16
It's a waveval that has a certainanumit probabilityprobabilitate
of beingfiind ablecapabil to permeatepătrunde
144
484530
4739
E o undă cu o anumită probabilitate
de penetrare a unui perete solid,
08:21
throughprin a solidsolid wallperete, like a phantomfantomă
leapingsărind throughprin to the other sidelatură.
145
489293
3406
ca o fantomă
care trece în partea cealaltă.
08:24
You can see a faintslab smudgePete of lightușoară
in the right-handmana dreapta boxcutie.
146
492723
4098
Puteți vedea o pată vagă de lumină
în căsuța din partea dreaptă.
08:29
QuantumCuantice tunnelingtunel suggestssugerează that a particleparticulă
can hitlovit an impenetrableimpenetrabil barrierbarieră,
147
497773
4612
Efectul tunel sugerează că o particulă
poate întâlni o barieră impenetrabilă,
08:34
and yetinca somehowoarecum, as thoughdeşi by magicmagie,
148
502409
2460
totuși, cumva, ca prin farmec,
08:36
disappeardispărea from one sidelatură
and reappearreapar on the other.
149
504893
2444
poate să dispară într-o parte
și să reapară în cealaltă.
08:39
The nicestcel mai frumos way of explainingexplicând it is
if you want to throwarunca a ballminge over a wallperete,
150
507658
4251
Cel mai ușor mod de explicat e:
când vrei să arunci mingea peste un zid,
08:43
you have to give it enoughdestul energyenergie
to get over the toptop of the wallperete.
151
511933
3577
trebuie să-i dai destulă energie
să treacă peste zid.
08:47
In the quantumcuantic worldlume,
you don't have to throwarunca it over the wallperete,
152
515534
3058
În lumea cuantică, nu trebuie
să o arunci peste zid,
poți s-o arunci și în zid
și există o probabilitate nenulă sigură
08:50
you can throwarunca it at the wallperete,
and there's a certainanumit non-zeronenulă probabilityprobabilitate
153
518616
3407
08:54
that it'llO să disappeardispărea on your sidelatură,
and reappearreapar on the other.
154
522047
3323
că va dispărea din partea ta de zid
și va apărea în cealaltă parte.
08:57
This isn't speculationspeculație, by the way.
155
525394
1678
Asta nu e speculație.
08:59
We're happyfericit -- well, "happyfericit"
is not the right wordcuvânt --
156
527096
3396
Suntem fericiți – „fericiți"
nu e cuvântul potrivit...
09:02
(LaughterRâs)
157
530516
2045
(Râsete)
09:04
we are familiarfamiliar with this.
158
532585
1618
...suntem obișnuiți cu asta.
09:06
(LaughterRâs)
159
534227
2745
(Râsete)
09:08
QuantumCuantice tunnelingtunel
takes placeloc all the time;
160
536996
2294
Efectul tunel are loc tot timpul;
09:11
in factfapt, it's the reasonmotiv our SunSoare shinesstraluceste.
161
539314
2667
de fapt, e motivul pentru care
strălucește Soarele.
09:14
The particlesparticule fusefitil togetherîmpreună,
162
542655
1509
Particulele fuzionează
09:16
and the SunSoare turnstransformă hydrogenhidrogen
into heliumheliu throughprin quantumcuantic tunnelingtunel.
163
544188
3698
și Soarele transformă hidrogenul
în heliu prin efectul tunel.
09:21
Back in the 70s and 80s, it was discovereddescoperit
that quantumcuantic tunnelingtunel alsode asemenea takes placeloc
164
549464
5220
În anii '70 și '80, s-a descoperit
că efectul tunel apare și în celulele vii.
09:26
insideinterior livingviaţă cellscelulele.
165
554708
1192
09:28
EnzymesEnzime, those workhorsesvite of life,
the catalystscatalizatori of chemicalchimic reactionsreacții --
166
556290
6266
Enzimele – muncitori neobosiți ai vieții,
catalizatorii reacțiilor chimice –
09:34
enzymesenzime are biomoleculesbiomolecule that speedviteză up
chemicalchimic reactionsreacții in livingviaţă cellscelulele,
167
562580
4166
sunt biomolecule care accelerează
reacțiile chimice în celulele vii,
09:38
by manymulți, manymulți ordersordinele of magnitudemărime.
