How Quantum Biology Might Explain Life’s Biggest Questions | Jim Al-Khalili | TED Talks

Vertaald door: Rik Delaet Nagekeken door: Peter van de Ven

I'd like to introduce you to an emerging area of science,

Ik wil jullie laten kennismaken met een opkomend gebied van de wetenschap.

one that is still speculative but hugely exciting,

Nog speculatief, maar enorm spannend

and certainly one that's growing very rapidly.

en zeker een dat zeer snel groeit.

Quantum biology asks a very simple question:

Kwantumbiologie stelt een heel simpele vraag:

Does quantum mechanics --

Speelt de kwantummechanica --

that weird and wonderful and powerful theory

die rare, prachtige en krachtige theorie

of the subatomic world of atoms and molecules

van de subatomaire wereld van atomen en moleculen

that underpins so much of modern physics and chemistry --

en die ten grondslag ligt aan zoveel van de moderne natuur- en scheikunde --

also play a role inside the living cell?

ook een rol in de levende cel?

In other words: Are there processes, mechanisms, phenomena

Met andere woorden:

zijn er processen, mechanismen, verschijnselen in levende organismen

in living organisms that can only be explained

die alleen kunnen worden verklaard door de kwantummechanica?

with a helping hand from quantum mechanics?

Now, quantum biology isn't new;

Nu is kwantumbiologie niet nieuw.

it's been around since the early 1930s.

Ze is er al sinds de vroege jaren 30.

But it's only in the last decade or so that careful experiments --

Maar pas in de laatste tien jaar of zo hebben zorgvuldige experimenten --

in biochemistry labs, using spectroscopy --

in biochemielabs, met behulp van spectroscopie --

have shown very clear, firm evidence that there are certain specific mechanisms

heel duidelijke, harde bewijzen laten zien dat voor bepaalde specifieke mechanismen

that require quantum mechanics to explain them.

kwantummechanica nodig is om ze uit te leggen.

Quantum biology brings together quantum physicists, biochemists,

Kwantumbiologie brengt kwantumfysici, biochemici

molecular biologists -- it's a very interdisciplinary field.

en moleculair biologen samen tot een zeer interdisciplinair vakgebied.

I come from quantum physics, so I'm a nuclear physicist.

Ik kom uit de kwantumfysica, dus ben ik een kernfysicus.

I've spent more than three decades

Ik breek al meer dan drie decennia lang mijn hoofd over de kwantummechanica.

trying to get my head around quantum mechanics.

One of the founders of quantum mechanics, Niels Bohr,

Een van de ontwerpers van de kwantummechanica, Niels Bohr,

said, If you're not astonished by it, then you haven't understood it.

zei: “Als het je niet verbaast, dan heb je het niet begrepen.”

So I sort of feel happy that I'm still astonished by it.

Ik ben blij dat het me nog steeds verbaast.

That's a good thing.

Dat is goed.

But it means I study the very smallest structures in the universe --

Het betekent dat ik de allerkleinste structuren in het universum bestudeer,

the building blocks of reality.

de bouwstenen van de werkelijkheid.

If we think about the scale of size,

Om je een idee te geven van de omvang,

start with an everyday object like the tennis ball,

begin maar bij een alledaags voorwerp, zoals een tennisbal,

and just go down orders of magnitude in size --

en ga van daaruit naar een steeds kleinere orde van grootte:

from the eye of a needle down to a cell, down to a bacterium, down to an enzyme --

het oog van een naald, een cel, een bacterie, een enzym

tot we uiteindelijk de nanowereld bereiken.

you eventually reach the nano-world.

Now, nanotechnology may be a term you've heard of.

Nanotechnologie zal jullie wel wat zeggen.

A nanometer is a billionth of a meter.

Eén nanometer is één miljardste van een meter.

My area is the atomic nucleus, which is the tiny dot inside an atom.

Mijn gebied is de atoomkern, dat kleine stipje in het atoom.

It's even smaller in scale.

Zelfs nog kleiner op schaal.

This is the domain of quantum mechanics,

Dit is het domein van de kwantummechanica.

and physicists and chemists have had a long time

Fysici en chemici hadden lange tijd nodig om eraan te wennen.

to try and get used to it.

