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

1,056,129 views ・ 2015-09-16

TED


Videoyu oynatmak için lütfen aşağıdaki İngilizce altyazılara çift tıklayınız.

Çeviri: pinar sadi Gözden geçirme: Yunus ASIK
00:13
I'd like to introduce you to an emerging area of science,
0
13190
4528
Bugün sizlere yükselişte olan, tartışmalara açık
00:17
one that is still speculative but hugely exciting,
1
17742
3943
ama bir o kadar da heyecan verici, hızla büyüyen
00:21
and certainly one that's growing very rapidly.
2
21709
2629
bir bilim alanından bahsetmek istiyorum.
00:25
Quantum biology asks a very simple question:
3
25448
4048
Kuantum biyolojisi çok basit bir soru sorar:
00:29
Does quantum mechanics --
4
29520
1350
Kuantum mekaniği ---
00:30
that weird and wonderful and powerful theory
5
30894
3302
modern fizik ve kimyanın çoğuna zemin teşkil eden,
00:34
of the subatomic world of atoms and molecules
6
34220
2688
atom ve moleküllerin atomaltı dünyasının,
00:36
that underpins so much of modern physics and chemistry --
7
36932
3488
o tuhaf, mükemmel ve güçlü teorisi ---
00:40
also play a role inside the living cell?
8
40444
3412
aynı zamanda canlı hücrelerde rol oynuyor olabilir mi?
00:43
In other words: Are there processes, mechanisms, phenomena
9
43880
4079
Yani, yaşayan organizmalarda sadece kuantum mekaniği
00:47
in living organisms that can only be explained
10
47983
3988
yardımıyla açıklanabilecek süreçler,
00:51
with a helping hand from quantum mechanics?
11
51995
2743
mekanizmalar ya da fenomen var mı?
00:55
Now, quantum biology isn't new;
12
55546
1637
Kuantum biyolojisi yeni değil;
00:57
it's been around since the early 1930s.
13
57207
2401
1930'ların başından beri ortalarda.
00:59
But it's only in the last decade or so that careful experiments --
14
59928
3715
Ama sadece son 10 yılda yapılan titiz deneyler --
01:03
in biochemistry labs, using spectroscopy --
15
63667
3464
biyokimya laboratuvarlarında spektroskopi kullanılarak --
01:07
have shown very clear, firm evidence that there are certain specific mechanisms
16
67155
6863
kuantum mekaniğinin açıklamasını gerektirecek, belli başlı
mekanizmalarda oldukça temiz ve güçlü bulgular göstermektedir.
01:14
that require quantum mechanics to explain them.
17
74042
2511
01:17
Quantum biology brings together quantum physicists, biochemists,
18
77674
3329
Kuantum biyolojisi; kuantum fizikçileri, biyokimyacıları, moleküler biyologları
01:21
molecular biologists -- it's a very interdisciplinary field.
19
81027
3641
bir araya getirmektedir -- oldukça disiplinler arası bir alan.
01:24
I come from quantum physics, so I'm a nuclear physicist.
20
84692
3929
Ben kuantum fiziğinden geliyorum, bu yüzden nükleer fizikçiyim.
01:28
I've spent more than three decades
21
88645
2265
Kuantum mekaniğini anlamak için
01:30
trying to get my head around quantum mechanics.
22
90934
2929
30 yıldan fazla harcadım.
01:33
One of the founders of quantum mechanics, Niels Bohr,
23
93887
2493
Kuantum mekaniği kurucularından olan Niels Bohr diyor ki;
01:36
said, If you're not astonished by it, then you haven't understood it.
24
96404
3350
Kuantum fiziği kafanızı karıştırmadıysa onu tam olarak anlamamışsınız demektir.
01:40
So I sort of feel happy that I'm still astonished by it.
25
100237
2843
Bu yüzden bir bakıma mutluyum hâlâ beni şaşırttığı için.
01:43
That's a good thing.
26
103104
1745
Bu iyi bir şey.
01:44
But it means I study the very smallest structures in the universe --
27
104873
6885
Ama evrendeki en küçük yapıları inceliyorum demek bu --
01:51
the building blocks of reality.
28
111782
2075
gerçekliği oluşturan bloklar.
01:53
If we think about the scale of size,
29
113881
3215
Eğer boyut ölçeğini düşünüyorsak,
01:57
start with an everyday object like the tennis ball,
30
117120
2952
tenis topundan başlayarak günlük nesneleri göz önüne alırsak
02:00
and just go down orders of magnitude in size --
31
120096
2901
ve sadece büyüklük ölçeklemesinde aşağı doğru inersek --
02:03
from the eye of a needle down to a cell, down to a bacterium, down to an enzyme --
32
123021
5197
iğne deliğinden bir hücreye kadar, bakteriye kadar, enzime kadar --
02:08
you eventually reach the nano-world.
33
128242
1729
sonunda nano-dünyaya erişirsiniz.
02:09
Now, nanotechnology may be a term you've heard of.
