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

1,067,676 views ・ 2015-09-16

TED


Vă rugăm să faceți dublu clic pe subtitrările în limba engleză de mai jos pentru a reda videoclipul.

Traducător: Ioana Stumbea Corector: Emil-Lorant Cocian
00:13
I'd like to introduce you to an emerging area of science,
0
13190
4528
Aş vrea să vă fac cunoştinţă cu o nouă ramură a ştiinţei,
00:17
one that is still speculative but hugely exciting,
1
17742
3943
una încă speculativă, dar extrem de incitantă,
00:21
and certainly one that's growing very rapidly.
2
21709
2629
şi care, cu siguranţă, se dezvoltă în mod spectaculos.
00:25
Quantum biology asks a very simple question:
3
25448
4048
Biologia cuantică își pune o întrebare foarte simplă:
00:29
Does quantum mechanics --
4
29520
1350
Oare mecanica cuantică,
00:30
that weird and wonderful and powerful theory
5
30894
3302
acea teorie ciudată, minunată şi puternică
00:34
of the subatomic world of atoms and molecules
6
34220
2688
despre lumea subatomică a moleculelor și atomilor,
00:36
that underpins so much of modern physics and chemistry --
7
36932
3488
care susţine atât de mult fizica şi chimia modernă,
00:40
also play a role inside the living cell?
8
40444
3412
se manifestă și în cadrul celulei vii?
00:43
In other words: Are there processes, mechanisms, phenomena
9
43880
4079
Cu alte cuvinte: există procese, mecanisme, fenomene
00:47
in living organisms that can only be explained
10
47983
3988
în cadrul organismelor vii care pot fi explicate
00:51
with a helping hand from quantum mechanics?
11
51995
2743
doar cu ajutorul mecanicii cuantice?
00:55
Now, quantum biology isn't new;
12
55546
1637
Biologia cuantică nu e ceva nou;
00:57
it's been around since the early 1930s.
13
57207
2401
se studiază de pe la începutul anilor '30.
00:59
But it's only in the last decade or so that careful experiments --
14
59928
3715
Dar abia în ultimii zece ani, experimente meticuloase
01:03
in biochemistry labs, using spectroscopy --
15
63667
3464
– în laboratoare de biochimie, folosind spectroscopie –
01:07
have shown very clear, firm evidence that there are certain specific mechanisms
16
67155
6863
au dovedit clar că există unele mecanisme specifice
01:14
that require quantum mechanics to explain them.
17
74042
2511
ce pot fi explicate doar prin mecanica cuantică.
01:17
Quantum biology brings together quantum physicists, biochemists,
18
77674
3329
Biologia cuantică alătură fizicieni cuantici, biochimiști,
01:21
molecular biologists -- it's a very interdisciplinary field.
19
81027
3641
biologi moleculari – e un domeniu interdisciplinar.
01:24
I come from quantum physics, so I'm a nuclear physicist.
20
84692
3929
Eu vin din zona mecanicii cuantice, deci sunt fizician nuclear.
01:28
I've spent more than three decades
21
88645
2265
Am petrecut peste trei decenii
01:30
trying to get my head around quantum mechanics.
22
90934
2929
încercând să înțeleg mecanica cuantică.
01:33
One of the founders of quantum mechanics, Niels Bohr,
23
93887
2493
Unul dintre fondatorii mecanicii cuantice, Niels Bohr,
01:36
said, If you're not astonished by it, then you haven't understood it.
24
96404
3350
a zis: „Dacă nu ești uimit de ea, atunci nu ai înțeles-o.”
01:40
So I sort of feel happy that I'm still astonished by it.
25
100237
2843
Sunt fericit că încă sunt uimit de ea.
01:43
That's a good thing.
26
103104
1745
E un lucru bun.
01:44
But it means I study the very smallest structures in the universe --
27
104873
6885
Dar asta înseamnă că studiez cele mai mici structuri din Univers,
01:51
the building blocks of reality.
28
111782
2075
fundația realității.
01:53
If we think about the scale of size,
29
113881
3215
Dacă ne gândim la scara de mărimi a lucrurilor,
01:57
start with an everyday object like the tennis ball,
30
117120
2952
începeți cu un obiect obișnuit, o minge de tenis
02:00
and just go down orders of magnitude in size --
31
120096
2901
şi micşoraţi-i dimensiunea
02:03
from the eye of a needle down to a cell, down to a bacterium, down to an enzyme --
32
123021
5197
la ochiul unui ac, la o celulă, la o bacterie, la o enzimă
02:08
you eventually reach the nano-world.
