Това е изображение на мозъка. И той може да бъде разделен на две части. Има лява половина, която е логичната страна, и дясна половина, която е интуитивната. И така, ако имахме скала за измерване на възможностите на всяко от полукълбата, тогава ще можем да изобразим графично нашия мозък. И например, това ще бъде някой, който е напълно логичен. Това ще бъде някой, който е напълно интуитивен. И така, къде бихте поставили мозъка си на такава скала? Някои от нас може би ще изберат една от тези крайности, но мисля, че за повечето хора в публиката, вашия мозък е нещо такова -- с повишени способности в двете полукълба по едно и също време. Не че те са взаимно изключващи се или нещо подобно. Може да бъдете логични и интуитивни.
This is a representation of your brain, and your brain can be broken into two parts. There's the left half, which is the logical side, and then the right half, which is the intuitive. And so if we had a scale to measure the aptitude of each hemisphere, then we can plot our brain. And for example, this would be somebody who's completely logical. This would be someone who's entirely intuitive. So where would you put your brain on this scale? Some of us may have opted for one of these extremes, but I think for most people in the audience, your brain is something like this -- with a high aptitude in both hemispheres at the same time. It's not like they're mutually exclusive or anything. You can be logical and intuitive.
И така, аз считам себе си за един от тези хора, заедно с повечето от останалите експериментални квантови физици, които се нуждаят от известно количество логика, за да навържат тези сложни идеи. Но в същото време, ние се нуждаем от доста добра интуиция, за да накараме експериментите да работят. Как се развива тази интуиция? Ами ние обичаме да си играем с неща. Играем си с тях и после виждаме как работят. И после развиваме интуицията си оттам. И наистина вие правите същото нещо.
And so I consider myself one of these people, along with most of the other experimental quantum physicists, who need a good deal of logic to string together these complex ideas. But at the same time, we need a good deal of intuition to actually make the experiments work. How do we develop this intuition? Well we like to play with stuff. So we go out and play with it, and then we see how it acts, and then we develop our intuition from there. And really you do the same thing.
И така интуицията, която може да сте развили през годините е, че едно нещо е само на едно място в даден момент. Искам да кажа, може да звучи странно да си мислите, че едно нещо е на две различни места по едно и също време, но не сте родени с тази идея, вие сте я развили. И си спомням как гледах едно хлапе да играе с комплет колички. То беше прохождащо дете и не беше много добро в това, и постоянно падаше. Но съм сигурен, че играенето с този комплект с колички го научи наистина много ценен урок, и това е, че големите неща не ви позволяват да преминавате през тях, и че те остават на едно място.
So some intuition that you may have developed over the years is that one thing is only in one place at a time. I mean, it can sound weird to think about one thing being in two different places at the same time, but you weren't born with this notion, you developed it. And I remember watching a kid playing on a car stop. He was just a toddler and he wasn't very good at it, and he kept falling over. But I bet playing with this car stop taught him a really valuable lesson, and that's that large things don't let you get right past them, and that they stay in one place.
И така, това е страхотен концептуален модел за света, освен ако не сте физик на елементарните частици. Това ще бъде ужасен модел за физик на елементарните частици, защото те не си играят с колички, те си играят с тези малки странни частици. И когато те си играят с техните частици, те откриват, че частиците правят най-различни наистина странни неща -- като например, че могат да летят право през стени, или, че могат да бъдат на две различни места по едно и също време. И така, те записали всички тези наблюдения, и нарекли това теория на квантовата механика.
And so this is a great conceptual model to have of the world, unless you're a particle physicist. It'd be a terrible model for a particle physicist, because they don't play with car stops, they play with these little weird particles. And when they play with their particles, they find they do all sorts of really weird things -- like they can fly right through walls, or they can be in two different places at the same time. And so they wrote down all these observations, and they called it the theory of quantum mechanics.