34
129995
2495
Nanoteknoloji terimini duymuş olabilirsiniz.
02:12
A nanometer is a billionth of a meter.
35
132841
2853
Nanometre, bir metrenin milyarda biridir.
02:16
My area is the atomic nucleus, which is the tiny dot inside an atom.
36
136560
4370
Benim alanım atomun içinde küçük bir nokta olan atomik çekirdek.
02:20
It's even smaller in scale.
37
140954
1932
Ölçekte daha da küçük.
02:22
This is the domain of quantum mechanics,
38
142910
1918
Bu kuantum mekaniğinin alanı ve
02:24
and physicists and chemists have had a long time
39
144852
2516
fizikçiler ve kimyagerlerin bu işe girişmeleri ve
02:27
to try and get used to it.
40
147392
1301
adapte olmaları uzun zaman aldı.
02:29
Biologists, on the other hand, have got off lightly, in my view.
41
149248
4457
Öte yandan biyologlar, bana göre, ucuz kurtuldular.
02:34
They are very happy with their balls-and-sticks models of molecules.
42
154071
4331
Toplu ve çubuklu molekül modelleriyle gayet mutluydular.
02:38
(Laughter)
43
158426
1082
(Gülüşmeler)
02:39
The balls are the atoms, the sticks are the bonds between the atoms.
44
159532
3198
Toplar atom, çubuklar ise atomlar arası bağlardır.
02:42
And when they can't build them physically in the lab,
45
162754
2494
Fiziksel olarak laboratuvarda geliştiremediklerinde
02:45
nowadays, they have very powerful computers
46
165272
2392
günümüzde, devasa molekülleri simüle etmek için
02:47
that will simulate a huge molecule.
47
167688
1967
güçlü bilgisayarları var.
02:49
This is a protein made up of 100,000 atoms.
48
169679
3664
100.000 atomlu bir protein.
02:54
It doesn't really require much in the way of quantum mechanics to explain it.
49
174003
4335
Bunu açıklamak için çok da kuantum mekaniğine ihtiyaç yok.
02:59
Quantum mechanics was developed in the 1920s.
50
179695
2889
Kuantum mekaniği 1920'lerde geliştirildi.
03:02
It is a set of beautiful and powerful mathematical rules and ideas
51
182965
6880
Çok küçüklerin dünyasını açıklamak için güzel ve güçlü matematik kuralları
03:09
that explain the world of the very small.
52
189869
2608
ve fikirlerin topluluğudur.
03:12
And it's a world that's very different from our everyday world,
53
192501
3372
Ve öyle bir dünya ki günlük hayatımızdan oldukça farklı,
03:15
made up of trillions of atoms.
54
195897
1519
trilyonlarca atomdan oluşan.
03:17
It's a world built on probability and chance.
55
197440
3557
Olasılık ve ihtimal üzerine inşa edilmiş bir dünya.
03:21
It's a fuzzy world.
56
201818
1302
Bulanık bir dünya.
03:23
It's a world of phantoms,
57
203144
1730
Tayflar dünyasıdır,
03:24
where particles can also behave like spread-out waves.
58
204898
3348
parçacıkların aynı zamanda yayılan dalgalar gibi davrandığı.
03:30
If we imagine quantum mechanics or quantum physics, then,
59
210157
2862
Kuantum mekaniğini veya kuantum fiziğini düşünürsek, o zaman,
03:33
as the fundamental foundation of reality itself,
60
213043
5214
gerçekliğin kendisinin temel dayanağı olarak,
03:38
then it's not surprising that we say
61
218281
1730
Kuantum fiziğinin organik kimyaya
03:40
quantum physics underpins organic chemistry.
62
220035
2420
dayanak oluşturduğunu söylememiz şaşırtıcı olmaz.
03:42
After all, it gives us the rules that tell us
63
222479
2120
Neticede organik molekülleri oluşturmak
03:44
how the atoms fit together to make organic molecules.
64
224623
2641
için atomların birleşme kurallarını verir.
03:47
Organic chemistry, scaled up in complexity,
65
227288
3239
Organik kimya; karmaşıklıkta ölçeği büyütür
03:50
gives us molecular biology, which of course leads to life itself.
66
230551
3322
ve elbette hayata yönlendiren moleküler biyolojiyi verir.
03:54
So in a way, it's sort of not surprising.
67
234174
1977
Yani bir bakıma, çok da şaşırtıcı değil.
03:56
It's almost trivial.
68
236175
1214
Neredeyse sıradan.
03:57
You say, "Well, of course life ultimately must depend of quantum mechanics."
69
237413
4220
"Elbette, hayat en nihayetinde kuantum
mekaniğine dayanmak zorunda." diyebilirsiniz.
04:02
But so does everything else.
70
242141
2390
Ama diğer bütün şeyler de öyle.
04:04
So does all inanimate matter, made up of trillions of atoms.
71
244555
3615
Yani bütün cansız maddeler de, trilyonlarca atomdan oluşan.