33
128242
1729
și veți ajunge în universul nano.
02:09
Now, nanotechnology may be a term you've heard of.
34
129995
2495
Probabil ați mai auzit de nanotehnologie.
02:12
A nanometer is a billionth of a meter.
35
132841
2853
Un nanometru e a miliarda parte a unui metru.
02:16
My area is the atomic nucleus, which is the tiny dot inside an atom.
36
136560
4370
Domeniul meu este nucleul atomic, acel punct minuscul din atom.
02:20
It's even smaller in scale.
37
140954
1932
E chiar mai mic, în comparație.
02:22
This is the domain of quantum mechanics,
38
142910
1918
Acesta este domeniul mecanicii cuantice,
02:24
and physicists and chemists have had a long time
39
144852
2516
iar fizicienii și chimiștii au avut destul timp
02:27
to try and get used to it.
40
147392
1301
să încerce să se obișnuiască cu el.
02:29
Biologists, on the other hand, have got off lightly, in my view.
41
149248
4457
De cealaltă parte, biologii au scăpat ieftin, părerea mea.
02:34
They are very happy with their balls-and-sticks models of molecules.
42
154071
4331
Sunt fericiți cu modelele lor de molecule din mingiuțe și bastonașe.
02:38
(Laughter)
43
158426
1082
(Râsete)
02:39
The balls are the atoms, the sticks are the bonds between the atoms.
44
159532
3198
Mingiuțele sunt atomii, bastonașele, legăturile dintre atomi.
02:42
And when they can't build them physically in the lab,
45
162754
2494
Şi de nu pot să le construiască fizic în laborator,
la ora actuală dispun de calculatoare foarte puternice
02:45
nowadays, they have very powerful computers
46
165272
2392
02:47
that will simulate a huge molecule.
47
167688
1967
care pot simula o moleculă uriașă.
02:49
This is a protein made up of 100,000 atoms.
48
169679
3664
Aceasta este o proteină alcătuită din 100 000 de atomi.
02:54
It doesn't really require much in the way of quantum mechanics to explain it.
49
174003
4335
Nu este nevoie de foarte multă mecanică cuantică pentru a o explica.
02:59
Quantum mechanics was developed in the 1920s.
50
179695
2889
Mecanica cuantică a fost dezvoltată în anii 1920.
03:02
It is a set of beautiful and powerful mathematical rules and ideas
51
182965
6880
E formată din reguli și idei matematice frumoase și puternice,
03:09
that explain the world of the very small.
52
189869
2608
care explică lumea minusculă.
03:12
And it's a world that's very different from our everyday world,
53
192501
3372
O lume care e foarte diferită de lumea noastră obișnuită,
03:15
made up of trillions of atoms.
54
195897
1519
făcută din trilioane de atomi.
03:17
It's a world built on probability and chance.
55
197440
3557
E o lume construită pe probabilitate și șansă.
03:21
It's a fuzzy world.
56
201818
1302
O lume neclară.
03:23
It's a world of phantoms,
57
203144
1730
O lume a fantomelor,
03:24
where particles can also behave like spread-out waves.
58
204898
3348
unde particulele se pot comporta și ca unde.
03:30
If we imagine quantum mechanics or quantum physics, then,
59
210157
2862
Dacă ne imaginăm mecanica, fizica cuantică
03:33
as the fundamental foundation of reality itself,
60
213043
5214
ca fiind fundația realității în sine,
03:38
then it's not surprising that we say
61
218281
1730
putem afirma că mecanica cuantică susține chimia organică.
03:40
quantum physics underpins organic chemistry.
62
220035
2420
03:42
After all, it gives us the rules that tell us
63
222479
2120
Până la urmă, ea ne dă regulile care ne spun
03:44
how the atoms fit together to make organic molecules.
64
224623
2641
cum se potrivesc atomii pentru a forma molecule organice.
03:47
Organic chemistry, scaled up in complexity,
65
227288
3239
Chimia organică, amplificată în complexitate,
03:50
gives us molecular biology, which of course leads to life itself.
66
230551
3322
dă biologia moleculară, care duce, desigur, la viața în sine.
03:54
So in a way, it's sort of not surprising.
67
234174
1977
Deci, într-un fel, nu e deloc surprinzător.
03:56
It's almost trivial.
68
236175
1214
E aproape banal.
03:57
You say, "Well, of course life ultimately must depend of quantum mechanics."
69
237413
4220
Veți zice: „Evident, până la urmă, viața depinde de mecanica cuantică."
04:02
But so does everything else.
70
242141
2390
Dar la fel și toate celelalte.
04:04
So does all inanimate matter, made up of trillions of atoms.
