The next step in nanotechnology | George Tulevski

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Translator: Quỳnh Anh Vũ Reviewer: Thuy Nghiem

Let's imagine a sculptor building a statue,

Hãy hình dung một nhà điêu khắc đang xây một bức tượng

just chipping away with his chisel.

chỉ chạm khắc bằng chiếc đục của mình

Michelangelo đã diễn tả ý tưởng này theo một cách thanh lịch,

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

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

"Mỗi một khối đá đều ẩn chứa một bức tượng

và việc của người thợ điêu khắc là khám phá ra nó."

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

But what if he worked in the opposite direction?

Nhưng nếu anh ta làm việc theo hướng ngược lại?

Not from a solid block of stone,

Không phải từ một khối đá,

but from a pile of dust,

mà từ một nắm bụi,

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

gắn hàng triệu hạt bụi với nhau thành một bức tượng bằng cách nào đó.

I know that's an absurd notion.

Tôi biết đó là là một ý tưởng vô lý.

It's probably impossible.

Nó có thể là bất khả thi.

Cách duy nhất để có bức tượng từ một nắm bụi

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

is if the statue built itself --

là nếu bức tượng tự nó hình thành --

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

nếu bằng cách nào đó ta có thể kết dính hàng triệu hạt này với nhau

to form the statue.

để tạo ra bức tượng.

Now, as odd as that sounds,

Bây giờ, cũng kì lạ như vậy,

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

đó gần như chính là vấn đề tôi làm trong phòng thí nghiệm của tôi.

Không phải làm từ đá,

I don't build with stone,

I build with nanomaterials.

mà là từ vật liệu nano.

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

Chúng nhỏ một cách đáng kinh ngạc, những vật thể nhỏ quyến rũ.

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

Chúng nhỏ đến nỗi nếu cái điều khiển này là một hạt nano, thì

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

một sợi tóc sẽ to bằng cả căn phòng này.

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

Và chúng là trung tâm của lĩnh vực ta gọi là công nghệ nano,

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

cái mà chắc chắn chúng ta đã nghe đến,

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

và ai cũng đều nghe về cái cách mà nó sẽ thay đổi mọi thứ.

When I was a graduate student,

Trong thời gian tôi học cao học,

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

làm việc với công nghệ nano là khoảng thời gian thú vị nhất.

There were scientific breakthroughs happening all the time.

Những bước đột phá khoa học luôn xảy ra.

The conferences were buzzing,

Các cuộc hội nghị sôi nổi,

there was tons of money pouring in from funding agencies.

có hàng tấn tiền từ các cơ quan tài trợ.

And the reason is

Và lý do là

khi các vật thể trở nên rất nhỏ,

when objects get really small,

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

chúng bị chi phối từ các hiện tượng vật lý chi phối các vật thể bình thường,

like the ones we interact with.

như cái chúng tôi nghiên cứu.

Chúng tôi gọi đó là cơ học lượng tử.

We call this physics quantum mechanics.

Và nó là việc bạn có thể điều chỉnh chính xác hoạt động của chúng

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

just by making seemingly small changes to them,

chỉ bằng những thay đổi dường như rất nhỏ,

like adding or removing a handful of atoms,

như thêm vào hay bớt đi một số nguyên tử

hoặc uốn cong chất liệu.

or twisting the material.

It's like this ultimate toolkit.

Nó như là bộ công cụ tối ưu này.

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

Bạn cảm thấy có sức mạnh; thấy như mình có thể làm bất kì điều gì

And we were doing it --

Và chúng tôi đang làm thế

Chúng tôi nghĩa là cả thế hệ sinh viên thời tôi

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

We were trying to make blazing fast computers using nanomaterials.

Chúng tôi đang cố gắng chế tạo những siêu máy tính bằng vật liệu nano

We were constructing quantum dots

Chúng tôi đang xây dựng các chấm lượng tử

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

để một ngày có thể đi vào trong cơ thể bạn để tìm và chữa bệnh

There were even groups trying to make an elevator to space

Thậm chí có những nhóm đang cố gắng làm thang máy lên vũ trụ

using carbon nanotubes.

bằng các ống nano carbon.

You can look that up, that's true.

Các bạn có thể tìm những thông tin đó, thật đó.

Anyways, we thought it was going to affect

Dù sao, chúng tôi tưởng nó sẽ ảnh hưởng

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

tất cả các nghành khoa học và kỹ thuật, từ tin học đến y học.

And I have to admit,

Và tôi phải công nhận,

I drank all of the Kool-Aid.