Biologists, on the other hand, have got off lightly, in my view.

Biologen hebben er zich volgens mij nogal gemakkelijk vanaf gemaakt.

They are very happy with their balls-and-sticks models of molecules.

Ze waren al tevreden met hun bal-en-stokmodellen van moleculen.

(Laughter)

(Gelach)

The balls are the atoms, the sticks are the bonds between the atoms.

De ballen zijn de atomen, de stokjes de bindingen tussen de atomen.

And when they can't build them physically in the lab,

En als ze ze niet fysiek in het lab kunnen bouwen,

nowadays, they have very powerful computers

dan kunnen ze nu met zeer krachtige computers

that will simulate a huge molecule.

grote moleculen simuleren.

This is a protein made up of 100,000 atoms.

Dit is een eiwit met 100.000 atomen.

It doesn't really require much in the way of quantum mechanics to explain it.

Je hebt niet veel kwantummechanica nodig om het te verklaren.

Quantum mechanics was developed in the 1920s.

Kwantummechanica werd ontwikkeld in de jaren 20.

It is a set of beautiful and powerful mathematical rules and ideas

Het is een reeks mooie en krachtige wiskundige regels en ideeën

that explain the world of the very small.

om de wereld van het zeer kleine te verklaren.

And it's a world that's very different from our everyday world,

Een heel andere wereld

dan onze alledaagse wereld van biljoenen atomen.

made up of trillions of atoms.

It's a world built on probability and chance.

Het is een wereld gebouwd op kans en toeval.

It's a fuzzy world.

Het is een wazige wereld.

It's a world of phantoms,

Het is een wereld van fantomen,

where particles can also behave like spread-out waves.

waar de deeltjes zich ook kunnen gedragen als uitdijende golven.

If we imagine quantum mechanics or quantum physics, then,

Als we ons kwantummechanica of kwantumfysica

as the fundamental foundation of reality itself,

als de fundamentele basis van de werkelijkheid zelf voorstellen,

dan is het niet verwonderlijk dat we zeggen:

then it's not surprising that we say

quantum physics underpins organic chemistry.

kwantumfysica ondersteunt de organische chemie.

After all, it gives us the rules that tell us

Ze vertelt ons immers volgens welke regels

how the atoms fit together to make organic molecules.

de atomen in elkaar passen om organische moleculen te vormen.

Organic chemistry, scaled up in complexity,

Organische chemie, opgeschaald in complexiteit,

gives us molecular biology, which of course leads to life itself.

geeft ons de moleculaire biologie, wat uiteraard leidt tot leven zelf.

So in a way, it's sort of not surprising.

Eigenlijk moet het ons niet verbazen.

Het is bijna vanzelfsprekend.

It's almost trivial.

You say, "Well, of course life ultimately must depend of quantum mechanics."

Je zal zeggen: "Wel, natuurlijk moet leven

uiteindelijk afhangen van de kwantummechanica."

But so does everything else.

Maar dat geldt voor alles.

So does all inanimate matter, made up of trillions of atoms.

Alle levenloze materie, samengesteld uit triljoenen atomen.

Ultimately, there's a quantum level

Uiteindelijk bereiken we een kwantumniveau

waar we ons wel moeten verdiepen in deze rariteit.

where we have to delve into this weirdness.

But in everyday life, we can forget about it.

Maar voor het dagelijks leven hoeft dat niet.

Because once you put together trillions of atoms,

Want als je eenmaal biljoenen atomen bij elkaar hebt,

that quantum weirdness just dissolves away.

lost die kwantumrariteit zich vanzelf op.

Quantum biology isn't about this.

Daar gaat kwantumbiologie niet over.

Quantum biology isn't this obvious.

Kwantumbiologie is niet voor de hand liggend.

Of course quantum mechanics underpins life at some molecular level.

Natuurlijk onderbouwt kwantummechanica het leven

op een of ander moleculair niveau.