04:08
Ultimately, there's a quantum level
72
248501
4878
En nihayetinde, bu tuhaflığı
04:13
where we have to delve into this weirdness.
73
253403
2183
araştırmamız gereken bir kuantum seviyesi var.
04:15
But in everyday life, we can forget about it.
74
255610
2416
Ama günlük hayatta, bunu unutabiliriz.
04:18
Because once you put together trillions of atoms,
75
258404
3199
Çünkü bir kere trilyonlarca atomu topladığınızda,
04:21
that quantum weirdness just dissolves away.
76
261627
2615
o kuantum tuhaflığı birden dağılır.
04:27
Quantum biology isn't about this.
77
267288
2569
Kuantum biyolojisi bununla ilgili değildir.
04:29
Quantum biology isn't this obvious.
78
269881
2556
Kuantum biyolojisi bu şekilde aşikâr değildir.
04:32
Of course quantum mechanics underpins life at some molecular level.
79
272461
4229
Tabii ki, kuantum mekaniği, moleküler seviyede hayata dayanak oluşturur.
04:37
Quantum biology is about looking for the non-trivial --
80
277254
6004
Kuantum biyolojisi çözülmesi zor olanı araştırmaktır --
04:43
the counterintuitive ideas in quantum mechanics --
81
283282
4476
kuantum mekaniğindeki mantık dışı fikirleri--
04:47
and to see if they do, indeed, play an important role
82
287782
3015
ve hayatın sürecini tanımlamada önemli
04:50
in describing the processes of life.
83
290821
2452
bir rol oynadığını görmek içindir.
04:54
Here is my perfect example of the counterintuitiveness
84
294653
5220
İşte benim kuantum dünyasının mantık dışılığına
04:59
of the quantum world.
85
299897
1446
mükemmel örneğim.
05:01
This is the quantum skier.
86
301367
1251
Bu kuantum kayakçısı.
05:02
He seems to be intact, he seems to be perfectly healthy,
87
302642
2640
Sağlam görünüyor, tamamen sağlıklı görünüyor,
05:05
and yet, he seems to have gone around both sides of that tree at the same time.
88
305306
4127
fakat ağacın iki tarafından da aynı anda geçmiş gibi görünüyor.
05:09
Well, if you saw tracks like that
89
309457
1663
Bu tarz izler görürseniz,
05:11
you'd guess it was some sort of stunt, of course.
90
311144
2309
bir tür akrobasi olduğunu düşünürsünüz, tabii ki.
05:13
But in the quantum world, this happens all the time.
91
313477
2591
Ama kuantum dünyasında bu hep olur.
05:16
Particles can multitask, they can be in two places at once.
92
316864
3026
Parçacıklar çoklu görev yürütebilirler, aynı anda iki yerde olabilirler.
05:19
They can do more than one thing at the same time.
93
319914
2328
Birden çok şey yapabilirler aynı anda.
05:22
Particles can behave like spread-out waves.
94
322266
2643
Parçacıklar dalgalar gibi davranabilirler.
05:25
It's almost like magic.
95
325298
1599
Neredeyse sihir gibidir.
05:27
Physicists and chemists have had nearly a century
96
327538
2749
Fizikçiler ve kimyagerler neredeyse bir yüzyıl
05:30
of trying to get used to this weirdness.
97
330311
2646
geçirdiler bu tuhaflığa alışmak için.
05:33
I don't blame the biologists
98
333445
1350
Biyologları, kuantum mekaniğini
05:34
for not having to or wanting to learn quantum mechanics.
99
334819
2635
öğrenmek istemedikleri veya zorunlu kalmadıkları için suçlamıyorum.
05:37
You see, this weirdness is very delicate;
100
337478
3198
Gördüğünüz gibi bu tuhaflık çok narin
05:40
and we physicists work very hard to maintain it in our labs.
101
340700
4450
ve biz fizikçiler bunu laboratuvarlarımızda
idame ettirmek için çok çalışıyoruz.
05:45
We cool our system down to near absolute zero,
102
345174
4204
Neredeyse mutlak sıfıra kadar sistemlerimizi soğutuyoruz,
05:49
we carry out our experiments in vacuums,
103
349402
1945
deneylerimize vakumlarda devam ediyoruz,
05:51
we try and isolate it from any external disturbance.
104
351371
3527
herhangi bir dış parazitten izole ediyoruz.
05:55
That's very different from the warm, messy, noisy environment of a living cell.
105
355602
5078
Yaşayan hücrenin gürültülü, dağınık ve samimi ortamından tamamen farklı.
06:01
Biology itself, if you think of molecular biology,
106
361960
2787
Biyoloji bizzat, moleküler biyolojisi düşünürsek,
06:04
seems to have done very well in describing all the processes of life
107
364771
3457
hayatın bütün süreçlerini tanımlamada iyi iş çıkarmış gibi görünüyor
06:08
in terms of chemistry -- chemical reactions.
108
368252
2486
kimya açısından -- kimyasal reaksiyonlar.