71
244555
3615
La fel și toată materia neanimată, – alcătuită din trilioane de atomi –
04:08
Ultimately, there's a quantum level
72
248501
4878
și ea există un nivel cuantic,
și noi trebuie să ne scufundăm în ciudățenia asta.
04:13
where we have to delve into this weirdness.
73
253403
2183
04:15
But in everyday life, we can forget about it.
74
255610
2416
Însă în viața de zi cu zi, putem să uităm de ea.
04:18
Because once you put together trillions of atoms,
75
258404
3199
Fiindcă odată ce se îmbină trilioane de atomi,
04:21
that quantum weirdness just dissolves away.
76
261627
2615
această ciudățenie cuantică dispare.
04:27
Quantum biology isn't about this.
77
267288
2569
Biologia cuantică nu se ocupă de asta.
04:29
Quantum biology isn't this obvious.
78
269881
2556
Biologia cuantică nu e atât de evidentă.
04:32
Of course quantum mechanics underpins life at some molecular level.
79
272461
4229
Bineînțeles că mecanica cuantică susține viața la nivel molecular.
04:37
Quantum biology is about looking for the non-trivial --
80
277254
6004
Biologia cuantică încearcă să găsească non-trivialul,
04:43
the counterintuitive ideas in quantum mechanics --
81
283282
4476
– ideile countraintuitive din mecanica cuantică –
04:47
and to see if they do, indeed, play an important role
82
287782
3015
și să verifice dacă, într-adevăr, ele joacă un rol important
04:50
in describing the processes of life.
83
290821
2452
în explicarea proceselor vieții.
04:54
Here is my perfect example of the counterintuitiveness
84
294653
5220
Iată exemplul meu perfect pentru cât de contraintuitivă e lumea cuantică.
04:59
of the quantum world.
85
299897
1446
05:01
This is the quantum skier.
86
301367
1251
Acesta e schiorul cuantic.
05:02
He seems to be intact, he seems to be perfectly healthy,
87
302642
2640
Pare întreg, complet sănătos,
05:05
and yet, he seems to have gone around both sides of that tree at the same time.
88
305306
4127
totuși se pare că a ocolit același copac pe ambele părți, în același timp.
05:09
Well, if you saw tracks like that
89
309457
1663
Dacă i-ați vedea urmele,
05:11
you'd guess it was some sort of stunt, of course.
90
311144
2309
ați zice că e o scamatorie, desigur,
05:13
But in the quantum world, this happens all the time.
91
313477
2591
dar în lumea cuantică așa ceva se întâmplă tot timpul.
05:16
Particles can multitask, they can be in two places at once.
92
316864
3026
Particulele pot face multitasking, pot fi în două locuri simultan.
05:19
They can do more than one thing at the same time.
93
319914
2328
Pot face mai multe lucruri odată.
05:22
Particles can behave like spread-out waves.
94
322266
2643
Particulele se pot comporta ca unde împrăștiate.
05:25
It's almost like magic.
95
325298
1599
E aproape magic.
05:27
Physicists and chemists have had nearly a century
96
327538
2749
Fizicienii și chimiștii au avut aproape un secol la dispoziţie
05:30
of trying to get used to this weirdness.
97
330311
2646
să se obișnuiască cu ciudățenia asta.
05:33
I don't blame the biologists
98
333445
1350
Nu-i învinovățesc pe biologi
05:34
for not having to or wanting to learn quantum mechanics.
99
334819
2635
că nu trebuie sau nu vor să învețe mecanica cuantică.
05:37
You see, this weirdness is very delicate;
100
337478
3198
Ciudățenia asta e foarte delicată;
05:40
and we physicists work very hard to maintain it in our labs.
101
340700
4450
iar noi fizicienii, lucrăm din greu să o menținem în laboratoarele noastre.
05:45
We cool our system down to near absolute zero,
102
345174
4204
Aducem sistemul la aproape zero absolut,
05:49
we carry out our experiments in vacuums,
103
349402
1945
facem experimentele în vid,
05:51
we try and isolate it from any external disturbance.
104
351371
3527
încercăm să le izolăm de orice factor perturbator extern.
05:55
That's very different from the warm, messy, noisy environment of a living cell.
105
355602
5078
E foarte diferit de mediul cald, dezordonat, zgomotos dintr-o celulă vie,
06:01
Biology itself, if you think of molecular biology,
106
361960
2787
Biologia, dacă ne gândim la biologia moleculară,
06:04
seems to have done very well in describing all the processes of life
107
364771
3457
pare a descrie foarte bine toate procesele vieţii
06:08
in terms of chemistry -- chemical reactions.