Quantum biology is about looking for the non-trivial --

Kwantumbiologie gaat over het zoeken naar de niet-triviale,

the counterintuitive ideas in quantum mechanics --

de contra-intuïtieve ideeën in de kwantummechanica,

and to see if they do, indeed, play an important role

om te zien of ze inderdaad een belangrijke rol spelen

in describing the processes of life.

in de beschrijving van de processen van het leven.

Here is my perfect example of the counterintuitiveness

Hier is mijn perfecte voorbeeld van de contra-intuïtiviteit

of the quantum world.

van de kwantumwereld: de kwantumskiër.

This is the quantum skier.

He seems to be intact, he seems to be perfectly healthy,

Hij lijkt intact en volkomen gezond,

and yet, he seems to have gone around both sides of that tree at the same time.

toch lijkt hij tegelijkertijd

rond beide zijden van de boom te zijn gegaan.

Well, if you saw tracks like that

Als je dergelijke sporen zag,

you'd guess it was some sort of stunt, of course.

zou je natuurlijk denken dat het een soort stunt was.

But in the quantum world, this happens all the time.

Maar in de kwantumwereld gebeurt dit constant.

Particles can multitask, they can be in two places at once.

Deeltjes kunnen multitasken, ze kunnen op twee plaatsen tegelijk zijn.

They can do more than one thing at the same time.

Ze kunnen meer dan één ding tegelijkertijd doen.

Particles can behave like spread-out waves.

Deeltjes kunnen zich gedragen als uitdijende golven.

It's almost like magic.

Het is bijna magie.

Physicists and chemists have had nearly a century

Fysici en chemici hadden bijna een eeuw nodig

of trying to get used to this weirdness.

om te wennen aan deze rariteit.

I don't blame the biologists

Ik verwijt het de biologen niet

for not having to or wanting to learn quantum mechanics.

dat ze geen kwantummechanica wilden of hoefden te leren.

You see, this weirdness is very delicate;

Deze rariteit is iets heel delicaats.

and we physicists work very hard to maintain it in our labs.

Wij natuurkundigen doen ons best om ze in onze labs te houden.

We cool our system down to near absolute zero,

We koelen ons systeem af tot in de buurt van het absolute nulpunt,

we carry out our experiments in vacuums,

we doen onze experimenten in een vacuüm,

we try and isolate it from any external disturbance.

we proberen alle externe storingen te vermijden.

That's very different from the warm, messy, noisy environment of a living cell.

Dat is heel anders in de warme, rommelige,

onrustige omgeving van een levende cel.

Biology itself, if you think of molecular biology,

De biologie, met name de moleculaire biologie,

seems to have done very well in describing all the processes of life

lijkt er goed aan te hebben gedaan

de levensprocessen te beschrijven in termen van chemische reacties.

in terms of chemistry -- chemical reactions.

And these are reductionist, deterministic chemical reactions,

Het zijn reductionistische, deterministische chemische reacties,

showing that, essentially, life is made of the same stuff as everything else,

wat aantoont dat leven in essentie

is gemaakt van hetzelfde materiaal als al het andere,

and if we can forget about quantum mechanics in the macro world,

en als we in de macrowereld de kwantummechanica kunnen vergeten,

then we should be able to forget about it in biology, as well.

dan kan dat toch ook in de biologie, niet?

Well, one man begged to differ with this idea.

Iemand ging daar niet mee akkoord:

Erwin Schrödinger, of Schrödinger's Cat fame,

Erwin Schrödinger, die van de beroemde Schrödinger kat,

was an Austrian physicist.

een Oostenrijks natuurkundige.

He was one of the founders of quantum mechanics in the 1920s.

Hij was een van de ontwerpers van de kwantummechanica in de jaren 20.

In 1944, he wrote a book called "What is Life?"

In 1944 schreef hij een boek met de titel 'Wat is Leven?'.

It was tremendously influential.

Het was enorm invloedrijk.

It influenced Francis Crick and James Watson,

Het beïnvloedde Francis Crick en James Watson,

the discoverers of the double-helix structure of DNA.

de ontdekkers van de dubbele-helixstructuur van DNA.

