The next step in nanotechnology | George Tulevski

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Překladatel: Anna Zahorska Korektor: Alena Novotná

Let's imagine a sculptor building a statue,

Představme si sochaře tvořícího sochu,

just chipping away with his chisel.

jak pilně seká svým dlátem.

Michelangelo had this elegant way of describing it when he said,

Michelangelo to dokázal krásně vyjádřit:

"Every block of stone has a statue inside of it,

„Každý kus kamene má uvnitř sochu

and it's the task of the sculptor to discover it."

a je úkolem sochaře, aby ji objevil.“

But what if he worked in the opposite direction?

Co kdybychom ale postupovali naopak?

Not from a solid block of stone,

Ne od celistvého kusu kamene,

but from a pile of dust,

ale z hromady prachu,

somehow gluing millions of these particles together to form a statue.

miliony částic bychom slepili tak, aby vznikla socha.

I know that's an absurd notion.

Vím, že je to absurdní myšlenka.

It's probably impossible.

Je to pravděpodobně nemožné.

The only way you get a statue from a pile of dust

Sochu z hromady prachu byste získali jedině tehdy,

is if the statue built itself --

kdyby se sestavila sama,

if somehow we could compel millions of these particles to come together

kdybychom dokázali přimět miliony částic k tomu, aby se spojily

to form the statue.

a vytvořily sochu.

Now, as odd as that sounds,

I když se to zdá nepravděpodobné,

that is almost exactly the problem I work on in my lab.

něčím velmi podobným se zabývám ve své laboratoři.

I don't build with stone,

Nestavím z kamene,

I build with nanomaterials.

používám nanomateriály.

They're these just impossibly small, fascinating little objects.

Jsou to takové hrozně malilinkaté fascinující věcičky.

They're so small that if this controller was a nanoparticle,

Jsou tak malé, že kdyby byl tento ovladač nanočásticí,

a human hair would be the size of this entire room.

lidský vlas by měl rozměry celé téhle místnosti.

And they're at the heart of a field we call nanotechnology,

Nanomateriály jsou podstatou oboru nazývaného nanotechnologie,

which I'm sure we've all heard about,

určitě jste o něm všichni slyšeli,

and we've all heard how it is going to change everything.

a taky o tom, jak se díky němu všechno změní.

When I was a graduate student,

Doba mých postgraduálních studií

it was one of the most exciting times to be working in nanotechnology.

byla tím nejskvělejším obdobím pro práci v nanotechnologii.

There were scientific breakthroughs happening all the time.

Neustále docházelo k vědeckým průlomům.

The conferences were buzzing,

Na konferencích vládlo vzrušení,

there was tons of money pouring in from funding agencies.

z grantových agentur se tam valila spousta peněz.

And the reason is

A to z tohoto důvodu:

when objects get really small,

když jsou věci opravdu maličké,

they're governed by a different set of physics that govern ordinary objects,

podléhají jiným pravidlům fyziky než normální předměty,

like the ones we interact with.

s nimiž na sebe vzájemně působíme.

We call this physics quantum mechanics.

Té fyzice říkáme kvantová mechanika.

And what it tells you is that you can precisely tune their behavior

Z ní vyplývá, že k přesnému nastavení jejich chování stačí,

just by making seemingly small changes to them,

když je nepatrně pozměníte,

like adding or removing a handful of atoms,

například přidáním nebo odebráním pár atomů,

or twisting the material.

nebo zkroucením materiálu.

It's like this ultimate toolkit.

Je to jako dokonalá souprava nástrojů.

You really felt empowered; you felt like you could make anything.

Bylo to povzbuzující; měli jste pocit, že dokážete cokoliv.

And we were doing it --

A taky jsme na tom dělali,

and by we I mean my whole generation of graduate students.

mluvím o postgraduálních studentech celé své generace.

We were trying to make blazing fast computers using nanomaterials.

S nanomateriály jsme se snažili vytvořit bleskově rychlé počítače.

We were constructing quantum dots

Sestavovali jsme kvantové tečky,

that could one day go in your body and find and fight disease.

které by jednou dokázaly nemoc uvnitř vašeho těla najít a bojovat s ní.

There were even groups trying to make an elevator to space

Byly tu i skupiny, které se snažily zbudovat výtah do vesmíru

using carbon nanotubes.

s využitím uhlíkových nanotrubiček.

You can look that up, that's true.

Opravdu, můžete si to dohledat.

Anyways, we thought it was going to affect

Mysleli jsme, že to ovlivní

all parts of science and technology, from computing to medicine.

všechny vědní i technické obory, od výpočetní techniky po medicínu.

And I have to admit,

A musím se přiznat,

I drank all of the Kool-Aid.

všechno jsem to baštil,

I mean, every last drop.

všechno do posledního drobečku.

