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

Μετάφραση: Maria K. Επιμέλεια: Chryssa Takahashi

Αυτό είναι μια απεικόνιση του εγκεφάλου σας

This is a representation of your brain,

και ο εγκέφαλος χωρίζεται σε δύο μέρη.

Το αριστερό ημισφαίριο, της λογικής,

and your brain can be broken into two parts.

και το δεξί ημισφαίριο,

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

το οποίο περιέχει το προαίσθημα.

and then the right half,

Αν είχαμε μια κλίμακα μέτρησης της ικανότητας κάθε ημισφαιρίου,

which is the intuitive.

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

θα μπορούσαμε να σχεδιάσουμε το μυαλό μας.

Για παράδειγμα, αυτό θα ήταν κάποιος που είναι απόλυτα λογικός.

then we can plot our brain.

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

Εδώ κάποιος ολοκληρωτικά ενστικτώδης.

This would be someone who's entirely intuitive.

Πού θα τοποθετούσατε τον εγκέφαλό σας σε αυτήν την κλίμακα;

Κάποιοι από μας μπορεί να επιλέξουν ένα από αυτά τα άκρα,

So where would you put your brain on this scale?

αλλά νομίζω για τους περισσότερους από εσάς

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

το μυαλό σας είναι κάπως έτσι -

but I think for most people in the audience,

με υψηλή ικανότητα και στα δύο ημισφαίρια ταυτόχρονα.

your brain is something like this --

Δεν είναι ότι αλληλοαναιρούνται.

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

Μπορεί να είστε λογικοί και ενστικτώδεις.

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

Θεωρώ τον εαυτό μου έναν τέτοιον άνθρωπο,

You can be logical and intuitive.

μαζί με τους περισσότερους φυσικούς πειραματικής Κβαντομηχανικής

And so I consider myself one of these people,

οι οποίοι χρειάζονται μεγάλη δόση λογικής

along with most of the other experimental quantum physicists,

για να συνδέσουν τις περίπλοκες ιδέες.

who need a good deal of logic

Αλλά την ίδια στιγμή, χρειαζόμαστε μια μεγάλη δόση ενστίκτου

to string together these complex ideas.

για να κάνουμε τα πειράματα να πετύχουν.

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

Πώς αναπτύσσουμε τη διαίσθηση; Μας αρέσει να παίζουμε με υλικά.

to actually make the experiments work.

Έτσι, βγαίνουμε έξω και παίζουμε με κάτι και παρατηρούμε πώς δρα

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

και από εκεί αναπτύσσουμε τη διαίσθηση μας.

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

Πραγματικά και εσείς κάνετε το ίδιο.

and then we develop our intuition from there.

Έτσι μία διαίσθηση

And really you do the same thing.

που έχετε αναπτύξει με τα χρόνια

So some intuition

είναι ότι ένα πράγμα βρίσκεται σε ένα μέρος σε μια δεδομένη στιγμή.

that you may have developed over the years

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

Εννοώ, θα ακουγόταν αλλόκοτο να σκεφτεί κανείς

ένα πράγμα να βρίσκεται ταυτόχρονα σε δύο μέρη,

I mean, it can sound weird to think about

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

αλλά δε γεννηθήκατε με αυτή την αντίληψη, το αναπτύξατε.

Θυμάμαι που έβλεπα ένα παιδί να παίζει με στοπ αυτοκινήτου.

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

Ήταν νήπιο και δεν ήταν πολύ καλό σε αυτό και έπεφτε συνέχεια.

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

Αλλά πιστεύω ότι αυτό το παιχνίδι του δίδαξε πολύτιμο μάθημα,

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

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

ότι τα μεγάλα πράγματα δε σε αφήνουν να τα περάσεις,

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

και ότι μένουν σε μία θέση.

Αυτό είναι ένα εξαιρετικό εννοιολογικό μοντέλο για τον κόσμο,

and that they stay in one place.

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

εκτός αν είσαι φυσικός σωματιδίων.

Θα ήταν φρικτό για τον φυσικό σωματιδίων,

unless you're a particle physicist.