108
368252
2486
din punct de vedere chimic, prin reacții chimice.
06:10
And these are reductionist, deterministic chemical reactions,
109
370762
4850
Acestea sunt reacții chimice reducționiste, deterministe,
06:15
showing that, essentially, life is made of the same stuff as everything else,
110
375636
5114
ce arată că, în esență, viața e formată din aceleaşi chestii ca restul lucrurilor
06:20
and if we can forget about quantum mechanics in the macro world,
111
380774
3060
și, dacă putem ignora mecanica cuantică în lumea macro,
06:23
then we should be able to forget about it in biology, as well.
112
383858
3246
atunci o putem ignora și în biologie.
06:27
Well, one man begged to differ with this idea.
113
387706
3364
Un om nu a fost de acord cu această idee.
06:32
Erwin Schrödinger, of Schrödinger's Cat fame,
114
392062
3469
Erwin Schrödinger, faimos pentru pisica lui,
06:35
was an Austrian physicist.
115
395555
1317
a fost un fizician austriac.
06:36
He was one of the founders of quantum mechanics in the 1920s.
116
396896
3183
A fost unul din fondatorii mecanicii cuantice în anii '20.
06:40
In 1944, he wrote a book called "What is Life?"
117
400663
2707
În 1944, a scris o carte numită „Ce este viața?"
06:43
It was tremendously influential.
118
403839
1731
A fost extraordinar de influentă.
06:45
It influenced Francis Crick and James Watson,
119
405594
2881
I-a influențat pe Francis Crick și pe James Watson,
06:48
the discoverers of the double-helix structure of DNA.
120
408499
2523
descoperitorii structurii dublu-helicoidale a ADN-ului.
06:51
To paraphrase a description in the book, he says:
121
411343
3668
Parafrazând o descriere din carte:
06:55
At the molecular level, living organisms have a certain order,
122
415035
5786
La nivel molecular, organismele vii au o anumită ordine, o structură,
07:00
a structure to them that's very different
123
420845
3232
care este foarte diferită
07:04
from the random thermodynamic jostling of atoms and molecules
124
424101
4736
de aglomerările termodinamice aleatoare ale atomilor și moleculelor
07:08
in inanimate matter of the same complexity.
125
428861
3706
din materia neînsuflețită de aceeași complexitate.
07:13
In fact, living matter seems to behave in this order, in a structure,
126
433504
5014
De fapt, materia vie pare a se comporta în această ordine, într-o structură,
07:18
just like inanimate matter cooled down to near absolute zero,
127
438542
3834
exact ca materia neînsuflețită răcită până aproape de zero absolut,
07:22
where quantum effects play a very important role.
128
442400
3033
unde influențele cuantice joacă un rol foarte important.
07:26
There's something special about the structure -- the order --
129
446280
4160
E ceva foarte special în structura, în ordinea dintr-o celulă vie.
07:30
inside a living cell.
130
450464
1560
07:32
So, Schrödinger speculated that maybe quantum mechanics plays a role in life.
131
452048
5293
Schrödinger a speculat că e posibil ca mecanica cuantică să aibă un rol în viață.
07:38
It's a very speculative, far-reaching idea,
132
458096
3425
E o idee foarte speculativă, influentă,
07:41
and it didn't really go very far.
133
461545
2873
care nu a ajuns prea departe.
07:45
But as I mentioned at the start,
134
465536
1533
Dar am menționat la început,
07:47
in the last 10 years, there have been experiments emerging,
135
467093
2799
în ultimii 10 ani, au apărut experimente
07:49
showing where some of these certain phenomena in biology
136
469916
4055
care necesitată mecanica cuantică în explicarea unor fenomenele biologice.
07:53
do seem to require quantum mechanics.
137
473995
1763
07:55
I want to share with you just a few of the exciting ones.
138
475782
3123
Vreau să vă împărtășesc doar câteva dintre cele interesante.
08:00
This is one of the best-known phenomena in the quantum world,
139
480215
3707
Acesta e unul dintre cele mai cunoscute fenomene din lumea cuantică,
08:03
quantum tunneling.
140
483946
1701
efectul tunel.
08:05
The box on the left shows the wavelike, spread-out distribution
141
485671
4389
Căsuța din stânga arată distribuția odulatorie, extinsă,
08:10
of a quantum entity -- a particle, like an electron,
142
490084
2761
a unei entități cuantice, – particulă, electron –
08:12
which is not a little ball bouncing off a wall.
143
492869
3637
care nu e o mingiuță care sare de pe un perete.