Tôi đã uống hết Kool-Aid.

I mean, every last drop.

Ý tôi là, tới nhũng giọt cuối cùng.

But that was 15 years ago,

Nhưng đó là 15 năm trước.

và --

and --

fantastic science was done, really important work.

các công trình khoa học tuyệt vời đã xuất hiện, rất quan trọng.

We've learned a lot.

Cho rất nhiều bài học.

Chúng tôi đã không thể áp dụng thứ khoa học đó vào những công nghệ mới --

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

into technologies that could actually impact people.

để có thể tác động đến tất cả mọi người.

And the reason is, these nanomaterials --

Và lý do là, những vật liệu nano này

they're like a double-edged sword.

giống như một con dao 2 lưỡi vậy.

The same thing that makes them so interesting --

Cũng là điều làm cho chúng thật thú vị--

their small size --

kích cỡ nhỏ --

also makes them impossible to work with.

cũng khiến chúng khó có thể làm việc cùng được.

Đúng nghĩa đen là cố tạc một bức tượng từ một đống bụi.

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.

Và chúng tôi không có dụng cụ đủ nhỏ để làm việc với chúng.

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

Nhưng nếu có thì cũng không quan trọng,

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

vì ta không thể lần lượt gắn hàng triệu hạt vào nhau

to build a technology.

để tạo ra 1 công nghệ.

So because of that,

Vì lẽ đó nên,

mọi lời hứa and mọi sự háo hức

all of the promise and all of the excitement

đều chỉ còn lại là: lời hứa và sự háo hức.

has remained just that: promise and excitement.

We don't have any disease-fighting nanobots,

Ta không có bất cứ robot chữa bệnh siêu nhỏ nào

there's no elevators to space,

không có thang máy nào lên vũ trụ

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

và thứ mà tôi quan tâm nhất, không có kiểu máy tính nào mới cả.

Điều cuối cùng đó, đó là một thứ rất quan trọng.

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

We just have come to expect

Chúng ta vừa hy vọng rằng

tốc độ phát triển của tin học sẽ phát triển không ngừng.

the pace of computing advancements to go on indefinitely.

We've built entire economies on this idea.

Ta đã xây dựng cả một nền kinh tế dựa trên ý tưởng này

And this pace exists

Và tốc độ này tồn tại là

because of our ability to pack more and more devices

bởi khả năng thêm nhiều công cụ

onto a computer chip.

vào trong con chip máy tính.

And as those devices get smaller,

Và những công cụ đó trở nên nhỏ hơn,

they get faster, they consume less power

nhanh hơn, tiêu thụ ít năng lượng hơn

and they get cheaper.

và rẻ hơn.

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

Và chính sự hội tụ đó tạo cho ta tốc độ tuyệt vời này.

As an example:

Lấy ví dụ như:

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

nếu tôi có một máy tính to bằng căn phòng mà đã đưa ba người lên mặt trăng và trở về

and somehow compressed it --

và bằng cách nào đó nén nó lại --

compressed the world's greatest computer of its day,

nén lại chiếc máy tính tuyệt nhất thời đại đó

so it was the same size as your smartphone --

để chỉ còn bằng kích cỡ smartphone của bạn --

your actual smartphone,

chiếc smartphone thật

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

thứ mà bạn tiêu 300 đô và vứt đi sau 2 năm,

would blow this thing away.

sẽ thổi bay cái máy tính này.

You would not be impressed.

Bạn sẽ không bị ấn tượng.

It couldn't do anything that your smartphone does.

Nó không thể làm thứ gì như smartphone của bạn.

It would be slow,

Nó sẽ chậm,

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

bạn không thể lưu trữ thứ gì,

bạn có thể xem được hai phút đầu

you could possibly get through the first two minutes

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

của một tập phim "Walking Dead" nếu may mắn

(Laughter)

(Cười)

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

Vấn đề là quá trình -- nó không từ từ.

The progress is relentless.

Quá trình sẽ liên tục.

It's exponential.

Nó sẽ nhân dần lên.

It compounds on itself year after year,

Nó sẽ tự phức tạp sau mỗi năm,

to the point where if you compare a technology

đến lúc mà khi bạn so sánh công nghệ

from one generation to the next,

của một thế hệ và hậu thân của nó,

they're almost unrecognizable.

chúng sẽ khác nhau hoàn toàn.

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

Và chúng ta có trách nhiệm duy trì quá trình này.

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

Ta muốn nói điều tương tự sau 10, 20, 20 năm rằng:

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

hãy nhìn thứ ta đã làm được trong 30 năm qua.

