Aaron O'Connell: Making sense of a visible quantum object

Překladatel: Vladimir Vojtisek Korektor: Jakub Skopal

This is a representation of your brain,

Tohle je znázornění vašeho mozku.

and your brain can be broken into two parts.

Můžeme ho rozdělit na dvě části.

There's the left half, which is the logical side,

Tohle je levá polovina, ta logická,

and then the right half,

a potom pravá půlka,

which is the intuitive.

která je intuitivní.

And so if we had a scale to measure the aptitude of each hemisphere,

Kdyby existovalo měřítko schopností obou hemisfér,

then we can plot our brain.

mohli bychom náš mozek zakreslit.

And for example, this would be somebody who's completely logical.

Například takto by vypadal někdo, kdo je kompletně logický.

This would be someone who's entirely intuitive.

Tohle bude někdo úplně intuitivní.

So where would you put your brain on this scale?

Kam byste na této stupnici umístili svůj mozek vy?

Some of us may have opted for one of these extremes,

Někteří z nás by si možná zvolili jeden z těchto extrémů,

but I think for most people in the audience,

ale myslím, že většina lidí v publiku,

your brain is something like this --

má mozek někde tady --

with a high aptitude in both hemispheres at the same time.

s vysokými schopnostmi obou hemisfér zároveň.

It's not like they're mutually exclusive or anything.

Není to tedy tak, že by se tyto schopnosti vzájemně vylučovaly.

You can be logical and intuitive.

Můžete být logičtí i intuitivní.

And so I consider myself one of these people,

Sám sebe považuji za jednoho z těch lidí,

along with most of the other experimental quantum physicists,

kteří spolu s většinou dalších experimentálních kvantových fyziků,

who need a good deal of logic

potřebují spoustu logického myšlení

to string together these complex ideas.

k pospojování těchto komplexních teorií.

But at the same time, we need a good deal of intuition

Zároveň ale potřebujeme značné množství intuice

to actually make the experiments work.

k vlastní experimentální práci.

How do we develop this intuition? Well we like to play with stuff.

Jak si tuto intuici budujeme? Tím, že si rádi se vším hrajeme.

So we go out and play with it, and then we see how it acts,

Hrajeme si s věcmi a pozorujeme jak se chovají.

and then we develop our intuition from there.

Tím si vytváříme schopnost intuice.

And really you do the same thing.

Vy děláte ve skutečnosti to samé.

So some intuition

Jeden z instinktů,

that you may have developed over the years

který jste si nejspíše vyvinuli během let,

is that one thing is only in one place at a time.

vám říká, že věc může být pouze na jednom místě.

I mean, it can sound weird to think about

Tím chci říct, že vám může připadat zvláštní přemýšlet

one thing being in two different places at the same time,

o jedné věci na dvou různých místech zároveň,

but you weren't born with this notion, you developed it.

ale s tímto předpokladem jste se nenarodili, ten jste si vytvořili.

And I remember watching a kid playing on a car stop.

Pamatuji si, že jsem sledoval chlapce, jak si hraje na zarážce pod kola.

He was just a toddler and he wasn't very good at it, and he kept falling over.

Ještě se učil chodit, moc mu to nešlo a tak stále padal.

But I bet playing with this car stop taught him a really valuable lesson,

Ale vsadím se, že hraním na této zarážce získal hodnotnou zkušenost,

and that's that large things don't let you get right past them,

totiž, že takhle velké věci vám neumožní projít skrz ně,

and that they stay in one place.

a že zůstanou na jednom místě.

And so this is a great conceptual model to have of the world,

To je dobré obecné pravidlo pro život na tomto světe,

unless you're a particle physicist.

tedy pokud nejste vědcem zabývajícím se částicemi.

It'd be a terrible model for a particle physicist,

Pro částicového fyzika by to byl velmi špatný model,

because they don't play with car stops,

protože ti si nehrají se zarážkami pro auta,

they play with these little weird particles.

ti si hrají s těmito zvláštními malými částicemi.

And when they play with their particles,

A když si hrají se svými částicemi,

they find they do all sorts of really weird things --

zjišťují, že se v mnohém chovají opravdu zvláštně --

like they can fly right through walls,

jako například, že mohou prolétávat zdí

or they can be in two different places at the same time.

nebo být na dvou různých místech najednou.

And so they wrote down all these observations,

Fyzici zaznamenali všechna tato pozorování

and they called it the theory of quantum mechanics.

a nazvali to teorií kvantové mechaniky.

And so that's where physics was at a few years ago;

Toto je stav fyziky před pár lety;

you needed quantum mechanics

potřebovali jste kvantovou mechaniku

to describe little, tiny particles.

abyste charakterizovali malé, mrňavé částice.

But you didn't need it

Ale nepotřebovali jste ji

to describe the large, everyday objects around us.

k popisu velkých, každodenních objektů kolem nás.

