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.
این بازنمودی از مغز شماست و مغز شما میتواند به دو بخش تقسیم شود. در اینجا نیمه چپ، سمت منطقی است، و سپس نیمه سمت راست، که حسی است. خوب اگر ما مقیاسی برای اندازه گیری استعداد هر یک از نیم کره را داشتیم، می توانیم مغزمان را رسم کنیم. برای مثال، این میتواند فردی که کاملا" منطقی است ، باشد. و این می تواند فردی که کاملا" حسی است، باشد. خوب در کجا مغزتان را قرار می دهید؟ شاید برخی از ما یکی از اینها را بشکل افراطی انتخاب کنیم، اما من فکر می کنم برای بیشتر مخاطبان در اینجا، مغز شما چیزی شبیه این است-- با استعداد بالایی در هر دو نیم کره به طور همزمان. آنها مانعه الجمع نیستند. شما می توانید منطقی و حسی باشید.
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.
خوب من خودم را یکی از این افراد، همراه با بسیاری از فیزیکدانان دیگر کوانتومی تجربی ، مطرح می کنم که نیاز به خوب منطقی فکر کردن دارند برای به هم زدن این نظریات پیچیده. اما به طور همزمان، ما نیاز به خوب حس کردن هم داریم در واقع برای ایجاد آزمایشات کاری. چگونه ما این بصیرت را گسترش می دهیم؟ما علاقه داریم که با اشیائ بازی کنیم. خوب ما میرویم بیرون و با آنها بازی می کنیم، و سپس می بینیم آنها چگونه عمل می کنند سپس ما حس مان را از آنها گسترش می دهیم. و واقعا" شما همین کار را می کنید.
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.
بعضی از حس های شما که شاید در طی سالها گسترش یافته باشند چیزی است که تنها، در یک مکان در یک زمان است. منظورم این است، شاید به نظر عجیب باشد فکر کردن درباره یک چیز که همزمان در دو مکان متفاوت باشد، چون شما با این مفهوم متولد نشدید که آن را گسترش دهید. به خاطر می آورم که مشغول تماشای کودکی که در یک مخل توقف خودرو بازی می کرد بودم او نوپا بود و خیلی خوب راه نمی رفت، و مرتبا" زمین می خورد اما من شرط می بندم که بازی در این محل توقف خودرو درس واقعا" ارزشمندی به او داد، و اینکه چیزهای بزرگ به شما اجاره نمی دهند که به عقب آنها برسید، اگر آنها در یک مکان بمانند.
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.
این یک مدل مفهومی بزرگی از جهان است، مگر اینکه شما یک فیزیکدان ذرات باشید. این یک مدل وحشتناک برای فیزیکدان ذرات است. زیرا آنها با محل توقف خودر بازی نمی کنند، آنها با ذرات کوچک عجیب بازی می کنند. و وقتی آنها با ذرات کوچکشان بازی می کنند، متوجه می شوند که آنها (ذرات) همه نوع کارهای واقعا" عجیب را انجام می دهند.-- مانند اینکه آنها میتوانند درست به طرف دیوار پرواز کنند، یا آنها می توانند در دو مکان مختلف در یک زمان باشند. و تمامی این مشاهدات را مینویسند، این را تئوری مکانیک کوانتومی می نامند.
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.
این جاییست که فیزیک در چند سال گذشته بود ; شما به مکانیک کوانتومی نیاز داشتید برای توضیح یک ذره خیلی کوچک. اما شما برای توضیح اشیاء بزرگ که روزانه اطراف ما هستند ، به آن نیازی نداشتید واقعا این برای من قابل لمس(حس) نبود، و شاید به این دلیل که من با ذرات اغلب بازی نمی کنم. خوب،من گاهی با آنها بازی می کنم، اما نه اغلب اوقات من هرگز آنها را ندیدم منظورم این است، هرگز کسی آنها را ندید. اما من با وجه منطقیم هم با آن راحت نبودم. زیرا اگر همه چیز از ذرات ریز تشکیل شده وهمه این ذرات ریز از ماشین کوانتوم متابعت کنند، سپس نباید تنها از مکانیک کوانتوم متابعت کنند؟ من هیچ دلیلی برای اینکه ، چرا نباید نمی دیدم. می توانستم درباره همه چیز احساس بهتری کنم اگر میتوانستیم به شکلی نشان دهیم که همه اشیاء از مکانیک کوانتوم تابعیت می کنند. چند سال پیش، برای انجام این برنامه ریزی کردم.
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.
من یک (ماشین) را ساختم. این اولین شیئ هست که شما می توانید ببینید که یک مکانیک کوانتومی انطباقی بوده است. چیزی که ما دراینجا به دنبالش هستیم یک تراشه کوچک کامپیوتری است. شما یک جورهایی می توانید این نقطه سبز را در وسط این ببینید این قطعه فلزی است که فصد دارم برای یک دقیقه راجع به آن صحبت کنم. این عکسهای پروژه است. اینجا کمی بزرگنایی کردم. ما دقیقا به مرکز نگاه می کنیم. سپس در اینجا یک بزرگنمایی واقعا نزدیک از این قطعه کوچک فلز است. چیزی که ما به آن نگاه می کنیم یک قزعه کوچک قلز است، و به شکل تخته غواصی درآمده و و به دیوارها چسبیده است. من این را ساختم نزدیک به روشی که شما تراشه کامپیوتر را می سازید. رفتم در یک اطاق تمیز با یک ویفرسیلیکون تازه، سپس من برای مدت ١۰۰ ساعت همه ماشین های بزرگ را خم کردم. آخرین چیزی که من باید ماشین خودم را می ساختم--- ساخت این چاله شبیه استخر زیر دستگاه بود. این دستگاه توانایی در انطباق کوانتومی دارد ، اما نیاز به کمی کمک برای انجام آن دارد.
