The next step in nanotechnology | George Tulevski

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Tłumaczenie: Bartosz Maryjka Korekta: Rysia Wand

Let's imagine a sculptor building a statue,

Wyobraźcie sobie rzeźbiarza, tworzącego posąg.

just chipping away with his chisel.

Rzeźbiącego dłutem.

Michał Anioł opisywał to w elegancki sposób:

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

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

"Wewnątrz każdej skały jest posąg,

zadaniem rzeźbiarza jest jego odkrycie".

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

But what if he worked in the opposite direction?

A gdyby spróbować czegoś innego?

Not from a solid block of stone,

Nie rzeźbić ze skały, tylko z kurzu.

but from a pile of dust,

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

Skleić jakoś miliony cząsteczek w posąg.

I know that's an absurd notion.

Wiem, że to absurd,

It's probably impossible.

coś raczej niemożliwego.

Jedyną możliwością jest, by taki posąg uformował się sam,

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

is if the statue built itself --

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

jeśli jakoś można zmusić cząsteczki do połączenia,

to form the statue.

tworząc posąg.

Now, as odd as that sounds,

Brzmi to dziwnie

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

i jest to problem, nad którym pracuję w laboratorium.

Nie rzeźbię w skałach,

I don't build with stone,

I build with nanomaterials.

używam nanomateriałów.

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

To niewiarygodnie małe, fascynujące obiekty.

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

Tak małe, że gdyby ten pilot, był nanocząsteczką,

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

ludzki włos byłby wielkości tej sali.

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

Są one sercem nanotechnologii,

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

o której wszyscy słyszeliśmy.

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

Słyszeliśmy, jak wszystko będzie można zmieniać.

When I was a graduate student,

Gdy kończyłem studia,

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

praca w nanotechnologii była na topie.

There were scientific breakthroughs happening all the time.

Co chwila nowe przełomy naukowe.

The conferences were buzzing,

Konferencje huczały,

there was tons of money pouring in from funding agencies.

mnóstwo pieniędzy napływało od sponsorów.

And the reason is

Powodem jest to,

że naprawdę małe obiekty,

when objects get really small,

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

podlegają innej części fizyki, niż obiekty powszechnie znane.

like the ones we interact with.

Jest to mechanika kwantowa.

We call this physics quantum mechanics.

Można precyzyjnie zmienić zachowanie obiektów,

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

poprzez pozornie niewielkie zmiany,

just by making seemingly small changes to them,

like adding or removing a handful of atoms,

jak dodawanie, czy eliminację garstki atomów

lub przekręcanie materiału.

or twisting the material.

It's like this ultimate toolkit.

Doskonałe narzędzia.

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

Dają poczucie, że można zrobić wszystko.

And we were doing it --

I robimy to,

wszyscy studenci z mojego pokolenia.

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

Próbowaliśmy zrobić błyskawiczne komputery używając nanomateriałów.

We were trying to make blazing fast computers using nanomaterials.

We were constructing quantum dots

Konstruowaliśmy kropki kwantowe,

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

które kiedyś będą znajdować i zwalczać choroby w ciele.

There were even groups trying to make an elevator to space

Niektórzy próbowali stworzyć windę kosmiczną,

using carbon nanotubes.

używając nanorunek węglowych.

You can look that up, that's true.

Sprawdźcie, to prawda.

Anyways, we thought it was going to affect

Myśleliśmy, że wpłynie to na naukę i technologię,

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

od medycyny do komputerologii.

And I have to admit,

Muszę przyznać,

że wpadłem w to po same uszy,

I drank all of the Kool-Aid.

I mean, every last drop.

bez reszty.

But that was 15 years ago,

Było to 15 lat temu.

and --

Nauka wykonała kawał dobrej roboty.

fantastic science was done, really important work.

We've learned a lot.

Dużo się nauczyliśmy.

Nigdy nie umieliśmy przełożyć tej nauki

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

na nowe technologie,

into technologies that could actually impact people.

które mogą wpłynąć na ludzi.

And the reason is, these nanomaterials --

Powodem jest to, że nanomateriały,

they're like a double-edged sword.

są jak obosieczny miecz.

To co sprawia, że są tak interesujące,

The same thing that makes them so interesting --

their small size --

ich rozmiar,

also makes them impossible to work with.

uniemożliwia jednocześnie pracę.

Dosłownie tak samo, jak próba stworzenia posągu z kurzu.

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.

Nie mamy tak małych narzędzi.

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

Nawet mając narzędzia,

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

nie moglibyśmy łączyć milionów cząsteczek razem,

to build a technology.

by zbudować technologię.

So because of that,

Przez to

wszystkie obietnice i podniecenie,

all of the promise and all of the excitement

wciąż pozostają obietnicami i podnieceniem.

has remained just that: promise and excitement.

We don't have any disease-fighting nanobots,

Nie mamy nanobotów zwalczających choroby,

there's no elevators to space,

nie ma windy kosmicznej.