This didn't really sit well with my intuition,

Tohle opravdu neladilo s mojí intuicí,

and maybe it's just because I don't play with particles very often.

a možná je to jen proto, že si nehraji s částicemi moc často.

Well, I play with them sometimes,

No, někdy si s nimi hraji,

but not very often.

ale ne moc často.

And I've never seen them.

Nikdy jsem je ale neviděl.

I mean, nobody's ever seen a particle.

Myslím tím, nikdo je nikdy neviděl.

But it didn't sit well with my logical side either.

Nevyhovovalo mi to ale ani po logické stránce.

Because if everything is made up of little particles

Jestliže je vše tvořeno těmito malými částicemi

and all the little particles

a všechny tyto malé částice se

follow quantum mechanics,

chovají podle zákonů kvantové mechaniky,

then shouldn't everything just follow quantum mechanics?

nemělo by potom podléhat zákonům kvantové mechaniky vše?

I don't see any reason why it shouldn't.

Nevidím jediný důvod proč by nemělo.

And so I'd feel a lot better about the whole thing

Bylo by mi daleko lépe,

if we could somehow show

kdybychom nějak mohli ukázat,

that an everyday object

že každodenní objekty

also follows quantum mechanics.

také podléhají zákonům kvantové fyziky.

So a few years ago, I set off to do just that.

Právě na tom jsem začal před několika roky pracovat

So I made one.

a jeden takový objekt vyrobil.

This is the first object

Bylo to první těleso,

that you can see

které jste mohli vidět,

that has been in a mechanical quantum superposition.

které bylo v kvantově mechanické superpozici.

So what we're looking at here

To, na co se zde díváme,

is a tiny computer chip.

je malinkatý počítačový čip.

And you can sort of see this green dot right in the middle.

Uprostřed něho můžete vidět zelenou tečku.

And that's this piece of metal I'm going to be talking about in a minute.

O tomto kousku kovu vám nyní budu povídat.

This is a photograph of the object.

Toto je fotografie celého tělesa.

And here I'll zoom in a little bit. We're looking right there in the center.

Nyní ho trochu přiblížím; díváme se rovnou do středu.

And then here's a really, really big close-up of the little piece of metal.

Tady je hodně, hodně velké zvětšení toho malého kousku kovu.

So what we're looking at is a little chunk of metal,

To, na co teď koukáme, je malý kousek kovu

and it's shaped like a diving board, and it's sticking out over a ledge.

ve tvaru skokanského prkna, který přesahuje přes hranu.

And so I made this thing

Tuhle věcičku jsem vyrobil

in nearly the same way as you make a computer chip.

skoro stejným způsobem jako se vyrábí počítačové čipy.

I went into a clean room with a fresh silicon wafer,

Zamířil jsem do bezprašné místnosti s čistým silikonovým polovodičem

and then I just cranked away at all the big machines for about 100 hours.

a tam si asi 100 hodin hrál se všemi těmi velkými mašinami.

For the last stuff, I had to build my own machine --

Kvůli poslední úpravě jsem si musel postavit stroj vlastní --

to make this swimming pool-shaped hole

to abych mohl vyrobit otvor ve tvaru bazénku

underneath the device.

pod zařízením.

This device has the ability

Toto zařízení má schopnost

to be in a quantum superposition,

být v kvantové superpozici,

but it needs a little help to do it.

ale musí se mu trochu pomoct.

Here, let me give you an analogy.

Dám vám přirovnání.

You know how uncomfortable it is to be in a crowded elevator?

Znáte to, jak nepohodlné je být v plném výtahu?

I mean, when I'm in an elevator all alone, I do all sorts of weird things,

Myslím tím, že když jsem ve výtahu sám, dělám spoustu různých podivných věcí,

but then other people get on board

ale potom přistoupí další lidé

and I stop doing those things

a já se vším přestanu,

because I don't want to bother them,

protože ty lidi nechci obtěžovat,

or, frankly, scare them.

nebo, upřimně, vystrašit je.

So quantum mechanics says

Kvantová mechanika říká,

that inanimate objects feel the same way.

že neživé těleso se chová stejným způsobem.

The fellow passengers for inanimate objects

Spolucestujícími pro neživá tělesa

are not just people,

nejsou pouze lidé,

but it's also the light shining on it

ale je to také dopadající světlo,

and the wind blowing past it and the heat of the room.

proudění vzduchu kolem, nebo teplo v místnosti.

And so we knew, if we wanted to see

A tak jsme věděli, že jestli chceme vidět

this piece of metal behave quantum mechanically,

tento kousek kovu chovat se kvantově mechanicky,

we're going to have to kick out all the other passengers.

musíme vyloučit všechny ostatní pasažéry.

And so that's what we did.

Tak jsme to udělali.