But that was 15 years ago,

To bylo ale před 15 lety

and --

a byla odvedena úžasná a důležitá vědecká práce.

fantastic science was done, really important work.

We've learned a lot.

Zjistili jsme spoustu věcí.

We were never able to translate that science into new technologies --

Nanotechnologii se nám nikdy nepodařilo převést do nových technologií,

into technologies that could actually impact people.

které by dokázaly člověka skutečně ovlivnit.

And the reason is, these nanomaterials --

Je to proto, že tyto nanomateriály

they're like a double-edged sword.

jsou jako dvousečná zbraň.

The same thing that makes them so interesting --

Kvůli své vlastnosti, pro niž jsou pro nás zajímavé,

their small size --

svým malým rozměrům,

also makes them impossible to work with.

s nimi není možné pracovat.

It's literally like trying to build a statue out of a pile of dust.

Je to doslova jako snaha postavit sochu z hromady prachu.

And we just don't have the tools that are small enough to work with them.

Prostě nemáme dostatečně malé nástroje, abychom s nimi mohli pracovat.

But even if we did, it wouldn't really matter,

Ale i kdybychom je měli, nebylo by to nic platné,

because we couldn't one by one place millions of particles together

protože bychom nedokázali spojit miliony částic,

to build a technology.

abychom sestavili technologii.

So because of that,

Takže proto

all of the promise and all of the excitement

veškerá naděje a ten povyk

has remained just that: promise and excitement.

zůstaly přesně tím, čím jsou: nadějí i povykem.

We don't have any disease-fighting nanobots,

Nemáme žádné nanotečky pro boj s nemocemi,

there's no elevators to space,

nemáme výtahy do vesmíru,

and the thing that I'm most interested in, no new types of computing.

a o co mi šlo nejvíc, žádný nový typ výpočetní techniky.

Now that last one, that's a really important one.

Poslední zmíněné, je skutečně důležité.

We just have come to expect

Zvykli jsme si na to,

the pace of computing advancements to go on indefinitely.

že se tempo ve vývoji výpočetní techniky nezmění.

We've built entire economies on this idea.

Na této myšlence jsme vystavěli celé ekonomiky.

And this pace exists

A toto tempo trvá,

because of our ability to pack more and more devices

díky naší schopnosti napěchovat do počítačového čipu

onto a computer chip.

stále více součástek.

And as those devices get smaller,

Čím jsou tyto součástky menší,

they get faster, they consume less power

tím jsou rychlejší, spotřebují méně energie,

and they get cheaper.

a jejich cena se sníží.

And it's this convergence that gives us this incredible pace.

A tento trend je to, co tu neuvěřitelnou rychlost vývoje udržuje.

As an example:

Uvedu příklad:

if I took the room-sized computer that sent three men to the moon and back

Kdybych vzal obří počítač, který dostal 3 muže na měsíc a zpátky,

and somehow compressed it --

a nějakým způsobem ho stlačil,

compressed the world's greatest computer of its day,

stlačil největší počítač své doby,

so it was the same size as your smartphone --

aby byl malý jako váš chytrý telefon,

your actual smartphone,

váš současný smartphone,

that thing you spent 300 bucks on and just toss out every two years,

ten, co jste za něj dali 300 dolarů a co dva roky ho vyhazujete,

would blow this thing away.

by tuhle věc úplně odrovnal.

You would not be impressed.

Ničím by vás neohromil.

It couldn't do anything that your smartphone does.

Neuměl by nic z toho, co dokáže váš smartphone.

It would be slow,

Byl by pomalý,

you couldn't put any of your stuff on it,

nic byste si na něj nemohli uložit,

you could possibly get through the first two minutes

s trochou štěstí byste se možná podívali

of a "Walking Dead" episode if you're lucky --

na první dvě minuty seriálu „Živí mrtví“.

(Laughter)

(Smích)

The point is the progress -- it's not gradual.

Vývoj totiž není pozvolný.

The progress is relentless.

Je nezastavitelný.

It's exponential.

Je prudký.

It compounds on itself year after year,

Rok za rokem se stupňuje,

to the point where if you compare a technology

až do té míry, že když srovnáte technologie

from one generation to the next,

dvou po sobě jdoucích generací,

they're almost unrecognizable.

uvidíte, že jsou velice odlišné.

And we owe it to ourselves to keep this progress going.

A je naší povinností tento vývoj udržet.

We want to say the same thing 10, 20, 30 years from now:

Rádi bychom byli schopni říct totéž i za 10, 20, 30 let:

look what we've done over the last 30 years.

podívejte, co jsme za posledních 30 let dokázali.

Yet we know this progress may not last forever.

