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.
Esta é uma representação do seu cérebro. E seu cérebro pode ser dividido em duas partes. A metade esquerda, que é o lado lógico, e depois, a metade direita, que é intuitiva. E assim, se tivéssemos uma escala para medirmos a aptidão de cada hemisfério, poderíamos então, plotar nosso cérebro. E como exemplo, este seria alguém que é completamente racional. Este seria uma pessoa inteiramente intuitiva. Então, onde você colocaria seu cérebro nesta escala? Alguns de nós talvez tenham optado por um destes extremos, mas eu acho que para a maioria das pessoas na platéia, seus cérebros são algo como este -- com uma alta aptidão em ambos os hemisférios, ao mesmo tempo. Não é como se fossem mutuamente excludentes ou algo assim. Você pode ser racional 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.
E assim, eu me considero uma destas pessoas, junto com a maioria dos outros físicos experimentais quânticos, que precisam de uma boa dose de lógica para concatenar estas complexas ideias. Mas ao mesmo tempo, precisamos de uma boa dose de intuição para fazer os experimentos realmente funcionarem. Como que desenvolvemos esta intuição? Bem, nós gostamos de brincar com as coisas. Então, saímos e brincamos com elas, e depois, vemos como elas se comportam. E daí, desenvolvemos nossa intuição a partir disso. E, na verdade, você faz a mesma coisa.
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.
Então, uma das intuições que vocês devem ter desenvolvido ao longo dos anos é a de que: uma coisa está apenas em um lugar, em um dado momento. Quero dizer; pode parecer estranho pensar sobre um coisa estar em dois diferentes lugares ao mesmo tempo, mas vocês não nasceram com esta noção, vocês a desenvolveram. E eu me lembro assistindo uma criança brincando em um estacionamento. Uma criança que acabara de aprender a andar e ainda não era muito boa nisto e ela caia o tempo todo. Mas eu aposto que brincar com aquela baliza a ensinou uma lição muito valiosa, de que as coisas grandes não o deixam passar diretamente sobre elas, e que elas ficam em um lugar.
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.
E este é um ótimo modelo conceitual para ter sobre o mundo, a menos que você seja um físico de partículas. Seria um péssimo modelo para um físico de partículas, porque eles não brincam com balizas, eles brincam com estas pequenas e estranhas partículas. E quando eles brincam com suas partículas, eles descobrem que elas fazem todo o tipo de coisas realmente estranhas -- como atravessarem paredes, ou que elas podem estar em dois diferentes lugares ao mesmo tempo. E então, eles registraram todas estas observações e chamaram-nas de '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.
E isto era onde a física estava, alguns anos atrás; você precisava da mecânica quântica para descrever pequenas, minúsculas partículas. Mas você não precisa dela para descrever objetos grandes e cotidianos do nosso entorno. Isto realmente não se encaixava bem na minha intuição, e talvez apenas porque eu não brinco com partículas muito freqüentemente. Bem, eu brinco com elas de vez em quando, mas não muito freqüentemente. E eu nunca as vi. Quero dizer; ninguém nunca viu uma partícula. Mas isto também não se encaixava bem no meu lado racional. Pois, se tudo é feito de pequenas partículas e todas as pequenas partículas seguem uma mecânica quântica, não deveriam então, todas as coisas simplesmente seguirem a mecânica quântica? Eu não vejo qualquer razão porque não deveriam. E então, eu me sentiria um bocado melhor sobre essa coisa toda se pudéssemos, de alguma forma, mostrar que um objeto do cotidiano também segue a mecânica quântica. Então, alguns anos atrás, parti para 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.
Então, eu fiz um. Este é o primeiro objeto que você pode ver e que esteve em uma superposição quântica. Então, o que estamos vendo aqui é um minúsculo chip de computador. E você como que vê... este ponto verde bem no meio. E é sobre este pedaço de metal do qual falarei em alguns instantes. Esta é uma fotografia do objeto. E aqui eu aproximarei um pouco mais. Estamos olhando diretamente lá, no centro. E depois, aqui está um grande, realmente grande close do pequeno pedaço de metal. Então, o que estamos vendo é uma pequena lasca de metal, e que tem o formato de uma prancha de mergulho, e sua ponta ultrapassa uma das bordas. E, pois bem, eu fiz esta coisa quase da mesma forma que se faz um chip de computador. Fui para uma sala asséptica com um confortável macacão de silicone e, em seguida, simplesmente trabalhei em todas as grandes máquinas por 100 horas. No final das contas, tive que construir minha própria máquina -- para fazer este buraco em forma de piscina abaixo do dispositivo. Este dispositivo tem a capacidade de ficar em uma superposição quântica, mas ele precisa de uma pequena ajuda para fazê-lo.
