The AlloSphere: it's a three-story metal sphere in an echo-free chamber. Think of the AlloSphere as a large, dynamically varying digital microscope that's connected to a supercomputer. 20 researchers can stand on a bridge suspended inside of the sphere, and be completely immersed in their data.
آلوسفير: يك گوى فلزى سه طبقه در اتاقى فاقد ِاكو است. آلوسفير را يك ميكروسكوپ بزرگ ديجيتالى در نظر بگيريد كه بصورت پويا در حال تغيير است و به يك اَبركامپيوتر متصل است. ٢٠ محقق مىتوانند روى پلى معلق بايستند كه داخل گوى است، و بطور كامل در اين در دادهها غوطهور شوند.
Imagine if a team of physicists could stand inside of an atom and watch and hear electrons spin. Imagine if a group of sculptors could be inside of a lattice of atoms and sculpt with their material. Imagine if a team of surgeons could fly into the brain, as though it was a world, and see tissues as landscapes, and hear blood density levels as music. This is some of the research that you're going to see that we're undertaking at the AlloSphere.
تجسم كنيد كه تيمى از فيزيكدانها مىتوانستند داخل يك اتم بايستند و بيننده و شنونده اسپين الكترونها باشند. تجسم كنيد اگر يك گروه از پيكرتراشها مىتوانستند داخل شبكه اتمها باشند و با موادشان به تراشيدن بپردازند. تجسم كنيد اگر تيمى از جراحان مىتوانستند به داخل مغز پرواز كنند، گويى كه آنجا خود دنيايى است و بافتها را بجاى منظرهها ببينند، و سطوح تراكم خون را بعنوان موسيقى بشنوند. اينها قسمتهايى از تحقيقى هستند كه شما قرار است شاهد آن باشيد و ما در آلوسفير آن را انجام مىدهيم.
But first a little bit about this group of artists, scientists, and engineers that are working together. I'm a composer, orchestrally-trained, and the inventor of the AlloSphere. With my visual artist colleagues, we map complex mathematical algorithms that unfold in time and space, visually and sonically. Our scientist colleagues are finding new patterns in the information. And our engineering colleagues are making one of the largest dynamically varying computers in the world for this kind of data exploration. I'm going to fly you into five research projects in the AlloSphere that are going to take you from biological macroscopic data all the way down to electron spin.
اما نخست بگذاريد كمى درباره اين گروه متشكل از هنرمندان و مهندسين كه با هم كار مىكنند، صحبت كنم. من آهنگساز و تربيت شده اركستر و خالق آلوسفير هستم. با همكاران هنرمند بصرىام، الگوريتمهاى رياضى پيچيدهاى كه در زمان و فضا آشكار شدهاند را بصورت بصرى و صوتى ترسيم مىكنيم. همكاران دانشمندمان الگوهاى جديدى را در اطلاعات پيدا مىكنند. و همكاران مهندسمان يكى از بزرگترين كامپيوترهاى متغير پويا در جهان را براى اين نوع اكتشافات دادهاى مىسازند. قصد دارم شما را به درون پنج پروژه تحقيقاتى در آلوسفير ببرم، تا از دادههاى بيولوژيكى قابل رويت به چشم عادى به اسپين الكترون حركت كنيم.
This first project is called the AlloBrain. And it's our attempt to quantify beauty by finding which regions of the brain are interactive while witnessing something beautiful. You're flying through the cortex of my colleague's brain. Our narrative here is real fMRI data that's mapped visually and sonically. The brain now a world that we can fly through and interact with. You see 12 intelligent computer agents, the little rectangles that are flying in the brain with you. They're mining blood density levels. And they're reporting them back to you sonically. Higher density levels mean more activity in that point of the brain. They're actually singing these densities to you with higher pitches mapped to higher densities.