To paraphrase a description in the book, he says:

Hij zegt bijvoorbeeld ergens:

At the molecular level, living organisms have a certain order,

“Op moleculair niveau hebben levende organismen een bepaalde orde,

a structure to them that's very different

een structuur die heel anders is

from the random thermodynamic jostling of atoms and molecules

dan het willekeurige thermodynamische getuimel van atomen en moleculen

in inanimate matter of the same complexity.

in levenloze materie van dezelfde complexiteit.

In fact, living matter seems to behave in this order, in a structure,

In feite lijkt levende materie zich te gedragen

in de orde, in een structuur,

just like inanimate matter cooled down to near absolute zero,

als levenloze materie afgekoeld tot in de buurt van het absolute nulpunt,

where quantum effects play a very important role.

waar de kwantumeffecten een zeer belangrijke rol spelen.

There's something special about the structure -- the order --

Er is iets bijzonders aan de structuur -- de orde -- in een levende cel.

inside a living cell.

So, Schrödinger speculated that maybe quantum mechanics plays a role in life.

Schrödinger speculeerde dus

dat kwantummechanica misschien een rol speelt in het leven.

It's a very speculative, far-reaching idea,

Het is een zeer speculatief, vergaand idee

and it didn't really go very far.

en het bracht het niet erg ver.

But as I mentioned at the start,

Maar zoals ik in het begin zei,

in the last 10 years, there have been experiments emerging,

zijn er in de laatste 10 jaar proeven geweest

showing where some of these certain phenomena in biology

die voor een aantal verschijnselen in de biologie

do seem to require quantum mechanics.

kwantummechanica lijken nodig te hebben.

I want to share with you just a few of the exciting ones.

Ik wil een aantal opwindende daarvan met jullie delen.

This is one of the best-known phenomena in the quantum world,

Dit is een van de meest bekende verschijnselen in de kwantumwereld:

quantum tunneling.

kwantumtunneling.

The box on the left shows the wavelike, spread-out distribution

Het vak links toont de golfachtige, uitwaaierende distributie

of a quantum entity -- a particle, like an electron,

van een kwantumentiteit -- een deeltje, zoals een elektron,

which is not a little ball bouncing off a wall.

dat niet als een balletje tegen een muur stuitert.

It's a wave that has a certain probability of being able to permeate

Het is een golf die zich met een zekere waarschijnlijkheid

door een stevige wand heen kan verplaatsen,

through a solid wall, like a phantom leaping through to the other side.

zoals een spook door een muur.

You can see a faint smudge of light in the right-hand box.

Je kunt een vage lichtvlek zien in het rechtervak.

Quantum tunneling suggests that a particle can hit an impenetrable barrier,

Kwantumtunneling suggereert dat een deeltje

door een ondoordringbare barrière kan geraken

and yet somehow, as though by magic,

en op een of andere manier, als bij toverslag,

disappear from one side and reappear on the other.

aan de ene kant kan verdwijnen om aan de andere kant weer op te duiken.

The nicest way of explaining it is if you want to throw a ball over a wall,

De mooiste manier om het uit te leggen is als je een bal over een muur wilt gooien,

you have to give it enough energy to get over the top of the wall.

moet je hem genoeg energie meegeven om over de muur te geraken.

In the quantum world, you don't have to throw it over the wall,

In de kwantumwereld hoef je hem niet over de muur te gooien.

you can throw it at the wall, and there's a certain non-zero probability

Gooi hem maar tegen de muur

en het kan zijn dat hij aan jouw kant zal verdwijnen

that it'll disappear on your side, and reappear on the other.

en aan de andere kant weer verschijnen.

This isn't speculation, by the way.

Dat zuig ik niet uit mijn duim.

We're happy -- well, "happy" is not the right word --

We zijn blij -- nou ja, 'blij' is nu niet het juiste woord --

(Laughter)

(Gelach)

we are familiar with this.

We zijn ermee vertrouwd.

(Laughter)

(Gelach)

Quantum tunneling takes place all the time;

Kwantumtunneling gebeurt de hele tijd.

in fact, it's the reason our Sun shines.

Het is in feite de reden dat de zon schijnt.

