The next step in nanotechnology | George Tulevski

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Translator: Nima Pourreza Reviewer: soheila Jafari

Let's imagine a sculptor building a statue,

بیاید یک مجسمه سازی که مجسمه میتراشد را تصور کینم.

just chipping away with his chisel.

او با قلمش (سنگهارا) میتراشد.

میکل‌آنژ روش زیبایی برای توصیف داشت، وقتی میگفت:

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

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

"هر تکه از سنگی مجسمه ایست درون ما،

و این وظیفه سنگتراش است که آن را کشف کند."

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

But what if he worked in the opposite direction?

اما چه میشود اگر شما در جهت عکس (گفته میکل‌آنژ) کار کنید؟

Not from a solid block of stone,

نه از تکه سنگی جامد،

but from a pile of dust,

بلکه از توده ایی از گرد و غبار،

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

به طریقی ار چسباندن میلیون‌ها ذره (غبار) به یکدیگر برای تشکیل یک مجسمه.

I know that's an absurd notion.

من میدانم ایده ایی بی معنی است.

It's probably impossible.

و شاید غیر ممکن است.

تنها راه برای اینکه شما مجسمه ایی به وسیله توده ای از گرد و غبار

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

is if the statue built itself --

درست کنید، این است که مجسمه خودبخود ساخته شه باشد.

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

اگر ما بطریقی بتوانیم میلیون‌ها از این ذرات را وادار کنیم تا کنار یکدیگر

to form the statue.

برای شکلگیری یک مجسمه، جمع شوند.

Now, as odd as that sounds,

اما، با این عجیبی که بنظر میرسد،

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

این دقیقا مشکلی است که من در آزمایشگاهم بر روی آن کار میکنم.

من (اشیا را) با سنگ نمیسازم،

I don't build with stone,

I build with nanomaterials.

بلکه من با نانو مواد اینکار را میکنم.

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

آنها بطرز غیر ممکنی کوچک و اشیای کوچک شگفت انگیزی هستند.

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

اگر این کنترل(در دستم) یک نانو ماده می بود خیلی کوچک می بود، بطوری که

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

موی انسان در مقایسه با آن ، به اندازه کل این سالن سخنرانی میشد.

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

و این موضوع اصلی بحثی است که ما آن را نانو تکنولوژی می نامیم،

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

که مطمئنم ما همه در مورد آن شنیده ایم،

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

و همه شنیده ایم که چگونه این (تکنولوژی) همه چیز را دگرگون خواهد کرد.

When I was a graduate student,

میدونید، وقتی من دانشجوی کارشناسی ارشد بودم،

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

یکی از هیجان انگیز ترین زمان‌ها برای کار بر روی نانو تکنولوژی بود.

There were scientific breakthroughs happening all the time.

هر لحظه یک پیشرفت غیر منتظره ایی صورت میگرفت.

The conferences were buzzing,

کنفرانس های (علمی) پرهیاهو بودند،

there was tons of money pouring in from funding agencies.

مبالغ هنگفتی از طرف سازمان های مالی (برای تحقیقات) جاری میشد.

And the reason is

و علت این بود

وفتی اشیا بسیار کوچک میشوند،

when objects get really small,

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

آنها با (قوانین) فیریکی متفاوتی از قوانین اشیای معمولی ، کنترل میشوند،

like the ones we interact with.

شبیه چیزی که ما با آن سروکار داریم.

ما این (قوانین را)، مکانیک فیزیک کوانتوم مینامیم.

We call this physics quantum mechanics.

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

و چیزی که میگوید این است که شما میتوانید رفتار آنها را دقیقا کوک کنید

just by making seemingly small changes to them,

فقط با یک تغییرکوچک ظاهری در آنان،

like adding or removing a handful of atoms,

مثل اضافه یا حذف کردن یک تعداد انگشت شماری از اتم ها،

یا پیچاندن مواد.

or twisting the material.

It's like this ultimate toolkit.

این شبیه ابزاری همه جانبه است.

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

شما واقعا قدرت را احساس میکنید؛ شما احساس میکنید هرچیزی را میتوانید بسازید

And we were doing it --

ما انجامش دادیم. --

منظورم از ما، کل دانشجویان فوق لیسانس نسل من است.

