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.
Íme az AlloSphere. Egy háromszintes fémgömb egy visszhangmentes kamrában. Képzeljük azt, hogy az AlloSphere egy hatalmas, dinamikusan változó digitális mikroszkóp, ami egy szuperszámítógéppel van összekötve. 20 kutató állhat a gömb belsejében, felfüggesztett hídon, és teljesen elmerülve adataikban.
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.
Képzeljük el, hogy egy csapat fizikus áll egy atom belsejében, az elektronok spinjét figyelve és hallgatva. Képzeljük el, hogy egy csoport szobrász egy atomrács belsejében formáz az anyagból szobrokat. Képzeljük el, hogy sebészek képesek berepülni az agyba, mint egy másik világba, ahol a tájképet a szövetek alkotják, és ahol a vér sűrűségváltozása zeneként hallható. Ez néhány az AlloSphere-nél folyó kutatások közül, és amelyeket Önöknek be fogok mutatni.
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.
De először egy pár szót a csoportról, amiben művészek, tudósok és mérnökök, dolgoznak együtt. Én zeneszerző vagyok, zenekari ismeretekkel, egyébként pedig az AlloSphere feltalálója. Vizuális művész munkatársaimmal közösen, komplex matematikai algoritmusokat képezünk le időben és térben, vizuális és hanghatásokkal. Tudós kollégáink új mintákat keresnek az információban. Mérnökeink pedig megépítik a világ egyik legnagyobb dinamikusan változó számítógépét ehhez a fajta adatfeltáráshoz. El fogom Önöket repíteni öt kutatási projektbe az AlloSphere segítségével, kezdve a makroszkópikus biológiai adatokkal, egészen le, az elektronspin szintjéig.
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.
Az első projekt neve: AlloBrain. Ez egy kísérlet arra, hogy számszerűsítsük a szépséget, úgy, hogy megtaláljuk azokat az agyi területeket, amelyek aktívak, amikor valami gyönyörűt látunk. Egy utazást fognak tenni munkatársam agykérgében. Az alapot valódi FMRI-adatok szolgáltatják, melyeket képekké és hangokká alakítottunk. Az agy így egy olyan világgá válik, amin átrepülhetünk és amivel kapcsolatba léphetünk. Itt 12 intelligens számítógépes egységet látnak, ezek a kis négyszögek, amelyek kísérik Önöket utazásukon az agyban. Ezek határozzák meg a vér sűrűségi szintjét. És közvetítik Önökhöz hangok formájában. A magasabb sűrűségi szintek nagyobb aktivitást jelentenek az agy adott pontján. A sűrűségváltozásokat önök dallamokként hallják, mégpedig úgy, hogy a magasabb hangok nagyobb sűrűséget jelentenek.
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.
Most pedig a valódi biológiai adatoktól elmozdulunk a biogeneratív algoritmusok felé, amelyek mesterséges természetet hoznak létre soron következő művészi és tudományos installációnkban. Ebben a művészi és tudományos installációban, biogeneratív algoritmusok segítenek nekünk megérteni a fejlődést és a növekedést. Ez rendkívül fontos a nanotudományok szimulációs feladataiban. A művészek számára új világokat alkotunk, amelyeket feltárhatunk és felfedezhetük. Mivel ezek a generatív algoritmusok az idő során növekednek, egy rovarrajhoz hasonlóan kapcsolatban vannak és kommunikálnak egymással. Kutatóink kapcsolatban vannak ezekkel az adatokkal az által, hogy bakteriális kódot táplálnak beléjük, melyek valójában számítógépes programok, amelyek lehetővé teszik e teremtmények számára a növekedést. Most pedig a biológiai és a makroszkópikus világból átlépünk az atomok világába, és berepülünk egy atomrácsba. Ezek valódi AFM (Atomic Force Microscope) adatok egyik munkatársamtól, a Solid State Lighting and Energy Center-ből. Ők felfedeztek egy új kötést, egy új anyagot az átlátszó napelem-cellák számára.
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.
Most átrepülünk 2,000 atomrács-ponton -- oxigén, hidrogén és cink. A kötés a háromszögben látható. Ez itt négy kék cinkatom ami egy fehér hidrogénatomhoz kapcsolódik. Az elektronáramot az áramvonalak mutatják, amit mi, művészek hoztunk létre a tudósok számára. Ez által bármely atomrácsban megtalálhatják ezeket a kötéseket. Véleményünk szerint ez csodálatos strukturális művészetet alkot. Az itt hallható hang ezeknek az atomoknak a valódi emissziós spektruma. Ezeket hangtartományokra fordítottuk. Így tehát most az atomok énekelnek önöknek. Az oxigénnek, a hidrogénnek és a cinknek megvan a jellemző "hang-aláírása". Most pedig még tovább megyünk a részletek felé, amikor az atomrácsból átlépünk egyetlen hidrogénatom szintjére.
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.
Együtt dolgozunk fizikus kollégáinkkal, akik megadták nekünk az időfüggő Schrödinger-egyenletek matematikai egyenleteit a 3 dimenziós térre. Amit itt látnak, az nem más, mint egy elektron szuperpozíciója egy hidrogénatom alsó három elektronpályáján. Ténylegesen hallható és látható, amint az elektron a pályákon mozog. A fehér pontok a valószínűségi hullámok, amelyek megmutatják, hol van az elektron bármely adott időpontban és térben, ezen a hárompályás konfiguráción belül. Egy percen beül átérünk egy kétpályás konfigurációhoz. Ahol egyfajta pulzálást fogunk érzékelni. És a hangok között hullámzást fogunk hallani. Ez tulajdonképpen egy fény kisugárzó. Amint a hang pulzálva összehúzódik, fizikusaink tudni fogják, hogy egy fotonemisszió fog következni.
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.
Új matematikai struktúrákat kezdtek találni ezekben a számításokban. És egyre többet értenek meg a kvantum-matematika világából. További mélységekbe fogunk utazni, és eljutunk egyetlen elektronspin szintjére. Ez lesz az utolsó projekt, amit megmutatok Önöknek. Munkatársaink a Center for Quantum Computation-nél és a Spintronics-nál, ténylegesen megmérték lézerükkel egy elektronspin de-koherenciáját. Ezeket az adatokat felhasználva készítettünk egy matematikai modellt. Önök most hallhatják és láthatják a kvantum-információk áramlását. Ez rendkívül fontos a kvantum-számítógépek és az információs technológia szimulációs feladatai szempontjából.
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)
A bemutatott rövid példák alapján kaphattak egy benyomást arról, hogy mivel is foglalkozunk az University of California-n, Santa Barbara-ban, és hogy kapcsoljuk össze a művészetet, a tudományt, és a mérnöki tudományokat, a matematika, a tudomány és a művészet egy újszerű ötvözetében. Reméljük, mindnyájan eljönnek meglátogatni az AlloSphere-t. Adjanak nekünk új ötleteket, hogy mire használhatnánk még ezt az egyedülálló berendezést, amit létrehoztunk Santa Barbara-ban. Köszönöm a figyelmet. (Taps)