08:16
It's a wave that has a certain probability of being able to permeate
144
496530
4739
E o undă cu o anumită probabilitate de penetrare a unui perete solid,
08:21
through a solid wall, like a phantom leaping through to the other side.
145
501293
3406
ca o fantomă care trece în partea cealaltă.
08:24
You can see a faint smudge of light in the right-hand box.
146
504723
4098
Puteți vedea o pată vagă de lumină în căsuța din partea dreaptă.
08:29
Quantum tunneling suggests that a particle can hit an impenetrable barrier,
147
509773
4612
Efectul tunel sugerează că o particulă poate întâlni o barieră impenetrabilă,
08:34
and yet somehow, as though by magic,
148
514409
2460
totuși, cumva, ca prin farmec,
08:36
disappear from one side and reappear on the other.
149
516893
2444
poate să dispară într-o parte și să reapară în cealaltă.
08:39
The nicest way of explaining it is if you want to throw a ball over a wall,
150
519658
4251
Cel mai ușor mod de explicat e: când vrei să arunci mingea peste un zid,
08:43
you have to give it enough energy to get over the top of the wall.
151
523933
3577
trebuie să-i dai destulă energie să treacă peste zid.
08:47
In the quantum world, you don't have to throw it over the wall,
152
527534
3058
În lumea cuantică, nu trebuie să o arunci peste zid,
08:50
you can throw it at the wall, and there's a certain non-zero probability
153
530616
3407
poți s-o arunci și în zid și există o probabilitate nenulă sigură
08:54
that it'll disappear on your side, and reappear on the other.
154
534047
3323
că va dispărea din partea ta de zid și va apărea în cealaltă parte.
08:57
This isn't speculation, by the way.
155
537394
1678
Asta nu e speculație.
08:59
We're happy -- well, "happy" is not the right word --
156
539096
3396
Suntem fericiți – „fericiți" nu e cuvântul potrivit...
09:02
(Laughter)
157
542516
2045
(Râsete)
09:04
we are familiar with this.
158
544585
1618
...suntem obișnuiți cu asta.
09:06
(Laughter)
159
546227
2745
(Râsete)
09:08
Quantum tunneling takes place all the time;
160
548996
2294
Efectul tunel are loc tot timpul;
09:11
in fact, it's the reason our Sun shines.
161
551314
2667
de fapt, e motivul pentru care strălucește Soarele.
09:14
The particles fuse together,
162
554655
1509
Particulele fuzionează
09:16
and the Sun turns hydrogen into helium through quantum tunneling.
163
556188
3698
și Soarele transformă hidrogenul în heliu prin efectul tunel.
09:21
Back in the 70s and 80s, it was discovered that quantum tunneling also takes place
164
561464
5220
În anii '70 și '80, s-a descoperit că efectul tunel apare și în celulele vii.
09:26
inside living cells.
165
566708
1192
09:28
Enzymes, those workhorses of life, the catalysts of chemical reactions --
166
568290
6266
Enzimele – muncitori neobosiți ai vieții, catalizatorii reacțiilor chimice –
09:34
enzymes are biomolecules that speed up chemical reactions in living cells,
167
574580
4166
sunt biomolecule care accelerează reacțiile chimice în celulele vii,
09:38
by many, many orders of magnitude.
168
578770
1703
cu multe, multe ordine de mărime.
09:40
And it's always been a mystery how they do this.
169
580497
2784
Cum reușesc să facă asta a fost întotdeauna un mister.
09:43
Well, it was discovered
170
583650
1189
S-a descoperit că unul din trucurile dezvoltate evolutiv de către enzime
09:44
that one of the tricks that enzymes have evolved to make use of,
171
584863
4852
09:49
is by transferring subatomic particles, like electrons and indeed protons,
172
589739
5228
e transferul de particule subatomice, – electroni și chiar protoni –
09:54
from one part of a molecule to another via quantum tunneling.
173
594991
4661
dintr-o parte în alta a moleculei, prin efectul tunel.
10:00
It's efficient, it's fast, it can disappear --
174
600333
2851
E eficient, e rapid, poate dispărea,
10:03
a proton can disappear from one place, and reappear on the other.
175
603208
3111
– un proton poate să dispară dintr-o parte și să apară în cealaltă.
10:06
Enzymes help this take place.
176
606343
1629
Enzimele favorizează asta.
10:08
This is research that's been carried out back in the 80s,
177
608548
2683
Acest studiu s-a efectuat în anii '80,
10:11
particularly by a group in Berkeley, Judith Klinman.
178
611255
4037
de către un grup din Berkeley, Judith Klinman.