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

We were trying to make blazing fast computers using nanomaterials.

ما در تلاش بودیم که کامپیوتر های فوق سریع را توسط نانو موادها بسازیم.

We were constructing quantum dots

ما نقاط کوانتومی را ساختیم

که روزی میتوانند به بدنتان بروند و در پیداکردن و مبارزه با بیماری به کار آیند.

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

There were even groups trying to make an elevator to space

حتی گروهی نیز در تلاشند آسانسوری برای (سفر) به فضا

using carbon nanotubes.

توسط نانو لوله های کربن، بسازند.

You can look that up, that's true.

شما میتونید در این باره جستجو کنید، حقیقت داره.

Anyways, we thought it was going to affect

به هر طریقی، ما فکر میکنیم این تاثیر خواهد گذاشت

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

در تمامی قسمت‌های علم و تکنولوژی، از محاسبات کامپیوتری تا پزشکی.

And I have to admit,

و من این (تحول در تکنولوژی را)می پذیرم.

I drank all of the Kool-Aid.

من به طور تمام و کمال این تکنولوژی را پذیرفته ام. (اصطلاح)

I mean, every last drop.

(تاکید بیشتر بر اصطلاح)

But that was 15 years ago,

اما این ۱۵ سال قبل بود،

و --

and --

fantastic science was done, really important work.

علمی شگفت انگیز به بار نشست، کاری بسیار مهم بود.

We've learned a lot.

ما چیز های زیادی آموختیم.

ما هیچ وقت قادر به ترجمه این علم به تکنولوژِی جدیدی نبودیم

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

into technologies that could actually impact people.

به تکنولوژی که بتواند عملاً در (زندگی) مردم تاثیر بگذارد.

And the reason is, these nanomaterials --

و دلیل اینه که، این نانو موادها،

they're like a double-edged sword.

شبیه شمشیر دولبه است.

The same thing that makes them so interesting --

چیز مشابهی که این ها را بسیار جالب کرده،

their small size --

اندازه کوچکشان است.

also makes them impossible to work with.

که همچنین (این ویژگی) آنها را برای کارکردن ناممکن کرده است

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

این عیناً مانند ساختن مجسمه از توده ایی از گرد و غبار است.

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

و ما ابزاری به اندازه کافی کوچک برای کار با آنها نداریم.

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

اما حتی این ابزار را میداشتیم، خیلی مهم نبود،

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

چون ما نمیتوانیم میلیون ها ذره را یک به یک کنار یکدیگر

to build a technology.

برای ساخت تکنولوزی قرار بدیم

So because of that,

پس بنابر آن،

تمامی وعده ها و تمامی هیجان ها

all of the promise and all of the excitement

فقط در این (کلمات) خلاصه شده: وعده و هیجان.

has remained just that: promise and excitement.

We don't have any disease-fighting nanobots,

ما هیچ نانو رباتی برای مبارزه با بیماری ها نداریم،

there's no elevators to space,

هیچ آسانسوری برای سفر به فضا نیست،

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

و چیزی که بسیار به آن علاقه مندم،هیچ مدل جدیدی از محسابات کامپیوتری وجود ندارد.

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

بنابراین آخرین مشکل، مهمترین تکه این ماجراست.

We just have come to expect

ما فقط میتونیم منتظر

پیشرفت نامحدود سرعت محاسبات باشیم.

the pace of computing advancements to go on indefinitely.

We've built entire economies on this idea.

ما تمام اقتصاد را بر پایه این ایده بنا نهاده ایم.

And this pace exists

و این پیشرفت وجود دارد

because of our ability to pack more and more devices

بدلیل قابلیت ما در جای دادن قطعات بیشتری درون

onto a computer chip.

یک تراشه کامپیوتری.

And as those devices get smaller,

و هرچه این قطعات کوچکتر میشوند،

they get faster, they consume less power

آنها سریعتر میشوند، مصرف(انرژی) کمتری دارند

and they get cheaper.

و ارزان تر میشوند.