διότι δεν παίζει με στοπ αυτοκινήτου,

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

αλλά με αυτά τα μικρά περίεργα σωματίδια.

because they don't play with car stops,

Και όταν παίζουν με τα σωματίδιά τους,

they play with these little weird particles.

βρίσκουν ότι κάνουν πολλά αλλόκοτα πράγματα

And when they play with their particles,

- όπως ότι μπορούν να περάσουν μέσα από τοίχους

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

like they can fly right through walls,

ή ότι μπορεί να είναι σε δύο διαφορετικές θέσεις την ίδια στιγμή.

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

Έτσι κατέγραψαν όλες αυτές τις παρατηρήσεις

και τις ονόμασαν θεωρία της Κβαντικής Μηχανικής.

And so they wrote down all these observations,

and they called it the theory of quantum mechanics.

Εκεί ήταν η φυσική πριν λίγα χρόνια,

χρειαζόμασταν την Κβαντική Μηχανική

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

για να περιγράψει μικροσκοπικά σωματίδια.

you needed quantum mechanics

Αλλά δεν τη χρειαζόμασταν

to describe little, tiny particles.

για την περιγραφή των μεγάλων αντικειμένων στην καθημερινότητα.

But you didn't need it

to describe the large, everyday objects around us.

Αυτό δεν μου καθόταν καλά διαισθητικά,

και ίσως επειδή δεν παίζω με σωματίδια πολύ συχνά.

This didn't really sit well with my intuition,

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

Δηλαδή, παίζω με αυτά μερικές φορές,

αλλά όχι πολύ συχνά.

Well, I play with them sometimes,

Και δεν τα έχω δει ποτέ.

but not very often.

Εννοώ ότι κανείς δεν έχει δει ποτέ κάποιο σωματίδιο.

And I've never seen them.

I mean, nobody's ever seen a particle.

Αλλά από την άλλη, δεν συμβάδιζε ούτε με τη λογική μου.

Διότι εάν όλα είναι φτιαγμένα από μικροσκοπικά σωματίδια

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

Because if everything is made up of little particles

και όλα τα μικροσκοπικά σωματίδια

ακολουθούν την Κβαντική Μηχανική,

and all the little particles

τότε δεν θα έπρεπε τα πάντα να ακολουθούν την Κβαντική Μηχανική;

follow quantum mechanics,

then shouldn't everything just follow quantum mechanics?

Δεν βλέπω κάποιον λόγο γιατί όχι.

Θα ένιωθα πολύ καλύτερα για το όλο θέμα

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

εάν μπορούσαμε κάπως να δείξουμε

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

ότι ένα καθημερινό αντικείμενο

if we could somehow show

ακολουθεί επίσης την Κβαντική Μηχανική.

that an everyday object

Έτσι, πριν μερικά χρόνια έβαλα μπρος να κάνω ακριβώς αυτό.

also follows quantum mechanics.

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

Και έφτιαξα ένα.

Αυτό είναι το πρώτο αντικείμενο

So I made one.

που μπορεί κάποιος να δει,

This is the first object

το οποίο έχει βρεθεί σε μηχανική λειτουργία κβαντικής υπέρθεσης.

that you can see

that has been in a mechanical quantum superposition.

Αυτό που βλέπουμε λοιπόν εδώ

είναι ένα μικροσκοπικό τσιπ υπολογιστή.

So what we're looking at here

Μπορείτε να διακρίνετε στη μέση μια πράσινη τελεία.

is a tiny computer chip.

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

Και αυτό είναι το κομμάτι μετάλλου στο οποίο θα αναφερθώ.

Εδώ είναι μια φωτογραφία του αντικειμένου.

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

Και εδώ θα κάνω ζουμ σε λίγο. Κοιτάμε ακριβώς στο κέντρο.

This is a photograph of the object.

Και εδώ ένα πολύ κοντινό πλάνο από το μικρό κομμάτι μέταλλο.

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

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

Είναι ένα μικρό κομμάτι μέταλλο,

σε σχήμα βατήρα κατάδυσης που προεξέχει από ένα περβάζι.

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

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

Έφτιαξα λοιπόν αυτό το πράγμα

σχεδόν όπως γίνονται τα τσιπ υπολογιστών.