168
566770
1703
cu multe, multe ordine de mărime.
09:40
And it's always been a mysterymister
how they do this.
169
568497
2784
Cum reușesc să facă asta
a fost întotdeauna un mister.
09:43
Well, it was discovereddescoperit
170
571650
1189
S-a descoperit că unul din trucurile
dezvoltate evolutiv de către enzime
09:44
that one of the trickstrucuri that enzymesenzime
have evolvedevoluat to make use of,
171
572863
4852
09:49
is by transferringtransferul subatomicsubatomic particlesparticule,
like electronselectroni and indeedintr-adevar protonsprotonii,
172
577739
5228
e transferul de particule subatomice,
– electroni și chiar protoni –
09:54
from one partparte of a moleculemoleculă
to anothero alta viaprin intermediul quantumcuantic tunnelingtunel.
173
582991
4661
dintr-o parte în alta a moleculei,
prin efectul tunel.
10:00
It's efficienteficient, it's fastrapid,
it can disappeardispărea --
174
588333
2851
E eficient, e rapid, poate dispărea,
10:03
a protonprotoni can disappeardispărea from one placeloc,
and reappearreapar on the other.
175
591208
3111
– un proton poate să dispară
dintr-o parte și să apară în cealaltă.
10:06
EnzymesEnzime help this take placeloc.
176
594343
1629
Enzimele favorizează asta.
10:08
This is researchcercetare that's been
carriedtransportate out back in the 80s,
177
596548
2683
Acest studiu s-a efectuat în anii '80,
10:11
particularlyîn special by a groupgrup
in BerkeleyBerkeley, JudithJudith KlinmanKlinman.
178
599255
4037
de către un grup din Berkeley,
Judith Klinman.
Alte grupuri din Marea Britanie
au confirmat și ele că enzimele fac asta.
10:15
Other groupsGrupuri in the UKMAREA BRITANIE
have now alsode asemenea confirmedconfirmat
179
603316
2205
10:17
that enzymesenzime really do this.
180
605545
1411
10:21
ResearchCercetare carriedtransportate out by my groupgrup --
181
609048
2549
Cercetări făcute de grupul meu...
10:23
so as I mentionedmenționat,
I'm a nuclearnuclear physicistfizician,
182
611621
2434
Am spus, sunt fizician nuclear,
dar am realizat că uneltele
mecanicii cuantice
10:26
but I've realizedrealizat I've got these toolsunelte
of usingutilizând quantumcuantic mechanicsmecanica
183
614079
3055
10:29
in atomicatomic nucleinuclee, and so can applyaplica
those toolsunelte in other areaszone as well.
184
617158
5085
folosite la nucleele atomice
se pot folosi și în alte domenii.
10:35
One questionîntrebare we askedîntrebă
185
623404
1810
O întrebare pe care ne-am pus-o
10:37
is whetherdacă quantumcuantic tunnelingtunel
playsjoacă a rolerol in mutationsmutații in DNAADN-UL.
186
625238
4298
a fost dacă efectul tunel
joacă vreun rol în mutațiile din ADN.
10:41
Again, this is not a newnou ideaidee;
it goesmerge all the way back to the earlydin timp 60s.
187
629843
3660
Nici asta nu e o idee nouă;
a apărut la începutul anilor '60.
10:45
The two strandsdirecţii de acţiune of DNAADN-UL,
the double-helixdublu-helix structurestructura,
188
633527
2961
Cele două lanțuri din ADN,
structura de dublu-helix,
10:48
are helda avut loc togetherîmpreună by rungsTreptele;
it's like a twistedrăsucit ladderscară.
189
636512
2823
sunt legate prin trepte;
ca o scară răsucită.