پروژه نخست آلوبِرِين نام دارد. و تلاش ماست جهت تعيين كيفيت زيبايى از طريق يافتن مناطقى از مغز كه در عین این که شاهد چيزى زيبا هستند، با هم ارتباط متقابل دارند. شما در حال پرواز بر فراز کورتکس مغز همکارم هستید. روایت ما در اینجا دادههای واقعی fMRI است که بطور دیداری و شنیداری نقشهبرداری شده است. الان مغز دنیایی است که میتوانیم از میان آن پرواز کنیم و با آن ارتباط متقابل داشته باشیم. شما ۱۲ عامل رایانهای هوشمند را میبینید، مستطیلهای کوچک که با شما در مغز پرواز میکنند. سطوح چگالی خون را حفاری میکنند. و آنها را بصورت شنیداری به شما گزارش میدهند. سطوح چگالی بالاتر به معنای فعالیت بیشتر در آن نقطه از مغز است. آنها راستش این چگالیها را برای شما به آواز میخوانند، برای چگالیهای بالاتر از زیروبمی بالاتری استفاده میکنند.
We're now going to move from real biological data to biogenerative algorithms that create artificial nature in our next artistic and scientific installation. In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms are helping us to understand self-generation and growth: very important for simulation in the nanoscaled sciences. For artists, we're making new worlds that we can uncover and explore. These generative algorithms grow over time, and they interact and communicate as a swarm of insects. Our researchers are interacting with this data by injecting bacterial code, which are computer programs, that allow these creatures to grow over time. We're going to move now from the biological and the macroscopic world, down into the atomic world, as we fly into a lattice of atoms. This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center. They've discovered a new bond, a new material for transparent solar cells.
قصد داریم از دادههای بیولوژیکی حقیقی به سمت الگوریتمهای زیست زایشی حرکت کنیم که طبیعتی مصنوعی را در پایگاه علمی و هنرمندانه بعديمان خلق میکنند. در این پایگاه علمی و هنرمندانه، الگوریتمهای زیست زایشی به ما در فهم خودزایشی و رشد کمک میکند: برای شبیه سازی در علوم غیرقابل قیاس اهمیت زیادی دارد. ما برای هنرمندان، دنیاهای تازهای میسازیم که قادر به کشف و کاوش هستیم. این الگوریتمهای زایشی در طی زمان رشد میکنند، و بعنوان گروهای از حشرات تاثیر متقابل و ارتباط دارند. محققین ما با این دادهها از طریق تزریق کد یاکتریایی که برنامههای کامپیوتری هستند و امکان رشد این مخلوقات را با گذر زمان میدهند، در ارتباط متقابل هستند. اکنون میخواهیم از این جهان بیولوژیکی و ماکروسکوپی (قابل رويت به چشم عادى)به دنیای اتمی حرکت کنیم، در حینی که به درون شبکه اتمها پرواز میکنیم. اينها دادههاى واقعى م.ن. ا (ميكروسكوپ نيروى اتمى) از همكاران من در مركز انرژى و نور حالت جامد است. آنها اتصالی جدید را کشف کردهاند. مادهاى جديد براى سلولهاى خورشيدی شفاف.
We're flying through 2,000 lattice of atoms -- oxygen, hydrogen and zinc. You view the bond in the triangle. It's four blue zinc atoms bonding with one white hydrogen atom. You see the electron flow with the streamlines we as artists have generated for the scientists. This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms. We think it makes a beautiful structural art. The sound that you're hearing are the actual emission spectrums of these atoms. We've mapped them into the audio domain, so they're singing to you. Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature. We're going to actually move even further down as we go from this lattice of atoms to one single hydrogen atom.
ما از بین ۲٫۰۰۰ شبکه اتمی پرواز میکنیم-- اکسیژن، هیدروژن و زینک (روی). شما اتصال را در قالب مثلث مشاهده میکنید. ۴ اتم آبی رنگ روی (زينك) با یک اتم سفیدرنگ هیدروژن متصل شدهاند. همانطور که میبینید الکترون با ما بعنوان هنرمندان آنها را برای دانشمندان تولید کرده ایم. این کار به آنها اجازه میدهد تا گرههای اتصالی را در هر شبکهای از اتمها بیابند. فکر میکنیم که یک هنر ساختمانی زیبا را ایجاد میکند. صدایی که شما میشنوید طیفهای منتشر شده حقیقی از این اتمهاست. ما آنها داخل دامنه صوتی ترسیم کردهایم، بنابراین آنها برای شما میخوانند. اکسیژن، هیدروژن و زینک امضای خودشان را دارند. راستش میخواهیم حتی فراتر از این حرکت کنیم، با رفتن از این شبکه اتمها به یک تک اتم هیدروژن.
