The next step in nanotechnology | George Tulevski

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Translator: Smita Kantak Reviewer: Abhinav Garule

Let's imagine a sculptor building a statue,

एक शिल्पकार छिन्नी चालवून एखादी मूर्ती घडवतो आहे,

just chipping away with his chisel.

अशी कल्पना करा.

मायकेलअँजेलोने याचं सुंदर वर्णन केलं आहे. तो म्हणतो,

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

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

दगडाच्या प्रत्येक तुकड्यात एक मूर्ती दडलेली असते.

ती शोधणं हेच शिल्पकाराचं काम.

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

But what if he worked in the opposite direction?

पण हेच काम त्याने विरुद्ध दिशेकडून केलं तर?

Not from a solid block of stone,

कामाची सुरुवात दगडापासून न करता,

but from a pile of dust,

धुळीच्या ढिगाऱ्यापासून केली तर?

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

धुळीचे कोट्यवधी कण एकत्र चिकटवून मूर्ती घडवली तर?

I know that's an absurd notion.

खुळचट कल्पना. ठाऊक आहे मला.

It's probably impossible.

आणि कदाचित अशक्य कोटीतलीही.

धुळीपासून मूर्ती बनवण्याचा एकच मार्ग आहे.

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

is if the statue built itself --

मूर्तीनेच स्वतःला घडविणे.

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

आपण त्या कोट्यवधी धूलिकणांना जबरदस्तीने एकत्र यायला भाग पाडू शकलो

to form the statue.

तरच ही मूर्ती घडेल.

Now, as odd as that sounds,

ऐकायला विचित्र वाटेल, पण

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

मी माझ्या प्रयोगशाळेत अगदी अशाच प्रकारच्या प्रश्नावर काम करतो.

मी दगड वापरत नाही.

I don't build with stone,

I build with nanomaterials.

अतिसूक्ष्म पदार्थ वापरतो.

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

हे अद्भुत पदार्थ अशक्य वाटतील इतके सूक्ष्म असतात.

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

इतके सूक्ष्म, की हा कंट्रोलर म्हणजे जर एक अतिसूक्ष्म कण मानला,

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

तर मानवी केसाचा आकार, ही खोली भरून टाकण्याइतका असेल.

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

हे कण म्हणजे नॅनोटेक्नॉलॉजी या क्षेत्राचा गाभा आहे.

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

याविषयी आपण सर्वांनी ऐकलंच असेल.

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

त्यामुळे कसं जग बदलून जाणार आहे, तेही.

When I was a graduate student,

माझ्या पदव्युत्तर शिक्षणाचा काळ

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

हा नॅनोटेक्नॉलॉजीत काम करणाऱ्यांसाठी सर्वात मनोहर काळ होता.

There were scientific breakthroughs happening all the time.

अत्यंत महत्त्वाचे शोध सतत लागत होते.

The conferences were buzzing,

परिषदा गजबजून जात होत्या.

there was tons of money pouring in from funding agencies.

संस्था संशोधनासाठी भरपूर पैसे ओतत होत्या.

And the reason is

याचं कारण असं की,

जेव्हा पदार्थ अतिशय सूक्ष्म होतो,

when objects get really small,

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

तेव्हा त्याचं भौतिकशास्त्र सर्वसाधारण पदार्थांपेक्षा

like the ones we interact with.

निराळं होतं.

त्याला क्वांटम मेकॅनिक्स म्हणतात.

We call this physics quantum mechanics.

हे शास्त्र सांगतं, की त्या सूक्ष्म कणांमध्ये छोटे छोटे बदल करून

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

just by making seemingly small changes to them,

त्यांचे गुणधर्म बदलता येतात. उदाहरणार्थ,

like adding or removing a handful of atoms,

त्या कणांमध्ये काही अणु वाढवणे किंवा कमी करणे,

अथवा तो पदार्थ वळवणे.

or twisting the material.

It's like this ultimate toolkit.

म्हणजे हे सर्वोत्कृष्ट साधन झालं.

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

त्यामुळे असं वाटलं, की आपण काय वाट्टेल ते करू शकतो.