10:51
And those rungsTreptele of the ladderscară
are hydrogenhidrogen bondsobligațiuni --
190
639359
3507
Treptele scării
sunt legături de hidrogen:
10:54
protonsprotonii, that actact as the gluelipici
betweenîntre the two strandsdirecţii de acţiune.
191
642890
3790
protoni, cu rol de lipici
între cele două lanțuri.
10:58
So if you zoomzoom in, what they're doing
is holdingdeținere these largemare moleculesmolecule --
192
646704
4750
Dacă mărim imaginea, vedem că ele țin
moleculele mari – nucleotidele – împreună.
11:03
nucleotidesnucleotide -- togetherîmpreună.
193
651478
1607
11:06
ZoomZoom in a bitpic more.
194
654130
1150
Să mărim mai mult.
11:07
So, this a computercomputer simulationsimulare.
195
655304
1916
E o simulare computerizată.
11:09
The two whitealb ballsbile
in the middlemijloc are protonsprotonii,
196
657855
3542
Cele două mingi albe din mijloc
sunt protoni,
observați că e o legătură
dublă de hidrogen.
11:13
and you can see that
it's a doubledubla hydrogenhidrogen bondlegătură.
197
661421
2299
11:15
One preferspreferă to sitsta on one sidelatură;
the other, on the other sidelatură
198
663744
3314
Una preferă să stea pe o parte;
cealaltă, pe cealaltă parte
11:19
of the two strandsdirecţii de acţiune of the verticalvertical lineslinii
going down, whichcare you can't see.
199
667082
4558
a celor două lanțuri, ale verticalelor
care merg în jos și nu sunt vizibile.
11:24
It can happenîntâmpla that
these two protonsprotonii can hophamei over.
200
672410
3395
Se poate întâmpla ca acești doi protoni
să sară de cealaltă parte.
11:27
Watch the two whitealb ballsbile.
201
675829
1436
Priviți cele două mingi albe.
11:29
They can jumpa sari over to the other sidelatură.
202
677748
1998
Pot sări către cealaltă parte.
11:32
If the two strandsdirecţii de acţiune of DNAADN-UL then separatesepara,
leadingconducere to the processproces of replicationreplică,
203
680239
5646
Dacă cele două lanțuri de ADN se separă,
pentru procesul de replicare,
11:37
and the two protonsprotonii
are in the wronggresit positionspozițiile,
204
685909
3199
și cei 2 protoni sunt în poziții greșite,
poate apărea o mutație.
11:41
this can leadconduce to a mutationmutaţie.
205
689132
1763
11:43
This has been knowncunoscut for halfjumătate a centurysecol.
206
691204
1872
Știm asta de o jumătate de secol.
Întrebarea e cât de probabil e
ca ei să facă asta
11:45
The questionîntrebare is: How likelyprobabil
are they to do that,
207
693100
2343
11:47
and if they do, how do they do it?
208
695467
2378
și, dacă o fac, cum o fac?
11:49
Do they jumpa sari acrosspeste,
like the ballminge going over the wallperete?
209
697869
3019
Sar peste, ca mingea
care trece peste zid,
11:52
Or can they quantum-tunnelQuantum-tunel acrosspeste,
even if they don't have enoughdestul energyenergie?
210
700912
3502
sau prin efectul tunel trec direct acolo,
chiar fără destulă energie?
11:57
EarlyLa începutul anului indicationsindicatii suggestsugera that
quantumcuantic tunnelingtunel can playa juca a rolerol here.
211
705089
4252
Indicațiile precoce arată că efectul tunel
poate juca un rol aici.
12:01
We still don't know yetinca
how importantimportant it is;
212
709365
2124
Încă nu știm cât de important e acesta;
12:03
this is still an opendeschis questionîntrebare.
213
711513
1792
rămâne o întrebare deschisă.