06:10
And these are reductionist, deterministic chemical reactions,
109
370762
4850
Bunlar indirgemeci, deterministik kimyasal reaksiyonlar,
06:15
showing that, essentially, life is made of the same stuff as everything else,
110
375636
5114
özellikle hayatın kendisinin de aynı şeylerden yapıldığını gösteren
06:20
and if we can forget about quantum mechanics in the macro world,
111
380774
3060
ve makro dünyada kuantum mekaniğini unutursak,
06:23
then we should be able to forget about it in biology, as well.
112
383858
3246
biyolojide de unutabiliriz aynı şekilde.
06:27
Well, one man begged to differ with this idea.
113
387706
3364
Bir kişi aynı düşüncede değil bu fikirle.
06:32
Erwin Schrödinger, of Schrödinger's Cat fame,
114
392062
3469
Erwin Schrödinger, Schrödinger'in Kedisi ile ünlü,
06:35
was an Austrian physicist.
115
395555
1317
Avusturyalı bir fizikçiydi.
06:36
He was one of the founders of quantum mechanics in the 1920s.
116
396896
3183
1920'lerdeki kuantum mekaniğinin kurucularındandı.
06:40
In 1944, he wrote a book called "What is Life?"
117
400663
2707
1944'te "Hayat Nedir?" adlı bir kitap yazdı.
06:43
It was tremendously influential.
118
403839
1731
Son derece etkileyiciydi.
06:45
It influenced Francis Crick and James Watson,
119
405594
2881
DNA'nın İkili-sarmal yapısının kaşiflerinden
06:48
the discoverers of the double-helix structure of DNA.
120
408499
2523
Francis Crick ve James Watson'ı etkiledi.
06:51
To paraphrase a description in the book, he says:
121
411343
3668
Kitaptaki bir tanımı yorumlamak gerekirse, diyor ki:
06:55
At the molecular level, living organisms have a certain order,
122
415035
5786
Moleküler düzeyde, yaşayan organizmalar belirli bir düzene,
07:00
a structure to them that's very different
123
420845
3232
bir yapıya sahiptir, cansız maddelerin aynı karmaşıklığındaki
07:04
from the random thermodynamic jostling of atoms and molecules
124
424101
4736
moleküller ve atomların rastgele termodinamik sürtünmeleri
07:08
in inanimate matter of the same complexity.
125
428861
3706
onlar için farklıdır.
07:13
In fact, living matter seems to behave in this order, in a structure,
126
433504
5014
Hatta, yaşayan cisimler bu düzende, bu yapıda davranıyor
07:18
just like inanimate matter cooled down to near absolute zero,
127
438542
3834
gibi görünüyor, tıpkı kuantum mekaniğin önemli bir rol oynadığı
07:22
where quantum effects play a very important role.
128
442400
3033
mutlak sıfıra yakın soğutulmuş cansız cisimler gibi.
07:26
There's something special about the structure -- the order --
129
446280
4160
Bu yapıda özel bir şey var -- sıra --
07:30
inside a living cell.
130
450464
1560
yaşayan bir canlının içinde.
07:32
So, Schrödinger speculated that maybe quantum mechanics plays a role in life.
131
452048
5293
Schrödinger, kuantum mekaniğin hayatta bir rol oynayabileceği üzerine düşündü.
07:38
It's a very speculative, far-reaching idea,
132
458096
3425
Oldukça spekülatif, geniş kapsamlı bir fikir
07:41
and it didn't really go very far.
133
461545
2873
ve çok da başarıya ulaşmadı.
07:45
But as I mentioned at the start,
134
465536
1533
Ancak başlangıçta da değindiğim gibi,
07:47
in the last 10 years, there have been experiments emerging,
135
467093
2799
son 10 yılda, deneyler gösteriyor ki,
07:49
showing where some of these certain phenomena in biology
136
469916
4055
biyolojideki bazı fenomenlerde kuantum mekaniği
07:53
do seem to require quantum mechanics.
137
473995
1763
gerekli gibi görünüyor.
07:55
I want to share with you just a few of the exciting ones.
138
475782
3123
Heyecan verici olanlardan bazılarını paylaşmak istiyorum.
08:00
This is one of the best-known phenomena in the quantum world,
139
480215
3707
Bu kuantum dünyasının en çok bilinen fenomenlerinden bir tanesi,
08:03
quantum tunneling.
140
483946
1701
kauntum tünelleme.
08:05
The box on the left shows the wavelike, spread-out distribution
141
485671
4389
Soldaki kutu, kuantum oluşumunun dalga benzeri,
08:10
of a quantum entity -- a particle, like an electron,
142
490084
2761
yayılan dağılımını gösteriyor -- bir parçacık, elektron
08:12
which is not a little ball bouncing off a wall.
143
492869
3637
benzeridir, duvardan seken küçük bir top değildir.
08:16
It's a wave that has a certain probability of being able to permeate
144
496530
4739
Katı bir duvardan mutlak sızma olasılığı olan bir dalgadır,
08:21
through a solid wall, like a phantom leaping through to the other side.
