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.
Isto é uma representação do cérebro. O cérebro pode ser dividido em duas partes. Há a metade esquerda, que é o lado lógico, e depois a metade direita, que é o lado intuitivo. Se tivéssemos uma escala para medir a capacidade de cada hemisfério, poderíamos representar graficamente o cérebro. Por exemplo, isto seria alguém completamente lógico. Isto seria alguém inteiramente intuitivo. Onde é que vocês colocariam o vosso cérebro nesta escala? Alguns de nós podemos ter optado por um destes extremos, mas para a maioria das pessoas do público o cérebro é qualquer coisa como isto, com grande capacidade simultaneamente em ambos os hemisférios. É que eles não se excluem mutuamente. Pode-se ser lógico e intuitivo.
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.
Pessoalmente, considero-me uma dessas pessoas, tal como a maioria dos outros físicos quânticos experimentais, que necessitam de uma boa quantidade de lógica para encadear estas ideias complexas. Mas, ao mesmo tempo, precisamos de muita intuição para conseguirmos que as experiências resultem. Como desenvolvemos a intuição? Gostamos de brincar com as coisas. Por isso, brincamos, e vemos como aquilo se comporta. E desenvolvemos a nossa intuição a partir daí. Na realidade, vocês fazem o mesmo.
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.
Uma intuição que vocês podem ter desenvolvido ao longo dos anos é a de que uma coisa só pode estar num sítio, num determinado momento. Quero dizer, pode parecer estranho pensar que uma coisa está em dois lugares diferentes ao mesmo tempo, mas vocês não nasceram com esta noção, desenvolveram-na. Um dia vi uma criança a brincar numa barreira de cimento. Era praticamente um bebé, estava a aprender a andar e caía constantemente. Mas aposto que brincar com aquela barreira lhe ensinou uma lição valiosa, que aquelas coisas grandes não nos deixam passar para o outro lado, e que ficam sempre num único sítio.
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.
Este é um ótimo modelo conceptual do mundo, a menos que se seja um físico de partículas. Seria um modelo terrível para um físico de partículas, porque eles não brincam com barreiras de cimento, eles brincam com estas particulazinhas bizarras. E quando brincam com as partículas, descobrem que elas fazem todo o tipo de coisas estranhas, conseguem voar através de paredes, ou podem estar em dois locais diferentes ao mesmo tempo. E então anotaram todas estas observações, e chamaram-lhes a Teoria da Mecânica Quântica.
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.
Era onde a física se encontrava há poucos anos. Era necessária a mecânica quântica para descrever partículas muito, muito pequeninas. Mas não era necessária para descrever os objetos grandes que nos rodeiam no dia-a-dia. Isto não se encaixava bem com a minha intuição, e talvez isso aconteça porque eu não brinco com partículas frequentemente. Brinco com elas às vezes, mas não muito frequentemente. E nunca as vi. Quero dizer, nunca ninguém viu uma partícula. Mas também não se encaixava bem com o meu lado lógico. Porque se tudo é feito de pequenas partículas e todas as pequenas partículas seguem a mecânica quântica, então não deveria tudo seguir a mecânica quântica? Não vejo nenhuma razão para isso não acontecer. Por isso sentir-me-ia melhor com tudo isto se pudéssemos mostrar, de algum modo, que um objeto de todos os dias também obedece à mecânica quântica. Por isso, aqui há uns anos, propus-me fazer exatamente isso.
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.
E fiz um. Este é o primeiro objeto que vocês podem ver que esteve numa superposição de mecânica quântica. Isto que estamos a ver aqui é um minúsculo chip de computador. E consegue-se ver como que um ponto verde no meio. É desta peça de metal que vos vou falar dentro de um minuto. Isto é uma fotografia do objeto. Vou aproximar um pouco mais. Olhamos mesmo para o centro. E aqui está um grande plano da pequena peça de metal. Estamos a olhar para um pequeno pedaço de metal, que tem a forma de uma prancha, e sai mais de uma borda. Então, eu fiz isto, mais ou menos, como se faz um chip de computador Fui para uma sala limpa com uma pastilha de silício fresca, e depois embrenhei-me nas máquinas grandes durante umas 100 horas. Para a última operação tive de construir a minha própria máquina, para fazer este buraco com a forma de uma piscina por baixo do aparelho. Este aparelho tem a capacidade de estar numa superposição quântica mas para isso precisa de uma pequena ajuda.