And we were doing it --

आणि आम्ही ते करत होतोच.

आम्ही, म्हणजे माझ्या वेळच्या पदव्युत्तर विद्यार्थ्यांची पिढी.

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

We were trying to make blazing fast computers using nanomaterials.

आम्ही ते अतिसूक्ष्म कण वापरून वेगवान संगणक बनवण्याचा प्रयत्न करीत होतो.

We were constructing quantum dots

आम्ही "क्वांटम डॉट्स" बनवीत होतो,

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

जे भविष्यकाळात शरीरात जाऊन रोग शोधून तो बरा करतील, असे.

There were even groups trying to make an elevator to space

काही शास्त्रज्ञ कार्बन नॅनोट्यूब्सपासून अवकाशात जाणारा एलिव्हेटर

using carbon nanotubes.

करू पाहात होते.

You can look that up, that's true.

खरं सांगतोय. हवं तर शोधून पहा.

Anyways, we thought it was going to affect

आम्हांला वाटलं होतं, की याचा परिणाम

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

संगणकापासून औषधांपर्यंत सर्व विज्ञान, तंत्रज्ञानांवर होईल.

And I have to admit,

आणि आता कबुली देतो, की

I drank all of the Kool-Aid.

मी यावर डोळे झाकून विश्वास ठेवला.

I mean, every last drop.

अगदी पूर्णपणे.

But that was 15 years ago,

पण ही झाली १५ वर्षांपूर्वीची गोष्ट.

आणि

and --

fantastic science was done, really important work.

खूप महत्त्वाचं, विलक्षण कार्य या शास्त्रात घडलं.

We've learned a lot.

आपण खूप काही शिकलो.

पण आम्ही त्या शास्त्राचं रूपांतर करून, लोकांना खरोखर उपयोगी ठरेल

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

into technologies that could actually impact people.

असं नवीन तंत्रज्ञान विकसित करू शकलो नाही.

And the reason is, these nanomaterials --

कारण हे अतिसूक्ष्म पदार्थ म्हणजे

they're like a double-edged sword.

जणु दुधारी तलवार असते.

The same thing that makes them so interesting --

त्यांच्या अतिसूक्ष्म आकारामुळे त्यांना

their small size --

महत्त्व प्राप्त होतं खरं,

also makes them impossible to work with.

पण त्यामुळेच त्यांच्यावर काम करणं अशक्य होतं.

हे अक्षरश: धुळीच्या ढिगाऱ्यापासून मूर्ती घडवण्यासारखं आहे.

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

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

त्यांच्यावर काम करण्यासाठी तितकीच सूक्ष्म साधनं हवीत, ती आपल्याजवळ नाहीत.

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

आणि ती जरी असली, तरी फारसा फरक पडणार नाही.

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

कारण एक एक करून धुळीचे कोट्यवधी कण एकत्र आणल्याने

to build a technology.

तंत्रज्ञान तयार होत नाही.

So because of that,

त्यामुळेच,

ती सगळी आश्वासनं आणि तो उत्साह

all of the promise and all of the excitement

तिथल्यातिथेच राहिला.

has remained just that: promise and excitement.

We don't have any disease-fighting nanobots,

रोगांचा सामना करणारे नॅनोबॉट्स आले नाहीत,

there's no elevators to space,

आणि अवकाशात जाणारे एलिव्हेटर्ससुद्धा नाहीत.

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

किंवा माझ्या आवडीचे नवीन संगणकही नाहीत.

हे शेवटचं सर्वात महत्त्वाचं आहे.

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

We just have come to expect

संगणकशास्त्रात सतत

वेगाने प्रगती होत राहणार, अशी अपेक्षा आपण बाळगू लागलो आहोत.

the pace of computing advancements to go on indefinitely.

We've built entire economies on this idea.

या आधारावर आपण अखंड अर्थव्यवस्था निर्माण केल्या आहेत.

And this pace exists

संगणकाच्या एका चिपवर

because of our ability to pack more and more devices

अधिकाधिक साधनं सामावण्याच्या आपल्या क्षमतेमुळेच

onto a computer chip.

ही प्रगती वेगाने होत आहे.