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.
اجازه دهید در اینجا مثالی بیاورم.. چگونه احساس ناراحتی در آسانسور شلوغ می کنید؟ منظورم این است که وقتی من در آسانسور تنها هستم، من همه کارهای عجیب را انجام می دهم، اما وقتی مردم سوار می شوند انجام این کارها را متوقف می کنم، زیرا من نمی خواهم آنها را آزار دهم، یا صادقانه بگویم بترسانمشان. خوب مکانبک کوانتومی می گوید که اشیاء بی جان حسی مشابه دارند. مسافران برای اشیاء بی جان تنها مردم نیستند بلکه همچنین این نور درخشان بر روی آن و وزش باد بر روی آن و گرمای اتاق هم هستند. و بنابر این ما می دانستیم، اگر ما می خواهیم بینیم آیا این قطعه فلز رفتار مکانیک کوانتومی می کند، می بایست تمامی مسافران را بیرون می ریختیم.
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.
خوب این چیزی است که ما انجام دادیم. ما چراغها را خاموش کردیم، و سپس هوا را مکیده و خلاء ایجاد کردیم، و بعد آن را سرد کردیم کمی بالاتر از کسری از یک با صفر مطلق. حال، تنها در آسانسور این قطعه کوچک فلزی حالا آزاد است که هر کاری که می خواهد بکند. ما حرکات را اندازه گیری کردیم. و فهمیدیم که به شیوه ای واقعا" عجیبی در حال حرکت است. به جای اینکه کاملا" ساکن باشد، در ارتعاش بود. و روشی که در ارتعاش بود مانند تنفس کردن-- مثل انبساط و انقباض ریه ها بود. با زدن ضربه ملایمی به آن، ما قادر شدیم که به طور همزمان آن را مرتعش و نامرتعش(ثابت) کنیم--- چیزی که فقط با مکانیک کوانتومی مجاز است.
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.
خوب چیزی که من دارم برایتان می گویم حقیقتا بی نظیر است چه معنیی می دهد که یک چیز در یک زمان هم مرتعش و هم نامرتعش (ثابت) باشد بگذارید به اتم فکر کنیم. یک مورد: تریلونها اتم این قطعه فلز را ساخته اند کنار هم ساکن قرار گرفته اند و در همان زمان همه آن اتمها به طرف بالا و پائین حرکت می کنند. تنها در زمان بسیار دقیقی و آنها با هم همردیف می شوند. بقیه زمان آنها به همریخته و نامنظم هستند. بدین معنی که هر اتم هم زمان در دو مکان مختلف است، که این همهء این تکه فلز تعمیم می باید که در دو مکان مختلف باشند. فکر کنم که این واقعا خیلی جالبه. ( خنده تماشاگران) واقعا".
(Applause)
( تشویق تماشاگران)
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?
برای انجام این کار، این ارزش را داشت که خودم را درهمه این سالها در یک اطاق پاکیزه مبحوس کنم . زیرا، این انجام شد. تفاوت در مقیاس بین یک واحد اتم و یک قطعه فلز تقریبا" مشابه تفاوت بین این قطعه فلز با شماست. بنابر این اگر یک واحد اتم بتواند در یک زمان در دو مکان مختلف باشد، این قطعه فلز هم می تواند در دو مکان باشد، و چرا شما نباشید؟ (در دو مکان مختلف در یک زمان) منظور این است که ، من فقط از دید منطقی صحبت کردم. خوب تصور کنید اگر شما در چندین مکان بطور همزمان باشید، این چگونه می شود؟ چگونه آگاهی شما با بدنتان که در فضا نامتمرکز و به نامنظم است رفتار می کند؟
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.
بخش دیگری از داستان وجود دارد. وقتی ما آن را گرم کردیم، و چراغها را روشن و به داخل جعبه نگاه کردیم، دیدیم که فلز هنوز به شکل فطعه آنجاست خوب من می بایست این شهود جدید را گسترش می دادم، به نظر می رسد که مثل همه اشیاء داخل آسانسور واقعا فقط اشیاء کوانتومی هستند که در داخل یک فضای کوچک محفوظ شده اند.
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.
شما بحثهای زیادی را درباره اینکه چگونه مکانیک کوانتومی می گوید که همه چیز را با هم مرتبط است را شنیده اید. خوب این خیلی هم درست نیست : بیشتر از این هست این ارتباطات، ارتباطات شما با همه چیزهای اطراف شماست، که دقیقا" تعریفی از شماست. و این ژرفای عجیب بودن مکانیک کوانتومی است.
Thank you.
( سپاسگزارم)
(Applause)
(تشویق تماشاگران)