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.
Vou dar-vos uma analogia. Vocês sabem como é desconfortável estar num elevador apinhado. Eu, quando estou sozinho no elevador, faço todo o tipo de palhaçadas, mas quando entram outras pessoas eu paro de fazer essas coisas, porque não quero incomodar os outros, ou, francamente, assustá-los. A mecânica quântica diz que os objetos inanimados sentem o mesmo. Os outros passageiros dos objetos inanimados não são apenas pessoas, mas é também a luz a incidir sobre o objeto, e o vento a soprar sobre ele e o calor da sala. Portanto sabíamos que, se queríamos ver esta peça de metal a comportar-se de acordo com a mecânica quântica, tínhamos que expulsar os outros passageiros.
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.
Portanto, apagámos as luzes colocámos o objeto no vácuo e retirámos todo o ar, e depois arrefecemo-lo a uma fração de um grau acima do zero absoluto. Agora, totalmente sozinho no elevador, o pequeno pedaço de metal pode comportar-se como lhe apetecer. Então, medimos o seu movimento. Descobrimos que se movia de forma muito estranha, em vez de ficar perfeitamente imóvel, estava a vibrar. E vibrava como uma respiração assim como um fole a expandir-se e a contrair-se. E, dando-lhe um ligeiro toque, conseguíamos fazê-lo vibrar e não vibrar. simultaneamente, algo que só é permitido em mecânica quântica.
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.
Estou aqui a contar uma coisa realmente fantástica. Qual é o significado de uma coisa vibrar e não vibrar simultaneamente? Vamos pensar nos átomos. Um caso: todos os biliões de átomos que constituem aquele pedaço de metal estão completamente parados e ao mesmo tempo aqueles mesmos átomos estão a mover-se para cima e para baixo. Agora só podem alinhar-se em momentos precisos. O resto do tempo estão deslocalizados. Isso significa que todos os átomos estão em dois lugares diferentes ao mesmo tempo, o que significa que o pedaço de metal, todo ele, está em dois lugares diferentes. Eu acho isto muito fixe. (Risos) A sério.
(Applause)
(Aplausos)
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?
Valeu a pena fechar-me todos aqueles anos numa sala limpa para conseguir isto. Porque, vejam bem, a diferença de escala entre um único átomo e aquele pedaço de metal é praticamente a mesma que a diferença entre aquele pedaço de metal e vocês. Se um único átomo pode estar em dois locais diferentes ao mesmo tempo, se aquele pedaço de metal pode estar em dois locais diferentes, então porque é que vocês não podem? Quero dizer, isto é apenas o meu lado lógico a falar. Então imaginem se estivessem em múltiplos lugares ao mesmo tempo, como seria? Como é que a vossa consciência lidaria com o vosso corpo deslocalizado no espaço?
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.
Mas ainda há mais uma parte nesta história. Quando aquecemos aquilo, acendemos as luzes e olhámos para dentro da caixa, vimos que aquela peça de metal estava ali imóvel, inteira. Portanto, tive que desenvolver esta nova intuição, de que, aparentemente, todos os objetos no elevador são realmente objetos quânticos apinhados num pequeno espaço.
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.
Ouve-se muita conversa sobre como a mecânica quântica diz que tudo está interligado. Isso não é inteiramente correto, é mais do que isso, é mais profundo. Essas ligações, as nossas ligações com tudo o que nos rodeia, literalmente definem quem nós somos. E é essa a profunda estranheza da mecânica quântica.
Thank you.
Obrigado.
(Applause)
(Aplausos)