How Quantum Biology Might Explain Life’s Biggest Questions | Jim Al-Khalili | TED Talks

Translator: Mujib Khan Reviewer: Palash Ranjan Sanyal

I'd like to introduce you to an emerging area of science,

বিজ্ঞানের এক উদীয়মান শাখার সাথে আপনাদেরকে পরিচয় করাতে চাচ্ছি,

one that is still speculative but hugely exciting,

যেটি এখনও অনেকটা কল্পনাশ্রয়ী অথচ সাঙ্ঘাতিক রকমের রোমাঞ্চকর,

and certainly one that's growing very rapidly.

এবং যা নিঃসন্দেহে খুবই দ্রুতবর্ধমান।

Quantum biology asks a very simple question:

কোয়ান্টাম জীববিদ্যা খুব সরল একটি প্রশ্নের উত্তর খোঁজেঃ

Does quantum mechanics --

কোয়ান্টাম মেকানিক্স,

that weird and wonderful and powerful theory

সেই অদ্ভুত এবং বিস্ময়কর এবং ওজস্বী তত্ত্ব

of the subatomic world of atoms and molecules

যা অণু-পরমাণুর সেই সূক্ষ্ম জগতে প্রযোজ্য

that underpins so much of modern physics and chemistry --

যা আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান ও রসায়নশাস্ত্রকে এতভাবে খতিয়ে দেখছে,

also play a role inside the living cell?

সে কি জীবকোষের গভীরেও সদা ক্রিয়াশীল?

In other words: Are there processes, mechanisms, phenomena

অন্য ভাষায়ঃ এমন কোন প্রক্রিয়া, পদ্ধতি, ঘটনা আছে কি

in living organisms that can only be explained

যেগুলো জৈব অঙ্গে ঘটমান এবং যেগুলোর ব্যাখ্যা কেবলমাত্র

with a helping hand from quantum mechanics?

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সাহায্যে করা যেতে পারে?

Now, quantum biology isn't new;

এখন, কোয়ান্টাম বায়োলজি কোন নতুন বিদ্যা নয়;

it's been around since the early 1930s.

সেই ১৯৩০ এর প্রথমভাগ থেকেই এটি চলে আসছে।

But it's only in the last decade or so that careful experiments --

কিন্তু এটা মাত্র এক দশকের মত হবে, যখন সযত্ন গবেষণা --

in biochemistry labs, using spectroscopy --

যা বর্ণালিবীক্ষণ ব্যবহার করে বায়োকেমিস্ট্রি ল্যাবে করা হয় --

have shown very clear, firm evidence that there are certain specific mechanisms

সেখানে কিছু সুনির্দিষ্ট কাজকারবারের পরিষ্কার, পাকাপোক্ত প্রমাণ পাওয়া গেছে

that require quantum mechanics to explain them.

যেগুলো ব্যখ্যা করতে কোয়ান্টাম মেকানিক্স এর দরকার হয়

Quantum biology brings together quantum physicists, biochemists,

কোয়ান্টাম বায়োলজিতে একীভূত হয় কোয়ান্টাম পদার্থবিদ, প্রাণরসায়নবিদ,

molecular biologists -- it's a very interdisciplinary field.

আর অণু-জীববিদেরা -- একান্তই বহুমাত্রিক এক জ্ঞানের ক্ষেত্র এটি

I come from quantum physics, so I'm a nuclear physicist.

আমি এসেছি কোয়ান্টাম ফিজিক্স থেকে, অর্থাৎ আমি একজন অণু পদার্থবিদ।

I've spent more than three decades

আমি তিন দশকেরও বেশি কাটিয়েছি

trying to get my head around quantum mechanics.

কোয়ান্টাম মেকানিক্স কে আত্মস্থ করার প্রচেষ্টায়

One of the founders of quantum mechanics, Niels Bohr,

কোয়ান্টাম মেকানিক্স এর অন্যতম প্রতিষ্ঠাতা, নীলস বোর,

said, If you're not astonished by it, then you haven't understood it.

বলেছিলেন, তুমি যদি এতে বিস্ময়াবিষ্ট না হও, তাহলে তুমি এটি বোঝোনি।

So I sort of feel happy that I'm still astonished by it.

তাই আমি খুশিই বোধ করি কেননা আমি এখনও এতে বিস্ময়াবিষ্ট হয়ে আছি

That's a good thing.

এটি একটি ভালো লক্ষণ।

But it means I study the very smallest structures in the universe --

অর্থাৎ বিশ্বের একেবারে সূক্ষ্মতম কাঠামো নিয়ে আমি জ্ঞানচর্চা করি --

the building blocks of reality.

যেগুলো কিনা বস্তুজগতের মূল উপাদান।

If we think about the scale of size,

যদি আয়তনের পর্যায়ক্রমে চিন্তা করি,

start with an everyday object like the tennis ball,

কোন একটি নিত্যদিনের বস্তু নিয়ে শুরু করি, যেমন টেনিস বল,

and just go down orders of magnitude in size --

এবং ক্রমান্বয়ে ছোট আকারের দিকে যেতে থাকি --

from the eye of a needle down to a cell, down to a bacterium, down to an enzyme --

সূচের ছিদ্র থেকে জীবকোষ, তারপরে ব্যাকটেরিয়া, তারপরে এনজাইম --

you eventually reach the nano-world.

