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.
AlloSphere là một quả cầu kim loại 3 tầng trong một căn phòng không có tiếng vọng. Hãy tưởng tượng AlloSphere là một chiếc kính hiển vi điện tử động cỡ lớn mà được nối với một siêu máy tính. 20 nhà nghiên cứu có thể đứng trên cây cầu treo lơ lửng bên trong khối cầu, và hoàn toàn chìm đắm trong dữ liệu của họ.
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.
Hãy tưởng tượng nếu một nhóm các nhà vật lí có thể đứng bên trong một nguyên tử quan sát và nghe động lượng điện từ. Hãy tưởng tượng một nhóm nhà điêu khắc có thể ở bên trong một hàng rào các nguyên tử và chạm khắc vào vật liệu của họ. Tưởng tượng một nhóm bác sĩ phẫu thuật có thể bay bên trong não như thể nó là một thế giới, và quan sát các mô như xem phong cảnh, và nghe mật độ của máu giống như nghe nhạc. Đây là một vài nghiên cứu bạn sẽ thấy mà chúng tôi đang tiến hành tại AlloSphere.
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.
Nhưng trước tiên, tôi muốn nói một chút về nhóm các nghệ sĩ, nhà khoa học, và kĩ sư đang làm việc cùng nhau. Tôi là nhà soạn nhạc được đào tạo về dàn nhạc và người chế tạo ra AlloSphere. Cùng với các cộng sự là nghệ sĩ đồ họa, chúng tôi vạch ra các thuật toán phức tạp có thể biểu diễn thời gian và không gian, theo hình ảnh và âm thanh. Các nhà khoa học cộng sự đang tìm kiếm các khuôn thức mới trong thông tin đó. Và các kĩ sư cộng sự đang chế tạo một trong những máy tính thay đổi động trên thế giới cho việc khám phá dữ liệu này. Tôi sẽ đưa các bạn bay vào 5 dự án nghiên cứu ở AlloSphere mà sẽ đưa các bạn từ dữ liệu sinh học khổng lồ đến động lượng điện từ.
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.
Dự án đầu tiên có tên là AlloBrain. Đó là nỗ lực của chúng tôi để định lượng cái đẹp qua việc xác định các vùng nào trong não tương tác khi nhìn thấy thứ gì đó đẹp. Bạn đang bay qua vỏ não đồng nghiệp của tôi. Câu chuyện ở đây là dữ liệu thực FMRI được ánh xạ cả đồ họa và âm thanh. Lúc này bộ não như là một thế giới mà bạn có thể bay qua và tương tác với nó. Bạn thấy 12 tác nhân máy tính thông minh là các hình chữ nhật đang bay trong não với bạn. Chúng đang khai thác mức độ đậm đặc của máu. Chúng thông báo lại cho bạn bằng âm thanh. Mức độ đậm đặc cao hơn có nghĩa là điểm đó có nhiều hoạt động hơn. Chúng đang hát lên những điểm đậm đặc này đấy với cao độ càng cao nghĩa là càng đậm đặc.
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.
Chúng ta sẽ chuyển từ dữ liệu sinh học thực sang các thuật toán sinh học tạo sinh đã tạo ra tự nhiên giả thực trong sự kết hợp nghệ thuật và khoa học tiếp theo của chúng tôi. Trong kết hợp nghệ thuật và khoa học này, các thuật toán sinh học tạo sinh giúp chúng ta hiểu được sự tự sản sinh và phát triển vốn rất quan trọng cho mô phỏng trong khoa học nano. Đối với các nghệ sĩ, chúng tôi đang tạo ra các thế giới mới mà ta có thể khám phá và thăm dò. Với các thuật toán sinh học tạo sinh phát triển, chúng tương tác và liên lạc giống như một đàn côn trùng. Các nhà nghiên cứu đang tương tác với dữ liệu này bằng cách tiêm mã vi khuẩn vào, vốn là các chương trình máy tính, cho phép các tạo thể này lớn lên qua thời gian. Chúng ta sẽ chuyển từ thế giới sinh học và thế giới vĩ mô, sang thế giới nguyên tử, khi chúng ta bay vào một lưới nguyên tử. Đây là dữ liệu AFM, Kính hiển vi nguyên tử lực từ các đồng nghiệp của tôi ở Trung tâm Ánh sáng và Năng lượng Chất rắn. Họ đã phát hiện ra một trạng thái kết nối mới, một chất liệu mới cho pin mặt trời trong suốt.