The particles fuse together,

De deeltjes fuseren

and the Sun turns hydrogen into helium through quantum tunneling.

en de zon zet waterstof om in helium door kwantumtunneling.

Back in the 70s and 80s, it was discovered that quantum tunneling also takes place

In de jaren 70 en 80 werd ontdekt dat kwantumtunneling

ook plaats vindt binnen levende cellen.

inside living cells.

Enzymes, those workhorses of life, the catalysts of chemical reactions --

Enzymen, de werkpaarden van het leven, de katalysatoren van chemische reacties,

enzymes are biomolecules that speed up chemical reactions in living cells,

zijn biomoleculen die de snelheid van chemische reacties in levende cellen

by many, many orders of magnitude.

met vele ordes van grootte opdrijven.

And it's always been a mystery how they do this.

Het is nog altijd een raadsel hoe ze dit doen.

Well, it was discovered

Men ontdekte dat een van de trucs die enzymen ontwikkelden,

that one of the tricks that enzymes have evolved to make use of,

is by transferring subatomic particles, like electrons and indeed protons,

bestond uit het overdragen van subatomaire deeltjes,

zoals elektronen en protonen,

from one part of a molecule to another via quantum tunneling.

van één deel van een molecuul naar een ander, door kwantumtunneling.

It's efficient, it's fast, it can disappear --

Het is efficiënt en snel;

een proton kan op de ene plaats verdwijnen en ergens anders verschijnen.

a proton can disappear from one place, and reappear on the other.

Enzymes help this take place.

Enzymen helpen daarbij.

This is research that's been carried out back in the 80s,

Dit is onderzoek uit de jaren 80,

particularly by a group in Berkeley, Judith Klinman.

met name door een groep in Berkeley, Judith Klinman.

Other groups in the UK have now also confirmed

Andere Britse groepen hebben nu bevestigd

that enzymes really do this.

dat enzymen dit echt doen.

Research carried out by my group --

Uit onderzoek van mijn groep --

so as I mentioned, I'm a nuclear physicist,

ik zei al dat ik kernfysicus was,

but I've realized I've got these tools of using quantum mechanics

maar ik realiseerde me dat ik deze tools van de kwantummechanica van atoomkernen

in atomic nuclei, and so can apply those tools in other areas as well.

ook op andere gebieden kon toepassen --

One question we asked

Een vraag was of kwantumtunneling een rol speelt bij mutaties in DNA.

is whether quantum tunneling plays a role in mutations in DNA.

Again, this is not a new idea; it goes all the way back to the early 60s.

Nogmaals, dit is niet nieuw. Het gaat terug naar de vroege jaren 60.

The two strands of DNA, the double-helix structure,

De twee strengen van DNA, de dubbele-helixstructuur,

are held together by rungs; it's like a twisted ladder.

worden bijeengehouden door sporten, net een gedraaide ladder.

And those rungs of the ladder are hydrogen bonds --

Die sporten zijn waterstofbruggen:

protons, that act as the glue between the two strands.

protonen die de twee strengen bij elkaar houden.

So if you zoom in, what they're doing is holding these large molecules --

Ze houden deze grote moleculen,

nucleotides -- together.

de nucleotiden, samen.

Zoom in a bit more.

Zoom nog wat in.

So, this a computer simulation.

Dit is een computersimulatie.

The two white balls in the middle are protons,

De twee witte ballen in het midden zijn protonen.

and you can see that it's a double hydrogen bond.

Je kunt zien dat het een dubbele waterstofbinding is.

One prefers to sit on one side; the other, on the other side

De ene wil aan de ene kant zitten, de andere aan de andere kant

of the two strands of the vertical lines going down, which you can't see.

van de twee strengen van verticale lijnen

die naar beneden lopen en die je niet kunt zien.

It can happen that these two protons can hop over.

Het kan gebeuren dat deze twee protonen over kunnen springen.

Watch the two white balls.

Kijk naar de twee witte ballen.

They can jump over to the other side.

Ze kunnen naar de andere kant springen.

