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

Translator: Hồng Khánh Lê Reviewer: skull skittle

I'd like to introduce you to an emerging area of science,

Tôi xin giới thiệu một lĩnh vực khoa học nổi bật,

one that is still speculative but hugely exciting,

chỉ mới hình thành ở mức độ lý thuyết nhưng vô cùng gây phấn khích,

and certainly one that's growing very rapidly.

và chắc chắn là một lĩnh vực đang lớn mạnh rất nhanh.

Quantum biology asks a very simple question:

Đó là sinh học lượng tử với câu hỏi rất đơn giản :

Does quantum mechanics --

Có phải cơ học lượng tử --

that weird and wonderful and powerful theory

một lý thuyết kỳ dị, tuyệt vời và mạnh mẽ

of the subatomic world of atoms and molecules

về thế giới bên trong của nguyên tử và phân tử

that underpins so much of modern physics and chemistry --

trở thành nền móng cho vật lý và hóa học hiện đại --

also play a role inside the living cell?

cũng giữ vai trò bên trong tế bào sống?

In other words: Are there processes, mechanisms, phenomena

Nói cách khác: có phải có những quy trình, cơ chế, hiện tượng

in living organisms that can only be explained

trong các tổ chức sống có thể được giải thích

with a helping hand from quantum mechanics?

với sự giúp đỡ của cơ học lượng tử?

Now, quantum biology isn't new;

Nay, sinh lượng tử không còn mới;

it's been around since the early 1930s.

nó đã có từ đầu thập niên 1930.

But it's only in the last decade or so that careful experiments --

Nhưng chỉ khoảng thập niên trước hay gần đó mới có thử nghiệm nghiêm túc--

in biochemistry labs, using spectroscopy --

trong các phòng thí nghiệm hóa sinh, dùng quang phổ--

have shown very clear, firm evidence that there are certain specific mechanisms

các thí nghiệm này cho bằng chứng rõ ràng rằng có những cơ chế đặc biệt

that require quantum mechanics to explain them.

cần sự giải thích nhờ vào cơ học lượng tử.

Quantum biology brings together quantum physicists, biochemists,

Ngành sinh lượng tử quy tụ các nhà vật lý lượng tử, sinh học,

molecular biologists -- it's a very interdisciplinary field.

sinh học phân tử -- đó là một lĩnh vực đa chuyên môn.

I come from quantum physics, so I'm a nuclear physicist.

Chuyên môn của tôi là vật lý lượng tử, và tôi là nhà vật lý hạt nhân.

I've spent more than three decades

Tôi đã trải qua hơn 3 thập kỷ

trying to get my head around quantum mechanics.

để nghiên cứu về cơ học lượng tử.

One of the founders of quantum mechanics, Niels Bohr,

Một trong những ông tổ cơ học lượng tử, Neils Bohr,

said, If you're not astonished by it, then you haven't understood it.

nói : nếu bạn không ngạc nhiên về lượng tử, đó là do bạn chưa hiểu.

So I sort of feel happy that I'm still astonished by it.

Tôi cảm thấy hạnh phúc vì vẫn còn ngạc nhiên về lượng tử.

That's a good thing.

Đó là dấu hiệu tốt.

But it means I study the very smallest structures in the universe --

Tôi vẫn ngạc nhiên khi được nghiên cứu về chính cấu trúc nhỏ nhất trong vũ trụ--

the building blocks of reality.

đơn vị nhỏ nhất của vạn vật.

If we think about the scale of size,

Nếu ta nghĩ về tỉ lệ độ lớn,

start with an everyday object like the tennis ball,

thì hãy bắt đầu với vật thường ngày như quả bóng tennis,

and just go down orders of magnitude in size --

và nhỏ dần xuống theo thang kích cỡ --

from the eye of a needle down to a cell, down to a bacterium, down to an enzyme --

từ lỗ kim đến tế bào, xuống đến vi khuẩn, rồi đến enzyme--

you eventually reach the nano-world.

cuối cùng bạn đến thế giới nano.