We turned off the lights,

Zhasli jsme světla,

and then we put it in a vacuum and sucked out all the air,

dali to do vakua a odsáli všechen vzduch,

and then we cooled it down

a potom jsme to zchladili

to just a fraction of a degree above absolute zero.

jen na zlomek stupně nad absolutní nulu.

Now, all alone in the elevator,

Když je úplně sám ve výtahu,

the little chunk of metal is free to act however it wanted.

může ten malý kousek kovu dělat cokoliv chce.

And so we measured its motion.

A tak jsme měřili jeho pohyb.

We found it was moving in really weird ways.

Zjistili jsme, že se pohyboval opravdu podivným způsobem.

Instead of just sitting perfectly still, it was vibrating,

Místo toho, aby zůstal v absolutním klidu, vibroval.

and the way it was vibrating was breathing something like this --

Způsob jakým vibroval byl podobný dýchání --

like expanding and contracting bellows.

byl podobný měchu, který se roztahuje a stahuje.

And by giving it a gentle nudge,

Když jsme do něj trošku šťouchli,

we were able to make it both vibrate

byli jsme schopni dosáhnout toho, že vibroval

and not vibrate

i nevibroval

at the same time --

současně --

something that's only allowed with quantum mechanics.

něčeho, co je dovoleno pouze v kvantové mechanice.

So what I'm telling you here is something truly fantastic.

Co vám tady povídám je něco skutečně fantastického.

What does it mean for one thing

Co to znamená, když těleso

to be both vibrating and not vibrating

vibruje i nevibruje

at the same time?

současně?

So let's think about the atoms.

Představte si atomy.

So in one case:

Jedna z možností je,

all the trillions of atoms that make up that chunk of metal

že všech trilión atomů tvořících kousek kovu

are sitting still

je v klidu

and at the same time those same atoms

a zároveň ty samé atomy

are moving up and down.

se pohybují nahoru a dolu.

Now it's only at precise times when they align.

Jen v jeden okamžik jsou vyrovnané,

The rest of the time they're delocalized.

po zbytek času jsou delokalizované.

That means that every atom

To znamená, že každý atom

is in two different places at the same time,

je na dvou různých místech současně,

which in turn means the entire chunk of metal

což vlastně znamená, že celý kus kovu

is in two different places.

je na dvou různých místech.

I think this is really cool.

Což si myslím, že je skvělé.

(Laughter)

(smích)

Really.

Opravdu.

(Applause)

(potlesk)

It was worth locking myself in a clean room to do this for all those years

Být zavřen v bezprašné místnosti po všechny ty roky stálo za to.

because, check this out,

Protože, podívejte se na takhle,

the difference in scale

rozdíl v rozměrech

between a single atom and that chunk of metal

mezi jediným atomem a tímto kouskem kovu

is about the same as the difference

je zhruba stejný jako rozdíl

between that chunk of metal and you.

mezi tímto kouskem kovu a vámi.

So if a single atom can be in two different places at the same time,

Takže jestliže jediný atom může být na dvou místech zároveň,

that chunk of metal can be in two different places,

tento kousek kovu může být na dvou místech,

then why not you?

tak proč ne vy?

I mean, this is just my logical side talking.

Myslím tím, tohle je jen má logická strana.

So imagine if you're in multiple places at the same time,

Představte si, že byste byli na několika místech zároveň,

what would that be like?

jaké by to bylo?

How would your consciousness

Jak by vaše vědomí

handle your body being delocalized in space?

zvládlo vaše tělo delokalizované v prostoru?

There's one more part to the story.

Příběh má však ještě pokračování.

It's when we warmed it up,

Když jsme to ohřáli,

and we turned on the lights and looked inside the box,

rozsvítili jsme a podívali se do krabice,

we saw that the piece metal was still there in one piece.

viděli jsme, že ten kousek kovu tam stále je a v jednom kuse.

And so I had to develop this new intuition,

Musel jsem si vytvořit novou intuici,

that it seems like all the objects in the elevator

vypadá to, že všechna tělesa ve výtahu

are really just quantum objects

jsou vlastně kvantovými tělesy

just crammed into a tiny space.

jsou však vměstnány v malinkatém prostoru.

You hear a lot of talk

Často slyšíte o tom,

about how quantum mechanics says that everything is all interconnected.

že kvantová mechanika říká, že vše je vzájemně propojeno.

Well, that's not quite right.

To není tak docela pravda;

It's more than that; it's deeper.

je to víc než to, jde to hlouběji.

It's that those connections,

Je to tak, že tato propojení,

your connections to all the things around you,

vaše propojení se vším kolem vás,

literally define who you are,

doslova určují kdo jste.

and that's the profound weirdness of quantum mechanics.

A to je ta hluboká zvláštnost kvantové mechaniky.

Thank you.

Děkuji.

(Applause)

(potlesk)