অবশেষে পৌঁছে যাবেন সূক্ষ্ম বস্তুদের জগতে।

Now, nanotechnology may be a term you've heard of.

এখন, আপনারা হয়তো ন্যানোটেকনোলজি নামটা শুনে থাকবেন।

A nanometer is a billionth of a meter.

এক ন্যানোমিটার হল এক মিটারের বিলিয়ন ভাগের একভাগ।

My area is the atomic nucleus, which is the tiny dot inside an atom.

আমার চর্চার ক্ষেত্র হচ্ছে নিউক্লিয়াস, পরমাণুর গভীরে অতি ক্ষুদ্র একটি বিন্দু।

It's even smaller in scale.

তুলনার বিচারে এটি আরও ক্ষুদ্র।

This is the domain of quantum mechanics,

এটাই কোয়ান্টাম মেকানিক্সের এলাকা,

and physicists and chemists have had a long time

এবং পদার্থবিদেরা ও রসায়নবিদেরা লম্বা সময় পেয়েছেন

to try and get used to it.

এটিকে জানার ও খতিয়ে দেখার।

Biologists, on the other hand, have got off lightly, in my view.

অপরদিকে, আমার মতে, জীববিদগণ বেশ হাল্কা ভাবেই শুরু করেছিলেন।

They are very happy with their balls-and-sticks models of molecules.

(Laughter)

(হাসির রোল)

The balls are the atoms, the sticks are the bonds between the atoms.

বলগুলি হচ্ছে পরমাণু, আর কাঠিগুলি হচ্ছে তাদের মধ্যেকার বন্ধন

And when they can't build them physically in the lab,

আর পরীক্ষাগারে তাঁরা যখন এটি বানাতে পারেন না,

nowadays, they have very powerful computers

আজকাল, তাঁদের খুবই শক্তিশালী কম্পিউটার আছে

that will simulate a huge molecule.

যেগুলো এসব সুবিশাল অণুর প্রতিরূপ বানিয়ে দেবে।

This is a protein made up of 100,000 atoms.

এটি লাখ খানেক পরমাণু দিয়ে তৈরি একটি প্রোটিন।

It doesn't really require much in the way of quantum mechanics to explain it.

এটিকে ব্যাখ্যা করতে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের খুব বেশি গভীরে যাবার কোনো দরকার নেই।

Quantum mechanics was developed in the 1920s.

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আবির্ভাব হয়েছিল ১৯২০ এর দশকে।

It is a set of beautiful and powerful mathematical rules and ideas

এটি কতগুলো চমৎকার ও জবরদস্ত গানিতিক নিয়ম ও ধারণা

that explain the world of the very small.

যা দিয়ে অতি সূক্ষ্ম বস্তুদের জগতকে ব্যাখ্যা করা যায়।

And it's a world that's very different from our everyday world,

এবং এটি আমাদের নিত্যদিনের জগতের চেয়ে সম্পূর্ণ আলাদা এক জগত,

made up of trillions of atoms.

অযুত-নিযুত পরমাণু দিয়ে তৈরি।

It's a world built on probability and chance.

জগতটি সম্ভাবনা আর দৈবযোগের উপরে ভিত্তি করে তৈরি।

It's a fuzzy world.

এটি একটি ধোঁয়াশাময় জগত।

It's a world of phantoms,

এটি একটি ভুতুড়ে জগত,

where particles can also behave like spread-out waves.

যেখানে বস্তুকণারা ছড়িয়ে যাওয়া তরঙ্গের মত আচরণও করতে পারে।

If we imagine quantum mechanics or quantum physics, then,

আমরা যদি কোয়ান্টাম মেকানিক্স বা কোয়ান্টাম ফিজিক্স কে ধরে নেই,

as the fundamental foundation of reality itself,

বস্তুজগতের মুল ভিত্তি হিসাবে,

then it's not surprising that we say

তাহলে এটি বলাতে অবাক হবার কিছু নেই যে,

quantum physics underpins organic chemistry.

কোয়ান্টাম ফিজিক্সের উপরেই জৈব রসায়ন দাঁড়িয়ে আছে।

After all, it gives us the rules that tell us

মোটের উপর, এটি সেই বিধান দেয় যা ব্যাখ্যা করে,

how the atoms fit together to make organic molecules.

কিভাবে পরমাণুগুলো জোট বেঁধে জৈব অণু তৈরি করে।

Organic chemistry, scaled up in complexity,

জৈব রসায়নের জটিলতার পরিধি বাড়ালেই

gives us molecular biology, which of course leads to life itself.

আমরা পাই অণু-জীববিদ্যা, যা নিশ্চিতভাবেই প্রাণে গিয়ে দাঁড়ায়।

So in a way, it's sort of not surprising.

এটি এরকমই, এতে অবাক হবার কিছু নেই।

It's almost trivial.

প্রায় অবধারিত একটা ব্যাপার।

You say, "Well, of course life ultimately must depend of quantum mechanics."

আপনি বলেন, "হ্যাঁ, জীবিতাবস্থাকে ব্যখ্যা করতে হলে শেষমেশ কোয়ান্টাম মেকানিক্সেরই দ্বারস্থ হতে হবে"

But so does everything else.

কিন্তু এটা অন্য সবকিছুর জন্যই প্রযোজ্য।

So does all inanimate matter, made up of trillions of atoms.

এবং নিযুত-কোটি পরমানুদিয়ে তৈরি সব জড় বস্তুর জন্যও প্রযোজ্য।

Ultimately, there's a quantum level

মূলতঃ কোয়ান্টামের এক পর্যায়ে

where we have to delve into this weirdness.