Víme ale, že tento vývoj nebude věčný.

In fact, the party's kind of winding down.

Popravdě, tahle party se chýlí ke konci.

It's like "last call for alcohol," right?

Je to jako „poslední šance, dát si panáka.“

If you look under the covers,

Když nahlédnete pod pokličku,

by many metrics like speed and performance,

v mnoha měřítcích, jako jsou rychlost a výkonnost,

the progress has already slowed to a halt.

se už vývoj zastavil.

So if we want to keep this party going,

Takže pokud chceme v téhle party pokračovat,

we have to do what we've always been able to do,

musíme udělat to, co jsme vždycky dokázali,

and that is to innovate.

a sice inovovat.

So our group's role and our group's mission

Takže úkolem a posláním naší skupiny

is to innovate by employing carbon nanotubes,

je inovace s využitím uhlíkových nanotrubiček.

because we think that they can provide a path to continue this pace.

Myslíme si totiž, že zajistí, aby se tempo vývoje udrželo.

They are just like they sound.

Jejich název napovídá, co jsou zač.

They're tiny, hollow tubes of carbon atoms,

Jsou to mrňavé duté trubičky tvořené atomy uhlíku.

and their nanoscale size, that small size,

Díky svým nanorozměrům,

gives rise to these just outstanding electronic properties.

mají naprosto ojedinělé elektronické vlastnosti.

And the science tells us if we could employ them in computing,

Z vědeckých poznatků vyplývá, že jejich využití ve výpočetní technice

we could see up to a ten times improvement in performance.

by vedlo až k desetinásobnému zvýšení výkonnosti.

It's like skipping through several technology generations in just one step.

To je jako bychom jedním krokem přeskočili několik technologických generací.

So there we have it.

Takhle se tedy věci mají.

We have this really important problem

Máme tenhle závažný problém

and we have what is basically the ideal solution.

a v podstatě máme ideální řešení.

The science is screaming at us,

Věda na nás ječí:

"This is what you should be doing to solve your problem."

„Tohle byste měli udělat, aby se váš problém vyřešil!“

So, all right, let's get started,

Tak jo, můžeme začít,

let's do this.

s chutí do toho.

But you just run right back into that double-edged sword.

Naběhneme si ale přímo na tu dvousečnou zbraň.

This "ideal solution" contains a material that's impossible to work with.

„Ideálním řešením“ je materiál, se kterým se nedá pracovat.

I'd have to arrange billions of them just to make one single computer chip.

K sestavení jednoho počítačového čipu, bych jich musel seskládat miliardy.

It's that same conundrum, it's like this undying problem.

Je to stále stejný hlavolam, takový věčný problém.

At this point, we said, "Let's just stop.

Tehdy jsme si řekli: „Necháme toho.

Let's not go down that same road.

Nevydáme se stejnou cestou.

Let's just figure out what's missing.

Zkusme najít, co chybí?

What are we not dealing with?

Co uniklo naší pozornosti?

What are we not doing that needs to be done?"

Co z toho, co bychom měli udělat, neděláme?“

It's like in "The Godfather," right?

Je to jako ve filmu „Kmotr“, že?

When Fredo betrays his brother Michael,

Když Fredo zradí svého bratra Michaela,

we all know what needs to be done.

všichni víme, co se musí stát.

Fredo's got to go.

Fredo musí zmizet.

(Laughter)

But Michael -- he puts it off.

Michael to ale pořád odkládá.

Fine, I get it.

Ok, chápu to.

Their mother's still alive, it would make her upset.

Jejich matka je ještě naživu, utrápilo by ji to.

We just said,

Řekli jsme si:

"What's the Fredo in our problem?"

„Kde vězí Fredo v tom našem problému?“

What are we not dealing with?

Čím se nezabýváme?

What are we not doing,

Co neděláme,

but needs to be done to make this a success?"

ale co přitom udělat musíme, abychom uspěli?

And the answer is that the statue has to build itself.

A tady je odpověď: ta socha se musí postavit sama.

We have to find a way, somehow,

Musíme najít nějaký způsob,

to compel, to convince billions of these particles

jak přimět, jak přesvědčit miliardu těchto částic,

to assemble themselves into the technology.

aby se sestavily a vytvořily technologii.

We can't do it for them. They have to do it for themselves.

Nemůžeme to udělat za ně. Musí to udělat ony samy.

And it's the hard way, and this is not trivial,

Je to obtížné, není to nic triviálního,

but in this case, it's the only way.

ale v tomto případě, je to jediná možnost.

Now, as it turns out, this is not that alien of a problem.

Ukázalo se, že to není něco až tak neobvyklého.

We just don't build anything this way.

My takhle prostě nic nestavíme.

People don't build anything this way.