Now, nanotechnology may be a term you've heard of.

'Công nghệ nano' có thể là một thuật ngữ bạn đã nghe.

A nanometer is a billionth of a meter.

Một nanomet là một phần tỷ mét.

My area is the atomic nucleus, which is the tiny dot inside an atom.

Lĩnh vực của tôi là hạt nhân nguyên tử, đó là một chấm bé xíu trong một nguyên tử.

It's even smaller in scale.

Nó nhỏ quá nên không có ở bảng xếp hạng.

This is the domain of quantum mechanics,

Đó là một lĩnh vực của cơ học lượng tử,

and physicists and chemists have had a long time

và các nhà vật lý và hóa học đã có một thời gian dài

to try and get used to it.

để thử và làm quen với nó.

Biologists, on the other hand, have got off lightly, in my view.

Thế mà, theo cách nhìn của tôi, các nhà sinh vật học lại không quan tâm.

They are very happy with their balls-and-sticks models of molecules.

Hay là do họ quá hãnh diện về các mô hình phân tử của họ.

(Laughter)

(Cười)

The balls are the atoms, the sticks are the bonds between the atoms.

Các viên bi là nguyên tử, các que nối là liên kết các nguyên tử.

And when they can't build them physically in the lab,

Khi không thể thiết kế chúng ở phòng thí nghiệm,

nowadays, they have very powerful computers

thì ngày nay, họ có các máy vi tính rất mạnh

that will simulate a huge molecule.

để làm mô phỏng phân tử phức tạp.

This is a protein made up of 100,000 atoms.

Đây là một phân tử protein được hình thành từ 100.000 nguyên tử.

It doesn't really require much in the way of quantum mechanics to explain it.

Để giải thích về nó, người ta không cần nhiều lý thuyết cơ lượng tử.

Quantum mechanics was developed in the 1920s.

Cơ học lượng tử đã phát triển vào thập niên 1920.

It is a set of beautiful and powerful mathematical rules and ideas

Nó là một bộ quy tắc toán rất đẹp và mạnh mẽ và là những khái niệm

that explain the world of the very small.

để giải thích thế giới vô cùng bé nhỏ.

And it's a world that's very different from our everyday world,

Đó là một thế giới rất khác với thế giới hàng ngày của chúng ta,

made up of trillions of atoms.

được làm từ tỷ tỷ nguyên tử.

It's a world built on probability and chance.

Còn thế giới lượng tử thì được xây dựng trên xác suất và sự may rủi.

It's a fuzzy world.

Đó là một thế giới mơ hồ.

It's a world of phantoms,

Đó là một thế giới ma quái,

where particles can also behave like spread-out waves.

nơi đó các hạt có thể vận hành như sóng lan truyền.

If we imagine quantum mechanics or quantum physics, then,

Nếu chúng ta tưởng tượng cơ học lượng tử hay vật lý lượng tử

as the fundamental foundation of reality itself,

như nền tảng căn bản của chính vạn vật,

then it's not surprising that we say

thì sẽ không ngạc nhiên khi ta nói

quantum physics underpins organic chemistry.

vật lý lượng tử là trụ đỡ cho hóa học hữu cơ.

After all, it gives us the rules that tell us

Sau cùng, nó cho ta quy luật để giải thích

how the atoms fit together to make organic molecules.

cách các nguyên tử kết với nhau để tạo phân tử hữu cơ.

Organic chemistry, scaled up in complexity,

Hóa học hữu cơ, phát triển rất phức tạp,

gives us molecular biology, which of course leads to life itself.

cho chúng ta ngành sinh học phân tử, chuyên nghiên cứu về sự sống.

So in a way, it's sort of not surprising.

Thật ra, nó không gây ngạc nhiên.

It's almost trivial.

Nó bình thường đến mức

You say, "Well, of course life ultimately must depend of quantum mechanics."

bạn nói, "Đương nhiên, sự sống phải phụ thuộc vào cơ học lượng tử."

But so does everything else.