12:06
It's speculativespeculativ,
214
714199
1150
E speculativă,
12:07
but it's one of those questionsîntrebări
that is so importantimportant
215
715373
2643
dar e una din întrebările
extrem de importante
fiindcă, dacă efectul tunel
are rol în mutații,
12:10
that if quantumcuantic mechanicsmecanica
playsjoacă a rolerol in mutationsmutații,
216
718040
2446
12:12
surelycu siguranţă this musttrebuie sa have bigmare implicationsimplicații,
217
720510
2299
asta are o mulțime de implicații
în înțelegerea anumitor tipuri de mutații,
12:14
to understanda intelege certainanumit typestipuri of mutationsmutații,
218
722833
2694
12:17
possiblyeventual even those that leadconduce
to turningcotitură a cellcelulă cancerouscanceroase.
219
725551
3756
chiar a celor care duc la transformarea
în celule canceroase.
12:22
AnotherUn alt exampleexemplu of quantumcuantic mechanicsmecanica
in biologybiologie is quantumcuantic coherencecoerenţă,
220
730803
5299
Un alt exemplu al mecanicii cuantice
în biologie e coerența cuantică
într-unul din cele mai importante
procese biologice, fotosinteza:
12:28
in one of the mostcel mai
importantimportant processesprocese in biologybiologie,
221
736126
2353
12:30
photosynthesisfotosinteză: plantsplante
and bacteriabacterii takingluare sunlightlumina soarelui,
222
738503
3941
plantele și bacteriile iau lumina solară
12:34
and usingutilizând that energyenergie to createcrea biomassbiomasă.
223
742468
2954
și o folosesc pentru a produce biomasă.
12:38
QuantumCuantice coherencecoerenţă is the ideaidee
of quantumcuantic entitiesentități multitaskingmultitasking.
224
746215
4152
Coerența cuantică înseamnă
entități cuantice în multitasking.
12:42
It's the quantumcuantic skierschior.
225
750912
1604
E schiorul cuantic.
12:44
It's an objectobiect that behavesse comportă like a waveval,
226
752540
2952
E un obiect care se comportă ca o undă,
12:47
so that it doesn't just movemișcare
in one directiondirecţie or the other,
227
755516
2902
astfel încât nu se mișcă doar
într-o direcție sau în alta,
12:50
but can followurma multiplemultiplu pathwayscai
at the samela fel time.
228
758442
3320
poate urma mai multe cărări
în același timp.
12:54
Some yearsani agoîn urmă,
the worldlume of scienceştiinţă was shockedșocat
229
762708
3916
Acum câțiva ani,
lumea științei a fost şocată
12:58
when a paperhârtie was publishedpublicat
showingarătând experimentalexperimental evidenceevidență
230
766648
3584
la publicarea unei lucrări
cu dovezi experimentale
13:02
that quantumcuantic coherencecoerenţă
takes placeloc insideinterior bacteriabacterii,
231
770256
3776
dovedind coerența cuantică din bacterii
în timpul fotosintezei.
13:06
carryingpurtător out photosynthesisfotosinteză.
232
774056
1686
13:07
The ideaidee is that the photonfoton,
the particleparticulă of lightușoară, the sunlightlumina soarelui,
233
775766
3064
Ideea e că fotonul,
– particula de lumină, lumina solară,
13:10
the quantumcuantic of lightușoară
capturedcapturat by a chlorophyllclorofilă moleculemoleculă,
234
778854
3344
cuanta de lumină –
captată de o moleculă de clorofilă,
13:14
is then deliveredlivrat to what's calleddenumit
the reactionreacţie centercentru,
235
782222
2591
e apoi transmisă la centrul de reacție,
unde poate fi transformată
în energie chimică.
13:16
where it can be turnedîntoarse into
chemicalchimic energyenergie.
236
784837
2064
13:18
And in gettingobtinerea there,
it doesn't just followurma one routetraseu;
237
786925
2648
Nu ajunge acolo pe un singur traseu,
ci pe mai multe simultan,
13:21
it followsurmează multiplemultiplu pathwayscai at onceo singura data,
238
789597
2215
13:23
to optimizeoptimiza the mostcel mai efficienteficient way
of reachingajungând the reactionreacţie centercentru
239
791836
4337
optimizând calea cea mai eficientă
spre centrul de reacţie,
fără a se disipa ca pierdere de căldură.