And as those devices get smaller,

ही साधनं जसजशी सूक्ष्म होत जातात,

they get faster, they consume less power

तसतशी ती जास्त जलद चालतात, कमी ऊर्जा वापरतात,

and they get cheaper.

आणि स्वस्तही होतात.

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

या तीन गोष्टींच्या संगमामुळे प्रगतीला असा अविश्वसनीय वेग येतो.

As an example:

उदाहरणार्थ,

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

समजा, मी तीन माणसांना चंद्रावर नेऊन परत आणणारा, खोलीभर आकाराचा,

and somehow compressed it --

जगातला एकेकाळचा सर्वोत्कृष्ट असा संगणक घेतला,

compressed the world's greatest computer of its day,

आणि त्यावर दाब देऊन तो

so it was the same size as your smartphone --

स्मार्टफोनच्या आकाराचा केला.

your actual smartphone,

खऱ्या स्मार्टफोनसारखा,

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

जो आपण ३०० डॉलर्सना घेतो आणि दर दोन वर्षांनी फेकतो, तसा.

would blow this thing away.

तर तो दाबून लहान केलेला संगणक निकामी होईल.

You would not be impressed.

स्मार्टफोन जे करु शकतो,

It couldn't do anything that your smartphone does.

त्यातलं काहीच तो करू शकणार नाही.

It would be slow,

तो अगदी संथ होईल.

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

त्यावर आपण काहीही माहिती साठवू शकणार नाही.

नशीब जोरावर असेल, तर "वॉकिंग डेड" मालिकेच्या

you could possibly get through the first two minutes

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

एखाद्या भागातली पहिली दोन मिनिटं बघू शकू.

(Laughter)

(हशा)

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

ही प्रगती हळू क्रमाक्रमाने होत नाही.

The progress is relentless.

ती सतत होत राहते आणि

It's exponential.

घातांकी प्रकाराने वाढते.

It compounds on itself year after year,

तिची वाढ चक्रवाढ दराने होत राहते.

to the point where if you compare a technology

इतकी, की तंत्रज्ञानाच्या जुन्या आणि नव्या

from one generation to the next,

पिढ्यांची तुलना केली असता,

they're almost unrecognizable.

त्यांच्यात काहीच साम्य आढळत नाही.

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

ही प्रगती अशीच पुढे नेण्याची जबाबदारी आपल्यावर आहे.

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

आजपासून १०, २०, ३० वर्षांनंतर आपल्याला म्हणता यायला हवं, की

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

बघा, गेल्या ३० वर्षांत आम्ही काय केलं.

Yet we know this progress may not last forever.

पण तरीही आपण जाणतो, की ही प्रगती कायम टिकणार नाही.

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

खरं तर, आता तिचा भर ओसरू लागला आहे.

जणु बार बंद होण्यापूर्वी पिण्याची शेवटची संधी.

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

If you look under the covers,

खोलवर जाऊन

वेग, कार्य अशा प्रकारचे निकष लावून पाहिलं,

by many metrics like speed and performance,

the progress has already slowed to a halt.

तर प्रगती मंद होत होत जवळपास थांबलेलीच दिसेल.

So if we want to keep this party going,

ही प्रगती जर अशीच सुरु ठेवायची असेल,

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

तर पूर्वी जे करत होतो, तेच करत राहायला हवं.

and that is to innovate.

नवनिर्मिती.

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

आमच्या गटाचं ध्येय आहे,

is to innovate by employing carbon nanotubes,

कार्बन नॅनोट्यूब्स वापरून नवनिर्मिती करणे.

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

कारण त्याद्वारे प्रगतीच्या मार्गावर वाटचाल होत राहील, असं आम्हाला वाटतं.

They are just like they sound.

नावाप्रमाणेच,

They're tiny, hollow tubes of carbon atoms,

त्या कार्बन अणुंच्या सूक्ष्म, पोकळ नळ्या असतात.

and their nanoscale size, that small size,

त्यांच्या सूक्ष्म आकारामुळे

gives rise to these just outstanding electronic properties.