আমাদেরকে এই অদ্ভুতুড়ে ব্যাপারগুলো খতিয়ে দেখতেই হবে

But in everyday life, we can forget about it.

কিন্তু দৈনন্দিন জীবনে আমরা এটিকে ভুলে যেতে পারি।

Because once you put together trillions of atoms,

কারণ, নিযুত-কোটি পরমাণু যখন একত্রিত হয়

that quantum weirdness just dissolves away.

তখন কোয়ান্টামের এই অদ্ভুত ব্যাপারগুলো স্রেফ হাওয়া হয়ে যায়।

Quantum biology isn't about this.

কোয়ান্টাম জীববিদ্যা এমনটি নয়।

Quantum biology isn't this obvious.

কোয়ান্টাম জীববিদ্যা এতটা অবধারিত নয়।

Of course quantum mechanics underpins life at some molecular level.

অবশ্যই কোন কোন আণবিক পর্যায়ে জীবনের ভিত্তিমূল কোয়ান্টাম মেকানিক্সেই প্রথিত।

Quantum biology is about looking for the non-trivial --

কোয়ান্টাম জীববিদ্যার কাজ হল খুঁজে দেখা সেসব অনবধারিত --

the counterintuitive ideas in quantum mechanics --

অনির্দিষ্ট ধারনাগুলো, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের অন্তর্ভুক্ত

and to see if they do, indeed, play an important role

এবং দেখা যে, এগুলোর নিশ্চিতভাবে কোন গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা আছে কি না

in describing the processes of life.

প্রাণ এর কর্মপন্থা ব্যাখ্যা করার ক্ষেত্রে।

Here is my perfect example of the counterintuitiveness

এটি আমার যথাযথ উদাহরণ, সেই অননুমেয়তার

of the quantum world.

যা কোয়ান্টাম জগতে বিরাজমান।

This is the quantum skier.

ইনি একজন কোয়ান্টাম স্কীচালক।

He seems to be intact, he seems to be perfectly healthy,

দেখা যাচ্ছে তিনি অখণ্ডই আছেন, তিনি পরিপূর্ণ স্বাস্থ্যবান,

and yet, he seems to have gone around both sides of that tree at the same time.

তারপরেও মনে হচ্ছে তিনি একই সময়ে গাছটির দুইপাশ দিয়ে চলে এসেছেন।

Well, if you saw tracks like that

বেশ, এরকম পথচিহ্ন যদি দেখে থাকেন

you'd guess it was some sort of stunt, of course.

তাহলে নিশ্চয়ই ভাববেন যে এটি নির্ঘাত কোন ভোজবাজি ছিল।

But in the quantum world, this happens all the time.

কিন্তু কোয়ান্টাম জগতে সবসময়েই এমনটি ঘটে থাকে

Particles can multitask, they can be in two places at once.

বস্তুকণারা একই সময়ে দুই জায়গায় অবস্থান করতে পারে।

They can do more than one thing at the same time.

তারা একই সময়ে একাধিক কাজ করতে পারে।

Particles can behave like spread-out waves.

বস্তুকণারা বিস্তারনশীল তরঙ্গের মত আচরণ করতে পারে।

It's almost like magic.

এটি রীতিমত ঐন্দ্রজালিক মনে হয়।

Physicists and chemists have had nearly a century

প্রায় শতবর্ষ ধরে পদার্থবিদ এবং রসায়নবিদেরা

of trying to get used to this weirdness.

এই অদ্ভুতুড়ে ব্যাপারের সাথে অভ্যস্ত হবার চেষ্টায় আছেন।

I don't blame the biologists

আমি জীববিজ্ঞানীদেরকে দোষ দেবোনা

for not having to or wanting to learn quantum mechanics.

যে তাঁদের কোয়ান্টাম মেকানিক্স জানার কোন আগ্রহ ছিল না।

You see, this weirdness is very delicate;

দেখুন, অদ্ভুতুড়ে হলেও এটি কিন্তু খুবই কেতাদুরস্ত;

and we physicists work very hard to maintain it in our labs.

এবং আমরা পদার্থবিদেরা পরীক্ষাগারে এটি বজায় রাখতে খুবই সচেষ্ট।

We cool our system down to near absolute zero,

আমরা গোটা ব্যবস্থাটির তাপমাত্রা পরম শূন্যে নামিয়ে আনি,

we carry out our experiments in vacuums,

আমরা বায়ুশূন্য স্থানে পরীক্ষা নিরীক্ষা চালাই,

we try and isolate it from any external disturbance.

বাইরের যে কোন প্রভাব থেকে এটিকে আমরা মুক্ত রাখি।

That's very different from the warm, messy, noisy environment of a living cell.

জীবন্ত জীবকোষের ভেতরকার উষ্ণ, গোলমেলে, জগাখিচুড়িময় অবস্থা থেকে এটি সম্পূর্ণ ভিন্ন।

Biology itself, if you think of molecular biology,

জীববিদ্যা নিজেই, যদি অণু জীববিদ্যার কথা ধরেন,

seems to have done very well in describing all the processes of life

খুব ভালো ভাবেই জীবনের প্রক্রিয়া সমূহ বর্ণনা করতে পারে,

in terms of chemistry -- chemical reactions.