13:28
withoutfără dissipatingdisipare as wastedeşeuri heatcăldură.
240
796197
1721
13:31
QuantumCuantice coherencecoerenţă takingluare placeloc
insideinterior a livingviaţă cellcelulă.
241
799228
3309
Coerență cuantică
într-o celulă vie.
13:34
A remarkableremarcabil ideaidee,
242
802561
2120
O idee remarcabilă,
13:36
and yetinca evidenceevidență is growingcreştere almostaproape weeklysăptămânal,
with newnou papershârtii comingvenire out,
243
804705
6235
iar dovezile se înmulțesc aproape
săptămânal, cu apariția a noi articole
13:42
confirmingconfirmând that this
does indeedintr-adevar take placeloc.
244
810964
2212
care confirmă că acest lucru are loc.
13:45
My thirdal treilea and finalfinal exampleexemplu
is the mostcel mai beautifulfrumoasa, wonderfulminunat ideaidee.
245
813555
4739
Al treilea și ultimul meu exemplu
e cea mai frumoasă și minunată idee.
13:50
It's alsode asemenea still very speculativespeculativ,
but I have to shareacțiune it with you.
246
818318
4063
E încă o speculație,
dar trebuie să v-o împărtășesc.
13:54
The EuropeanEuropene robinRobin
migratesmigrează from ScandinaviaScandinavia
247
822405
4612
Măcăleandrul european
migrează din Scandinavia
13:59
down to the MediterraneanMarea Mediterană, everyfiecare autumntoamna,
248
827041
2635
spre sud, către Mediteraneană,
în fiecare toamnă
14:01
and like a lot of other
marinemarină animalsanimale and even insectsinsecte,
249
829700
3373
și, ca multe alte animale marine
și chiar insecte,
14:05
they navigatenavigare by sensingdetectare
the Earth'sPământului magneticmagnetic fieldcamp.
250
833097
4300
el navighează percepând
câmpul magnetic terestru.
Câmpul magnetic terestru
este foarte, foarte slab;
14:10
Now, the Earth'sPământului magneticmagnetic fieldcamp
is very, very weakslab;
251
838968
2427
de 100 de ori mai slab
decât un magnet de frigider,
14:13
it's 100 timesori weakermai slab
than a fridgefrigider magnetmagnet,
252
841419
2080
14:15
and yetinca it affectsafectează the chemistrychimie --
somehowoarecum -- withinîn a livingviaţă organismorganism.
253
843523
5601
şi totuși afectează cumva
chimia dintr-un organism viu.
14:21
That's not in doubtîndoială --
a GermanGermană couplecuplu of ornithologistsornitologi,
254
849932
3806
Nu ne îndoim de acest lucru.
Doi ornitologi germani,
14:25
WolfgangWolfgang and RoswithaSandu WiltschkoWiltschko,
in the 1970s, confirmedconfirmat that indeedintr-adevar,
255
853762
4260
Wolfgang şi Roswitha Wiltschko,
au demonstrat în anii '70, că într-adevăr,
14:30
the robinRobin does find its way by somehowoarecum
sensingdetectare the Earth'sPământului magneticmagnetic fieldcamp,
256
858046
3977
măcăleandrul își găsește drumul
percepând cumva câmpul magnetic terestru
14:34
to give it directionaldirecţională informationinformație --
a built-inclădire-înăuntru compassbusolă.
257
862047
3327
pentru informații direcționale,
având o busolă încorporată.
14:37
The puzzlepuzzle, the mysterymister was:
How does it do it?
258
865398
2249
Enigma, misterul era:
Cum reușește asta?
14:40
Well, the only theoryteorie in townoraș --
259
868351
3030
Ei bine, singura teorie existentă
14:43
we don't know if it's the correctcorect theoryteorie,
but the only theoryteorie in townoraș --
260
871405
3436
– nu știm dacă corectă,
dar e singura existentă –
e că reușește prin entanglement cuantic,
cuplare cuantică.
14:46
is that it does it viaprin intermediul something
calleddenumit quantumcuantic entanglementreţea de sârmă ghimpată.