145
501293
3406
diğer tarafa doğru sıçrayan bir tayf gibi.
08:24
You can see a faint smudge of light in the right-hand box.
146
504723
4098
Kutunun sağ tarafında zayıf bir ışık lekesi görebilirsiniz.
08:29
Quantum tunneling suggests that a particle can hit an impenetrable barrier,
147
509773
4612
Kuantum tünelleme; bir parçacığın delinmez bir bariyere çarpabileceğini
08:34
and yet somehow, as though by magic,
148
514409
2460
ve yine de bir şekilde, sihir yoluyla,
08:36
disappear from one side and reappear on the other.
149
516893
2444
bir tarafta kaybolup diğer tarafta görünebileceğini öne sürer.
08:39
The nicest way of explaining it is if you want to throw a ball over a wall,
150
519658
4251
Bunu açıklamanın en hoş yolu; bir duvara top atmak istiyorsanız
08:43
you have to give it enough energy to get over the top of the wall.
151
523933
3577
duvarın üzerinden aşması için yeterli enerjiyi vermeniz gerekir.
08:47
In the quantum world, you don't have to throw it over the wall,
152
527534
3058
Kuantum dünyasında; duvarın üzerinden atmanıza gerek yok,
08:50
you can throw it at the wall, and there's a certain non-zero probability
153
530616
3407
duvara atabilirsiniz ve kesin bir sıfırdan farklı olasılıkla
08:54
that it'll disappear on your side, and reappear on the other.
154
534047
3323
sizin tarafınızda gözden kaybolup diğer tarafta görünür.
08:57
This isn't speculation, by the way.
155
537394
1678
Bu bir tahmin değil bu arada.
08:59
We're happy -- well, "happy" is not the right word --
156
539096
3396
Mutluyuz, yani, "mutlu" tam olarak doğru söz değil --
09:02
(Laughter)
157
542516
2045
(Gülüşmeler)
09:04
we are familiar with this.
158
544585
1618
aşinayız buna.
09:06
(Laughter)
159
546227
2745
(Gülüşmeler)
09:08
Quantum tunneling takes place all the time;
160
548996
2294
Kuantum tünelleme her zaman gerçekleşir;
09:11
in fact, it's the reason our Sun shines.
161
551314
2667
üstelik Güneş'imizin parlamasının da sebebi.
09:14
The particles fuse together,
162
554655
1509
Parçacıklar bir araya gelerek kaynaşırlar
09:16
and the Sun turns hydrogen into helium through quantum tunneling.
163
556188
3698
ve Güneş kuantum tünelleme ile hidrojeni helyuma çevirir.
09:21
Back in the 70s and 80s, it was discovered that quantum tunneling also takes place
164
561464
5220
70'ler ve 80'lerde, kuantum tünellemenin aynı zamanda yaşayan hücrelerde de
09:26
inside living cells.
165
566708
1192
gerçekleştiği keşfedildi.
09:28
Enzymes, those workhorses of life, the catalysts of chemical reactions --
166
568290
6266
Enzimler, hayatın o yükünü çeken, kimyasal reaksiyonların katalizörleri--
09:34
enzymes are biomolecules that speed up chemical reactions in living cells,
167
574580
4166
enzimler yaşayan hücrelerdeki kimyasal reaksiyonları hızlandıran
09:38
by many, many orders of magnitude.
168
578770
1703
biyomoleküllerdir, birçok büyüklük kertesi tarafından.
09:40
And it's always been a mystery how they do this.
169
580497
2784
Nasıl yaptıkları her zaman bir gizemdir.
09:43
Well, it was discovered
170
583650
1189
Keşfedildi ki
09:44
that one of the tricks that enzymes have evolved to make use of,
171
584863
4852
enzimlerin evrimleşerek faydalandığı hilelerden bir tanesi
09:49
is by transferring subatomic particles, like electrons and indeed protons,
172
589739
5228
atomaltı parçaçıkları, elektronlar ve protonlar gibi, molekülün
09:54
from one part of a molecule to another via quantum tunneling.
173
594991
4661
bir tarafından diğer tarafına kuantum tünellemeyle transfer etmeleri.
10:00
It's efficient, it's fast, it can disappear --
174
600333
2851
Verimli, hızlı, gözden kaybolabiliyor --
10:03
a proton can disappear from one place, and reappear on the other.
175
603208
3111
bir proton bir noktada gözden kaybolup diğer tarafta belirebilir.
10:06
Enzymes help this take place.
176
606343
1629
Enzimler bunun meydana gelmesine yardım ediyor.
10:08
This is research that's been carried out back in the 80s,
177
608548
2683
Bu araştırma 80'lerde özellikle Berkeley'deki
10:11
particularly by a group in Berkeley, Judith Klinman.
178
611255
4037
bir grup tarafından, Judith Klinman, yürütülmüştür.
