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.
AlloSfera. To je metalna sfera na tri kata u komori koja nema odjeka. Smatrajte AlloSferu velikim, dinamičkim varirajućim digitalnim mikroskopom koji je povezan sa super računalom. 20 istraživača može stajati na mostu koji je obješen unutar sfere, i biti potpuno uronjeni u svoje podatke.
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.
Zamislite da tim fizičara može stajati unutar atoma i gledati i čuti elektrone kako se vrte. Zamislite da skupina kipara može biti unutar rešetke atoma i raditi sa svojim materijalom. Zamislite da tim kirurga može poletjeti u mozak, kao da je svijet, i vidjeti tkiva kao krajobraze, i čuti razine gustoće krvi kao glazbu. Ovo su neka od istraživanja koja ćete vidjeti a koja činimo u AlloSferi.
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.
Ali prvo nešto malo o ovoj grupi umjetnika, znanstvenika, i inžinjera, koji rade zajedno. Ja sam skladateljica, obučena za orkestralne skladbe, i izumiteljica AlloSfere. S kolegama koji se bave vizualnom umjetnošću, mi mapiramo složene matematičke algoritme koji se otvaraju u vremenu i prostoru, vizualno i zvučno. Naše kolege znanstvenici pronalaze nove uzorke u informacijama. I naše kolege inžinjeri izrađuju jedno od najvećih dinamičko varirajućih računala na svijetu za ovu vrstu istraživanja podataka. Poletjet ćete samnom u pet istraživačkih projekata u AlloSferi koji će vas provesti od bioloških mikroskopskih podataka sve do elektronske vrtnje.
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.
Prvi projekt smo nazvali AlloMozak. I to je naš pokušaj mjerenja ljepote pronalaženjem koji dijelovi mozga su u interakciji kada svjedočimo nečem prekrasnom. Letite kroz koru mozga mog kolege. Naša pripovijetka ovdje su stvarni podatci magnetske rezonance koji su preslikani vizualno i zvučno. Mozak je sada svijet kroz koji možemo letjeti i biti s njim u interakciji. Ovdje vidite 12 inteligentnih računalnih izvršitelja, malih pravokutnika koji lete kroz mozak s vama. Oni istražuju razinu gustoće krvi. I izvještavaju vas zvučno o tim razinama. Gustoća više razine znači veću aktivnost u tom predjelu mozga. Oni vam zapravo pjevaju o tim gustoćama s višom visinom tona pridruženom većim gustoćama.
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.
Sada ćemo se prebaciti sa stvarnih bioloških podataka na biogenerativne algoritme koji stvaraju umjetnu prirodu u našoj sljedećoj umjetničkoj i znanstvenoj instalaciji. U ovoj umjetničkoj i znanstvenoj instalaciji, biogenerativni algoritmi nam pomažu razumijeti samo-generaciju i rast. Vrlo važno za simulaciju u nano-mjerljivim znanostima. Za umjetnike, stvaramo nove svijetove koje možemo otkrivati i istraživati. Kako ovi generativni algoritmi rastu s vremenom, oni djeluju jedni na druge i komuniciraju poput roja insekata. Naši istraživači su u interakciji s ovim podatcima tako što ubrizgavaju bakterijske kodove, koji su računalni programi, koji dozvoljavaju ovim bićima da rastu kako vrijeme prolazi. Sada ćemo se maknuti od biološkog i makroskopskog svijeta, do atomskog svijeta, dok letimo u rešetku atoma. Ovo je stvarni AFM, podatci iz atomski silnog mikroskopa mojih kolega iz Centra za poluvodičku svjetlost i energiju. Otkrili su novu vezu, novi materijal za prozirne solarne ćelije.
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.
Letimo kroz 2.000 rešetki atoma -- kisik, vodik i cink. Vidite vezu u trokutu. To su četiri plava atoma cinka povezani s jednim bijelim atomom vodika. Vidite tijek elektrona uz crtu protjecanja koju smo mi kao umjetnici stvorili za znanstvenike. Ovo im dozvoljava da pronađu vezujuće čvorove u bilo kojoj rešetki atoma. Smatramo kako to čini predivnu strukturnu umjetnost. Zvukovi koje čujete su pravi emisijski spektri ovih atoma. Ucrtali smo ih u zvučnu domenu. Tako da vam oni pjevaju. Kisik, vodik i cink imaju vlastiti potpis. Sada ćemo zapravo otići još dolje kako se krećemo od ove rešetke atoma do jednog atoma vodika.
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.
Radimo s našim kolegama fizičarima koji su nam dali matematičke kalkulacije [vremenski ovisne Schrödingerove jednadžbe u 3D]. Ono što ovdje vidite je superpozicija elektrona u tri niže orbitale atoma vodika. Zapravo čujete i vidite tijek elektrona po ovim linijama. Bijele točke su val vjerojatnosti koji će vam pokazati gdje je elektron u bilo kojoj danoj točci u prostoru i vremenu u ovoj konfiguraciji s tri orbitale. Za minutu ćemo se prebaciti na konfiguraciju s dvije orbitale. I primjetit ćete pulsiranje. I čut ćete valjanje između zvukova. Ovo je zapravo svjetlosni odašiljač. I kako zvuk pulsira i steže, naši fizičari mogu procijeniti kada će se foton ispustiti.
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.
Pronalaze nove matematičke strukture u ovim kalkulacijama. I sve više razumiju kvantnu matematiku. Sada ćemo otići još niže i otići do vrtnje jednog elektrona. Ovo je zadnji projekt koji ću vam pokazati. Naši suradnici u Centru za kvantne izračune i proučavanje vrtnje, zapravo mjere svojim laserima dekoherenciju u vrtnji jednog elektrona. Uzeli smo ove informacije i izradili smo matematički model od njih. Zapravo vidite i čujete kvantni tijek informacija. Ovo je vrlo važno za sljedeći korak u simulaciji kvantnih računala i informacijske tehnologije.
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)
Tako da ovi kratki primjeri koje sam vam pokazala daju ideju o tome što radimo na Kalifornijskom sveučilištu u Santa Barbari, kako bismo povezali umjetnost, znanost, i inženjerstvo, u novo doba matematike, znanosti i umjetnosti. Nadamo se kako ćete svi vi doći i vidjeti AlloSferu. Nadahnite nas kako bismo smislili nove načine kako koristiti ovaj jedinstven instrument koji smo stvorili u Santa Barbari. Hvala vam puno. (Pljesak)