261
874865
2984
14:50
InsideÎn interiorul the robin'sRobin's retinaretină --
262
878567
2374
În retina măcăleandrului,
14:52
I kidcopil you not -- insideinterior the robin'sRobin's retinaretină
is a proteinproteină calleddenumit cryptochromecryptochrome,
263
880965
4232
– nu vă mint – e o proteină,
numită criptocrom, sensibilă la lumină.
14:57
whichcare is light-sensitivesensibile la lumina.
264
885221
1380
14:58
WithinÎn cadrul cryptochromecryptochrome, a pairpereche of electronselectroni
are quantum-entangledQuantum obscur.
265
886625
3939
În cadrul criptocromului, o pereche
de electroni sunt entanglați cuantic.
15:02
Now, quantumcuantic entanglementreţea de sârmă ghimpată
is when two particlesparticule are fardeparte apartseparat,
266
890588
3232
Entanglarea cuantică apare când
două particule sunt depărtate,
15:05
and yetinca somehowoarecum remainrămâne
in contacta lua legatura with eachfiecare other.
267
893844
2834
însă rămân cumva
în legătură una cu cealaltă.
15:08
Even EinsteinEinstein hatedurât this ideaidee;
268
896991
1446
Până și Einstein ura ideea: a numit-o
„acțiune macabră la distanță.”
15:10
he calleddenumit it "spookyÎnfricoșător actionacțiune
at a distancedistanţă."
269
898461
2039
15:12
(LaughterRâs)
270
900524
1881
(Râsete)
Dacă nici lui Einstein nu i-a plăcut,
avem voie și noi.
15:14
So if EinsteinEinstein doesn't like it,
then we can all be uncomfortableincomod with it.
271
902429
3443
Doi electroni entanglați cuantic
într-o singură moleculă
15:17
Two quantum-entangledQuantum obscur electronselectroni
withinîn a singlesingur moleculemoleculă
272
905896
2853
15:20
dancedans a delicatedelicat dancedans
273
908773
1471
dansează un dans delicat, sensibil
la direcția în care zboară pasărea
15:22
that is very sensitivesensibil
to the directiondirecţie the birdpasăre fliesmuste
274
910268
2541
15:24
in the Earth'sPământului magneticmagnetic fieldcamp.
275
912833
1531
în câmpul magnetic terestru.
15:26
We don't know if it's
the correctcorect explanationexplicaţie,
276
914848
2610
Nu știm dacă e explicația corectă,
15:29
but wowWow, wouldn'tnu ar fi it be excitingemoționant
if quantumcuantic mechanicsmecanica helpsajută birdspăsări navigatenavigare?
277
917482
4544
dar nu ar fi incredibil dacă mecanica
cuantică ar ajuta păsările să navigheze?
15:35
QuantumCuantice biologybiologie is still in it infancycopilărie.
278
923069
2721
Biologia cuantică se află încă la început.
15:37
It's still speculativespeculativ.
279
925814
3484
Este încă speculativă.
15:41
But I believe it's builtconstruit on solidsolid scienceştiinţă.
280
929742
3849
Dar eu cred că se bazează
pe știință solidă.
15:45
I alsode asemenea think that
in the comingvenire decadedeceniu or so,
281
933917
3809
Mai cred și că în următorii zece ani
15:49
we're going to startstart to see
that actuallyde fapt, it pervadesstrăbate life --
282
937750
4841
vom vedea că, de fapt,
ea insuflă viața,
15:54
that life has evolvedevoluat trickstrucuri
that utilizefolosi the quantumcuantic worldlume.
283
942615
4596
că lumea vie a evoluat
prin mecanisme cuantice.
16:00
Watch this spacespaţiu.
284
948026
1428
Priviți acest spațiu.
16:01
Thank you.
285
949478
1157
Mulțumesc.
(Aplauze)
16:02
(ApplauseAplauze)
286
950659
2202
Translated by Ioana Stumbea
Reviewed by Emil-Lorant Cocian

▲Back to top

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

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