10:15
Other groups in the UK have now also confirmed
179
615316
2205
Alte grupuri din Marea Britanie au confirmat și ele că enzimele fac asta.
10:17
that enzymes really do this.
180
617545
1411
10:21
Research carried out by my group --
181
621048
2549
Cercetări făcute de grupul meu...
10:23
so as I mentioned, I'm a nuclear physicist,
182
623621
2434
Am spus, sunt fizician nuclear,
dar am realizat că uneltele mecanicii cuantice
10:26
but I've realized I've got these tools of using quantum mechanics
183
626079
3055
10:29
in atomic nuclei, and so can apply those tools in other areas as well.
184
629158
5085
folosite la nucleele atomice se pot folosi și în alte domenii.
10:35
One question we asked
185
635404
1810
O întrebare pe care ne-am pus-o
10:37
is whether quantum tunneling plays a role in mutations in DNA.
186
637238
4298
a fost dacă efectul tunel joacă vreun rol în mutațiile din ADN.
10:41
Again, this is not a new idea; it goes all the way back to the early 60s.
187
641843
3660
Nici asta nu e o idee nouă; a apărut la începutul anilor '60.
10:45
The two strands of DNA, the double-helix structure,
188
645527
2961
Cele două lanțuri din ADN, structura de dublu-helix,
10:48
are held together by rungs; it's like a twisted ladder.
189
648512
2823
sunt legate prin trepte; ca o scară răsucită.
10:51
And those rungs of the ladder are hydrogen bonds --
190
651359
3507
Treptele scării sunt legături de hidrogen:
10:54
protons, that act as the glue between the two strands.
191
654890
3790
protoni, cu rol de lipici între cele două lanțuri.
10:58
So if you zoom in, what they're doing is holding these large molecules --
192
658704
4750
Dacă mărim imaginea, vedem că ele țin moleculele mari – nucleotidele – împreună.
11:03
nucleotides -- together.
193
663478
1607
11:06
Zoom in a bit more.
194
666130
1150
Să mărim mai mult.
11:07
So, this a computer simulation.
195
667304
1916
E o simulare computerizată.
11:09
The two white balls in the middle are protons,
196
669855
3542
Cele două mingi albe din mijloc sunt protoni,
11:13
and you can see that it's a double hydrogen bond.
197
673421
2299
observați că e o legătură dublă de hidrogen.
11:15
One prefers to sit on one side; the other, on the other side
198
675744
3314
Una preferă să stea pe o parte; cealaltă, pe cealaltă parte
11:19
of the two strands of the vertical lines going down, which you can't see.
199
679082
4558
a celor două lanțuri, ale verticalelor care merg în jos și nu sunt vizibile.
11:24
It can happen that these two protons can hop over.
200
684410
3395
Se poate întâmpla ca acești doi protoni să sară de cealaltă parte.
11:27
Watch the two white balls.
201
687829
1436
Priviți cele două mingi albe.
11:29
They can jump over to the other side.
202
689748
1998
Pot sări către cealaltă parte.
11:32
If the two strands of DNA then separate, leading to the process of replication,
203
692239
5646
Dacă cele două lanțuri de ADN se separă, pentru procesul de replicare,
11:37
and the two protons are in the wrong positions,
204
697909
3199
și cei 2 protoni sunt în poziții greșite, poate apărea o mutație.
11:41
this can lead to a mutation.
205
701132
1763
11:43
This has been known for half a century.
206
703204
1872
Știm asta de o jumătate de secol.
11:45
The question is: How likely are they to do that,
207
705100
2343
Întrebarea e cât de probabil e ca ei să facă asta
11:47
and if they do, how do they do it?
208
707467
2378
și, dacă o fac, cum o fac?
11:49
Do they jump across, like the ball going over the wall?
209
709869
3019
Sar peste, ca mingea care trece peste zid,
11:52
Or can they quantum-tunnel across, even if they don't have enough energy?
210
712912
3502
sau prin efectul tunel trec direct acolo, chiar fără destulă energie?
11:57
Early indications suggest that quantum tunneling can play a role here.
211
717089
4252
Indicațiile precoce arată că efectul tunel poate juca un rol aici.
12:01
We still don't know yet how important it is;
212
721365
2124
Încă nu știm cât de important e acesta;
12:03
this is still an open question.
213
723513
1792
rămâne o întrebare deschisă.
12:06
It's speculative,
214
726199
1150
E speculativă,
12:07
but it's one of those questions that is so important
215
727373
2643
dar e una din întrebările extrem de importante
fiindcă, dacă efectul tunel are rol în mutații,
12:10
that if quantum mechanics plays a role in mutations,
216
730040
2446
12:12
surely this must have big implications,
217
732510
2299
asta are o mulțime de implicații în înțelegerea anumitor tipuri de mutații,
12:14
to understand certain types of mutations,
218
734833
2694
12:17
possibly even those that lead to turning a cell cancerous.