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

و این هدف مشترک ما است که به ما سرعت (پیشرفت) غیرقابل توصیفی میدهد.

As an example:

به عنوان مثال:

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

اگر ما به کامپیوتری که به اندازه یک اتاق بود، و سه نفر را به ماه برد و بازگرداند(فضاپیمای آپولو) نگاه کنیم

and somehow compressed it --

و به طریقی آن را فشرده کنیم،

compressed the world's greatest computer of its day,

قویترین کامپیوتر آن زمان را فشرده کنیم،

so it was the same size as your smartphone --

با اندازه تلفن همراه شما برابری خواهد کرد،

your actual smartphone,

تلفن هوشمند فعلی تان،

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

چیزی که شما فقط ۳۰۰ دلار به آن داده اید، و هر دوسال یکبار بیرونش میندازید،

would blow this thing away.

تمام این چیز ها را از شکست میدهد.

You would not be impressed.

شما نباید تحت تاثیر قرار بگیرید.

It couldn't do anything that your smartphone does.

اون هرچیزی که تلفن همراه شما انجام میده رو هم نمیتونه انجام بده.

It would be slow,

بلکه،کندتر خواهد بود.

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

شما هرچیزی را نمیتونید درون آن کامپیوتر بریزید،

شما احتمالا فقط میتونید دو دقیقه اول

you could possibly get through the first two minutes

سریال مردگان متحرک را ذخیره کنید، البته اگر خوش شانس باشید.

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

(Laughter)

(خنده)

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

هدف این پیشرفت است، پیشرفتی که تدریجی نیست.

The progress is relentless.

پیشرفی که بی امان است.

It's exponential.

بصورت نمایی است.

It compounds on itself year after year,

و سال به سال (تابع پیشرفت نمایی آن) پیچیده تر میشود،

to the point where if you compare a technology

به هدفی که در آن اگر شما مقایسه کنید یک تکنولوژی

from one generation to the next,

از نسل قبل را با تکنولوژی (نسل جدید)،

they're almost unrecognizable.

تقریباً غیر قابل تشخیص خواهد بود.

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

و ما ادامه این روند پیشرفت را بر خود بدهکاریم.

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

ما میخواهیم همین چیز را از ۳۰ , ۲۰ , ۱۰ سال قبل تا الان بگوییم:

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

به کارهایی که در ۳۰ سال گذشته انجام داده ایم،نگاه کنید.

Yet we know this progress may not last forever.

هنوز هم ما میدانیم شاید این پیشرفت برای همیشه باقی نماند.

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

در حقیقت، جشن شادی در حال فروکش کردن است.

شبیه "آخرین شانس برای گرفتن الکل" میباشد، درسته؟

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

If you look under the covers,

اگر شما بدقت نگاه بندازید،

به بسیاری از مولفه ها همچون سرعت و کارایی،

by many metrics like speed and performance,

the progress has already slowed to a halt.

پیشرفت در حال آهسته شدن برای توقف می باشد.

So if we want to keep this party going,

بنابراین اگر ما میخواهیم این جشن را ادامه دهیم،

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

ما باید چیزی را که همیشه میتوانیم انجام دهیم را بکار بگیریم،

and that is to innovate.

و این نوآوری است.

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

بنابراین وظیفه و ماموریت گروه ما

is to innovate by employing carbon nanotubes,

نوآوری در بکارگرفتن لوله های نانو کربنی می باشد،

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

چون ما فکر میکنیم آنها مسیری برای ادامه این سرعت پیشرفت فراهم میکنند.

They are just like they sound.

آنها شبیه اسم خود هستند.

They're tiny, hollow tubes of carbon atoms,

آنها لوله های حفره دار اتم کربنی بسیار کوچکی هستند،

and their nanoscale size, that small size,

و اندازه نانومقیاس انان،

gives rise to these just outstanding electronic properties.

با خواص الکترونیکی برجسته ایی که دارند، به آنها اجازه ترقی میدهد.

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

و علم به ما میگوید، اگر ما بتوانیم از آنها در محاسبات کامپیوتری استفاده کنیم،

ما شاهد بهبودی در عملکرد تا ده برابر خواهیم بود.