И така, това е, където физиката се намираше преди няколко години; нуждаехме се от квантовата механика за да опишем мъничките, малки частици. Но не се нуждаехме от нея за описанието на големите, всекидневните предмети около нас. Това наистина не пасваше добре с моята интуиция, и това е, може би, просто защото не си играя с частици много често. Е, играя си с тях понякога, но не много често. И никога не съм ги виждал. Искам да кажа, никой никога не е виждал частица. Но това не пасва добре с логическата ми страна също. Защото, ако всичко се състои от малки частици, и всички малки частици следват квантовата механика, тогава не трябва ли всичко просто да следва квантовата механика? Не виждам никаква причина, поради която не трябва да е така. И така, щях да се почувствам много по-добре за цялото това нещо, ако можехме по някакъв начин да покажем, че всекидневен обект също следва квантовата механика. Така преди няколко години си поставих за цел да направя точно това.
And so that's where physics was at a few years ago; you needed quantum mechanics to describe little, tiny particles. But you didn't need it to describe the large, everyday objects around us. This didn't really sit well with my intuition, and maybe it's just because I don't play with particles very often. Well, I play with them sometimes, but not very often. And I've never seen them. I mean, nobody's ever seen a particle. But it didn't sit well with my logical side either. Because if everything is made up of little particles and all the little particles follow quantum mechanics, then shouldn't everything just follow quantum mechanics? I don't see any reason why it shouldn't. And so I'd feel a lot better about the whole thing if we could somehow show that an everyday object also follows quantum mechanics. So a few years ago, I set off to do just that.
И създадох един предмет. Това е първият обект, който можете да видите, който следва суперпозицията на квантовата механика. И така това, което виждаме тук е малък компютърен чип. И може да видите тази зелена точка по средата. И аз ще говоря за това парче метал след минута. Това е снимка на обекта. И тук ще увелича малко. Гледаме точно там в центъра. И после, това тук е много, много близък план на малкото парче метал. Така че това, което виждаме е малко парче метал, и е оформено като трамплин, и стърчи над ръба. И така направих това нещо, по почти същия начин, както се прави компютърен чип. Отидох в чиста стая с чисти силиконови пластини, и после ги обработих на всякакви големи машини за около 100 часа. За последното нещо, трябваше да си направя собствена машина -- за да направя тази дупка с формата на плувен басейн под устройството. Това устройство е в състояние да бъде в квантова суперпозиция, но се нуждае от малко помощ, за да го направи.
So I made one. This is the first object that you can see that has been in a mechanical quantum superposition. So what we're looking at here is a tiny computer chip. And you can sort of see this green dot right in the middle. And that's this piece of metal I'm going to be talking about in a minute. This is a photograph of the object. And here I'll zoom in a little bit. We're looking right there in the center. And then here's a really, really big close-up of the little piece of metal. So what we're looking at is a little chunk of metal, and it's shaped like a diving board, and it's sticking out over a ledge. And so I made this thing in nearly the same way as you make a computer chip. I went into a clean room with a fresh silicon wafer, and then I just cranked away at all the big machines for about 100 hours. For the last stuff, I had to build my own machine -- to make this swimming pool-shaped hole underneath the device. This device has the ability to be in a quantum superposition, but it needs a little help to do it.
Нека ви дам една аналогия. Знаете колко е неприятно да бъдете в претъпкан асансьор? Искам да кажа, когато съм сам в асансьора, правя най-различни странни неща, но когато други хора влязат вътре спирам да правя тези неща, защото не искам да ги притеснявам, или, честно казано, да ги изплаша. И така, квантовата механика казва, че неодушевените предмети се чувстват по същия начин. Спътници за неодушевените предмети не са само хората, но също и светлината, която ги осветява, и вятъра, който духа около тях, и топлината в помещението. И така, ние знаехме, че ако искахме да видим това парче метал да спазва законите на квантовата механика, че трябваше да изритаме всички останали пътници.
Here, let me give you an analogy. You know how uncomfortable it is to be in a crowded elevator? I mean, when I'm in an elevator all alone, I do all sorts of weird things, but then other people get on board and I stop doing those things because I don't want to bother them, or, frankly, scare them. So quantum mechanics says that inanimate objects feel the same way. The fellow passengers for inanimate objects are not just people, but it's also the light shining on it and the wind blowing past it and the heat of the room. And so we knew, if we wanted to see this piece of metal behave quantum mechanically, we're going to have to kick out all the other passengers.