त्यांचे इलेक्ट्रॉनिक गुणधर्म उत्कृष्ट असतात.

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

शास्त्र सांगतं, की आपण जर त्यांना संगणकांमध्ये वापरू शकलो,

तर त्यांची कार्यक्षमता दहा पटींनी वाढेल.

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

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

जणु एकाच पावलात तंत्रज्ञानाच्या अनेक पिढ्या ओलांडल्या जातील.

So there we have it.

तर असं पहा,

आपल्याजवळ एक महत्त्वाची समस्या आहे,

We have this really important problem

आणि त्यावरचं आदर्श उत्तर आहे.

and we have what is basically the ideal solution.

The science is screaming at us,

शास्त्र ओरडून सांगतं आहे,

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

"ही समस्या अशी सोडवा"

So, all right, let's get started,

ठीक आहे तर मग, तसंच करू.

काम सुरु करू.

let's do this.

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

पण इथे पुन्हा ती दुधारी तलवार आडवी येते.

त्या आदर्श उत्तरात आहेत वापरायला अशक्य असणारे पदार्थ.

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.

संगणकाची एक चिप बनवायला त्याचे कोट्यवधी कण रचावे लागतील.

म्हणजे जे कोडं समस्येत, तेच उत्तरात पुन्हा आलं.

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

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

या ठिकाणी आम्ही ठरवलं, "आता पुरे."

Let's not go down that same road.

पुन्हा त्याच रस्त्याने जाणं नको.

Let's just figure out what's missing.

काय चुकलं ते पाहू.

What are we not dealing with?

काय लक्षात घेतलं नव्हतं?

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

काय करायचं बाकी आहे?

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

"गॉडफादर" सारखं.

When Fredo betrays his brother Michael,

फ्रेडो आपल्या भावाचा, मायकलचा विश्वासघात करतो,

we all know what needs to be done.

तेव्हा आपल्याला कळतं, की

Fredo's got to go.

फ्रेडोला मारायला हवं.

(Laughter)

(हशा)

But Michael -- he puts it off.

पण मायकल लगेच तसं करत नाही.

Fine, I get it.

ठीक आहे, कळतं मला,

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

त्यांची आई अद्याप हयात होती, तिला दुःख झालं असतं.

We just said,

आम्ही विचार केला,

"What's the Fredo in our problem?"

आमच्या समस्येतला फ्रेडो कोण?

आपण कुठे दुर्लक्ष करत आहोत?

What are we not dealing with?

What are we not doing,

काय करायचं बाकी आहे?

यशासाठी आणखी काय करायला हवं?

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

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

आणि याचं उत्तर म्हणजे, मूर्तीने स्वतःला घडवायला हवं.

We have to find a way, somehow,

कसंही करून

to compel, to convince billions of these particles

त्या कोट्यवधी कणांना त्या तंत्रज्ञानात एकत्र यायला

to assemble themselves into the technology.

भाग पाडायला हवं.

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

ते आपण करू शकत नाही, ते त्यांचं त्यांनीच करायला हवं.

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

कठीण असला, तरी

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

हाच एक मार्ग आहे.

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

आता समजतंय की हा प्रश्न काही नवीन नाही.

We just don't build anything this way.

फक्त, आपण अशा तऱ्हेने

People don't build anything this way.

कोणतीच रचना करत नाही.

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

पण सभोवती पाहिलं, तर

Mother Nature builds everything this way.

निसर्ग सगळ्या गोष्टी अशाच घडवतो.

Everything is built from the bottom up.

सगळं विरुद्ध दिशेने घडवलं जातं.

You can go to the beach,

समुद्रकिनाऱ्यावर जाऊन पहा,

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

तिथे तुम्हांला छोटे प्राणी सापडतील, जे प्रथिनं वापरतात.

basically molecules --

म्हणजे रेणू वापरतात,

आणि समुद्रातून घेतलेल्या रेतीपासून

to template what is essentially sand,

विविधतेने नटलेल्या

just plucking it from the sea

and building these extraordinary architectures with extreme diversity.

सुरेख रचना निर्माण करतात.

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

निसर्ग आपल्यासारखा नुसतीच छिन्नी चालवत नाही.