Lidé tímto způsobem nic nestavějí.

But if you look around -- and there's examples everywhere --

Ale když se podíváte kolem sebe, a příklady jsou všude kolem nás,

Mother Nature builds everything this way.

Matka příroda takhle staví všechno.

Everything is built from the bottom up.

Vše je postaveno hierarchicky.

You can go to the beach,

Můžete jít na pláž,

you'll find these simple organisms that use proteins --

kde najdete jednoduché organismy používající molekuly bílkovin

basically molecules --

to template what is essentially sand,

ke zformování písečného materiálu

just plucking it from the sea

získaného z moře, a vytvářejí si ojedinělé

and building these extraordinary architectures with extreme diversity.

a nesmírně různorodé podpůrné struktury.

And nature's not crude like us, just hacking away.

Příroda není ledabylá jako my, neohání se jen tak.

She's elegant and smart,

Je elegantní a moudrá,

building with what's available, molecule by molecule,

staví z toho, co je k mání, molekulu po molekule,

making structures with a complexity

vytváří struktury, jejichž složitosti

and a diversity that we can't even approach.

a rozmanitosti se nedokážeme ani zdaleka přiblížit.

And she's already at the nano.

A je už na nanoúrovni.

She's been there for hundreds of millions of years.

Je tam už miliony let.

We're the ones that are late to the party.

My jsme ti, kteří se na party dostavili se zpožděním.

So we decided that we're going to use the same tool that nature uses,

Rozhodli jsme se proto, že použijeme stejný nástroj jako příroda,

and that's chemistry.

a sice chemii.

Chemie je tím nástrojem, který nám chyběl.

Chemistry is the missing tool.

And chemistry works in this case

V tomto případě chemie funguje,

because these nanoscale objects are about the same size as molecules,

protože tyto nanoobjekty jsou přibližně velké jako molekuly,

so we can use them to steer these objects around,

takže je můžeme využít k manipulování s těmito objekty,

much like a tool.

podobně jako s nářadím.

That's exactly what we've done in our lab.

Přesně tohle jsme udělali v naší laboratoři.

We've developed chemistry that goes into the pile of dust,

Vyvinuli jsme chemický proces, který se dostane do kupky prachu,

into the pile of nanoparticles,

do kupky nanočástic,

and pulls out exactly the ones we need.

vyjme jen ty, které potřebujeme.

Then we can use chemistry to arrange literally billions of these particles

Chemické procesy můžeme použít k uspořádání miliard těchto částic,

into the pattern we need to build circuits.

abychom získali strukturu, z níž lze sestavit obvod.

And because we can do that,

A protože to umíme,

we can build circuits that are many times faster

dokážeme sestavit mnohonásobně rychlejší obvody,

than what anyone's been able to make using nanomaterials before.

než se kdy s využitím nanomateriálů podařilo.

Chemistry's the missing tool,

Chemický proces je tím chybějícím nástrojem,

and every day our tool gets sharper and gets more precise.

který se každým dnem zdokonaluje a pracuje s čím dál větší přesností.

And eventually --

A nakonec,

and we hope this is within a handful of years --

doufáme, že to bude za pár let,

we can deliver on one of those original promises.

budeme moci splnit jedno z těch původních předsevzetí.

Now, computing is just one example.

Oblast výpočetní techniky je jen jeden z příkladů.

It's the one that I'm interested in, that my group is really invested in,

To je to, co mě zajímá a čemu se naše skupina věnuje.

but there are others in renewable energy, in medicine,

Ale jiní pracují na obnovitelné energii, v oblasti medicíny,

in structural materials,

na konstrukčních materiálech,

where the science is going to tell you to move towards the nano.

kde nás věda nabádá k tomu, aby se přešlo k nanotechnologii.

That's where the biggest benefit is.

To je tam, kde je nejpřínosnější.

But if we're going to do that,

Pokud se ale do toho pustíme,

the scientists of today and tomorrow are going to need new tools --

současní i budoucí vědci budou potřebovat nové nástroje,

tools just like the ones I described.

zrovna takové, o kterých jsem mluvil.

And they will need chemistry. That's the point.

A budou potřebovat chemii. Ta je podstatou.

The beauty of science is that once you develop these new tools,

Krása vědy spočívá v tom, že jakmile jednou vyvinete nové nástroje,

they're out there.

jsou k dispozici.

They're out there forever,

A už tam zůstanou,

and anyone anywhere can pick them up and use them,

kdokoliv, kdekoliv je může převzít a použít,

and help to deliver on the promise of nanotechnology.

a tak přispět k tomu, aby se dostálo příslibům nanotechnologie.

Thank you so much for your time. I appreciate it.

Díky za váš čas, moc si toho vážím.

(Applause)