If the two strands of DNA then separate, leading to the process of replication,

Als de twee strengen van DNA dan uit elkaar gaan,

waardoor het replicatieproces begint,

and the two protons are in the wrong positions,

en de twee protonen in de verkeerde posities staan,

this can lead to a mutation.

kan dit leiden tot een mutatie.

This has been known for half a century.

Dat weten we al een halve eeuw.

De vraag is: hoe waarschijnlijk is het dat ze dat doen,

The question is: How likely are they to do that,

and if they do, how do they do it?

en als ze het doen, hoe doen ze het dan?

Do they jump across, like the ball going over the wall?

Springen ze over, net zoals de bal over de muur?

Or can they quantum-tunnel across, even if they don't have enough energy?

Of kunnen ze kwantumtunnelen, zelfs als ze niet genoeg energie hebben?

Early indications suggest that quantum tunneling can play a role here.

Vroege indicaties suggereren dat kwantumtunneling een rol kan spelen.

We still don't know yet how important it is;

We weten nog steeds niet hoe belangrijk het is,

this is still an open question.

het is nog een open vraag.

It's speculative,

Het is speculatief,

but it's one of those questions that is so important

maar het is een van die vragen die zo belangrijk is

omdat als kwantummechanica een rol speelt bij mutaties

that if quantum mechanics plays a role in mutations,

surely this must have big implications,

dit zeker grote consequenties heeft

to understand certain types of mutations,

voor het begrijpen van die mutaties.

possibly even those that lead to turning a cell cancerous.

Misschien zelfs degenen die leiden tot het ontstaan van kankercellen.

Another example of quantum mechanics in biology is quantum coherence,

Een ander voorbeeld van kwantummechanica in de biologie is 'kwantumcoherentie',

in one of the most important processes in biology,

in een van de belangrijkste processen in de biologie,

photosynthesis: plants and bacteria taking sunlight,

namelijk de fotosynthese: hoe planten en bacteriën

de energie van het zonlicht gebruiken om biomassa aan te maken.

and using that energy to create biomass.

Quantum coherence is the idea of quantum entities multitasking.

Kwantumcoherentie is het idee van multitasking door kwantumentiteiten.

It's the quantum skier.

Het is de kwantumskiër.

It's an object that behaves like a wave,

Het is een object dat zich gedraagt ​​als een golf,

so that it doesn't just move in one direction or the other,

zodat het zich niet alleen beweegt in de ene of de andere richting,

but can follow multiple pathways at the same time.

maar meerdere paden tegelijk kan volgen.

Some years ago, the world of science was shocked

Enkele jaren geleden werd de wereld van de wetenschap geschokt,

when a paper was published showing experimental evidence

toen een document werd gepubliceerd met experimenteel bewijs

that quantum coherence takes place inside bacteria,

dat kwantumcoherentie in bacteriën

carrying out photosynthesis.

bij de fotosynthese plaatsvindt.

The idea is that the photon, the particle of light, the sunlight,

Het idee is dat het foton, het lichtdeeltje, het zonlicht,

the quantum of light captured by a chlorophyll molecule,

het lichtkwantum gevangen door een chlorofylmolecuul,

naar het zogenaamde reactiecentrum wordt gebracht,

is then delivered to what's called the reaction center,

where it can be turned into chemical energy.

waar het wordt omgezet in chemische energie.

And in getting there, it doesn't just follow one route;

Daar geraakt het niet via één enkele route,

it follows multiple pathways at once,

maar via meerdere routes tegelijk

to optimize the most efficient way of reaching the reaction center

om op de meest efficiënte manier het reactiecentrum te bereiken

without dissipating as waste heat.

zonder als restwarmte te worden afgevoerd.

Quantum coherence taking place inside a living cell.

Kwantumcoherentie vindt plaats in een levende cel.

A remarkable idea,

Een opmerkelijk idee,

and yet evidence is growing almost weekly, with new papers coming out,

en toch verschijnen bijna wekelijks nieuwe papers met bewijsmateriaal

confirming that this does indeed take place.

die bevestigen dat dit inderdaad gebeurt.

My third and final example is the most beautiful, wonderful idea.

Mijn derde en laatste voorbeeld is het mooiste, het prachtigste idee.