Nhưng mọi thứ khác cũng vậy.

So does all inanimate matter, made up of trillions of atoms.

Các chất vô cơ cũng vậy, được làm từ tỷ tỷ nguyên tử.

Ultimately, there's a quantum level

Vậy có một môi trường lượng tử

where we have to delve into this weirdness.

ở đó ta phải tìm hiểu đặc tính kỳ lạ này.

But in everyday life, we can forget about it.

Nhưng thường ngày, ta hay quên thế giới lượng tử.

Because once you put together trillions of atoms,

Vì một khi bạn kết nối tỷ tỷ nguyên tử lại,

that quantum weirdness just dissolves away.

thì tính kỳ lạ của lượng tử liền biến mất.

Quantum biology isn't about this.

Sinh học lượng tử không liên quan đến điều đó.

Quantum biology isn't this obvious.

Sinh học lượng tử không rõ ràng như vậy.

Of course quantum mechanics underpins life at some molecular level.

Đương nhiên cơ học lượng tử là trụ cột của sự sống ở mức độ phân tử.

Quantum biology is about looking for the non-trivial --

Sinh học lượng tử tìm kiếm cái không bình thường --

the counterintuitive ideas in quantum mechanics --

ý tưởng chống trực giác trong cơ học lượng tử--

and to see if they do, indeed, play an important role

để xem liệu chúng có thực sự giữ một vai trò quan trọng

in describing the processes of life.

trong việc mô tả các quy trình sự sống.

Here is my perfect example of the counterintuitiveness

Đây là ví dụ hoàn hảo của tôi về việc chống lại trực giác

of the quantum world.

của thế giới lượng tử.

This is the quantum skier.

Gã lượng tử trượt tuyết.

He seems to be intact, he seems to be perfectly healthy,

Anh ta có vẻ còn nguyên, hoàn toàn bình an,

and yet, he seems to have gone around both sides of that tree at the same time.

dù ta thấy hai vết đường trượt của hai chân anh ta đi hai bên cây.

Well, if you saw tracks like that

Nếu bạn thấy vết trượt như thế

you'd guess it was some sort of stunt, of course.

dĩ nhiên, bạn sẽ nói đó là trò kỹ xảo.

But in the quantum world, this happens all the time.

Nhưng trong thế giới lượng tử, điều đó luôn xảy ra.

Particles can multitask, they can be in two places at once.

Các hạt có thể có đa chức năng, chúng có thể ở hai nơi cùng lúc.

They can do more than one thing at the same time.

Chúng có thể làm nhiều việc tại cùng thời điểm.

Particles can behave like spread-out waves.

Các hạt có thể vận hành như là sóng lan truyền.

It's almost like magic.

Thật là ma thuật.

Physicists and chemists have had nearly a century

Các nhà vật lý và nhà hóa học đã có gần một thế kỷ

of trying to get used to this weirdness.

để tập quen với tính kỳ lạ này.

I don't blame the biologists

Tôi không trách nhà sinh học

for not having to or wanting to learn quantum mechanics.

khi họ không muốn học cơ học lượng tử.

You see, this weirdness is very delicate;

Bạn thấy đó, tính kỳ lạ này rất khó giữ;

and we physicists work very hard to maintain it in our labs.

với chúng tôi, nhà vật lý, không dễ để giữ được nó trong các phòng thí nghiệm.

We cool our system down to near absolute zero,

Chúng tôi làm lạnh hệ thống đến nhiệt độ zero tuyệt đối,

we carry out our experiments in vacuums,

chúng tôi để trong chân không,

we try and isolate it from any external disturbance.

chúng tôi thử và tách biệt nó khỏi mọi nhiễu loạn bên ngoài.

That's very different from the warm, messy, noisy environment of a living cell.

Nó không chấp nhận môi trường ấm, lộn xộn, ồn ào của tế bào sống.