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

Co mnie interesuje, nie ma nowych typów komputerów.

Ostatnia kwestia jest bardzo ważna.

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

We just have come to expect

Musimy oczekiwać

nieustannego wzrostu tempa rozwoju komputerologii.

the pace of computing advancements to go on indefinitely.

We've built entire economies on this idea.

Zbudowaliśmy na tym gospodarkę.

And this pace exists

To tempo funkcjonuje

dzięki zdolności pakowania wielu przyrządów

because of our ability to pack more and more devices

onto a computer chip.

do układu komputerowego.

And as those devices get smaller,

Gdy te przyrządy stają się mniejsze,

they get faster, they consume less power

stają się szybsze, zużywają mniej energii

and they get cheaper.

i są tańsze.

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

Dzięki tej zbieżności mamy niesamowite tempo.

As an example:

Przykład:

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

Komputer, który wysłał ludzi na Księżyc był wielkości pokoju.

and somehow compressed it --

Zmniejszając ten największy komputer owych czasów,

compressed the world's greatest computer of its day,

so it was the same size as your smartphone --

do rozmiaru smartfona,

your actual smartphone,

twój aktualny smartfon,

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

ten kupowany za 300 dolarów i zmieniany co dwa lata,

would blow this thing away.

zdmuchnął by go.

You would not be impressed.

Nie zrobiłby wrażenia.

It couldn't do anything that your smartphone does.

Nie miałby takich możliwości jak smartfon.

It would be slow,

Byłby powolny,

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

nie można by wgrać na niego swoich plików.

Z trudem zagrałby kilka minut

you could possibly get through the first two minutes

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

odcinka "Walking Dead".

(Laughter)

(Śmiech)

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

Rozwój nie jest stopniowy.

The progress is relentless.

Jest bezwzględny.

It's exponential.

Wykładniczy.

It compounds on itself year after year,

Składa się rok po roku.

to the point where if you compare a technology

Jeśli porównać technologie dwóch pokoleń,

from one generation to the next,

they're almost unrecognizable.

są prawie nierozpoznawalne.

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

Jesteśmy to sobie winni, by rozwój trwał.

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

Za 10, 20, 30 lat chcemy mówić to samo:

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

"Spójrz, ile osiągnęliśmy przez te lata".

Yet we know this progress may not last forever.

Jednak nie może to trwać wiecznie.

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

Impreza kończy się.

To "ostatnia kolejka alkoholu".

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

If you look under the covers,

Patrząc głębiej,

wskaźniki prędkości i wydajności

by many metrics like speed and performance,

the progress has already slowed to a halt.

pokazują znaczne spowolnienie rozwoju.

So if we want to keep this party going,

Jeśli chcemy, by impreza trwała,

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

musimy robić to, co zawsze robiliśmy.

Wprowadzać innowacje.

and that is to innovate.

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

Misją naszej grupy

są unowocześnienia z użyciem nanorurek węglowych,

is to innovate by employing carbon nanotubes,

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

ponieważ mogą one pozwolić, na utrzymanie tempa.

They are just like they sound.

Wyglądają tak, jak brzmią.

They're tiny, hollow tubes of carbon atoms,

Niewielkie, puste rurki z atomów węgla.

and their nanoscale size, that small size,

Ich mały rozmiar

gives rise to these just outstanding electronic properties.

daje podstawę, wielkich własności elektrycznych.

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

Nauka mówi, że stosując je w komputerologii,

można by zobaczyć dziesięciokrotny wzrost wydajności.

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

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

Przeskok kilku technologii do przodu jednym krokiem.

So there we have it.

Tak to wygląda.

Mamy ważny problem

We have this really important problem

i w zasadzie mamy idealne rozwiązanie.

and we have what is basically the ideal solution.

The science is screaming at us,

Nauka krzyczy:

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

"Ot, co trzeba robić, żeby rozwiązać problem".

So, all right, let's get started,

Dobrze, zacznijmy, zróbmy to.

let's do this.

Ale znów wracamy do obosiecznego miecza.

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

"Idealne rozwiązanie" obejmuje materiał,

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

z którym nie można pracować.

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

Trzeba ich ustawić miliardy,

by stworzyć jeden chip komputerowy.

To jak zagadka, wieczny problem.

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

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

Powiemy: "Zatrzymajmy się.

Let's not go down that same road.

Nie idźmy tą samą drogą.

Let's just figure out what's missing.

Pomyślmy, czego brakuje.

What are we not dealing with?

Czego nie robimy?

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

Co ważnego pomijamy?".

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

Jak w "Ojcu Chrzestnym".

When Fredo betrays his brother Michael,

Gdy Fredo zdradza Michaela,

we all know what needs to be done.

wiemy, co trzeba zrobić.

Fredo's got to go.

Fredo musi zginąć.