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.
Pois bem, deixem-me dar-lhes uma analogia. Vocês sabem o quanto é incômodo ficar num elevador lotado? Quero dizer, quando estou completamente sozinho em um elevador, faço todo o tipo de coisas estranhas, mas depois, entram outras pessoas e eu paro de fazer essas coisas, porque não quero incomodá-las, ou, francamente, (não quero) assustá-las. Então, a mecânica quântica diz que os objetos inanimados sentem-se da mesma forma. Os passageiros que acompanham os objetos inanimados não são apenas as pessoas, mas são também: a luz que incide sobre eles e o vento que os atravessa e a temperatura do ambiente. E então, se sabemos, se quisermos ver este pedaço de metal se comportar quanticamente, temos que expulsar todos 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.
E foi isso que nós fizemos. Apagamos as luzes, e depois o colocamos no vácuo, sugamos todo o ar, e, em seguida, o resfriamos até apenas uma fração de grau acima do zero absoluto. Agora, totalmente sozinho no elevador, o pequeno pedaço de metal está livre para se comportar do modo que quisesse. E então, medimos seu movimento. Constatamos que ele se movia de formas bastante esquisitas. Ao invés de simplesmente ficar totalmente parado, ele vibrava. E o modo como ele vibrava era pulsando, assim -- como que expandindo e contraindo de alto a baixo. E dando-lhe um suave empurrãozinho, fomos capazes de fazê-lo ainda vibrar e não vibrar. ao mesmo tempo -- algo que é possível somente na 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.
Ou seja, o que estou contando aqui para vocês é algo verdadeiramente fantástico. O que significa para um objeto estar tanto vibrando quanto sem vibrar ao mesmo tempo? Pois bem, pensemos sobre os átomos. Assim, um cenário: todo o trilhão de átomos que constituem aquele pedaço de metal estão parados e ao mesmo tempo esses mesmos átomos estão se movendo para cima e para baixo. Isso, apenas nos precisos momentos quando estão alinhados. No resto do tempo eles estão deslocados. Isso significa que cada átomo isolado está em dois diferentes lugares ao mesmo tempo, o que significa, por sua vez, que todo o pedaço de metal está em dois diferentes lugares. Eu acho isso realmente legal! (Risos) Realmente.
(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 trancar-me numa sala asséptica para fazer isto, durante todos esses anos. Pois, prestem atenção, a diferença de escala entre um único átomo e aquele pedaço de metal é aproximadamente a mesma diferença entre aquele pedaço de metal e você. Então, se um único átomo pode estar em dois diferentes lugares ao mesmo tempo, e aquele pedaço de metal pode estar em dois diferentes lugares, então, por que não você? Quero dizer; este é apenas o meu lado racional falando. Então, imagine se você estivesse em múltiplos lugares ao mesmo tempo, como que seria isto? Como que nossa consciência lidaria com nosso corpo sendo 'de-localizado' 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.
Há mais uma parte nessa história. Foi quando o aquecemos, acendemos as luzes e olhamos dentro da caixa, vimos que a peça de metal ainda estava lá, em um único pedaço. E então, tive que desenvolver esta nova intuição que se assemelha à de que todos os objetos num elevador são realmente apenas objetos quânticos simplesmente amontoados em um 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.
Vocês ouvem um tanto de conversas sobre como a mecânica quântica atesta que tudo é interconectado. Bem, isso não é bem verdade; é mais do que isso, é mais profundo. É que essas conexões, suas conexões com todas as coisas ao seu redor, literalmente definem quem é você. E essa é a profunda estranheza da mecânica quântica.
Thank you.
Obrigado.
(Applause)
(Aplausos)