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.
Chúng ta đang bay qua 2.000 lưới nguyên tử - ôxy, hy đrô và kẽm. Bạn thấy trạng liên kết ở dạng tam giác. Đó là 4 nguyên từ kẽm màu xanh liên kết với một nguyên tử hy đrô màu trắng. Bạn thấy các luồng điện từ chạy theo dòng mà chúng tôi - những nghệ sĩ, đã tạo ra cho các nhà khoa học. Điều này cho phép họ tìm ra các nốt gắn kết trong bất cứ mạng lưới nguyên tử nào. Chúng tôi nghĩ nó tạo ra một kiểu nghệ thuật kết cấu đẹp. Âm thanh các bạn đang nghe thực ra là các phổ phát ra từ các nguyên tử này. Chúng tôi đã đưa chúng thành âm thanh. Vậy nên chúng đang hát cho các bạn nghe. Ôxy, hy đrô và kẽm có đặc trưng riêng của chúng. Chúng ta sẽ đi tiếp từ lưới các nguyên tử này sang một nguyên tử Hydro đơn lẻ.
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.
Chúng tôi đang cùng với các cộng sự vật lí đã cung cấp cho chúng tôi các tính toán về công thức Schrödinger 3D lệ thuộc thời gian. Chúng ta đang thấy đây là một sự chồng lấn của một electron trong 3 quỹ đạo thấp hơn của nguyên tử Hydro. Bạn đang nghe và nhìn luồng điện từ với các đường kẻ. Các chấm trắng là các sóng khả hữu chỉ cho bạn thấy hạt electron đang ở đâu trong một thời điểm và không gian nhất định trong 3 hình thể quỹ đạo cụ thể này. Trong phút nữa chúng ta sẽ chuyển đến hai hình thể quỹ đạo. Và các bạn sẽ nhận thấy một xung động. Bạn sẽ nghe thấy sự lên xuống giữa các âm thanh. Đây thực ra chỉ là một sự phát ra ánh sáng. Khi âm thanh bắt đầu giao động và co lại, các nhà vật lí của chúng tôi có thể nói khi nào một photon sẽ bị thoát ra.
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.
Họ đang bắt đầu tìm các cấu trúc toán học mới trong các tính toán này. Và họ hiểu hơn về toán học lượng tử. Chúng ta sẽ đi tiếp, và chuyển sang một động lượng điện từ đơn. Đây sẽ là dự án cuối cùng tôi sẽ trình bày với các bạn. Các cộng sự của tôi ở Trung tâm Điện toán và Động lượng Lượng tử đang tính toán bằng những tia laser li khai trong một động lượng điện từ đơn. Chúng tôi lấy thông tin này và tạo ra một mô hình toán học từ đó. Các bạn đang nhìn và nghe thấy luồng thông tin lượng tử. Nó rất quan trọng cho bước tiếp theo của việc mô phỏng máy tính lượng tử và công nghệ thông tin.
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)
Các thí dụ ngắn gọn tôi đã trình bày với các bạn ở đây cho bạn một khái niệm về công việc chúng tôi đang làm tại Trường đại học California, Santa Barbara, để kết hợp nghệ thuật, khoa học, với thiết kế, vào một kỉ nguyên mới của toán học, khoa học, và nghệ thuật. Chúng tôi hi vọng rằng các bạn sẽ đến thăm AlloSphere. Truyền cảm hứng cho chúng tôi tìm ra các cách thức mới để có thể sử dụng thiết bị đặc biệt chúng tôi đã chế tạo ra này tại Santa Barbara. Cảm ơn các bạn rất nhiều. (Vỗ tay)