Gary Greenberg: The beautiful nano details of our world

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Перекладач: Irina Strelnikova Утверджено: Igor Korobko

So I want to talk a little bit about seeing the world

Отож, я хочу трохи поговорити про бачення світу

from a totally unique point of view,

з абсолютно унікальної точки зору.

and this world I'm going to talk about is the micro world.

Я хочу поговорити про мікросвіт.

I've found, after doing this for many, many years,

Через багато років я виявив,

that there's a magical world behind reality.

що за реальністю криється чарівний світ.

And that can be seen directly through a microscope,

Його можна побачити безпосередньо у мікроскоп,

and I'm going to show you some of this today.

і я збираюся показати вам дещо з цього сьогодні.

So let's start off looking at something rather not-so-small,

Спочатку погляньмо на щось не-таке-маленьке,

something that we can see with our naked eye,

те, що ми можемо бачити неозброєним оком.

and that's a bee. So when you look at this bee,

Це бджола. Отже, коли ви бачите цю бджолу,

it's about this size here, it's about a centimeter.

мова йде про істоту завбільшки із сантиметр.

But to really see the details of the bee, and really

Але щоб детальніше ознайомитися з бджолою і справді

appreciate what it is, you have to look a little bit closer.

оцінити, що це таке, ви мусите поглянути трохи ближче.

So that's just the eye of the bee with a microscope,

Це просто око бджоли під мікроскопом,

and now all of a sudden you can see that the bee has

і раптом ви бачите, що бджола має

thousands of individual eyes called ommatidia,

тисячі окремих очей, які називаються фасетками.

and they actually have sensory hairs in their eyes

Також бджоли мають сенсорні волоски в очах,

so they know when they're right up close to something,

отож вони знають, коли впритул наближаються до чогось,

because they can't see in stereo.

тому що вони не мають стереоскопічного зору.

As we go smaller, here is a human hair.

Візьмемо щось менше, ось людська волосина.

A human hair is about the smallest thing that the eye can see.

Людська волосина - одна з найменших речей, котрі око може бачити.

It's about a tenth of a millimeter.

Це приблизно одна десята міліметра.

And as we go smaller again,

Візьмемо щось іще менше,

about ten times smaller than that, is a cell.

приблизно удесятеро менше за волосину — це клітина.

So you could fit 10 human cells

Ви могли б помістити 10 людських клітин

across the diameter of a human hair.

у діаметр людської волосини.

So when we would look at cells, this is how I really got

Тому ми подивимося на клітини - саме так я захопився

involved in biology and science is by looking

біологією та наукою - дивлячись

at living cells in the microscope.

на живі клітини у мікроскоп.

When I first saw living cells in a microscope, I was

Коли я вперше побачив живі клітини у мікроскоп, я був

absolutely enthralled and amazed at what they looked like.

цілковито зачарований та вражений тим, як вони виглядали.

So if you look at the cell like that from the immune system,

Так, якщо ви подивитеся на клітину імунної системи -

they're actually moving all over the place.

вони насправді рухаються усюди.

This cell is looking for foreign objects,

Ця клітина шукає сторонні об'єкти,

bacteria, things that it can find.

бактерії, те, що вона може знайти.

And it's looking around, and when it finds something,

Вона спостерігає, і коли знаходить

and recognizes it being foreign,

та розпізнає чужорідне тіло,

it will actually engulf it and eat it.

то фактично поглинає його.

So if you look right there, it finds that little bacterium,

Ось тут видно - вона знайшла цю маленьку бактерію,

and it engulfs it and eats it.

і вона огортає її та з'їдає.

If you take some heart cells from an animal,

Якщо ви візьмете клітинки серця в тварини,

and put it in a dish, they'll just sit there and beat.

і покладете їх у тарілку, вони будуть просто лежати там і скорочуватися.

That's their job. Every cell has a mission in life,

Це їхня робота. Кожна клітина має життєву місію,

and these cells, the mission is

і місія цих клітин -

to move blood around our body.

рухати кров у нашому тілі.

These next cells are nerve cells, and right now,

Наступні клітини - нервові, тому просто зараз,

as we see and understand what we're looking at,

оскільки ми бачимо і розуміємо, на що ми дивимося,

our brains and our nerve cells are actually doing this

наш мозок і наші нервові клітини насправді роблять це

right now. They're not just static. They're moving around

просто зараз. Вони не просто статичні. Вони рухаються,

making new connections, and that's what happens when we learn.