Biology itself, if you think of molecular biology,

Chính ngành sinh học, nếu bạn nghĩ về sinh học phân tử,

seems to have done very well in describing all the processes of life

dường như đã làm rất tốt trong việc mô tả tất cả quy trình cuộc sống

in terms of chemistry -- chemical reactions.

theo cách nói của hóa học-- đó là phản ứng hóa học.

And these are reductionist, deterministic chemical reactions,

Đây là những phản ứng hóa học không thể khác được và đơn giản hóa,

showing that, essentially, life is made of the same stuff as everything else,

chúng chỉ ra rằng, về cơ bản, sự sống được làm từ cùng chất liệu như mọi thứ khác,

and if we can forget about quantum mechanics in the macro world,

và nếu ta có thể quên cơ học lượng tử ở thế giới vật lý vĩ mô

then we should be able to forget about it in biology, as well.

thì ta cũng nên quên nó trong ngành sinh học.

Well, one man begged to differ with this idea.

Một người phản đối ý tưởng này.

Erwin Schrödinger, of Schrödinger's Cat fame,

Erwin Schrödinger, tác giả ý tưởng "con mèo của Schrödinger" nổi tiếng,

was an Austrian physicist.

là một nhà vật lý người Úc.

He was one of the founders of quantum mechanics in the 1920s.

Ông là một trong những vị sáng lập cơ học lượng tử thập niên 1920.

In 1944, he wrote a book called "What is Life?"

Năm 1944, ông viết quyển sách tựa đề "Sự sống là gì?"

It was tremendously influential.

Sách có ảnh hưởng rất lớn.

It influenced Francis Crick and James Watson,

Nó ảnh hưởng Francis Crick và James Watson,

the discoverers of the double-helix structure of DNA.

những người tìm ra cấu trúc chuỗi xoắn kép của ADN.

To paraphrase a description in the book, he says:

Để diễn giải một mô tả trong quyển sách, ông viết:

At the molecular level, living organisms have a certain order,

Ở mức độ phân tử, các cơ thể sống có một trật tự nhất định,

a structure to them that's very different

một cấu trúc rất khác biệt

from the random thermodynamic jostling of atoms and molecules

so với sự hỗn loạn ngẫu nhiên do nhiệt của nguyên tử và phân tử

in inanimate matter of the same complexity.

trong vật không sự sống có cùng mức độ phức tạp.

In fact, living matter seems to behave in this order, in a structure,

Thật vậy, cơ thể sống dường như vận hành theo trật tự này, trong cấu trúc,

just like inanimate matter cooled down to near absolute zero,

chỉ giống vật thể không sự sống ở việc lạnh dần đến độ 0 tuyệt đối,

where quantum effects play a very important role.

nơi các ảnh hưởng lượng tử giữ vai trò rất lớn.

There's something special about the structure -- the order --

Có vài thứ đặc biệt về cấu trúc--trật tự--

inside a living cell.

bên trong tế bào sống.

So, Schrödinger speculated that maybe quantum mechanics plays a role in life.

Schrödinger cho rằng có thể cơ học lượng tử giữ một vai trò trong sự sống.

It's a very speculative, far-reaching idea,

Đó là một ý tưởng táo bạo và có ảnh hưởng rộng lớn,

and it didn't really go very far.

và nó không đi được xa.

But as I mentioned at the start,

Nhưng như tôi trình bày lúc đầu,

in the last 10 years, there have been experiments emerging,

trong 10 năm vừa qua, đã có những thử nghiệm nổi bật,

showing where some of these certain phenomena in biology

chỉ ra nơi mà ở đó một số hiện tượng trong sinh học

do seem to require quantum mechanics.

dường như cần đến cơ học lượng tử.

I want to share with you just a few of the exciting ones.

Tôi muốn chia sẻ với bạn một vài trường hợp thú vị.

This is one of the best-known phenomena in the quantum world,

Đây là một trong những hiện tượng nổi tiếng nhất trong thế giới lượng tử :

quantum tunneling.

đường hầm lượng tử.