219
737551
3756
chiar a celor care duc la transformarea în celule canceroase.
12:22
Another example of quantum mechanics in biology is quantum coherence,
220
742803
5299
Un alt exemplu al mecanicii cuantice în biologie e coerența cuantică
într-unul din cele mai importante procese biologice, fotosinteza:
12:28
in one of the most important processes in biology,
221
748126
2353
12:30
photosynthesis: plants and bacteria taking sunlight,
222
750503
3941
plantele și bacteriile iau lumina solară
12:34
and using that energy to create biomass.
223
754468
2954
și o folosesc pentru a produce biomasă.
12:38
Quantum coherence is the idea of quantum entities multitasking.
224
758215
4152
Coerența cuantică înseamnă entități cuantice în multitasking.
12:42
It's the quantum skier.
225
762912
1604
E schiorul cuantic.
12:44
It's an object that behaves like a wave,
226
764540
2952
E un obiect care se comportă ca o undă,
12:47
so that it doesn't just move in one direction or the other,
227
767516
2902
astfel încât nu se mișcă doar într-o direcție sau în alta,
12:50
but can follow multiple pathways at the same time.
228
770442
3320
poate urma mai multe cărări în același timp.
12:54
Some years ago, the world of science was shocked
229
774708
3916
Acum câțiva ani, lumea științei a fost şocată
12:58
when a paper was published showing experimental evidence
230
778648
3584
la publicarea unei lucrări cu dovezi experimentale
13:02
that quantum coherence takes place inside bacteria,
231
782256
3776
dovedind coerența cuantică din bacterii în timpul fotosintezei.
13:06
carrying out photosynthesis.
232
786056
1686
13:07
The idea is that the photon, the particle of light, the sunlight,
233
787766
3064
Ideea e că fotonul, – particula de lumină, lumina solară,
13:10
the quantum of light captured by a chlorophyll molecule,
234
790854
3344
cuanta de lumină – captată de o moleculă de clorofilă,
13:14
is then delivered to what's called the reaction center,
235
794222
2591
e apoi transmisă la centrul de reacție,
13:16
where it can be turned into chemical energy.
236
796837
2064
unde poate fi transformată în energie chimică.
13:18
And in getting there, it doesn't just follow one route;
237
798925
2648
Nu ajunge acolo pe un singur traseu, ci pe mai multe simultan,
13:21
it follows multiple pathways at once,
238
801597
2215
13:23
to optimize the most efficient way of reaching the reaction center
239
803836
4337
optimizând calea cea mai eficientă spre centrul de reacţie,
13:28
without dissipating as waste heat.
240
808197
1721
fără a se disipa ca pierdere de căldură.
13:31
Quantum coherence taking place inside a living cell.
241
811228
3309
Coerență cuantică într-o celulă vie.
13:34
A remarkable idea,
242
814561
2120
O idee remarcabilă,
13:36
and yet evidence is growing almost weekly, with new papers coming out,
243
816705
6235
iar dovezile se înmulțesc aproape săptămânal, cu apariția a noi articole
13:42
confirming that this does indeed take place.
244
822964
2212
care confirmă că acest lucru are loc.
13:45
My third and final example is the most beautiful, wonderful idea.
245
825555
4739
Al treilea și ultimul meu exemplu e cea mai frumoasă și minunată idee.
13:50
It's also still very speculative, but I have to share it with you.
246
830318
4063
E încă o speculație, dar trebuie să v-o împărtășesc.
13:54
The European robin migrates from Scandinavia
247
834405
4612
Măcăleandrul european migrează din Scandinavia
13:59
down to the Mediterranean, every autumn,
248
839041
2635
spre sud, către Mediteraneană, în fiecare toamnă
14:01
and like a lot of other marine animals and even insects,
249
841700
3373
și, ca multe alte animale marine și chiar insecte,
14:05
they navigate by sensing the Earth's magnetic field.
250
845097
4300
el navighează percepând câmpul magnetic terestru.
14:10
Now, the Earth's magnetic field is very, very weak;
251
850968
2427
Câmpul magnetic terestru este foarte, foarte slab;
14:13
it's 100 times weaker than a fridge magnet,
252
853419
2080
de 100 de ori mai slab decât un magnet de frigider,
14:15
and yet it affects the chemistry -- somehow -- within a living organism.