встановлюють нові зв'язки, і саме це відбувається, коли ми вчимося.

As you go farther down this scale here,

Якщо ви підете вниз цією шкалою -

that's a micron, or a micrometer, and we go

це мікрон, або мікрометр, і ми йдемо

all the way down to here to a nanometer

ще нижче, до нанометра

and an angstrom. Now, an angstrom is the size

та анґстрема. Анґстрем — це величина

of the diameter of a hydrogen atom.

діаметра атома водню.

That's how small that is.

Ось наскільки він малий.

And microscopes that we have today can actually see

І мікроскопи, які ми маємо сьогодні, можуть побачити

individual atoms. So these are some pictures

окремі атоми. Ось деякі фотографії

of individual atoms. Each bump here is an individual atom.

окремих атомів. Кожна опуклість тут є окремим атомом.

This is a ring of cobalt atoms.

Це кільце з атомів кобальту.

So this whole world, the nano world, this area in here

Увесь цей світ, наносвіт, цей простір

is called the nano world, and the nano world,

називається наносвітом, і наносвіт,

the whole micro world that we see,

цілий мікросвіт, який ми бачимо,

there's a nano world that is wrapped up within that, and

а в нього загорнутий наносвіт,

the whole -- and that is the world of molecules and atoms.

і все це – світ молекул і атомів.

But I want to talk about this larger world,

Але я хочу поговорити про цей більший світ,

the world of the micro world.

світ мікросвіту.

So if you were a little tiny bug living in a flower,

Так, наче ви крихітний жук, що живе у квітці,

what would that flower look like, if the flower was this big?

як би виглядала ця квітка, якби вона була настільки велика?

It wouldn't look or feel like anything that we see

Це не було б схоже на те, що ми бачимо,

when we look at a flower. So if you look at this flower here,

коли дивимося на квітку. Якщо ви подивитеся на цю квітку,

and you're a little bug, if you're on that surface

і ви - маленький жук на поверхні

of that flower, that's what the terrain would look like.

цієї квітки, ось як виглядатиме місцевість.

The petal of that flower looks like that, so the ant

Пелюстка квітки виглядає ось так, тому мураха

is kind of crawling over these objects, and if you look

наче переповзає через ці об'єкти, і якщо ви подивитеся

a little bit closer at this stigma and the stamen here,

трохи ближче на приймочку і тичинку,

this is the style of that flower, and you notice

це стиль цієї квітки, і ви помітите,

that it's got these little -- these are like little jelly-like things

що там є ці маленькі штуки – вони як желе -

that are what are called spurs. These are nectar spurs.

це так звані шпори. Це шпори з нектаром.

So this little ant that's crawling here, it's like

Отже, ця маленька мураха, що повзає тут - це як

it's in a little Willy Wonka land.

у маленькій землі Віллі Вонка.

It's like a little Disneyland for them. It's not like what we see.

Це як маленький Діснейленд для них. Зовсім не те, що ми бачимо.

These are little bits of individual grain of pollen

Це маленькі шматочки окремого зерна пилку,

there and there, and here is a --

тут, і там, і ось тут -

what you see as one little yellow dot of pollen,

те, що ви бачите як одну маленьку жовту кульку пилку,

when you look in a microscope, it's actually made

коли дивитеся в мікроскоп, насправді складається з

of thousands of little grains of pollen.

тисяч маленьких зерен пилку.

So this, for example, when you see bees flying around

Ось, наприклад, коли ви бачите бджіл, котрі літають довкола

these little plants, and they're collecting pollen,

цих маленьких рослин, і збирають пилок,

those pollen grains that they're collecting, they pack

вони чіпляють зібрані пилкові зерна

into their legs and they take it back to the hive,

до своїх ніг, і несуть його назад у вулик,

and that's what makes the beehive,

і саме це робить вулик,

the wax in the beehive. And they're also collecting nectar,

віск у вулику. І вони також збирають нектар,

and that's what makes the honey that we eat.

і саме з нього роблять мед, який ми їмо.

Here's a close-up picture, or this is actually a regular picture

Ось збільшене та звичайне фото

of a water hyacinth, and if you had really, really good vision,

водного гіацинту, і якщо у вас направду хороший зір,

with your naked eye, you'd see it about that well.