It's also still very speculative, but I have to share it with you.

Ook nog zeer speculatief, maar ik moet het vertellen.

The European robin migrates from Scandinavia

Het Europese roodborstje migreert ieder najaar

van Scandinavië naar de Middellandse Zee.

down to the Mediterranean, every autumn,

and like a lot of other marine animals and even insects,

Net als veel zeedieren en zelfs insecten

they navigate by sensing the Earth's magnetic field.

navigeren ze op basis van het aardmagnetisch veld.

Now, the Earth's magnetic field is very, very weak;

Dat magnetisch veld is zeer, zeer zwak.

it's 100 times weaker than a fridge magnet,

Wel 100 keer zwakker dan een koelkastmagneet,

and yet it affects the chemistry -- somehow -- within a living organism.

en toch is het op de een of andere manier van invloed

op de chemie in een levend organisme.

That's not in doubt -- a German couple of ornithologists,

Daarover bestaat geen twijfel - een Duits echtpaar van ornithologen,

Wolfgang and Roswitha Wiltschko, in the 1970s, confirmed that indeed,

Wolfgang en Roswitha Wiltschko bevestigden in de jaren 70

the robin does find its way by somehow sensing the Earth's magnetic field,

dat het roodborstje zijn weg vindt door het aardmagnetisch veld te voelen.

to give it directional information -- a built-in compass.

Het krijgt richtingsinformatie met een ingebouwd kompas.

The puzzle, the mystery was: How does it do it?

Maar: hoe werkt het?

Well, the only theory in town --

De enige theorie die we hebben --

we don't know if it's the correct theory, but the only theory in town --

we weten niet of het juist is, maar we hebben niets anders --

is that it does it via something called quantum entanglement.

is dat dat gaat door wat we noemen kwantumverstrengeling.

Inside the robin's retina --

In het netvlies van het roodborstje --

I kid you not -- inside the robin's retina is a protein called cryptochrome,

ik hou je niet voor de gek --

in het netvlies van het roodborstje zit het eiwit cryptochroom,

which is light-sensitive.

dat lichtgevoelig is.

Within cryptochrome, a pair of electrons are quantum-entangled.

In cryptochroom zijn een paar elektronen kwantumverstrengeld.

Now, quantum entanglement is when two particles are far apart,

Kwantumverstrengeling betekent dat twee deeltjes ver uit elkaar,

and yet somehow remain in contact with each other.

toch ergens in contact met elkaar blijven.

Even Einstein hated this idea;

Zelfs Einstein haatte dit idee.

he called it "spooky action at a distance."

Hij noemde het ‘spookachtige actie op afstand’.

(Laughter)

(Gelach)

So if Einstein doesn't like it, then we can all be uncomfortable with it.

Als Einstein het al niet leuk vond,

hoe zit het dan met ons?

Two quantum-entangled electrons within a single molecule

Twee kwantumverstrengelde elektronen in één enkel molecuul

dance a delicate dance

dansen een delicate dans

that is very sensitive to the direction the bird flies

die zeer gevoelig is voor de richting waarin de vogel vliegt

in the Earth's magnetic field.

in het aardmagnetisch veld.

We don't know if it's the correct explanation,

We weten niet of het de juiste verklaring is,

but wow, wouldn't it be exciting if quantum mechanics helps birds navigate?

maar zou het niet spannend zijn

als kwantummechanica vogels hielp navigeren?

Quantum biology is still in it infancy.

Kwantumbiologie staat nog in de kinderschoenen.

It's still speculative.

Ze is nog steeds speculatief.

But I believe it's built on solid science.

Maar ik denk dat ze gebouwd is op solide wetenschap.

I also think that in the coming decade or so,

Ik denk ook dat we in de komende tien jaar of zo

we're going to start to see that actually, it pervades life --

gaan inzien dat ze het hele leven doordringt,

that life has evolved tricks that utilize the quantum world.

dat het leven trucs heeft ontwikkeld die gebruik maken van de kwantumwereld.

Watch this space.

Hou het in de gaten.

Thank you.

Dankjewel.

(Applause)

(Applaus)