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.
Ez az agyunkat ábrázolja. És agyunk két részre osztható. Van a baloldali rész, ami a logikus oldal, és a jobboldali rész, amely az intuitív. És ha lenne egy mérőeszközünk agyféltekéink rátermettségének vizsgálatára, akkor fel tudnánk térképezni az agyunkat. Pl. ez itt valaki olyan, aki teljesen logikus típus. Ez pedig egy teljesen intuitív típusú ember. Nos, Ön hova tenné a saját agyát ezen a skálán? Némelyikünk lehet, hogy valamelyik végletre szavazna, de azt gondolom, hogy hallgatóságunkban a legtöbbjük agya valahogy így nézne ki -- magas rátermettséggel mindkét agyféltekén egyszerre. Nem zárják ki egymást, vagy ilyesmi. Lehetünk logikusak és intuitívek egyszerre.
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.
Nos, magamat is ezek közé sorolom, a több kísérleti kvantumfizikussal egyetemben, akiknek nagy adag logikára van szüksége ahhoz, hogy ezeket a komplex elképzeléseket összefüggésbe hozzuk. Ám ugyanakkor óriási adag megérzésre is szükségünk van, hogy ezeket a kísérleteket működtetni is képesek legyünk. Hogyan fejlesztjük ki ezt az intuíciót? Hát, szeretünk eljátszani a dolgokkal. Fogjuk magunkat, játszunk velük, s így megtudjuk, hogyan viselkednek. Na és akkor onnan indulunk ki az intuíciónkkal. És valójában ugyanezt csinálják Önök is.
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.
Tehát az egyik ilyen megérzés, amit az évek során kifejlesztettek, valószínűleg az, hogy egy dolog egyszerre csak egy helyen lehet jelen. Úgy értem, furán hangozhat Önöknek, hogy egy dolog akár két különböző helyen is lehet egy időben, de nem ezzel a tudattal születtek, hanem kifejlesztették! Megfigyeltem egy kisgyereket, aki egy ilyen autóütközővel játszott. Csak totyogós volt, és nem volt valami ügyes, állandóan átesett rajta. De azt gyanítom, hogy ez a játék egy nagyon hasznos leckére tanította meg, ami pedig az, hogy nagy dolgok nem engedik meg, hogy csak úgy átjussunk rajtuk, és hogy egy helyben maradnak.
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.
Így ez egy komoly elméleti modell a világ felépítésére, kivéve persze, ha részecskefizikusok vagyunk. Szörnyű rossz modell lenne ez egy részecskefizikus számára, mert az ilyenek nem játszanak autóütközőkkel, hanem inkább ilyen furi kis részecskékkel. És amikor ilyenekkel játszanak, akkor rájönnek, hogy ezek csomó tényleg nagyon furi dolgot képesek művelni -- mint pl. egyenesen át tudnak repülni a falakon keresztül, vagy két különböző helyen lenni egy időben. Így aztán, leírták az összes ilyen megfigyelésüket, és elnevezték a kvantummechanika elméletének.
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.
Nos, itt tartott a fizika néhány évvel ezelőtt; kvantummechanikára volt szükség ahhoz, hogy az apró, pici részecskéket le tudjuk írni. Nem volt azonban erre szükségünk ahhoz, hogy a körülöttünk lévő nagy, mindennapi tárgyakat leírjuk. Az én intuícióm számára ez nem igazán ült, és lehet, hogy pusztán amiatt, hogy nem túl gyakran játszom részecskékkel. Nos, játszom velük néha, de nem túl gyakran. És főleg, sosem láttam őket! Helyesebben, senki soha nem látott még részecskét! De nem nagyon feküdt ez a logikai felem számára sem. Hiszen ha minden kicsi részecskékből áll össze, és minden kis részecske a kvantummechanika szerint működik, nem kéne akkor mindennek a kvantummechanika szerint működnie? Nem látok semmi okot arra, hogy ne kéne! És sokkal jobban érezném magam az egésszel kapcsolatban, ha valamiféleképpen megmutathatnánk, hogy egy hétköznapi tárgy is a kvantummechanika szerint működik. Néhány évvel ezelőtt tehát, elhatároztam, hogy véghezviszem ezt.
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.