ви побачите це неозброєним оком.

There's the stamen and the pistil. But look what the stamen

Є тичинка і маточка. Але подивіться, як тичинка

and the pistil look like in a microscope. That's the stamen.

і маточка виглядають через мікроскоп. Ось тичинка.

So that's thousands of little grains of pollen there,

Це тисячі маленьких зерен пилку,

and there's the pistil there, and these are the little things

а це маточка, а ці дрібні волоски

called trichomes. And that's what makes the flower give

називаються трихомами. Саме завдяки цьому квітка пахне,

a fragrance, and plants actually communicate

і рослини таким чином спілкуються

with one another through their fragrances.

одна з одною - через їхні аромати.

I want to talk about something really ordinary,

Я хочу поговорити про щось справді звичайне,

just ordinary sand.

про найзвичайнісінький пісок.

I became interested in sand about 10 years ago,

Я зацікавився піском близько 10 років тому,

when I first saw sand from Maui,

коли вперше побачив пісок з Мауї,

and in fact, this is a little bit of sand from Maui.

і справді, ось тут є трохи піску з Мауї.

So sand is about a tenth of a millimeter in size.

Пісок завбільшки приблизно 1/10 міліметра.

Each sand grain is about a tenth of a millimeter in size.

Кожна піщинка має розмір близько 1/10 міліметра.

But when you look closer at this, look at what's there.

Але коли ви подивитеся ближче - то побачите ось що:

It's really quite amazing. You have microshells there.

це дійсно дуже дивно. Там є мікромушлі.

You have things like coral.

Там є такі речі, як корали.

You have fragments of other shells. You have olivine.

Тут фрагменти інших мушель. Ось олівін.

You have bits of a volcano. There's a little bit

А ось шматочки вулканічної породи. Ось тут є трохи

of a volcano there. You have tube worms.

вулканічної породи. А тут трубки морських черв'яків.

An amazing array of incredible things exist in sand.

У піску існує дивовижна сукупність неймовірних речей.

And the reason that is, is because in a place like this island,

А причина у тому, що в такому місці, як цей острів,

a lot of the sand is made of biological material

багато піску складається з біологічного матеріалу,

because the reefs provide a place where all these

тому що рифи забезпечують місце для росту

microscopic animals or macroscopic animals grow,

мікроскопічних або макроскопічних тварин,

and when they die, their shells and their teeth

і коли вони помирають, їхні мушлі, зуби

and their bones break up and they make grains of sand,

та кістки руйнуються, і утворюють піщинки,

things like coral and so forth.

такі речі, як корал, і так далі.

So here's, for example, a picture of sand from Maui.

Ось тут, наприклад, фото піску з Мауї.

This is from Lahaina,

Це з Лагайни,

and when we're walking along a beach, we're actually

і коли ми йдемо уздовж пляжу, ми фактично

walking along millions of years of biological and geological history.

гуляємо по мільйонах років біологічної та геологічної історії.

We don't realize it, but it's actually a record

Ми не усвідомлюємо, але насправді це запис

of that entire ecology.

усієї цієї екосистеми.

So here we see, for example, a sponge spicule,

Наприклад, тут ми бачимо кістяну голку з губки,

two bits of coral here,

два шматочки коралу,

that's a sea urchin spine. Really some amazing stuff.

це хребет морського їжака. Справді якісь дивні речі.

So when I first looked at this, I was -- I thought,

Коли я вперше подивився на це, я подумав:

gee, this is like a little treasure trove here.

оце так - це наче маленька скарбниця.

I couldn't believe it, and I'd go around dissecting

Я не міг повірити, тому я відбирав

the little bits out and making photographs of them.

маленькі шматочки та фотографував їх.

Here's what most of the sand in our world looks like.

Ось як виглядає більшість піску у нашому світі.

These are quartz crystals and feldspar,

Це кристали кварцу і польового шпату,

so most sand in the world on the mainland

тому більшість піску на материках

is made of quartz crystal and feldspar. It's the erosion of granite rock.

складається з кварцу і польового шпату. Це ерозія гранітної скелі.

So mountains are built up, and they erode away by water

Отже, гори з'являються, а потім руйнуються водою,

and rain and ice and so forth,

дощем, кригою, і так далі,

and they become grains of sand.

і перетворюються на піщинки.

There's some sand that's really much more colorful.