And so I made this thing

Πήγα σε ένα καθαρό δωμάτιο με μια φρέσκια φέτα πυριτίου

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

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

και μετά το άφησα πάνω σε όλες τις μεγάλες μηχανές για 100 ώρες.

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

Το τελευταίο υλικό ήθελε δική μου μηχανή -

για να φτιάξω αυτή την τρύπα που μοιάζει με πισίνα

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

to make this swimming pool-shaped hole

κάτω από τη συσκευή.

Η συσκευή έχει την ικανότητα

underneath the device.

να βρίσκεται σε κβαντική υπέρθεση,

This device has the ability

αλλά θέλει βοήθεια για να το καταφέρει.

to be in a quantum superposition,

Εδώ, επιτρέψτε μου να κάνω μια αναλογία.

but it needs a little help to do it.

Ξέρετε πόσο άβολο είναι να είσαι σε ένα ασανσέρ γεμάτο κόσμο;

Here, let me give you an analogy.

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

Εγώ όταν είμαι σε ένα ασανσέρ μόνος, κάνω περίεργα πράγματα,

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

αλλά μετά άλλοι άνθρωποι μπαίνουν μέσα

και σταματάω να κάνω αυτά τα πράγματα

but then other people get on board

γιατί δε θέλω να τους ενοχλήσω

and I stop doing those things

ή για να πω την αλήθεια, να τους τρομάξω.

because I don't want to bother them,

Οπότε, η Κβαντική Μηχανική λέει

or, frankly, scare them.

ότι τα άβια αντικείμενα νιώθουν το ίδιο.

So quantum mechanics says

that inanimate objects feel the same way.

Οι συνοδοιπόροι για τα άβια αντικείμενα

δεν είναι απλά άνθρωποι,

The fellow passengers for inanimate objects

αλλά είναι και το φως που λάμπει πάνω τους

are not just people,

και ο αέρας που περνάει και φυσάει και η θερμότητα του δωματίου.

but it's also the light shining on it

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

Μάθαμε ότι αν θέλαμε να δούμε

αυτό το κομμάτι μετάλλου να συμπεριφέρεται κβαντικά μηχανικά

And so we knew, if we wanted to see

this piece of metal behave quantum mechanically,

θα έπρεπε να διώξουμε τους συνοδοιπόρους.

Και αυτό κάναμε.

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

Σβήσαμε τα φώτα,

And so that's what we did.

το βάλαμε σε κενό κι αφαιρέσαμε τον αέρα,

We turned off the lights,

και μετά το ψύξαμε

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

ένα κλάσμα ενός βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν.

and then we cooled it down

Τώρα, εντελώς μόνο στο ασανσέρ

to just a fraction of a degree above absolute zero.

το κομματάκι μπορεί να κάνει ό,τι θέλει.

Now, all alone in the elevator,

Οπότε, μετρήσαμε την κίνησή του.

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

Βρήκαμε ότι κινούταν πολύ περίεργα.

And so we measured its motion.

Αντί να κάθεται απόλυτα ακίνητο, παλλόταν,

We found it was moving in really weird ways.

Instead of just sitting perfectly still, it was vibrating,

και παλλόταν σαν ανέπνεε κάπως έτσι,

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

σα να επεκτείνεται και να ουρλιάζει.

Δίνοντάς του μια απλή ώθηση,

like expanding and contracting bellows.

μπορέσαμε να το κάνουμε και να πάλλεται

And by giving it a gentle nudge,

και να μην πάλλεται

we were able to make it both vibrate

ταυτόχρονα -

and not vibrate

κάτι που επιτρέπεται μόνο στην Κβαντική Μηχανική.

at the same time --

Οπότε αυτό που σας λέω εδώ είναι κάτι πραγματικά φανταστικό.

something that's only allowed with quantum mechanics.

Τι σημαίνει για ένα πράγμα

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

να πάλλεται και να μην πάλλεται

What does it mean for one thing

to be both vibrating and not vibrating

ταυτόχρονα;

Ας σκεφτούμε τα άτομα.

at the same time?

Στη μία περίπτωση:

So let's think about the atoms.