We're working with our physicist colleagues that have given us the mathematical calculations of the n-dimensional Schrödinger equation in time. What you're seeing here right now is a superposition of an electron in the lower three orbitals of a hydrogen atom. You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines. The white dots are the probability wave that will show you where the electron is in any given point of time and space in this particular three-orbital configuration. In a minute we're going to move to a two-orbital configuration, and you're going to notice a pulsing. And you're going to hear an undulation between the sound. This is actually a light emitter. As the sound starts to pulse and contract, our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
ما با همکاران فیزیکدانمان کار می کنیم که به ما امکان انجام محاسبات ریاضی معادله چند بعدی شرودینگر در زمان را میدهد. چیزی که الان در اینجا میبینید برهم نهی یک الکترون در سه اوربیت زیرین یک اتم هیدروژن است. شما در واقع بیننده و شنونده جریان الکترون با ردیفها هستید. نقاط سفید موج احتمال هستند که به شما نشان میدهند در هر نقطه فرضی از زمان و فضا در این پیکربندی سه اوربیتی خاص الکترون کجا قرار دارد. در طول يک دقيقه ما به يك پیکربندی دو اوربيتى حركت خواهيم كرد، و شما متوجه ضربانى خواهيد شد. و شما نوسان بين صدا را خواهيد شنيد. اين در واقع يك منتشر كننده نور است. هنگامى كه صدا شروع به انقباض و تپيدن مىكند، فيزيكدانهاى ما قادرند بگويند چه وقت يك فوتون منتشر مىشود.
They're starting to find new mathematical structures in these calculations. And they're understanding more about quantum mathematics. We're going to move even further down, and go to one single electron spin. This will be the final project that I show you. Our colleagues in the Center for Quantum Computation and Spintronics are actually measuring with their lasers decoherence in a single electron spin. We've taken this information and we've made a mathematical model out of it. You're actually seeing and hearing quantum information flow. This is very important for the next step in simulating quantum computers and information technology.
آنها شروع به پيدا كردن ساختارهاى رياضى جديد در اين محاسبات كردهاند. و آنها درباره رياضيات كوانتوم بيشتر بفهمند. ما مىخواهيم حتى فراتر از اين رفته و سراغ اسپين يك تك الكترون برويم. اين آخرين پروژهاى خواهد بود كه به شما نشان مىدهم. همكاران ما در مركز محاسبات كوانتوم و اسپينترونيكس در واقع با ليزرهايشان ميزان از دست رفتن انسجام سيستم (ديكوهيرنس) در اسپين الكترونی منفرد را اندازه گيرى مىكند. ما اين اطلاعات را بكار گرفته و مدل رياضىوار آن را ساخته ایم. شما درواقع ببيننده و شنونده جريان اطلاعات كوانتوم هستيد. اين براى گام بعدى در شباهت سازى كامپيوترهاى كوانتوم و فناورى اطلاعات بسيار حائز اهميت است.
So these brief examples that I've shown you give you an idea of the kind of work that we're doing at the University of California, Santa Barbara, to bring together, arts, science and engineering into a new age of math, science and art. We hope that all of you will come to see the AlloSphere. Inspire us to think of new ways that we can use this unique instrument that we've created at Santa Barbara. Thank you very much. (Applause)
بنابراين اين مثالهاى مختصر كه نشانتان دادم به شما ايده درباره كارى دهد كه در دانشگاه كاليفرنيا، سانتاباربارا انجام مىدهيم تا هنر، علم و مهندسى را يكجا گرد آوريم و عصر جديد از رياضيات، علم و هنر رقم خورد. اميدواريم كه همه شما به ديدن آلوسفير بياييد. الهام بخش ما در فكر كردن به روشهاى تازهاى باشيد كه ما بتوانيم از اين وسيله بىهمتايى كه در سانتا باربارا خلق كردهايم، استفاده كنيم. خيلى متشكرم. (تشويق)