(Laughter)

(Śmiech)

But Michael -- he puts it off.

Michael odkłada to.

Fine, I get it.

Dobrze, rozumiem.

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

Ich matka wciąż żyje, mogłaby się zdenerwować.

We just said,

Powiemy:

"What's the Fredo in our problem?"

"Gdzie jest Fredo w naszym problemie?

Czego zaniedbaliśmy?

What are we not dealing with?

What are we not doing,

Czego nie robimy,

co robić powinniśmy, by osiągnąć sukces?

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

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

Odpowiedź, posąg musi zbudować się sam.

We have to find a way, somehow,

Musimy znaleźć sposób,

to compel, to convince billions of these particles

jak zmusić, przekonać miliardy cząsteczek,

to assemble themselves into the technology.

do połączenia się w technologię.

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

Nie można zrobić tego za nie. Muszą zrobić to same.

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

Nie jest to trywialne, to ciężka droga,

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

ale w tym przypadku to jedyne wyjście.

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

Jak się okazuje, nie jest to taki dziwaczny problem.

We just don't build anything this way.

To ludzie nie budują nic w ten sposób.

People don't build anything this way.

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

Gdy rozglądamy się, przykłady są wszędzie.

Mother Nature builds everything this way.

Matka Natura tworzy tak wszystko.

Everything is built from the bottom up.

Wszystko jest zbudowane od dołu do góry.

You can go to the beach,

Idąc na plażę,

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

znajdziemy proste organizmy, używające białek,

basically molecules --

podstawowe cząsteczki.

Szablon, jakim metaforycznie jest piasek wyrzucany z morza

to template what is essentially sand,

just plucking it from the sea

and building these extraordinary architectures with extreme diversity.

i tworzący niezwykłą, skrajnie zróżnicowaną architekturę.

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

Natura po prostu rzeźbi, nie jest nieudolna jak my.

She's elegant and smart,

Jest elegancka i inteligentna.

building with what's available, molecule by molecule,

Tworzy z tego, co dostępne, cząsteczka po cząsteczce,

tworząc struktury o złożoności i różnorodności,

making structures with a complexity

and a diversity that we can't even approach.

do której nie możemy się nawet zbliżyć.

And she's already at the nano.

Osiąga rozmiary nano

już od setek milionów lat.

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

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

Jesteśmy spóźnieni na imprezę.

Zdecydowaliśmy więc, że będziemy używać tego samego narzędzia, co natura,

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

and that's chemistry.

chemii.

To brakujące narzędzie.

Chemistry is the missing tool.

And chemistry works in this case

Chemia działa w tym przypadku,

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

ponieważ obiekty wielkości nano

są prawie takie same jak molekuły,

so we can use them to steer these objects around,

więc można użyć ich jako narzędzi,

do sterowania obiektami dookoła.

much like a tool.

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

Właśnie to robimy w laboratorium.

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

Opracowaliśmy chemię, która wchodzi w kupę kurzu,

w kupę nanocząsteczek,

into the pile of nanoparticles,

and pulls out exactly the ones we need.

i wyciąga te, których potrzebujemy.

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

Można użyć chemii do rozmieszczenia miliardów cząsteczek,

into the pattern we need to build circuits.

we wzorze potrzebnym do budowy obwodów.

And because we can do that,

Dzięki temu

we can build circuits that are many times faster

możemy budować o wiele szybsze obwody,

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

których nikt wcześniej nie mógł zrobić z użyciem nanomateriałów.

Chemistry's the missing tool,

Chemia to brakujące narzędzie.

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

Z każdym dniem nabiera ostrości i precyzji.

And eventually --

Ostatecznie,

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

mamy nadzieję, że niebawem,

we can deliver on one of those original promises.

będziemy mogli spełnić jedną z tych oryginalnych obietnic.

Now, computing is just one example.

Komputerologia jest jednym z przykładów.

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

Interesuje mnie najbardziej, tym zajmują się moje zespoły.

but there are others in renewable energy, in medicine,

Ale są też inne, w energii odnawialnej, w medycynie,

in structural materials,

w materiałach konstrukcyjnych,

gdzie nauka zachęca, by podążać, w kierunku nano.

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

Tam są największe korzyści.

That's where the biggest benefit is.

But if we're going to do that,

Jednak robiąc to,

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

nauka dziś i jutro, potrzebuje nowych narzędzi,

tools just like the ones I described.

jak to opisane przeze mnie.

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

Potrzebują chemii, o to chodzi.

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

Nauka ma to do siebie, że raz rozwinięte narzędzia

they're out there.

już tam są.

They're out there forever,

Są tam zawsze

and anyone anywhere can pick them up and use them,

i każdy może po nie sięgnąć i ich użyć,

and help to deliver on the promise of nanotechnology.

by spełnić obietnice nanotechnologii.

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

Dziękuję za wasz czas, doceniam to.

(Brawa)

(Applause)