রসায়ন -- রাসায়নিক বিক্রিয়া হিসাবে।

And these are reductionist, deterministic chemical reactions,

আর এইসব সংক্ষেপক, পরিনামদর্শী রাসায়নিক বিক্রিয়া,

showing that, essentially, life is made of the same stuff as everything else,

দেখায় যে, আর পাঁচটা জিনিস আর জীবন মূলতঃ একই উপাদানে তৈরি,

and if we can forget about quantum mechanics in the macro world,

এবং আমরা যদি স্থূল জগতে কোয়ান্টাম মেকানিক্সকে ভুলে থাকতে পারি,

then we should be able to forget about it in biology, as well.

তাহলে জীববিজ্ঞানের জগতেও এটিকে ভুলে থাকতে পারবো।

Well, one man begged to differ with this idea.

বেশ, কিন্তু একজন এমনটি মানতে চাননি।

Erwin Schrödinger, of Schrödinger's Cat fame,

আরউইন শ্রডিংগার, যিনি শ্রডিংগারের বেড়ালের জন্য বিখ্যাত,

was an Austrian physicist.

একজন অস্ট্রিয়ান পদার্থবিদ।

He was one of the founders of quantum mechanics in the 1920s.

১৯২০ এর দশকের কোয়ান্টাম মেকানিক্সের স্থপতিদের একজন।

In 1944, he wrote a book called "What is Life?"

১৯৪৪ সালে তিনি "জীবন কি?" নামে একটি বই লেখেন

It was tremendously influential.

এটি সাঙ্ঘাতিক রকমের প্রভাব ফেলেছিল।

It influenced Francis Crick and James Watson,

এটি ফ্রান্সিস ক্রিক এবং জেমস ওয়াটসনকে প্রভাবিত করেছিল,

the discoverers of the double-helix structure of DNA.

যারা ডিএনএ এর ডাবল-হেলিক্স গঠন আবিষ্কার করেছিল।

To paraphrase a description in the book, he says:

এই বইয়ের একটি বর্ননা ভাষান্তর করে তিনি বলেছিলেনঃ

At the molecular level, living organisms have a certain order,

আণবিক পর্যায়ে জীবন্ত অবয়বগুলোতে সুনির্দিষ্ট বিন্যাস আছে,

a structure to them that's very different

খুবই ভিন্ন রকমের একটি সংগঠন যা

from the random thermodynamic jostling of atoms and molecules

থার্মোডায়নামিক্স জনিত অণু পরমাণুর বিশৃঙ্খল ধাক্কা-ধাক্কির চেয়ে ভিন্ন,

in inanimate matter of the same complexity.

যেটি একই রকমের জটিল জড় বস্তুতে দেখা যায়।

In fact, living matter seems to behave in this order, in a structure,

বাস্তবমে জীবন্ত বস্তুরা এই শৃঙ্খলা মেনে চলে বলেই ননে হয়, একটা সংগঠনে,

just like inanimate matter cooled down to near absolute zero,

ঠিক পরম শূন্য তাপমাত্রায় নামিয়ে আনা জড় বস্তুদের মত,

where quantum effects play a very important role.

যেখানে কোয়ান্টামের প্রভাবসমুহ অতীব গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

There's something special about the structure -- the order --

এখানে এই সংগঠনের - এই শৃঙ্খলার মাঝে অসাধারণ কিছু আছে

inside a living cell.

জীবন্ত কোষের অভ্যন্তরে।

So, Schrödinger speculated that maybe quantum mechanics plays a role in life.

তাই শ্রডিংগার ধারনা করেছিলেন, জীবনের উপরে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ভূমিকা থাকতে পারে।

It's a very speculative, far-reaching idea,

এটা খুবই কল্পনাপ্রসূত ও সুদূরপ্রসারী একটি ধারনা,

and it didn't really go very far.

এবং বাস্তবে এটি খুব বেশিদূর আগাতে পারেনি।

But as I mentioned at the start,

কিন্তু প্রথমেই যেমনটি বলেছিলাম,

in the last 10 years, there have been experiments emerging,

গত দশক যাবত এক্ষেত্রে অনেক পরীক্ষা পর্যবেক্ষণ হয়েছে

showing where some of these certain phenomena in biology

যেগুলো দেখিয়েছে যে জীববিজ্ঞানের কিছু কিছু সুনির্দিষ্ট প্রপঞ্চ

do seem to require quantum mechanics.

কোয়ান্টাম মেকানিক্স আশ্রিত বলে মনে হয়।

I want to share with you just a few of the exciting ones.

এরকম কয়েকটি রোমাঞ্চকর ঘটনা সম্পর্কে আপনাদেরকে জানাতে চাই।

This is one of the best-known phenomena in the quantum world,

এটি কোয়ান্টাম জগতের অন্যতম বহুল-বিদিত প্রপঞ্চ,

quantum tunneling.

কোয়ান্টাম টানেলিং।

The box on the left shows the wavelike, spread-out distribution

বামপাশের বক্সে দেখা যাচ্ছে তরঙ্গসুলভ বিস্তারনশীল বিন্যাস

of a quantum entity -- a particle, like an electron,

যা কোয়ান্টাম পদার্থ -- ইলেকট্রনের মত কণাসমূহে দেখা যায়,

which is not a little ball bouncing off a wall.