Yet we know this progress may not last forever.

Nhưng ta biết quá trình này có thể không tồn tại mãi.

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

Thực tế, nó dường như đang đi xuống.

Giống như "chầu rượu cuối", phải không ?

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

If you look under the covers,

Nếu bạn để ý,

qua những số đo về tốc độ và hiệu suất,

by many metrics like speed and performance,

the progress has already slowed to a halt.

quá trình này đã từ từ tạm dừng lại.

So if we want to keep this party going,

Vậy nếu ta muốn bữa tiệc tiếp tục,

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

ta cần phải làm những điều mà ta có thể,

and that is to innovate.

và đó là đổi mới.

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

Vậy vai trò và nhiệm vụ của nhóm tôi

is to innovate by employing carbon nanotubes,

là đổi mới bằng việc sử dụng ống nano carbon,

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

vì chúng tôi nghĩ chúng sẽ mở ra một lối đi để tiếp tục tốc độ này.

They are just like they sound.

Chúng giống hệt như tên gọi.

They're tiny, hollow tubes of carbon atoms,

Đó là những ống rỗng siêu nhỏ từ nguyên tử carbon.

and their nanoscale size, that small size,

và kích cỡ nano của chúng, cỡ nhỏ đó.

gives rise to these just outstanding electronic properties.

sẽ giúp nâng cao những tính chất điện tử nổi bật.

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

Và khoa học nói rằng nếu ta có thể sử dụng chúng trong tin học,

ta có thể thấy được sự cải thiện hiệu suất gấp 10 lần.

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

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

Giống như nhảy cóc vài thế hệ kỹ thuật chỉ qua một bước.

So there we have it.

Vậy đó.

Ta có vấn đề rất quan trọng này

We have this really important problem

và ta đưa ra cơ bản là một giải pháp hợp lý.

and we have what is basically the ideal solution.

The science is screaming at us,

Khoa học đang hét vào ta và nói,

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

" Đây là điều bạn nên làm để giải quyết vấn đề."

So, all right, let's get started,

Vậy, được thôi, hãy bắt đầu,

hãy làm nào.

let's do this.

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

Nhưng bạn lại vừa chạy vào lưỡi phải của con dao đó.

"giải pháp hợp lý" này bao gồm một vật liệu ta không thể làm việc cùng.

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

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

Tôi đã phải sắp xếp hàng tỉ thứ đó để làm một con chip máy tính duy nhất.

Vẫn là câu đố đó, vẫn là vấn đề nan giải đó.

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

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

Tới lúc này, ta nói, "Hãy dừng lại.

Let's not go down that same road.

Hãy đừng đi vào con đường cũ đó.

Let's just figure out what's missing.

Hãy tìm hiểu xem điều gì còn thiếu.

What are we not dealing with?

Ta đang không đối diện với thứ gì?

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

Điều gì nhẽ ra đã cần được làm?"

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

Giống như phim "Bố Già", phải không ?

When Fredo betrays his brother Michael,

Khi Fredo phản bội em trai Michael,

we all know what needs to be done.

ta đều biết việc gì cần phải làm.

Fredo's got to go.

Fredo phải biến mất.

(Laughter)

(Cười)

But Michael -- he puts it off.

Nhưng Michael -- anh ta bỏ qua.

Fine, I get it.

Rồi, tôi hiểu.

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

Mẹ của họ vẫn còn sống, điều đó sẽ làm bà ấy bực.

We just said,

Ta vừa nói,

"What's the Fredo in our problem?"

"Fredo trong vấn đề của ta là gì ?"

Ta đang không đối diện với điều gì?

What are we not dealing with?

What are we not doing,

Điều gì ta đã không làm,

nhưng cần làm xong để thành công?

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

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

Và câu trả lời là bức tượng phải tự xây bản thân nó.

We have to find a way, somehow,

Chúng ta cần tìm một cách,

to compel, to convince billions of these particles

để trói buộc, thuyết phục hàng tỉ các hạt

to assemble themselves into the technology.

tự tập hợp lại thành công nghệ.

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

Ta không thể làm hộ chúng, chúng phải tự làm

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

Và đó là cách khó, và không hề tầm thường,

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

nhưng trong trường hợp này, đó là cách duy nhất.

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

Giờ, hoá ra thì, đây không phải là một vấn đề xa lạ.

We just don't build anything this way.

Ta chỉ không tạo ra thứ gì theo cách này.

People don't build anything this way.