Ось трохи кольорового піску.

These are sand from near the Great Lakes,

Це пісок, зібраний поруч з Великими озерами,

and you can see that it's filled with minerals

і ви бачите, що він повний мінералів -

like pink garnet and green epidote, all kinds of amazing stuff,

рожевий гранат і зелений епідот, інші дивовижні речі,

and if you look at different sands from different places,

і якщо ви подивитеся на різний пісок з різних місць,

every single beach, every single place you look at sand,

з кожного окремого пляжу - ви побачите, що

it's different. Here's from Big Sur, like they're little jewels.

вони різні. Ось пісок з Біґ Сур, він наче маленькі коштовності.

There are places in Africa where they do the mining

Є місця в Африці, де видобувають коштовні камені,

of jewels, and you go to the sand where the rivers have

і ви йдете за піском туди, де річки виносять

the sand go down to the ocean, and it's like literally looking

пісок до океану, і це буквально так само,

at tiny jewels through the microscope.

як дивитися на крихітні самоцвіти через мікроскоп.

So every grain of sand is unique. Every beach is different.

Тому кожна піщинка унікальна. Кожен пляж відрізняється.

Every single grain is different. There are no two grains

Кожна піщинка відрізняється. У світі немає двох

of sand alike in the world.

однакових піщинок.

Every grain of sand is coming somewhere and going somewhere.

Кожна піщинка звідкись приходить і кудись йде.

They're like a snapshot in time.

Вони ніби знімок у часі.

Now sand is not only on Earth, but sand is

Пісок є не лише на землі, а й

ubiquitous throughout the universe. In fact, outer space

скрізь у всесвіті. По суті, космічний простір

is filled with sand, and that sand comes together

заповнений піском, який об'єднався,

to make our planets and the Moon.

щоб утворити наші планети й Місяць.

And you can see those in micrometeorites.

І ви можете побачити його у мікрометеоритах.

This is some micrometeorites that the Army gave me,

Це мікрометеорити, що дала мені армія,

and they get these out of the drinking wells in the South Pole.

а вони дістали його з питних свердловин Південного полюса.

And they're quite amazing-looking, and these are the

Вони дивовижно виглядають. А це -

tiny constituents that make up the world that we live in --

крихітні компоненти, з яких складається світ, у якому ми живемо -

the planets and the Moon.

планети і Місяць.

So NASA wanted me to take some pictures of Moon sand,

НАСА хотіла, щоб я сфотографував місячний пісок,

so they sent me sand from all the different landings

тому вони надіслали мені пісок з різних місць посадок

of the Apollo missions that happened 40 years ago.

місій "Аполлон", що відбулися 40 років тому.

And I started taking pictures with my three-dimensional microscopes.

І я почав фотографувати за допомогою тривимірних мікроскопів.

This was the first picture I took. It was kind of amazing.

Це було перше фото. Воно було дивовижне.

I thought it looked kind of a little bit like the Moon, which is sort of interesting.

Я гадав, це було трохи схоже на Місяць, що дуже цікаво.

Now, the way my microscopes work is, normally

Ось як працюють мої мікроскопи: зазвичай,

in a microscope you can see very little at one time,

у мікроскоп можна побачити дуже мало за один раз,

so what you have to do is you have to refocus the microscope,

тому ви змушені міняти фокус у мікроскопі

keep taking pictures, and then I have a computer program

і разом з тим фотографувати. Я маю комп'ютерну програму,

that puts all those pictures together

яка складає всі фотографії разом,

into one picture so you can see actually what it looks like,

в одне зображення; ось як воно виглядає,

and I do that in 3D. So there, you can see,

я роблю це у 3D. Тут перед вами

is a left-eye view. There's a right-eye view.

зображення для лівого ока. А це зображення для правого ока.

So sort of left-eye view, right-eye view.

Це те, що бачать ліве та праве око.

Now something's interesting here. This looks very different

А ось дещо цікаве. Це виглядає зовсім не так,

than any sand on Earth that I've ever seen, and I've

як будь-який пісок на землі, що я коли-небудь бачив, а я

seen a lot of sand on Earth, believe me. (Laughter)

бачив багато піску на землі, повірте мені. (Сміх)

Look at this hole in the middle. That hole was caused

Подивіться на цей отвір усередині. Він утворений

by a micrometeorite hitting the Moon.