She's elegant and smart,

तो सुबक, अर्थपूर्ण काम करतो.

building with what's available, molecule by molecule,

तो उपलब्ध घटक वापरून, एक एक रेणू करीत

अशा विविध प्रकारच्या गुंतागुंतीच्या रचना रचतो

making structures with a complexity

and a diversity that we can't even approach.

की त्यांच्या जवळपास आपण पोहोचू शकत नाही.

And she's already at the nano.

निसर्ग अतिसूक्ष्म पातळीवर आहे.

कोट्यवधी वर्षं तो त्या पातळीवर आहे.

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

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

आपण तिथे उशिरा पोहोचलो आहोत.

म्हणून आम्ही ठरवलं, की निसर्ग वापरतो तेच साधन वापरायचं.

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

and that's chemistry.

म्हणजे, रसायनशास्त्र.

अजून दडून राहिलेलं साधन.

Chemistry is the missing tool.

And chemistry works in this case

या बाबतीत रसायनशास्त्र उपयोगी पडतं, कारण

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

ते अतिसूक्ष्म कण साधारण रेणुंच्या आकाराचे असतात.

so we can use them to steer these objects around,

त्यामुळे त्या कणांना गती देण्यासाठी रेणू वापरता येतात.

साधन म्हणून.

much like a tool.

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

आमच्या प्रयोगशाळेत आम्ही नेमकं हेच केलं.

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

त्या अतिसूक्ष्म कणांच्या ढिगामध्ये जाणारं आणि तिथले

नेमके हवे ते कण ओढून घेणारं

into the pile of nanoparticles,

and pulls out exactly the ones we need.

रसायनशास्त्र आम्ही विकसित केलं आहे.

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

आता आम्ही रसायनशास्त्र वापरून, ते कोट्यवधी कण हवे तसे रचून

into the pattern we need to build circuits.

सर्किट्स बनवू शकतो.

And because we can do that,

या क्षमतेमुळेच

we can build circuits that are many times faster

यापूर्वीच्या अतिसूक्ष्म कणांच्या सर्किट्सपेक्षा

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

आमच्या सर्किट्सचा वेग अनेकपट जास्त आहे.

Chemistry's the missing tool,

रसायनशास्त्र हे हत्यार

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

दिवसागणिक जास्त बिनचूक आणि धारदार होत जातं.

And eventually --

काही वर्षांतच आम्ही

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

आमची मूळ आश्वासनं पूर्ण करू शकू,

we can deliver on one of those original promises.

अशी आम्हांला आशा वाटते.

Now, computing is just one example.

संगणक हे केवळ एक उदाहरण झालं.

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

त्याची मला आवड आहे, आणि आमचा गट त्यावर काम करतो.

but there are others in renewable energy, in medicine,

पण इतर अनेक क्षेत्रांतली उदाहरणं आहेत, शाश्वत ऊर्जा, वैद्यकीय,

in structural materials,

रचना करण्यासाठी कच्चा माल.

या सर्वांत शास्त्र सांगणार आहे, नॅनोचा मार्ग स्वीकारा.

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

तो सर्वात फायदेशीर आहे.

That's where the biggest benefit is.

But if we're going to do that,

पण त्या मार्गाने जायचं असेल,

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

तर वैज्ञानिकांना, मी वर्णन केलं होतं त्यासारख्या

tools just like the ones I described.

नवीन साधनांची गरज भासणार आहे.

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

रसायनशास्त्राची गरज भासणार आहे.

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

विज्ञानातलं सौंदर्य पहा, एकदा ही साधनं विकसित झाली,

they're out there.

की ती कायमच उपलब्ध असतात.

They're out there forever,

कोणीही, कुठेही

and anyone anywhere can pick them up and use them,

ती घेऊन वापरू शकतो,

and help to deliver on the promise of nanotechnology.

आणि नॅनोटेक्नॉलॉजीचं आश्वासन पुरं करायला हातभार लावू शकतो.

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

मला इतका वेळ दिल्याबद्दल धन्यवाद. मी आपला आभारी आहे.

(टाळ्या)

(Applause)