যেটি দেয়ালে ধাক্কা খেয়ে ফিরে আসা কোন ছোট বল নয়।

It's a wave that has a certain probability of being able to permeate

এটি একটি নির্দিষ্ট সম্ভাব্যতা বিশিষ্ট একটি তরঙ্গ যা ভেদ করতে সক্ষম

through a solid wall, like a phantom leaping through to the other side.

কোন নিরেট দেয়াল, যেন একপাশ থেকে অন্যপাশে চলে যাওয়া কোন ভূত।

You can see a faint smudge of light in the right-hand box.

ডানপাশের বক্সে একটি অনুজ্জ্বল আলোর রেখা দেখতে পাচ্ছেন।

Quantum tunneling suggests that a particle can hit an impenetrable barrier,

কোয়ান্টাম টানেলিং অনুসারে একটা কণা একটা অভেদ্য দেয়ালে ধাক্কা খেলেও

and yet somehow, as though by magic,

কোনভাবে, একেবারে ভোজবাজীর মত,

disappear from one side and reappear on the other.

এক পাশ থেকে অদৃশ্য হয়ে অন্য পাশে পুনরাবির্ভুত হয়।

The nicest way of explaining it is if you want to throw a ball over a wall,

এটার সবচেয়ে সুন্দর ব্যাখ্যা হল, আপনি যদি একটা বলকে দেয়ালের উপর দিয়ে ছুঁড়তে চান,

you have to give it enough energy to get over the top of the wall.

তাহলে ওটাকে ওই দেয়াল পার হবার মত পর্যাপ্ত শক্তি সরবরাহ করতে হবে।

In the quantum world, you don't have to throw it over the wall,

কোয়ান্টাম জগতে আপনাকে এভাবে দেয়ালের উপর দিয়ে ছুঁড়তে হবে না,

you can throw it at the wall, and there's a certain non-zero probability

এটাকে দেয়ালে ছুঁড়লেও চলবে, এবং নির্দিষ্ট একটি ধনাত্মক সম্ভাবনা থাকবে

that it'll disappear on your side, and reappear on the other.

যে, এটি একপাশে অদৃশ্য হয়ে অন্যপাশে আবির্ভুত হবে।

This isn't speculation, by the way.

এটি কিন্তু কোন কল্পকথা নয়।

We're happy -- well, "happy" is not the right word --

আমরা এতে খুশি -- বেশ, "খুশি" শব্দটা এখানে যথার্থ নয়

(Laughter)

(হাসির রোল)

we are familiar with this.

আমরা এতে অভ্যস্ত।

(Laughter)

(হাসির রোল)

Quantum tunneling takes place all the time;

প্রতিনিয়তই কোয়ান্টাম টানেলিং ঘটে চলছে;

in fact, it's the reason our Sun shines.

সত্যি বলতে, এর ফলেই সুর্য আলো দেয়।

The particles fuse together,

কণাগুলো সেখানে পরস্পর একীভূত হয়,

and the Sun turns hydrogen into helium through quantum tunneling.

আর সুর্য্য কোয়ান্টাম টানেলিং এর মাধ্যমে হাইড্রোজেন কে হিলিয়ামে পরিণত করে।

Back in the 70s and 80s, it was discovered that quantum tunneling also takes place

৭০ এবং ৮০র দশকে ফিরে যাই, তখন উদ্ঘাটিত হল যে কোয়ান্টাম টানেলিং ঘটে থাকে

inside living cells.

এমনকি জীব কোষের অভ্যন্তরেও।

Enzymes, those workhorses of life, the catalysts of chemical reactions --

এনজাইমগুলো, যারা জীবের মুল চালিকাশক্তি, রাসায়নিক বিক্রিয়ার প্রভাবক --

enzymes are biomolecules that speed up chemical reactions in living cells,

এনজাইমগুলো জৈব অণু যারা জীব কোষের ভিতরকার রাসায়নিক বিক্রিয়াতে গতি সঞ্চার করে

by many, many orders of magnitude.

অনেক অনেক গুন বেশি গতি সঞ্চার করে।

And it's always been a mystery how they do this.

এবং কিভাবে এটি ঘটে তা বরাবরই রহস্যাবৃত ছিল।

Well, it was discovered

বেশ, এটা উদ্ঘাটিত হল

that one of the tricks that enzymes have evolved to make use of,

যে, এনজাইমগুলো বিবর্তিত হয়েছে একটি কৌশল রপ্ত করতে,

is by transferring subatomic particles, like electrons and indeed protons,

যা অতিপারমাণবিক কণাগুলোকে স্থানান্তর করে, যেমন ইলেকট্রন এবং অবশ্যই প্রোটন,

from one part of a molecule to another via quantum tunneling.

কোয়ান্টাম টানেলিং এর মাধ্যমে অণুর এক অংশ থেকে অন্য অংশে।

It's efficient, it's fast, it can disappear --

এটি কার্যকর, এটি ক্ষিপ্রগামী, এটি অদৃশ্য করতে পারে --

a proton can disappear from one place, and reappear on the other.

একটি প্রোটন একজায়গা থেকে অদৃশ্য হয়ে অন্য জায়গায় দৃশ্যমান হতে পারে।

Enzymes help this take place.

এনজাইমের সাহায্যেই এমনটি ঘটে থাকে।

This is research that's been carried out back in the 80s,

সেই ৮০র দশকে এটি নিয়ে গবেষণা হয়েছিল,

particularly by a group in Berkeley, Judith Klinman.