мікрометеоритом, який влучив у Місяць.

Now, the Moon has no atmosphere, so micrometeorites

Тепер Місяць не має атмосфери, тому мікрометеорити

come in continuously, and the whole surface of the Moon

падають безперервно, і вся поверхня Місяця

is covered with powder now, because for four billion years

зараз вкрита пилом, тому що 4 мільярди років

it's been bombarded by micrometeorites,

її бомбардували мікрометеорити,

and when micrometeorites come in at about

а коли мікрометеорити падають зі швидкістю

20 to 60,000 miles an hour, they vaporize on contact.

від 30 до 100,000 кілометрів на годину, вони випаровуються від контакту.

And you can see here that that is --

І ви бачите ось тут

that's sort of vaporized, and that material is holding this

один такий зразок, і цей матеріал утримує цю

little clump of little sand grains together.

маленьку піщану грудку разом.

This is a very small grain of sand, this whole thing.

Це дуже мала піщинка - уся ця річ.

And that's called a ring agglutinate.

Воно зветься - кільцева аглютинація.

And many of the grains of sand on the Moon look like that,

Багато піщинок на Місяці виглядають саме так,

and you'd never find that on Earth.

і ви б ніколи не знайшли їх на Землі.

Most of the sand on the Moon,

Більшість піску на Місяці,

especially -- and you know when you look at the Moon,

особливо – і ви знаєте, коли ви дивитеся на Місяць,

there's the dark areas and the light areas. The dark areas

там є темні та світлі ділянки. Темні ділянки -

are lava flows. They're basaltic lava flows,

це лавові потоки. Це базальтові лавові потоки,

and that's what this sand looks like, very similar

і ось як виглядає цей пісок, дуже схоже

to the sand that you would see in Haleakala.

на той пісок, який ви побачили б у Халеакалі.

Other sands, when these micrometeorites come in,

Інші піски, коли падають ці мікрометеорити,

they vaporize and they make these fountains,

випаровуються, і утворюють ці фонтани -

these microscopic fountains that go up into the --

мікроскопічні фонтани, що підіймаються у -

I was going to say "up into the air," but there is no air --

я збирався сказати "у повітря", але там немає повітря -

goes sort of up, and these microscopic glass beads

вони підіймаються вгору, і ці мікроскопічні скляні кульки

are formed instantly, and they harden, and by the time

формуються миттєво, тверднуть, і коли

they fall down back to the surface of the Moon,

вони падають назад на поверхню Місяця,

they have these beautiful colored glass spherules.

там є ці гарні кольорові скляні кульки.

And these are actually microscopic;

І вони справді мікроскопічні;

you need a microscope to see these.

вам потрібен мікроскоп, щоб побачити їх.

Now here's a grain of sand that is from the Moon,

Ось піщинка з Місяця,

and you can see that the entire

і ви бачите, що там є

crystal structure is still there.

та сама кристалічна структура.

This grain of sand is probably about

Вік цієї піщинки, ймовірно, становить

three and a half or four billion years old,

3,5 або 4 мільярди років,

and it's never eroded away like the way we have sand

і вона ніколи не зазнавала ерозії, як пісок

on Earth erodes away because of water and tumbling,

на Землі руйнується водою, тертям,

air, and so forth. All you can see is a little bit of erosion

повітрям, і так далі. Все, що ви бачите - невелика ерозія

down here by the Sun, has these solar storms,

під дією Сонця - там є сонячні бурі,

and that's erosion by solar radiation.

а ось ерозія внаслідок сонячної радіації.

So what I've been trying to tell you today is

Отже, я намагався сказати вам сьогодні,

things even as ordinary as a grain of sand

що навіть такі звичайні речі, як піщинка

can be truly extraordinary if you look closely

можуть бути справді надзвичайними, якщо ви поглянете на них уважно,

and if you look from a different and a new point of view.

і придивитеся до них з іншої, нової точки зору.

I think that this was best put by William Blake when he said,

На мою думку, найкраще про це сказав Вільям Блейк:

"To see a world in a grain of sand

"Вмістити вічність в мить єдину,

and a heaven in a wild flower,

В піску зернину – цілий світ,

hold infinity in the palm of your hand,

В долоню - нескінченність плинну,

and eternity in an hour."

А неба синь – у квітки цвіт."

Thank you. (Applause)

Дякую. (Оплески)