The box on the left shows the wavelike, spread-out distribution

Hộp bên trái cho thấy sự truyền dạng sóng và lan rộng

of a quantum entity -- a particle, like an electron,

của một thực thể lượng tử -- một hạt, như là hạt electron,

which is not a little ball bouncing off a wall.

hạt này không như quả bóng dội lên tường.

It's a wave that has a certain probability of being able to permeate

Nó là một dạng sóng với một xác suất nào đó có khả năng thẩm thấu

through a solid wall, like a phantom leaping through to the other side.

xuyên qua bức tường rắn, như một bóng ma xuyên qua phía bên kia tường.

You can see a faint smudge of light in the right-hand box.

Bạn có thể thấy một vệt ánh sáng mờ bên hộp phải.

Quantum tunneling suggests that a particle can hit an impenetrable barrier,

Đường hầm lượng tử gợi ý rằng một hạt có thể đập một rào chắn không thể xuyên,

and yet somehow, as though by magic,

và theo cách nào đó, như là ảo thuật,

disappear from one side and reappear on the other.

nó biến mất khỏi bên này và xuất hiện ở bên kia.

The nicest way of explaining it is if you want to throw a ball over a wall,

Cách giải thích thú vị nhất là nếu bạn muốn ném quả bóng qua tường,

you have to give it enough energy to get over the top of the wall.

bạn phải cho nó đủ năng lượng để vượt qua mép trên của tường.

In the quantum world, you don't have to throw it over the wall,

Trong thế giới lượng tử,bạn không cần phải ném nó cao hơn tường

you can throw it at the wall, and there's a certain non-zero probability

bạn có thể ném nó vào tường, khi đó có một xác suất khác không

that it'll disappear on your side, and reappear on the other.

để nó biến mất ở phía của bạn, và xuất hiện ở phía bên kia.

This isn't speculation, by the way.

Đây không phải là suy đoán.

We're happy -- well, "happy" is not the right word --

Đây là niềm hạnh phúc -- À không, từ "hạnh phúc" không dùng đúng--

(Laughter)

(Cười)

we are familiar with this.

Chúng ta quen miệng nói từ này.

(Laughter)

(Cười)

Quantum tunneling takes place all the time;

Hầm lượng tử luôn hiện hữu;

in fact, it's the reason our Sun shines.

thực ra, nó tạo nguồn sáng trong mặt trời.

The particles fuse together,

Các hạt hợp nhất lại,

and the Sun turns hydrogen into helium through quantum tunneling.

và mặt trời chuyển hydro thành hêli thông qua hầm lượng tử.

Back in the 70s and 80s, it was discovered that quantum tunneling also takes place

Quay lại thập niên 70 và 80, người ta phát hiện hầm lượng tử cũng xảy ra

inside living cells.

trong tế bào sống.

Enzymes, those workhorses of life, the catalysts of chemical reactions --

Các enzyme, nhân tố giữ sự sống, chất xúc tác của phản ứng hóa học --

enzymes are biomolecules that speed up chemical reactions in living cells,

chúng là phân tử sinh học thúc đẩy các phản ứng hóa học trong tế bào sống,

by many, many orders of magnitude.

bằng rất nhiều lệnh quan trọng.

And it's always been a mystery how they do this.

Và đó luôn là một bí ẩn để hiểu chúng làm điều đó thế nào.

Well, it was discovered

Điều đó đã được tìm thấy:

that one of the tricks that enzymes have evolved to make use of,

một trong những chiêu mà enzyme phát triển để dùng,

is by transferring subatomic particles, like electrons and indeed protons,

là chuyển các hạt hạ nguyên tử, như hạt electron và nhất là hạt proton,

from one part of a molecule to another via quantum tunneling.

từ một phần của phân tử đến một phần khác thông qua hầm lượng tử.

It's efficient, it's fast, it can disappear --

Nó rất hiệu quả và nhanh, nó có thể biến mất --

a proton can disappear from one place, and reappear on the other.

hạt proton có thể biến mất khỏi nơi này, và xuất hiện ở nơi khác.

Enzymes help this take place.

