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. E o sferă de metal înaltă cât trei etaje într-o cameră fără ecou. Gândiţi-vă la AlloSferă ca la un mare, microscop digital cu schimbare dinamică care e conectat la un supercomputer. 20 de cercetători pot sta pe un pod suspendat în interiorul sferei, şi pot fi complet cufundaţi în datele lor.
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.
Imaginaţi-vă că o echipă de fizicieni ar putea sta în interiorul unui atom şi ar putea privi şi asculta mişcarea electronilor. Imaginaţi-vă că un grup de sculptori ar putea fi în interiorul unei reţele de atomi şi să sculpteze cu materialul lor. Imaginaţi-vă că o echipă de chirurgi ar putea zbura în creier, ca şi cum ar fi o lume, şi ar putea vedea ţesuturile ca peisaje, şi auzi nivelele densităţii sângelui ca muzică. Asta e o partea din cercetarea pe care o veţi vedea şi care are loc la AlloSferă.
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.
Dar mai întâi câteva cuvinte despre acest grup de artişti, oameni de ştiinţă şi ingineri care lucrează împreună. Eu sunt o compozitoare instruită orchestral, şi inventatoarea AlloSferei. Împreună cu colegii mei, artişti vizuali, întocmim o hartă a unor algoritmi matematici complecşi care se desfăşoară în timp şi spaţiu, vizual şi auditiv. Colegii noştri, oameni de ştiinţă, găsesc noi şabloane în informaţie. Iar colegii noștri ingineri fac unul din cele mai mari calculatoare cu schimbări dinamice din lume pentru acest gen de explorare de date. Vă voi arăta cinci proiecte de cercetare în AlloSferă care vă vor duce de la date macroscopice biologice până la mişcarea electronilor.
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.
Acest prim proiect se numeşte AlloBrain [AlloCreier]. Şi este încercarea noastră de a cuantifica frumuseţea prin găsirea regiunilor creierului care sunt interactive în timpul observării a ceva frumos. Zburaţi prin cortexul creierului colegului meu. Naraţiunea noastră aici e informaţia reală IRMF care e cartografiată vizual şi auditiv. Creierul e acum o lume prin care putem zbura şi cu care putem interacţiona. Vedeţi 12 agenţi inteligenţi ai calculatorului, micile dreptunghiuri care zboară în creier cu voi. Ele exploateză nivelele densităţii sângelui. Şi ţi le raportează înapoi sub formă auditivă. Nivele mari de densitate înseamnă mai multă activitate în acea zonă a creierului. Ele îţi cântă de fapt acele densităţi cu sunete mai înalte pentru densităţi mai mari.
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.
Acum vom trece de la date biologice reale la algoritmi biogenerativi care creează natură artificială în următoarea instalaţie artistică şi ştiinţifică. În această instalaţie artistică şi ştiinţifică, algoritmi biogenerativi ne ajută să înţelegem auto-generarea şi creşterea. Foarte importantă pentru simularea în ştiinţele la scară nano. Pentru artişti, facem lumi noi pe care le putem descoperi şi explora. Pe măsură ce aceşti algoritmi generativi cresc în timp, ei interacţionează şi comunică ca un furnicar de insecte. Cercetătorii noştri interacţionează cu aceste date înjectând cod bacterial, care sunt programe de calculator, care permit acestor creaturi să crească în timp. Vom trece acum de la lumea biologică şi macroscopică, la lumea atomică, pe măsură ce zburăm într-o structură de atomi. Acestea sunt date reale AFM, Microscop cu Forţă Atomică, de la colegii mei de la Centrul Solid State Lighting and Energy. Ei au descoperit o nouă legătură, un nou material pentru celule solare transparente.
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.
Zburăm prin 2.000 de structuri de atomi -- oxigen, hidrogen şi zinc. Vedeţi legătura în triunghi. Sunt patru atomi albaștri de zinc formând legături cu un atom alb de hidrogen. Vedeţi fluxul electronilor cu ajutorul curenţilor pe care noi ca artişi i-am generat pentru oamenii de ştiinţă. Asta le permite să găseasca nodurile de legătură în orice structură de atomi. Noi credem că asta creează o artă structurală frumoasă. Sunetele pe care le auziţi sunt chiar spectrele de emisie ale acestor atomi. Le-am translatat în domeniu audio. Deci vă cântă. Oxigenul, hidrogenul şi zincul au fiecare semnătura proprie. Ne vom muta de fapt chiar mai jos pe măsură ce trecem de la această structură de atomi la un singur atom de hidrogen.
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.
Lucrăm cu colegii noştri fizicieni care ne-au dat calculele matematice ale [ecuaţiei Schrödinger dependente de timp în 3D]. Ce vedeţi acum e o suprapunere a unui electron în cei mai joşi trei orbitali ai unui atom de hidrogen. De fapt auzim şi vedem fluxul electronilor cu liniile. Punctele albe sunt unda de probabilitate care vă va arată unde e electronul în orice punct în timp şi spaţiu în această configuraţie cu trei orbitali. Într-un minut ne vom muta la o configuraţie cu doi orbitali. Şi veţi observa o pulsare. Şi veţi auzi o ondulare între sunete. Ăsta e de fapt un emiţător de lumină. Pe măsură ce sunetul începe să pulseze şi să se contracte, fizicienii noştri pot spune când va fi emis un foton.
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.
Încep să găsească noi structuri matematice în aceste calcule. Şi înţeleg din ce în ce mai mult despre matematica cuantică. Vom trece la lucruri şi mai mici, şi vom merge la mişcarea unui singur electron. Acesta e ultimul proiect pe care vi-l voi arăta. Colegii noştri de la Centrul pentru Calcul Cuantic şi Spintronică, măsoară de fapt cu laserul incoerenţa în mişcarea unui singur electron. Am luat această informaţie şi am făcut un model matematic din ea. De fapt vedem şi auzim fluxul informaţiei cuantice. Asta e foarte important pentru următorul pas în simularea calculatoarelor cuantice şi a tehnologiei informaţiei.
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)
Deci aceste scurte exemple pe care vi le-am arătat vă dau o idee a tipului de muncă pe care o facem la Universitatea din California, Santa Barbara, pentru a aduce împreună arte, ştiinţă şi inginerie, într-o nouă eră a matematicii, ştiinţei şi artei. Sperăm că veţi veni cu toţii să vedeţi AlloSfera. Că ne veţi inspira să ne gândim la noi moduri în care putem folosi acest instrument unic pe care l-am creat la Santa Barbara. Vă mulţumesc foarte mult. (Aplauze)