10:15
Other groups in the UK have now also confirmed
179
615316
2205
İngiltere'deki diğer gruplar da enzimlerin gerçekten
10:17
that enzymes really do this.
180
617545
1411
bunu yapabildiğini tasdiklediler.
10:21
Research carried out by my group --
181
621048
2549
Benim grubumun yürüttüğü araştırmada --
10:23
so as I mentioned, I'm a nuclear physicist,
182
623621
2434
bahsettiğim gibi bir nükleer fizikçiyim,
10:26
but I've realized I've got these tools of using quantum mechanics
183
626079
3055
ancak fark ettim ki atomik çekirdeklerinde kullandığım kuantum
10:29
in atomic nuclei, and so can apply those tools in other areas as well.
184
629158
5085
mekaniği aletlerim var ve onları farklı alanlarda da kullanabilirim.
10:35
One question we asked
185
635404
1810
Sorduğunuz bir soru ise
10:37
is whether quantum tunneling plays a role in mutations in DNA.
186
637238
4298
DNA mutasyonunda kuantum tünellemenin bir rolü olup olmadığı.
10:41
Again, this is not a new idea; it goes all the way back to the early 60s.
187
641843
3660
Tekrardan, bu yeni bir fikir değil, 1960'ların başına kadar dayanıyor.
10:45
The two strands of DNA, the double-helix structure,
188
645527
2961
DNA'nın iki ipliği, ikili sarmal yapı
10:48
are held together by rungs; it's like a twisted ladder.
189
648512
2823
basamaklarla birbirine tutunuyor bükülmüş bir merdiven gibi.
10:51
And those rungs of the ladder are hydrogen bonds --
190
651359
3507
Ve o merdivenin basamakları hidrojen bağlarıdır --
10:54
protons, that act as the glue between the two strands.
191
654890
3790
protonlar iki iplik arasında yapışkan gibi davranırlar.
10:58
So if you zoom in, what they're doing is holding these large molecules --
192
658704
4750
Yakınlaşırsanız, yaptıkları o büyük molekülleri tutmaktır --
11:03
nucleotides -- together.
193
663478
1607
nükleotidler -- birlikte.
11:06
Zoom in a bit more.
194
666130
1150
Biraz daha yakınlaşın.
11:07
So, this a computer simulation.
195
667304
1916
Bu bir bilgisayar simülasyonu.
11:09
The two white balls in the middle are protons,
196
669855
3542
Ortadaki iki beyaz top proton
11:13
and you can see that it's a double hydrogen bond.
197
673421
2299
ve ikili hidrojen bağı olduğunu görebilirsiniz.
11:15
One prefers to sit on one side; the other, on the other side
198
675744
3314
Göremediğiniz düşey inen ipliklerin biri
11:19
of the two strands of the vertical lines going down, which you can't see.
199
679082
4558
bir tarafında bulunur, diğeri diğer tarafında.
11:24
It can happen that these two protons can hop over.
200
684410
3395
Bu iki proton diğer tarafa sıçrayabilir.
11:27
Watch the two white balls.
201
687829
1436
Beyaz iki topu izleyin.
11:29
They can jump over to the other side.
202
689748
1998
Diğer tarafa atlayabilirler.
11:32
If the two strands of DNA then separate, leading to the process of replication,
203
692239
5646
DNA'nın iki ipliği daha sonra ayrılırsa, kendini eşleme sürecine götüren
11:37
and the two protons are in the wrong positions,
204
697909
3199
ve iki proton yanlış pozisyonlardaysa
11:41
this can lead to a mutation.
205
701132
1763
bu durum mutasyona neden olabilir.
11:43
This has been known for half a century.
206
703204
1872
Bu yarım asırdır biliniyor.
11:45
The question is: How likely are they to do that,
207
705100
2343
Soru ise: Bu yapmaları ne kadar olası
11:47
and if they do, how do they do it?
208
707467
2378
ve yaparlarsa da nasıl yapıyorlar?
11:49
Do they jump across, like the ball going over the wall?
209
709869
3019
Duvarın üzerinden giden top gibi diğer tarafa atlıyorlar mı?
11:52
Or can they quantum-tunnel across, even if they don't have enough energy?
210
712912
3502
Ya da yeterli enerjiye sahip olmasalar da
karşıya kuantum tünelleme mi yapıyorlar?
11:57
Early indications suggest that quantum tunneling can play a role here.
211
717089
4252
Eski belirtiler kuantum tünellemenin burada rol oynayabileceğini gösteriyor.
12:01
We still don't know yet how important it is;
212
721365
2124
Ne kadar önemli olduğunu hâlâ bilmiyoruz,
12:03
this is still an open question.
213
723513
1792
hâlâ sonuca bağlanmamış bir sorun.
12:06
It's speculative,
214
726199
1150
Spekülatif bir durum
12:07
but it's one of those questions that is so important
215
727373
2643
ama çok önemli olan sorulardan biri,
kuantum mekaniği mutasyonda önemli bir rol oynuyorsa
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
elbette bunun büyük sonuçları olacaktır,
12:14
to understand certain types of mutations,
218
734833
2694
mutasyonun belli tiplerini anlamak için
12:17
possibly even those that lead to turning a cell cancerous.