Enzyme giúp cho điều đó xảy ra.

This is research that's been carried out back in the 80s,

Đây là nghiên cứu được thực hiện lại vào thập niên 80,

particularly by a group in Berkeley, Judith Klinman.

bởi một nhóm ở Berkeley, nhóm của Judith Klinman.

Other groups in the UK have now also confirmed

Các nhóm khác ở Anh cũng đã xác nhận

that enzymes really do this.

hiện tượng này ở các enzyme.

Research carried out by my group --

Nghiên cứu thực hiện bởi nhóm của tôi --

so as I mentioned, I'm a nuclear physicist,

như tôi đã trình bày, tôi là nhà vật lý nguyên tử,

but I've realized I've got these tools of using quantum mechanics

nhưng tôi nghĩ tôi có những công cụ để sử dụng cơ học lượng tử

in atomic nuclei, and so can apply those tools in other areas as well.

trong nhân nguyên tử, và như vậy tôi cũng có thể áp dụng cho các lĩnh vực khác.

One question we asked

Một câu hỏi chúng tôi đặt ra

is whether quantum tunneling plays a role in mutations in DNA.

là liệu hầm lượng tử có vai trò trong sự biến đổi của ADN.

Again, this is not a new idea; it goes all the way back to the early 60s.

một lần nữa, đây không phải là ý tưởng mới; mà quay lại đầu thập niên 60.

The two strands of DNA, the double-helix structure,

Hai bờ mép của ADN, cấu trúc xoắn kép,

are held together by rungs; it's like a twisted ladder.

được giữ với nhau bởi các thanh ngang; như một thang xoắn.

And those rungs of the ladder are hydrogen bonds --

Và các thanh ngang của thang xoắn này là các liên kết hydro --

protons, that act as the glue between the two strands.

proton, có chức năng kết nối hai đường dài hai bên.

So if you zoom in, what they're doing is holding these large molecules --

Vậy nếu bạn phóng lớn, bạn sẽ thấy chúng giữ các phân tử lớn --

nucleotides -- together.

nucleotide -- lại với nhau.

Zoom in a bit more.

Hãy phóng lớn tí nữa.

So, this a computer simulation.

Vậy, đây là mô phỏng trên máy tính.

The two white balls in the middle are protons,

Hai viên bi trắng ở giữa là hạt proton,

and you can see that it's a double hydrogen bond.

và bạn có thể thấy đó là liên kết hydro kép.

One prefers to sit on one side; the other, on the other side

Gốc của liên kết này đặt ở một bên; liên kết kia có gốc ở phía kia

of the two strands of the vertical lines going down, which you can't see.

của hai mép dài của đường thẳng đứng hướng xuống mà bạn không thấy.

It can happen that these two protons can hop over.

Đôi khi hai proton này nhảy lên.

Watch the two white balls.

Hãy nhìn hai viên bi trắng.

They can jump over to the other side.

Chúng có thể nhảy đến phía kia.

If the two strands of DNA then separate, leading to the process of replication,

Nếu hai đường bên của ADN tách ra, dẫn đến quá trình tái tạo,

and the two protons are in the wrong positions,

và hai proton rơi sai vị trí,

this can lead to a mutation.

điều đó có thể dẫn đến đột biến.

This has been known for half a century.

Điều này được biết đến nửa thế kỷ nay.

The question is: How likely are they to do that,

Câu hỏi là : làm sao mà điều đó xảy ra được,

and if they do, how do they do it?

nếu xảy ra, chúng xảy ra như thế nào?

Do they jump across, like the ball going over the wall?

Chúng nhảy ngang qua, như là bóng nhảy qua tường?

Or can they quantum-tunnel across, even if they don't have enough energy?

Hay chúng đi ngang qua hầm lượng tử, ngay cả khi không có đủ năng lượng?

Early indications suggest that quantum tunneling can play a role here.

Dấu hiệu ban đầu cho thấy hầm lượng tử có thể giữ vai trò ở đây.