Úgyhogy csináltam egyet. Ez az első látaható tárgy, ami egy mechanikai kvantum-szuperpozícióban volt. Amit itt látunk, az egy apró computer chip. És láthatjuk ezt a zöld pöttyöt, pont a közepén. És erről a darab fémről fogok mindjárt beszélni. Ez egy fotó a tárgyról. Itt most ráközelítek egy kicsit. Épp a közepét nézzük. Ez pedig egy tényleg nagyon közeli kép erről a fémdarabról. Amit tehát vizsgálunk, egy kis fémdarabka, olyan formája van, mint egy trambulinnak, ami kilóg egy párkány fölé. Ezt az izét majdnem ugyanúgy hoztam össze, ahogy egy komputer chipet kell. Bementem egy tisztaszobába, egy friss szilícium szelettel, és aztán neki láttam a munkának a nagy gépekkel, kb. 100 órára. Végül aztán, meg kellett építenem a saját gépemet -- ahhoz, hogy létrehozhassam ezt az úszómedence alakú lyukat a szerkezet alatt. Ennek az eszköznek megvan a képessége arra, hogy kvantum-szuperpozícióba kerüljön, de egy kis segítségre is szüksége van ehhez.
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.
Hadd hozzak itt fel egy analógiát. Tudják, milyen kényelmetlen egy túlzsúfolt liftben? Amikor magam vagyok egy liftben, mindenféle hülyeséget szoktam csinálni, de aztán mások is beszállnak, és akkor abbahagyom a hülyülést, mert nem akarom zavarni őket, azaz őszintén szólva: megijeszteni őket. A kvantummechanika szerint ezek az élettelen tárgyak ugyanígy érzik magukat! Az élettelen tárgyak útitársai, nemcsak az emberek, hanem a rávetülő fény, és a fölötte elhussanó szellő, valamint a szoba hője. Így aztán tudjuk, hogy ha meg akarjuk figyelni ennek a fémdarabnak a kvantummechanikai viselkedését, az összes többi utast ki kell zavarnunk!
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.
Így aztán megtettük. Lekapcsoltuk a fényeket, aztán vákumba helyeztük, és kiszívtuk az összes levegőt, majd lehűtöttük, éppen csak egy icipicivel abszolút nulla fok fölé. Namost, egyedül a liftben, a kis fémdarabka is szabadon tehet bármit, amit csak akar! Ezért megmértük a mozgását. Azt találtuk, hogy nagyon különösen mozog. Ahelyett, hogy teljes nyugalomban csücsülne, rezgett, mégpedig mintha lélegzett volna, valahogy így -- mint amikor egy fújtató emelkedik és süllyed. És egy kis lökés segítségével, képesek voltunk létrehozni azt, hogy rezgett is, meg nem is, egy időben -- ami csak a kvantummechanika szerint lehetséges.
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.
Amiről most beszélek, ez tényleg valami fantasztikus dolog! Mit is jelent az egy tárgy számára, hogy egyszerre rezeg is, meg nem is? Vegyük az atomokat. Tehát az egyik dolog: annak a kis fémdarabnak a sok billió atomja mind egyszerre nyugodtan csücsül is, és ugyanakkor ugyanazok az atomok fel és le is mozognak! Csak bizonyos pillanatokban esnek egy vonalba. Az idő nagy részében nincsenek a helyükön. Ez azt jelenti, hogy minden egyes atom két külön helyen van egy adott pillanatban, amely viszont egyben azt is jelenti, hogy az egész fémdarabka két különböző helyen van! Szerintem ez marha klassz! (Nevetés) Tényleg.
(Applause)
(Taps)
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?
Megérte bezárkózni a tisztaszobába olyan hosszú időre, hogy ezt véghezvihessem! Mert gondolják csak végig ezt: egy egyszerű atom és a fémdarabka közti különbség mértéke körülbelül ugyanakkora, mint a különbség a fémdarabka és Önök közt! Magyarul, ha egy atom képes két különböző helyen lenni egy időben, akkor a fémdarabka is képes két különböző helyen lenni, és akkor Önök miért ne? Igazából most csak a logikus oldalam beszél. Képzeljék el, hogy több helyen vannak jelen egy időben, az milyen lenne? Hogyan kezelné a tudatuk azt, hogy a testük kikerülne a térből?
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.
Van a történetnek még egy része. Amikor felmelegítettük, és felkapcsoltuk a villanyt, és bekukucskáltunk a dobozba, azt láttuk, hogy a fémdarabka még mindig ott van, egy darabban. Tehát meg kellett tanulnom ezt az újfajta intuíciót, hogy úgy tűnik, a liftben minden tárgy valójában kvantumtárgy, bezsúfolva egy picike helyre.
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.
Hallhatunk egy csomó beszélgetést arról, hogy a kvantummechanika szerint, minden mindennel kapcsolatban van. Nos, ez így nem teljesen igaz; mert ennél sokkal többről, mélyebbről van szó! Arról, hogy ezek a kapcsolatok, az Önök kapcsolatai mindennel, ami körülveszi Önöket, szó szerint meghatározza, hogy kik Önök! És ez a végtelenül fura a kvantummechanikában!
Thank you.
Köszönöm.
(Applause)
(Taps)