219
737551
3756
hatta muhtemelen hücrenin kanserli hücreye dönüşümü gibi.
12:22
Another example of quantum mechanics in biology is quantum coherence,
220
742803
5299
Kuantum mekaniğinin biyolojideki diğer bir örneği ise kuantum koheransı,
12:28
in one of the most important processes in biology,
221
748126
2353
biyolojideki en önemli süreçlerden bir tanesi,
12:30
photosynthesis: plants and bacteria taking sunlight,
222
750503
3941
fotosentez: Bitkiler ve bakteriler güneş ışığı enerjisi
12:34
and using that energy to create biomass.
223
754468
2954
kullanarak biyokütle üretmesi.
12:38
Quantum coherence is the idea of quantum entities multitasking.
224
758215
4152
Kuantum koheransı, kuantum oluşumlarının aynı anda birden çok işi yapması fikridir.
12:42
It's the quantum skier.
225
762912
1604
Bu kuantum tayfıdır.
12:44
It's an object that behaves like a wave,
226
764540
2952
Dalga gibi davranan bir nesnedir,
12:47
so that it doesn't just move in one direction or the other,
227
767516
2902
bir yöne ya da diğerine hareket etmekle kalmıyor,
12:50
but can follow multiple pathways at the same time.
228
770442
3320
hatta birden çok yolları takip edebiliyor aynı zamanda.
12:54
Some years ago, the world of science was shocked
229
774708
3916
Birkaç yıl önce, bilim dünyası yayınlanan
12:58
when a paper was published showing experimental evidence
230
778648
3584
bir makalenin gösterdiği bakteri içinde fotosentez yaparken
13:02
that quantum coherence takes place inside bacteria,
231
782256
3776
meydana gelen kuantum koheransı
13:06
carrying out photosynthesis.
232
786056
1686
kanıtı ile şok oldu.
13:07
The idea is that the photon, the particle of light, the sunlight,
233
787766
3064
Fikir ise, ışığın temel birimi olan foton, güneş ışığı,
13:10
the quantum of light captured by a chlorophyll molecule,
234
790854
3344
kuantum ışığı klorofil molekülü tarafından yakalandı,
13:14
is then delivered to what's called the reaction center,
235
794222
2591
daha sonra kimyasal enerjiye dönüştürülebileceği
13:16
where it can be turned into chemical energy.
236
796837
2064
reaksiyon merkezi denilen yere gönderildi.
13:18
And in getting there, it doesn't just follow one route;
237
798925
2648
Ve oraya gidince, yalnızca tek bir rotayı takip etmiyor,
13:21
it follows multiple pathways at once,
238
801597
2215
aynı anda birden çok rotayı takip ediyor,
13:23
to optimize the most efficient way of reaching the reaction center
239
803836
4337
reaksiyon merkezine ısı israf etmeksizin en verimli
13:28
without dissipating as waste heat.
240
808197
1721
yolla ulaşımı optimize etmek için.
13:31
Quantum coherence taking place inside a living cell.
241
811228
3309
Kuantum koheransı canlı hücrede gerçekleşiyor.
13:34
A remarkable idea,
242
814561
2120
Göze çarpan bir fikir,
13:36
and yet evidence is growing almost weekly, with new papers coming out,
243
816705
6235
yeni makalelerlede de kanıtlar neredeyse haftalık olarak artıyor,
13:42
confirming that this does indeed take place.
244
822964
2212
bunun gerçekten de meydana geldiğini onaylayarak.
13:45
My third and final example is the most beautiful, wonderful idea.
245
825555
4739
Üçüncü ve son örneğim ise bu en güzel, en müthiş olan fikir.
13:50
It's also still very speculative, but I have to share it with you.
246
830318
4063
Hâlâ spekülatif ama sizinle paylaşmalıyım.
13:54
The European robin migrates from Scandinavia
247
834405
4612
Avrupalı kızılgerdan İskandinavya'dan Akdeniz'e göç eder,
13:59
down to the Mediterranean, every autumn,
248
839041
2635
her sonbahar ve diğer tüm
14:01
and like a lot of other marine animals and even insects,
249
841700
3373
deniz canlıları hatta böcekler gibi,
14:05
they navigate by sensing the Earth's magnetic field.
250
845097
4300
Dünya'nın manyetik alanını hissederek yön alırlar.
14:10
Now, the Earth's magnetic field is very, very weak;
251
850968
2427
Şimdi, Dünya'nın manyetik alanı çok ama çok zayıf;
14:13
it's 100 times weaker than a fridge magnet,
252
853419
2080
buzdolabı magnetinden 100 kat daha zayıf
14:15
and yet it affects the chemistry -- somehow -- within a living organism.
253
855523
5601
ama yine de kimyayı etkiliyor --
bir şekilde -- yaşayan bir organizma içerisinde.