We still don't know yet how important it is;

Chúng tôi chưa biết nó quan trọng mức nào;

this is still an open question.

đó vẫn là câu hỏi chưa có lời đáp.

It's speculative,

Đó là là suy đoán,

but it's one of those questions that is so important

nhưng đó là một trong những câu hỏi rất quan trọng

that if quantum mechanics plays a role in mutations,

mà nếu cơ học lượng tử giữ vai trò trong đột biến,

surely this must have big implications,

thì chắc chắn sẽ có những hệ quả lớn lao,

to understand certain types of mutations,

để hiểu những dạng của đột biến,

possibly even those that lead to turning a cell cancerous.

thậm chí có thể tác động đến tế bào ung thư.

Another example of quantum mechanics in biology is quantum coherence,

Một ví dụ khác của cơ học lượng tử trong sinh học là cố kết lượng tử,

in one of the most important processes in biology,

một trong các quy trình sinh học quan trọng nhất,

photosynthesis: plants and bacteria taking sunlight,

là quan hợp: cây và vi khuẩn hấp thu ánh sáng,

and using that energy to create biomass.

và dùng năng lượng đó để tạo sinh khối.

Quantum coherence is the idea of quantum entities multitasking.

Cố kết lượng tử là ý tưởng về các thực thể lượng tử đa nhiệm.

It's the quantum skier.

Người lượng tử trượt tuyết.

It's an object that behaves like a wave,

Đó là một khách thể có tính chất như sóng,

so that it doesn't just move in one direction or the other,

nó không chỉ di chuyển trong hướng này hay hướng khác,

but can follow multiple pathways at the same time.

nó còn có thể theo nhiều hướng khác nhau tại một thời điểm.

Some years ago, the world of science was shocked

Cách đây vài năm, giới khoa học bị sốc

when a paper was published showing experimental evidence

khi một bài báo được đăng về một bằng chứng thực nghiệm

that quantum coherence takes place inside bacteria,

rằng cố kết lượng tử xảy ra trong vi khuẩn,

carrying out photosynthesis.

lúc thực hiện quan hợp.

The idea is that the photon, the particle of light, the sunlight,

Ý tưởng này : photon, hạt ánh sáng, ánh sáng mặt trời,

the quantum of light captured by a chlorophyll molecule,

lượng tử của ánh sáng được hấp thu bởi phân tử diệp lục,

is then delivered to what's called the reaction center,

rồi được giải phóng đến nơi gọi là trung tâm phản ứng,

where it can be turned into chemical energy.

ở đó nó được biến đổi ra năng lượng hóa học.

And in getting there, it doesn't just follow one route;

Và khi đến đó, nó không chỉ đi theo một đường;

it follows multiple pathways at once,

nó đi theo nhiều đường cùng một lúc,

to optimize the most efficient way of reaching the reaction center

để tối ưu hóa cách đến được trung tâm phản ứng

without dissipating as waste heat.

mà không lãng phí năng lượng nhiệt.

Quantum coherence taking place inside a living cell.

Cố kết lượng tử xảy ra trong tế bào sống.

A remarkable idea,

Một ý tưởng đáng chú ý,

and yet evidence is growing almost weekly, with new papers coming out,

và bằng chứng đang tăng theo tuần, với những bài báo mới được xuất bản,

confirming that this does indeed take place.

khẳng định cố kết lượng tử thật sự tồn tại.

My third and final example is the most beautiful, wonderful idea.

Ví dụ thứ 3 và là cuối cùng của tôi: ý tưởng đẹp nhất và tuyệt vời nhất.

It's also still very speculative, but I have to share it with you.

Đó cũng là phỏng đoán, nhưng tôi phải chia sẻ với bạn.

The European robin migrates from Scandinavia

Loài chim robin châu Âu từ Scandinavia

down to the Mediterranean, every autumn,

xuống tới Địa Trung Hải, vào mùa thu,

and like a lot of other marine animals and even insects,

và rất thích ăn sinh vật biển và cả côn trùng,

they navigate by sensing the Earth's magnetic field.

chúng định hướng bay nhờ cảm được từ trường của Trái Đất.