Mọi người không xây dựng bất cứ thứ gì theo cách này.

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

Nhưng nếu bạn nhìn quanh -- sẽ thấy ví dụ ở mọi nơi --

Mother Nature builds everything this way.

Mẹ thiên nhiên xây dựng mọi thứ theo cách này.

Everything is built from the bottom up.

Mọi thứ đều được xây dựng từ dưới lên.

You can go to the beach,

Bạn có thể ra biển,

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

bạn sẽ tìm thấy những sinh vật đơn giản dùng proterin --

basically molecules --

còn là các nguyên tử --

để dùng những hạt cát đơn thuần,

to template what is essentially sand,

chỉ lấy từ đại dương

just plucking it from the sea

and building these extraordinary architectures with extreme diversity.

và xây nên những kiến trúc phi thường với vô vàn đa dạng.

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

Và Tự Nhiên không thô sơ, vụng về như chúng ta.

She's elegant and smart,

Cô ấy thanh lịch và thông minh,

building with what's available, molecule by molecule,

xây với những gì có sẵn, từng phân tử một,

tạo nên các kết cấu phức tạp

making structures with a complexity

and a diversity that we can't even approach.

và sự đa dạng mà ta không thể với tới.

And she's already at the nano.

Và cô ấy đã ở mức nano.

Cô ấy đã tồn tại hàng trăm triệu năm.

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

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

Chúng ta là những kẻ đến muộn.

Nên ta quyết định rằng sẽ dùng những công cụ giống như thiên nhiên dùng,

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

and that's chemistry.

và đó là hoá học.

Hoá học là công cụ còn thiếu.

Chemistry is the missing tool.

And chemistry works in this case

Và hoá học có tác dụng trong trường hợp này

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

vì những vật kích thước nano có cùng cỡ với những phân tử,

so we can use them to steer these objects around,

nên ta có thể dùng hoá học để dẫn chúng đi xung quanh,

giống như một công cụ.

much like a tool.

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

Đó chính là thứ được làm trong phòng lab.

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

Chúng tôi phát triển hoá học mà đi vào đống bụi,

vào trong đống hạt nano,

into the pile of nanoparticles,

and pulls out exactly the ones we need.

và lấy ra chính xác những gì chúng tôi cần.

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

Sau đó chúng tôi dùng hoá học để sắp xếp, theo nghĩa đen, hàng tỉ hạt

into the pattern we need to build circuits.

thành khuôn mẫu chúng tôi dùng để làm mạch điện.

And because we can do that,

Và vì có thể làm thế,

we can build circuits that are many times faster

Chúng tôi tạo mạch nhanh hơn rất nhiều lần

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

so với những gì mọi người có thể làm với vật liệu nano ngày trước.

Chemistry's the missing tool,

Hoá học là công cụ còn thiếu,

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

và mỗi ngày công cụ của chúng tôi càng sắc bén và chính xác hơn.

And eventually --

Và cuối cùng--

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

và chúng tôi hy vọng chỉ trong một vài năm nữa --

we can deliver on one of those original promises.

chúng tôi có thể đáp ứng một trong những lời hứa ban đầu

Now, computing is just one example.

Giờ, tin học chỉ là một ví dụ.

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

Đó là cái mà tôi quan tâm, và nhóm của tôi đầu tư vào,

but there are others in renewable energy, in medicine,

nhưng còn những thứ khác trong năng lượng tái sinh, trong y học,

in structural materials,

trong vật liệu kết cấu,

lĩnh vực mà khoa học sẽ nói bạn đi theo hướng nano.

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

Để có lợi ích lớn nhất.

That's where the biggest benefit is.

But if we're going to do that,

Nhưng nếu định làm điều đó,

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

các nhà khoa học hôm nay và ngày mai sẽ cần những công cụ mới --

tools just like the ones I described.

công cụ giống như cái tôi vừa miêu tả.

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

Và họ sẽ cần hoá học. Đó là chìa khóa.

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

Vẻ đẹp của khoa học là khi bạn phát triển những công cụ mới này,

they're out there.

chúng sẽ ở ngoài kia.

They're out there forever,

Ở ngoài kia mãi mãi,

and anyone anywhere can pick them up and use them,

và ai ở đâu cũng có thể tiếp cận và sử dụng chúng,

and help to deliver on the promise of nanotechnology.

và giúp đáp ứng những lời hứa của công nghệ nano

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

Cảm ơn vì đã lắng nghe. Tôi rất cảm kích.

(Vỗ Tay)

(Applause)