বিশেষ করে বার্কলের একটি গ্রুপ, জুডিথ ক্লিনম্যান।

Other groups in the UK have now also confirmed

যুক্তরাজ্যস্থ অন্যান্য গ্রুপগুলিও সম্প্রতি নিশ্চিত করেছে

that enzymes really do this.

যে, এনজাইমগুলো আসলেই এমনটি করে থাকে।

Research carried out by my group --

আমার গ্রুপের করা গবেষণাতেও --

so as I mentioned, I'm a nuclear physicist,

আমি যেমনটি বলেছি, আমি একজন পরমাণু পদার্থবিদ,

but I've realized I've got these tools of using quantum mechanics

কিন্তু আমি উপলদ্ধ্বি করেছি কোয়ান্টাম মেকানিক্সকে ব্যবহার করতে পারি

in atomic nuclei, and so can apply those tools in other areas as well.

পরমাণুর নিউক্লিয়াসে, এবং অন্যান্য ক্ষেত্রেও এই হাতিয়ারকে ব্যবহার করতে পারি।

One question we asked

একটি প্রশ্ন আমরা করে থাকি

is whether quantum tunneling plays a role in mutations in DNA.

ডিএনএ মিউটেশন এর পেছনে কোয়ান্টাম টানেলিং এর কোন ভূমিকা আছে কি না?

Again, this is not a new idea; it goes all the way back to the early 60s.

অধিকন্তু, এটি কোন নতুন ধারনা নয়; এটি একেবারে ৬০ এর দশকের গোড়ায় নিয়ে যাবে।

The two strands of DNA, the double-helix structure,

ডিএনএর দুই তন্তু, সেই দুই প্যাঁচ বিশিষ্ট গঠন,

are held together by rungs; it's like a twisted ladder.

দাসা-কাঠি দিয়ে পরস্পর আটকানো; যেন একটি মোচড়ানো মই।

And those rungs of the ladder are hydrogen bonds --

এবং মইয়ের এই দাসা-কাঠিগুলো হল হাইড্রোজেন বন্ধন --

protons, that act as the glue between the two strands.

এখানে প্রোটনগুলি দুই তন্তুর মাঝখানে আঠা হিসেবে কাজ করে।

So if you zoom in, what they're doing is holding these large molecules --

তাই, আরও নিবিড় পর্যবেক্ষণে দেখা যায় তারা ধরে রেখেছে এই বিশাল অণু গুলিকে --

nucleotides -- together.

নিউক্লিওটাইড গুলোকে -- একসাথে।

Zoom in a bit more.

আরেকটু নিবিড়ভাবে দেখা যাক।

So, this a computer simulation.

এটি আসলে কম্পিউটারে বানানো একটি প্রতিরূপ।

The two white balls in the middle are protons,

মঝের ওই সাদা বল দুটো হল প্রোটন,

and you can see that it's a double hydrogen bond.

এবং দেখতেই পাচ্ছেন, এটি একটি দ্বি-হাইড্রোজেন বন্ধন।

One prefers to sit on one side; the other, on the other side

একটি একদিকে বসে আছে; আর অন্যটি উল্টোদিকে

of the two strands of the vertical lines going down, which you can't see.

খাড়া নেমে যাওয়া তন্তু দুটির সাপেক্ষে, যেগুলি এখানে দৃশ্যমান নয়।

It can happen that these two protons can hop over.

এমনও হতে পারে যে প্রোটন দুটি লাফ দিয়ে জায়গা বদল করল।

Watch the two white balls.

সাদা বল দুটোকে লক্ষ্য করুন।

They can jump over to the other side.

এরা একপাশ থেকে লাফিয়ে অন্যপাশে চলে যেতে পারে।

If the two strands of DNA then separate, leading to the process of replication,

এই সময়ে যদি প্রতিলিপি তৈরির প্রাথমিক ধাপ হিসেবে, ডিএনএর তন্তু দুটি বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়,

and the two protons are in the wrong positions,

এবং প্রোটন দুটি বেঠিক অবস্থানে থেকে যায়,

this can lead to a mutation.

তাহলে এটি একটি মিউটেশনে পর্যবসিত হতে পারে।

This has been known for half a century.

আধা শতাব্দী ধরে এটি আমাদের জানা।

The question is: How likely are they to do that,

প্রশ্ন হল, এরকমটি ঘটার সম্ভাবনা কেমন,

and if they do, how do they do it?

আর যদি ঘটেই তাহলে তা কিভাবে ঘটে?

Do they jump across, like the ball going over the wall?

তারা কি এই দেয়ালের উপর দিয়ে যাওয়া বলদুটির মত লাফিয়ে জায়গা বদলায়?

Or can they quantum-tunnel across, even if they don't have enough energy?

না কি তারা কোয়ান্টাম টানেলিং করে, এমন কি পর্যাপ্ত শক্তি না থাকা সত্ত্বেও?

Early indications suggest that quantum tunneling can play a role here.

প্রাথমিক নিদর্শনে এখানে কোয়ান্টাম টানেলিং এর ভূমিকা থাকতে পারে বলেই মনে হয়।

We still don't know yet how important it is;

আমরা এখনও জানিনা, এটি কতটা গুরুত্বপূর্ণ;

this is still an open question.