Now, the Earth's magnetic field is very, very weak;

Nhưng từ trường của Trái Đất thì rất yếu;

it's 100 times weaker than a fridge magnet,

nó kém 100 lần so với nam châm gắn tủ lạnh

and yet it affects the chemistry -- somehow -- within a living organism.

nhưng bằng cách nào đó lại ảnh hưởng trên các chất bên trong một tổ chức sống.

That's not in doubt -- a German couple of ornithologists,

Đó không còn là nghi ngờ -- hai nhà khoa học Đức về loài chim,

Wolfgang and Roswitha Wiltschko, in the 1970s, confirmed that indeed,

Wolfgang and Roswitha Wiltschko, vào thập niên 1970, đã khẳng định,

the robin does find its way by somehow sensing the Earth's magnetic field,

chim robin tìm thấy đường của chúng bằng cách cảm nhận từ trường của Trái Đất,

to give it directional information -- a built-in compass.

để có thông tin về hướng bay -- như có một la bàn bên trong.

The puzzle, the mystery was: How does it do it?

Bài toán hóc búa : Làm sao chúng làm được?

Well, the only theory in town --

Lý thuyết chủ đạo --

we don't know if it's the correct theory, but the only theory in town --

chúng ta không biết liệu đó có phải là lý thuyết đúng, nhưng nó chủ đạo--

is that it does it via something called quantum entanglement.

là chúng làm việc đó qua cái được gọi là tương đồng lượng tử.

Inside the robin's retina --

Bên trong võng mạc của chim robin --

I kid you not -- inside the robin's retina is a protein called cryptochrome,

tôi không lừa bạn - trong võng mạc của robin, là một protein gọi là cryptochrome,

which is light-sensitive.

nhạy với ánh sáng.

Within cryptochrome, a pair of electrons are quantum-entangled.

Trong cryptochrome, có một cặp electron có sự tương đồng lượng tử.

Now, quantum entanglement is when two particles are far apart,

Tương đồng lượng tử là khi hai hạt xa nhau,

and yet somehow remain in contact with each other.

nhưng cách nào đó chúng vẫn giữ liên lạc được với nhau.

Even Einstein hated this idea;

Einstein ghét khái niệm này;

he called it "spooky action at a distance."

ông gọi là "hành động ma quỷ ở cách xa."

(Laughter)

(Cười)

So if Einstein doesn't like it, then we can all be uncomfortable with it.

Einstein không thích nó, ta có thể cũng không thấy thoải mái với nó.

Two quantum-entangled electrons within a single molecule

Hai electron có tương đồng lượng tử trong một phân tử đơn

dance a delicate dance

nhảy một điệu tinh tế

that is very sensitive to the direction the bird flies

và tạo được cảm giác để định hướng bay của chim

in the Earth's magnetic field.

trong từ trường Trái Đất.

We don't know if it's the correct explanation,

Ta không biết liệu đó là một giải thích chính xác,

but wow, wouldn't it be exciting if quantum mechanics helps birds navigate?

nhưng, có lẽ sẽ rất thú vị nếu cơ học lượng tử giúp chim di chuyển?

Quantum biology is still in it infancy.

Sinh học lượng tử vẫn còn non trẻ.

It's still speculative.

Đó vẫn còn là ước đoán.

But I believe it's built on solid science.

Nhưng tôi tin nó được xây dựng trên khoa học vững chắc.

I also think that in the coming decade or so,

Tôi cũng nghĩ trong thập niên tới hay gần đó,

we're going to start to see that actually, it pervades life --

ta sẽ thấy nó thực sự lan khắp mọi nơi trong cuộc sống --

that life has evolved tricks that utilize the quantum world.

sự sống có những tuyệt chiêu ở đó lượng tử được dùng đến.

Watch this space.

Hãy nhìn không gian.

Thank you.

Cảm ơn.

(Applause)

(Vỗ tay)