Така че направихме точно това. Изгасихме светлините, и после го поставихме във вакуум, и изсмукахме всичкия въздух, и после го охладихме до само частица от градуса над абсолютната нула. Сега, съвсем само в асансьора, малкото парче метал е свободно да действа както си иска. И така, ние измерихме неговото движение. И открихме, че се движи по много странен начин. Вместо просто да седи напълно неподвижно, то вибрираше. И начина, по който вибрираше, беше нещо подобно на дишане -- като разширяващо се и свиващо се духало. И като го побутнахме леко, можехме да го накараме както да вибрира, така и да не вибрира по същото време -- нещо, което е позволено само в квантовата механика.
And so that's what we did. We turned off the lights, and then we put it in a vacuum and sucked out all the air, and then we cooled it down to just a fraction of a degree above absolute zero. Now, all alone in the elevator, the little chunk of metal is free to act however it wanted. And so we measured its motion. We found it was moving in really weird ways. Instead of just sitting perfectly still, it was vibrating, and the way it was vibrating was breathing something like this -- like expanding and contracting bellows. And by giving it a gentle nudge, we were able to make it both vibrate and not vibrate at the same time -- something that's only allowed with quantum mechanics.
Така че това, което ви казвам тук, е нещо наистина фантастично. Какво означава нещо да бъде едновременно вибриращо и да не бъде вибриращо, по едно и също време? Нека си помислим за атомите. Ето ви един пример: всички трилиони атоми, които изграждат това парче метал стоят неподвижно, и по същото време, същите тези атоми се движат нагоре-надолу. Само в точно определно време те са подредени. През останалото време те се преместват. Това означава, че всеки атом е на две различни места по едно и също време, което от своя страна означава, че цялото парче метал е на две различни места. Мисля, че това е наистина страхотно. (Смях) Наистина.
So what I'm telling you here is something truly fantastic. What does it mean for one thing to be both vibrating and not vibrating at the same time? So let's think about the atoms. So in one case: all the trillions of atoms that make up that chunk of metal are sitting still and at the same time those same atoms are moving up and down. Now it's only at precise times when they align. The rest of the time they're delocalized. That means that every atom is in two different places at the same time, which in turn means the entire chunk of metal is in two different places. I think this is really cool. (Laughter) Really.
(Ръкопляскане)
(Applause)
Заслужаваше си да бъда заключен в чисто помещение и да правя това, през всичките тези години. Защото, вижте това, разликата в мащаба между един атом и това парче метал, е почти същата, като разликата между това парче метал и вас. И така, ако един атом може да бъде на две различни места по едно и също време, това парче метал може да бъде на две различни места, тогава защо и вие да не бъдете? Искам да кажа, това е просто логичната ми страна, която говори. И така, представете си ако сте на няколко места по едно и също време, как ще изглежда това? Как вашето съзнание ще управлява тялото ви, което се премества в космоса?
It was worth locking myself in a clean room to do this for all those years because, check this out, the difference in scale between a single atom and that chunk of metal is about the same as the difference between that chunk of metal and you. So if a single atom can be in two different places at the same time, that chunk of metal can be in two different places, then why not you? I mean, this is just my logical side talking. So imagine if you're in multiple places at the same time, what would that be like? How would your consciousness handle your body being delocalized in space?
Има още една част в историята. И тя е, че когато загряхме метала, и запалихме осветлението и погледнахме вътре в помещението, видяхме, че парчето метал беше все още там, като една цяла част. И така, аз трябваше да развия новата интуиция, че изглежда всички обекти в асансьора са наистина просто квантови обекти, просто натъпкани в малко пространство.
There's one more part to the story. It's when we warmed it up, and we turned on the lights and looked inside the box, we saw that the piece metal was still there in one piece. And so I had to develop this new intuition, that it seems like all the objects in the elevator are really just quantum objects just crammed into a tiny space.
Чуваме често да се говори за това как квантовата механика казва, че всичко е взаимосвързано. Ами, това не е съвсем правилно; има нещо повече, по-задълбочено. Това е, че тези връзки, вашите връзки с всички неща около вас, буквално определят кои сте вие. И това е неразбираемата странност на квантовата механика.
You hear a lot of talk about how quantum mechanics says that everything is all interconnected. Well, that's not quite right. It's more than that; it's deeper. It's that those connections, your connections to all the things around you, literally define who you are, and that's the profound weirdness of quantum mechanics.
Благодаря ви.
Thank you.
(Ръкопляскане)
(Applause)