14:21
That's not in doubt -- a German couple of ornithologists,
254
861932
3806
Şüphesiz -- Alman bir kuş uzmanı çifti,
14:25
Wolfgang and Roswitha Wiltschko, in the 1970s, confirmed that indeed,
255
865762
4260
Wolfgang ve Roswitha Wiltschko, 1970'lerde kızılgerdanın
14:30
the robin does find its way by somehow sensing the Earth's magnetic field,
256
870046
3977
Dünya'nın manyetik alanını bir şekilde hissederek,
14:34
to give it directional information -- a built-in compass.
257
874047
3327
yönsel bilgi vererek -- dâhili pusula gibi yolunu bulduğunu onayladı.
14:37
The puzzle, the mystery was: How does it do it?
258
877398
2249
Bulmaca, gizem ise: Bunu nasıl yapıyor?
14:40
Well, the only theory in town --
259
880351
3030
Elimizdeki tek teori --
14:43
we don't know if it's the correct theory, but the only theory in town --
260
883405
3436
doğru teori mi bilmiyoruz ancak elimizdeki tek teori --
14:46
is that it does it via something called quantum entanglement.
261
886865
2984
kuantum dolanıklığı diye bilinen bir şey ile yapıyor olması.
14:50
Inside the robin's retina --
262
890567
2374
Kızılgerdanın retinasında --
14:52
I kid you not -- inside the robin's retina is a protein called cryptochrome,
263
892965
4232
sizi kandırmıyorum -- kızılgerdanın retinasında "cryptochrome" adında
14:57
which is light-sensitive.
264
897221
1380
bir protein var ışığa duyarlı.
14:58
Within cryptochrome, a pair of electrons are quantum-entangled.
265
898625
3939
Cryptochrome' larda, bir çift elektron kuantum dolanıktır.
15:02
Now, quantum entanglement is when two particles are far apart,
266
902588
3232
Kuantum dolanıklığı, iki parçacık çok uzak
15:05
and yet somehow remain in contact with each other.
267
905844
2834
ancak bir şekilde birbiriyle bağlantılı kaldıklarında olur.
15:08
Even Einstein hated this idea;
268
908991
1446
Einstein bile bu fikirden nefret etmiş ve
15:10
he called it "spooky action at a distance."
269
910461
2039
"tuhaf uzaktan etki" olarak adlandırmıştır.
15:12
(Laughter)
270
912524
1881
(Gülüşmeler)
15:14
So if Einstein doesn't like it, then we can all be uncomfortable with it.
271
914429
3443
Yani Einstein sevmemişse bizde bu durumdan rahatsız olabiliriz.
15:17
Two quantum-entangled electrons within a single molecule
272
917896
2853
Tek bir molekülde iki kuantum dolanık elektron
15:20
dance a delicate dance
273
920773
1471
zarif bir şekilde dans ediyorlar,
15:22
that is very sensitive to the direction the bird flies
274
922268
2541
kuşların uçtuğu alana duyarlı
15:24
in the Earth's magnetic field.
275
924833
1531
Dünya'nın manyetik alanında.
15:26
We don't know if it's the correct explanation,
276
926848
2610
Doğru cevap olup olmadığını bilmiyoruz
15:29
but wow, wouldn't it be exciting if quantum mechanics helps birds navigate?
277
929482
4544
ancak kuantum mekaniği kuşların yön
bulmasına yardım ediyor olsa, müthiş olmaz mıydı?
15:35
Quantum biology is still in it infancy.
278
935069
2721
Kuantum biyoloji hâlâ emekleme çağında.
15:37
It's still speculative.
279
937814
3484
Hâlâ spekülatif.
15:41
But I believe it's built on solid science.
280
941742
3849
Ama bilimde sağlam temellere
dayanacağına inanıyorum.
15:45
I also think that in the coming decade or so,
281
945917
3809
Ayrıca inanıyorum ki önümüzdeki 10 yılda,
15:49
we're going to start to see that actually, it pervades life --
282
949750
4841
gerçekleşeceğini göreceğiz, hayata yayılıyor --
15:54
that life has evolved tricks that utilize the quantum world.
283
954615
4596
kuantum dünyasından faydalanacak hileler geliştiren hayata.
16:00
Watch this space.
284
960026
1428
Takipte olun!
16:01
Thank you.
285
961478
1157
Teşekkürler.
16:02
(Applause)
286
962659
2202
(Alkışlar)
Bu web sitesi hakkında

Bu site size İngilizce öğrenmek için yararlı olan YouTube videolarını tanıtacaktır. Dünyanın dört bir yanından birinci sınıf öğretmenler tarafından verilen İngilizce derslerini göreceksiniz. Videoyu oradan oynatmak için her video sayfasında görüntülenen İngilizce altyazılara çift tıklayın. Altyazılar video oynatımı ile senkronize olarak kayar. Herhangi bir yorumunuz veya isteğiniz varsa, lütfen bu iletişim formunu kullanarak bizimle iletişime geçin.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7