253
855523
5601
şi totuși afectează cumva chimia dintr-un organism viu.
14:21
That's not in doubt -- a German couple of ornithologists,
254
861932
3806
Nu ne îndoim de acest lucru. Doi ornitologi germani,
14:25
Wolfgang and Roswitha Wiltschko, in the 1970s, confirmed that indeed,
255
865762
4260
Wolfgang şi Roswitha Wiltschko, au demonstrat în anii '70, că într-adevăr,
14:30
the robin does find its way by somehow sensing the Earth's magnetic field,
256
870046
3977
măcăleandrul își găsește drumul percepând cumva câmpul magnetic terestru
14:34
to give it directional information -- a built-in compass.
257
874047
3327
pentru informații direcționale, având o busolă încorporată.
14:37
The puzzle, the mystery was: How does it do it?
258
877398
2249
Enigma, misterul era: Cum reușește asta?
14:40
Well, the only theory in town --
259
880351
3030
Ei bine, singura teorie existentă
14:43
we don't know if it's the correct theory, but the only theory in town --
260
883405
3436
– nu știm dacă corectă, dar e singura existentă –
e că reușește prin entanglement cuantic, cuplare cuantică.
14:46
is that it does it via something called quantum entanglement.
261
886865
2984
14:50
Inside the robin's retina --
262
890567
2374
În retina măcăleandrului,
14:52
I kid you not -- inside the robin's retina is a protein called cryptochrome,
263
892965
4232
– nu vă mint – e o proteină, numită criptocrom, sensibilă la lumină.
14:57
which is light-sensitive.
264
897221
1380
14:58
Within cryptochrome, a pair of electrons are quantum-entangled.
265
898625
3939
În cadrul criptocromului, o pereche de electroni sunt entanglați cuantic.
15:02
Now, quantum entanglement is when two particles are far apart,
266
902588
3232
Entanglarea cuantică apare când două particule sunt depărtate,
15:05
and yet somehow remain in contact with each other.
267
905844
2834
însă rămân cumva în legătură una cu cealaltă.
15:08
Even Einstein hated this idea;
268
908991
1446
Până și Einstein ura ideea: a numit-o „acțiune macabră la distanță.”
15:10
he called it "spooky action at a distance."
269
910461
2039
15:12
(Laughter)
270
912524
1881
(Râsete)
15:14
So if Einstein doesn't like it, then we can all be uncomfortable with it.
271
914429
3443
Dacă nici lui Einstein nu i-a plăcut, avem voie și noi.
15:17
Two quantum-entangled electrons within a single molecule
272
917896
2853
Doi electroni entanglați cuantic într-o singură moleculă
15:20
dance a delicate dance
273
920773
1471
dansează un dans delicat, sensibil la direcția în care zboară pasărea
15:22
that is very sensitive to the direction the bird flies
274
922268
2541
15:24
in the Earth's magnetic field.
275
924833
1531
în câmpul magnetic terestru.
15:26
We don't know if it's the correct explanation,
276
926848
2610
Nu știm dacă e explicația corectă,
15:29
but wow, wouldn't it be exciting if quantum mechanics helps birds navigate?
277
929482
4544
dar nu ar fi incredibil dacă mecanica cuantică ar ajuta păsările să navigheze?
15:35
Quantum biology is still in it infancy.
278
935069
2721
Biologia cuantică se află încă la început.
15:37
It's still speculative.
279
937814
3484
Este încă speculativă.
15:41
But I believe it's built on solid science.
280
941742
3849
Dar eu cred că se bazează pe știință solidă.
15:45
I also think that in the coming decade or so,
281
945917
3809
Mai cred și că în următorii zece ani
15:49
we're going to start to see that actually, it pervades life --
282
949750
4841
vom vedea că, de fapt, ea insuflă viața,
15:54
that life has evolved tricks that utilize the quantum world.
283
954615
4596
că lumea vie a evoluat prin mecanisme cuantice.
16:00
Watch this space.
284
960026
1428
Priviți acest spațiu.
16:01
Thank you.
285
961478
1157
Mulțumesc.
16:02
(Applause)
286
962659
2202
(Aplauze)
Despre acest site

Acest site vă va prezenta videoclipuri de pe YouTube care sunt utile pentru a învăța limba engleză. Veți vedea lecții de engleză predate de profesori de top din întreaga lume. Faceți dublu clic pe subtitrările în limba engleză afișate pe fiecare pagină video pentru a reda videoclipul de acolo. Subtitrările se derulează în sincron cu redarea videoclipului. Dacă aveți comentarii sau solicitări, vă rugăm să ne contactați folosind acest formular de contact.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7