এটি এখনও একটি উন্মুক্ত প্রশ্ন।

It's speculative,

এটি কল্পনা নির্ভর,

but it's one of those questions that is so important

কিন্তু এটি সেই অতি গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্নগুলির একটি

that if quantum mechanics plays a role in mutations,

যে, মিউটেশন প্রক্রিয়ায় কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ভূমিকা আছে,

surely this must have big implications,

নিশ্চিতভাবেই এটির একটি বড় প্রভাব আছে,

to understand certain types of mutations,

নির্দিষ্ট ধরনের কিছু মিউটেশন বোঝার ক্ষেত্রে,

possibly even those that lead to turning a cell cancerous.

এমনকি সম্ভবত, ক্যান্সার কোষে পর্যবসিত করা মিউটেশনগুলোর ক্ষেত্রেও।

Another example of quantum mechanics in biology is quantum coherence,

জীববিজ্ঞানের অঙ্গনে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আরেকটি উদাহরণ হল কোয়ান্টাম কোহেরেন্স,

in one of the most important processes in biology,

জীববিজ্ঞানের খুবই গুরুত্বপূর্ণ একটি প্রক্রিয়ার মাঝে,

photosynthesis: plants and bacteria taking sunlight,

সালোক-সংশ্লেষণঃ বৃক্ষ এবং ব্যাকটেরিয়া সূর্যালোক গ্রহণ করে,

and using that energy to create biomass.

এবং জৈববস্তু তৈরির কাজে সেই সৌরশক্তিকে ব্যবহার করে।

Quantum coherence is the idea of quantum entities multitasking.

কোয়ান্টাম বস্তুর একই সময়ে একাধিক স্থানে থাকার ব্যাপারটাকেই কোয়ান্টাম কোহেরেন্স বলে।

It's the quantum skier.

এটি সেই কোয়ান্টাম স্কি-চালক।

It's an object that behaves like a wave,

ওটি একটি বস্তু যা তরঙ্গের মত আচরণ করে,

so that it doesn't just move in one direction or the other,

যাতে করে এটি কেবল কোন একদিকে ভ্রমণ না করে,

but can follow multiple pathways at the same time.

বরং একই সময়ে একাধিক পথে ধাবিত হতে পারে।

Some years ago, the world of science was shocked

কয়েক বছর আগে, তাবৎ বিজ্ঞানী সমাজ রীতিমত স্তম্ভিত হয়ে গিয়েছিল

when a paper was published showing experimental evidence

যখন পরীক্ষালব্ধ প্রমাণসহ একটা প্রকাশিত রচনায় দেখানো হল

that quantum coherence takes place inside bacteria,

যে, ব্যাকটেরিয়ার অভ্যন্তরে কোয়ান্টাম কোহেরেন্স ঘটে থাকে,

carrying out photosynthesis.

যেগুলো সালোক সংশ্লেষণে সক্ষম।

The idea is that the photon, the particle of light, the sunlight,

ধারনা করা হয় ফোটন, যা কিনা আলোর কণিকা, সুর্য্যালোক কণিকা,

the quantum of light captured by a chlorophyll molecule,

আলোর এই দলাগুলিকে কোষস্থ ক্লোরোফিল অণুগুলো আটকিয়ে ফেলে,

is then delivered to what's called the reaction center,

তারপরে সেগুলোকে বিক্রিয়া-কেন্দ্রে পাঠিয়ে দেয়,

where it can be turned into chemical energy.

যেখানে সেগুলো রাসায়নিক শক্তিতে পরিণত হয়।

And in getting there, it doesn't just follow one route;

আর শুধুমাত্র একটা পথ অনুসরণ করে তারা সেখানে যায় না;

it follows multiple pathways at once,

তারা প্রত্যেকে একই সময়ে একাধিক পথ অনুসরণ করে,

to optimize the most efficient way of reaching the reaction center

যাতে করে বিক্রিয়া-কেন্দ্রে যাবার পথগুলোর মধ্যে সবচেয়ে কার্যকর গুলোকে খুঁজে নিতে পারে

without dissipating as waste heat.

বিকিরিত তাপ রূপে শক্তির কোন অপচয় না করেই।

Quantum coherence taking place inside a living cell.

জীবকোষের অভ্যন্তরে কোয়ান্টাম কোহেরেন্স ঘটে চলেছে।

A remarkable idea,

চমকপ্রদ একটি ধারণা,

and yet evidence is growing almost weekly, with new papers coming out,

এবং প্রায় প্রতি সপ্তাহেই নতুন নতুন নিবন্ধের সাথে নিত্য নতুন প্রমাণও হাজির হচ্ছে,

confirming that this does indeed take place.

নিশ্চিত করছে যে, এটি আসলেই ঘটছে।

My third and final example is the most beautiful, wonderful idea.

এই অপরূপ, চমৎকার ধারনাটি হল আমার তৃতীয় এবং শেষ উদাহরণ।

It's also still very speculative, but I have to share it with you.

এটি এখনও অনেকটাই কল্পনাশ্রিত, কিন্তু আমাকে এটা আপনাদের সামনে তুলতেই হবে।

The European robin migrates from Scandinavia

এই ইউরোপিয়ান রবিনগুলি স্ক্যান্ডিনেভিয়া থেকে পরিভ্রমণ করে

down to the Mediterranean, every autumn,

একেবারে ভূমধ্যসাগর পর্যন্ত, প্রতি বছর শরতে,

and like a lot of other marine animals and even insects,

আর অন্য অনেক জলজ প্রাণী এবং এমনকি কীট-পতঙ্গের মত,

they navigate by sensing the Earth's magnetic field.