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

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

آین همانند پرش از چندین نسل تکنولوژی در یک قدم می باشد.

So there we have it.

پس ما اون رو داریم.

ما این مشکل بسیار مهم رو داریم

We have this really important problem

و ما هچنین راه حل ایده عال بنیادی رو داریم.

and we have what is basically the ideal solution.

The science is screaming at us,

علم در حال فریاد به ماست،

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

"و این چیزی است که شما باید برای حل مشکلتان انجام دهید."

So, all right, let's get started,

پس،خیلی خوب، بیاید شروع کنیم،

بیاید انجامش بدیم.

let's do this.

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

اما شما مستقیم بسمت آن شمشیر دولبه برمیگردید.

این "راه حل ایده آل" شامل موادی است که کارکردن با آن ناممکن است.

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

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

ما باید میلیاردها از آنها را برای ساخت تنها یک تراشه کامپیوتری جا بدهیم.

و این همان معماست، شبیه مشکل فنا ناپذیر ماست،

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

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

و در این لحظه ما میگوییم، "بیایید بایستیم،

Let's not go down that same road.

بیایید از همان جاده پایین نرویم.

Let's just figure out what's missing.

بیایید، بفهمیم چه چیزی را از دست داده ایم.

What are we not dealing with?

با چه چیزی ما سرکار نداریم؟

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

چه کاری را نکردیم که نیاز بود بکنیم؟"

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

این شبیه "فیلم پدرخوانده" است، درسته؟

When Fredo betrays his brother Michael,

وقتی فرِیدو به برادرش مایکل خیانت کرد،

we all know what needs to be done.

ما همه میدانیم چه چیزی نیاز به انجام دادن است.

Fredo's got to go.

منظورم اینه، فرِیدو باید بره.

(Laughter)

(خنده)

But Michael -- he puts it off.

اما مایکل -- سر میدواند.

Fine, I get it.

درنهایت، من فهمیدم،

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

مادرشان هنوز زنده است، (با اینکار) مادرش را ناراحت میکند.

We just said,

ما گفتیم،

"What's the Fredo in our problem?"

"در مشکل ما فرِدو چیست؟

با چه چیزی ما سرکار نداریم؟

What are we not dealing with?

What are we not doing,

چه چیزی را انجام نمی دهیم،

اما نیاز است تا انجام بگیرد تا این پیشرفت را بسازد؟"

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

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

و پاسخ این است، آن مجسمه باید خودش ساخته شود.

ما باید روشی پیدا کنیم، به طریقی،

We have to find a way, somehow,

to compel, to convince billions of these particles

برای وادار کردن و متقاعد کردن میلیون ها از آن ذرات

to assemble themselves into the technology.

تا خودشان را درون تکنولوژی جمع کنند.

ما اینکار رو برایشان نمیتونیم انجام بدهیم. آنها باید خودشان اینکار رو بکنن.

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

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

و این راه سختی است که پیش پاافتاده نیست،

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

اما در این مورد، این تنها راهه.

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

اکنون که این موضوع معلوم شد، این مشکلی تاکنون دیده نشده ایی نیست.

We just don't build anything this way.

ما هیچ چیزی را از این راه نمیسازیم.

People don't build anything this way.

مردم نیز هیچ چیزی را از این راه نمیسازند.

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

اما اگر شما به اطرافتان نگاه کنید، هرجا مثالی برای این (روش) است.

Mother Nature builds everything this way.

طبیعت مادرانه، همه چیز را از این راه میسازد.

Everything is built from the bottom up.

همه چیز از ابتدا تا انتها ساخته میشود.

You can go to the beach,

شا میتونید به ساحل بروید،

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

شما این موجودات ساده را که از پرونئین ها استفاده میکنند، پیدا خواهید کرد.

basically molecules --

اساساً مولکول ها

به چیزی که اساساً شن و ماسه است شکل میدهند،

to template what is essentially sand,

فقط با برداشتن آن ها از دریا،

just plucking it from the sea

and building these extraordinary architectures with extreme diversity.

و ساختن این معماری های خارق العاده با تنوعی فوق العاده زیاد.

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

طبیعت همانند ما خام نیست، فقط با تلاش در بهینه کردن.