όλα τα τρισεκατομμύρια άτομα που αποτελούν το κομμάτι μετάλλου

So in one case:

στέκουν ακίνητα,

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

και την ίδια στιγμή αυτά τα ίδια άτομα

are sitting still

κινούνται πάνω - κάτω.

and at the same time those same atoms

Μόνο σε συγκεκριμένες στιγμές συμβαδίζουν.

are moving up and down.

Όλες τις άλλες στιγμές βρίσκονται αλλού.

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

Αυτό σημαίνει ότι κάθε άτομο

The rest of the time they're delocalized.

είναι σε δύο διαφορετικά μέρη ταυτόχρονα,

That means that every atom

κάτι που σημαίνει ότι ολόκληρο το κομμάτι μετάλλου

is in two different places at the same time,

which in turn means the entire chunk of metal

είναι σε δύο διαφορετικά μέρη.

Νομίζω ότι είναι φοβερό.

is in two different places.

(Γέλια)

I think this is really cool.

Πραγματικά.

(Laughter)

(Χειροκρότημα)

Really.

Άξιζε που κλειδώθηκα σε ένα καθαρό δωμάτιο για όλα αυτά τα χρόνια, για να κάνω αυτό.

(Applause)

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

Επειδή, για δείτε αυτό,

η διαφορά στη βαθμίδα

because, check this out,

ανάμεσα σε άτομο και το κομμάτι μετάλλου

the difference in scale

είναι σχεδόν ίδια με τη διαφορά

between a single atom and that chunk of metal

ανάμεσα στο κομμάτι μετάλλου και εσάς.

is about the same as the difference

Αν ένα άτομο μπορεί να είναι σε δύο διαφορετικά μέρη ταυτόχρονα,

between that chunk of metal and you.

αν αυτό το κομμάτι μετάλλου μπορεί να κάνει το ίδιο,

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

τότε γιατί όχι και εσείς;

that chunk of metal can be in two different places,

Εννοώ ότι έτσι λέει η λογική μου.

then why not you?

I mean, this is just my logical side talking.

Οπότε, φανταστείτε ότι είστε σε πολλά μέρη την ίδια στιγμή,

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

πώς θα ήταν;

Πώς αντιλαμβάνεται η συνείδησή σας

what would that be like?

το γεγονός το σώμα σας να βρίσκεται σε διάφορους χώρους;

How would your consciousness

handle your body being delocalized in space?

Υπάρχει ακόμα ένα μέρος στην ιστορία.

Είναι όταν το θερμάναμε,

There's one more part to the story.

ανάψαμε τα φώτα και κοιτάξαμε μέσα στο κουτί,

It's when we warmed it up,

είδαμε ότι το κομμάτι μετάλλου ήταν ακόμα εκεί σε ένα κομμάτι.

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

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

Και μετά έπρεπε να αναπτύξω αυτό το νέο προαίσθημα,

ότι μοιάζει ότι όλα τα αντικείμενα στο ασανσέρ

And so I had to develop this new intuition,

that it seems like all the objects in the elevator

είναι πράγματι σαν τα κβαντικά αντικείμενα

που είναι στριμωγμένα σε ένα μικρό χώρο.

are really just quantum objects

Ακούτε πολλές συζητήσεις

just crammed into a tiny space.

για το πώς η Κβαντική Μηχανική λέει ότι όλα είναι συνδεδεμένα.

You hear a lot of talk

about how quantum mechanics says that everything is all interconnected.

Λοιπόν, αυτό δεν είναι απόλυτα σωστό.

Είναι πολύ παραπάνω από αυτό, είναι βαθύτερο.

Well, that's not quite right.

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

Είναι ότι αυτές οι συνδέσεις,

οι δικές σας συνδέσεις με όλα τα πράγματα γύρω σας,

It's that those connections,

your connections to all the things around you,

κυριολεκτικά ορίζουν το ποιοι είστε,

literally define who you are,

και αυτό είναι η μεγάλη ιδιομορφία της Κβαντικής Μηχανικής.

and that's the profound weirdness of quantum mechanics.

Σας ευχαριστώ.

(Χειροκρότημα)

Thank you.

(Applause)