তারা পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রকে অনুভব করে করে পথ চিনে নেয়।

Now, the Earth's magnetic field is very, very weak;

কিন্তু, পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রটি খুবই খুবই দুর্বল;

it's 100 times weaker than a fridge magnet,

ফ্রিজে লাগানো চুম্বকটির চেয়েও শতভাগ দুর্বল,

and yet it affects the chemistry -- somehow -- within a living organism.

কিন্তু তারপরেও কিভাবে যেন জৈব বস্তুর ভেতরকার রসায়নকে প্রভাবিত করতে সক্ষম।

That's not in doubt -- a German couple of ornithologists,

সন্দেহের কোন অবকাশ নেই -- জার্মান এক পক্ষীবিশারদ জুটি,

Wolfgang and Roswitha Wiltschko, in the 1970s, confirmed that indeed,

ওলফগ্যাং ও রসউইথা উইল্টস্কো, সেই ৭০ এর দশকে এটি নিশ্চিত করেছেন,

the robin does find its way by somehow sensing the Earth's magnetic field,

রবিনগুলি কোনভাবে পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রকে অনুভব করেই তাঁদের পথ খুঁজে নেয়,

to give it directional information -- a built-in compass.

দিকনির্দেশনা দেবার জন্য -- এ যেন দেহস্থিত এক কম্পাস।

The puzzle, the mystery was: How does it do it?

কিভাবে এটি ঘটে? এটাই ছিল ধাঁধাঁ, রহস্য

Well, the only theory in town --

বেশ, এখন এখানে একমাত্র তত্ত্বটি হল --

we don't know if it's the correct theory, but the only theory in town --

আমরা জানিনা তত্ত্বটি সঠিক কি না, কিন্তু এটিই এক্ষেত্রে একমাত্র তত্ত্ব --

is that it does it via something called quantum entanglement.

কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গেলমেন্ট নামক এক প্রপঞ্চের মাধ্যমে এটি ঘটে থাকে।

Inside the robin's retina --

রবিনগুলির চোখের রেটিনার ভিতরে --

I kid you not -- inside the robin's retina is a protein called cryptochrome,

আমি ফাজলামো করছি না -- রবিনের রেটিনার মাঝে ক্রিপ্টোক্রোম নামে এক ধরনের প্রোটিন আছে,

which is light-sensitive.

যেটি আলোক-সংবেদী।

Within cryptochrome, a pair of electrons are quantum-entangled.

এই ক্রিপ্টোক্রোমের ভেতরে একজোড়া ইলেকট্রন কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গেলমেন্ট অবস্থায় থাকে।

Now, quantum entanglement is when two particles are far apart,

তো, কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গেলমেন্ট হল সেই অবস্থা যখন দুটি কণার মাঝে বিস্তর দূরত্ব

and yet somehow remain in contact with each other.

থাকা সত্ত্বেও কিভাবে যেন তারা পরস্পর সংযুক্ত হয়ে থাকে।

Even Einstein hated this idea;

এমনকি আইনস্টাইনও এই ধারনাটাকে ঘৃণা করতেন;

he called it "spooky action at a distance."

তিনি এটাকে বলতেন "দূরবর্তী ভুতুড়ে কাজকারবার"

(Laughter)

(হাসির রোল)

So if Einstein doesn't like it, then we can all be uncomfortable with it.

তাই, স্বয়ং আইনস্টাইন এটাকে পছন্দ না করলে বাকি সবাই তো অস্বস্তি বোধ করতেই পারি।

Two quantum-entangled electrons within a single molecule

কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গেলমেন্ট অবস্থায় একটি অণুর ভিতরে দুটি ইলেকট্রন

dance a delicate dance

খুব সুচারু তালে নেচে চলে

that is very sensitive to the direction the bird flies

যেটি খুবই সংবেদনশীলতা দেখায় পাখিটির উড়ন পথে,

in the Earth's magnetic field.

পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের সাপেক্ষে।

We don't know if it's the correct explanation,

আমরা জানিনা এটিই যথাযথ ব্যাখ্যা কি না,

but wow, wouldn't it be exciting if quantum mechanics helps birds navigate?

কিন্তু ওয়াও! এটি কি রোমাঞ্চকর হবে না যদি কোয়ান্টাম মেকানিক্স পাখিদেরকে পথ চেনায়?

Quantum biology is still in it infancy.

কোয়ান্টাম জীববিদ্যা এখনও বলতে গেলে আঁতুড় ঘরেই আছে।

It's still speculative.

এটি এখনও কল্পনানির্ভর।

But I believe it's built on solid science.

কিন্তু আমার বিশ্বাস এটি বিজ্ঞানের দৃঢ় ভিত্তির উপর দাঁড়িয়ে আছে।

I also think that in the coming decade or so,

আমি এও মনে করি যে আগামী দশকে বা কাছেপিঠে,

we're going to start to see that actually, it pervades life --

আমরা উদ্ঘাটন করতে শুরু করব যে, এটি আসলে প্রাণ ছেয়ে আছে --

that life has evolved tricks that utilize the quantum world.

যে প্রাণ বিবর্তিত হয়ে কোয়ান্টাম জগতকে সদ্ব্যবহার করার কৌশল রপ্ত করে চলছে।

Watch this space.

দেখতে থাকুন, অচিরেই আরও চমক আসছে!

Thank you.

ধন্যবাদ।

(Applause)

(করতালি)