She's elegant and smart,

طبیعت زیبا و هوشمند است،

building with what's available, molecule by molecule,

با هرچیزی که دردسترس است میسازد، مولکول به مولکول آن را،

ساختار ها را با یک پیچیدگی و تنوعی میسازد

making structures with a complexity

and a diversity that we can't even approach.

که ما حتی نزدیکش هم نمیتوانیم بشویم.

And she's already at the nano.

و طبیعت درحال حاضر از نانو است.

و او از صدها میلیون سال پیش همینگونه بوده است.

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

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

ما کسی هستیم که از نانو بودن عقب مانده ایم.

بنابراین ما تصمیم گرفتیم از ابزار های مشابهی که طبیعت استفاده میکند، سود ببریم،

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

and that's chemistry.

و آن شیمی است.

علم شیمی ابزار فراموش شده است.

Chemistry is the missing tool.

And chemistry works in this case

و شیمی در این مورد کار میکند

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

چون این اشیای نانو مقیاس در حدود اندازه مولکول ها هستند،

so we can use them to steer these objects around,

ما میتوانیم از این علم برای هدایت این اشیا به جای مشخصی استفاده ببریم،

much like a tool.

بسیار شبیه یک ابزار.

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

این دقیقاً همان کاریست که ما در آزمایشگاهمان انجام داده ایم.

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

ما شیمی را توسعه داده ایم که به سمت توده ایی از گرد غبار میرود،

بسمت توده ایی از نانو ذرات ها،

into the pile of nanoparticles,

and pulls out exactly the ones we need.

و دقیقا همان چیزی را که ما میخواهیم بیرون میدهد.

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

پس ما واقعا میتوانیم از شیمی برای نظم دادن دادن به میلیون ها ذرات (نانو)

into the pattern we need to build circuits.

به الگویی که ما برای ساخت مدارهای (منطقی تراشه) نیاز مندیم، استفاده کنیم.

And because we can do that,

و چون ما میتونیم آن را انجام بدیم،

we can build circuits that are many times faster

ما میتوانیم مدارهایی طراحی کنیم که خیلی سریعتر هستند

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

از آنچه که هرکسی قبلاً با نانو مواد قادر به ساخت آنها بود.

Chemistry's the missing tool,

علم شیمی ابزار گمشده است،

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

و هر روز ابزار ما برجسته تر و دقیق تر میشود.

And eventually --

و بالاخره،

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

امیدواریم در سالهای انگشت شمار بعدی

we can deliver on one of those original promises.

بتوانیم یکی از وعده های اصلی خود را ارائه بدهیم.

Now, computing is just one example.

اکنون، محاسبات کامپیوتری فقط یک مثال است.

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

آن چیزی است که من بدان علاقمندم، که گروه من بر رویش سرمایه گذاری نموده است،

but there are others in renewable energy, in medicine,

اما کاربرد های دیگری در انرژی ها تجدید پذیر، در پزشکی،

in structural materials,

در مواد ساختاری،

هرچایی که علم به شما میگوید به سمت نانو پیشرفت کن.

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

آن جایی است که بزرگترین سودش را دارد.

That's where the biggest benefit is.

But if we're going to do that,

اما اگر ما برویم تا آن را انجام دهیم

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

علم امروز و فردا نیاز خواهند داشت به ابزار های جدیدی

tools just like the ones I described.

ابزارهایی شبیه انچه که من توضیح دادم.

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

و آنها به شیمی نیازمند خواهند بود. آن هدف است.

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

زیبایی علم در اینست که هنگامی که شما ابزار های جدیدی را توسعه میدهید،

they're out there.

آنها باقی میمانند.

They're out there forever,

آنها برای همیشه باقی میمانند،

and anyone anywhere can pick them up and use them,

و هرکسی در هرجایی میتواند آنهارا برداشته و از آنها استفاده کند،

and help to deliver on the promise of nanotechnology.

و در ارائه وعده های نانو تکنولوژی کمک کند.

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

بسیار ممنونم بخاطر وقتتان. من قدرش رو میدونم.

(تشویق حاضرین)

(Applause)