1
00:00:01,190 --> 00:00:05,718
ผมอยากจะแนะนำ
ให้คุณรู้จักกับสาขาวิทยาศาสตร์เกิดใหม่

2
00:00:05,742 --> 00:00:09,685
ที่ยังเป็นไปในเชิงทฤษฎี
แต่น่าสนใจเป็นอย่างมาก

3
00:00:09,709 --> 00:00:12,338
และเป็นสาขาที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว

4
00:00:13,448 --> 00:00:17,496
ชีวควอนตัม ถามคำถามง่ายๆ คือ

5
00:00:17,520 --> 00:00:18,870
กลศาสตร์ควอนตัม --

6
00:00:18,894 --> 00:00:22,196
ทฤษฎีที่ประหลาดและสวยงามและทรงพลัง

7
00:00:22,220 --> 00:00:24,908
ของโลกระดับเล็กกว่าอะตอม
ของอะตอมและโมเลกุล

8
00:00:24,932 --> 00:00:28,420
ที่เป็นหลักให้ฟิสิกส์และเคมียุคใหม่มากมาย --

9
00:00:28,444 --> 00:00:31,856
ยังมีบทบาทสำคัญในเซลล์ที่มีชีวิตหรือไม่

10
00:00:31,880 --> 00:00:35,959
หรืออีกนัยหนึ่งคือ มีกระบวนการ กลไก
ปรากฏการณ์

11
00:00:35,983 --> 00:00:39,971
ในสิ่งมีชีวิตที่ยังมีชีวิตหรือไม่
ที่สามารถอธิบายได้

12
00:00:39,995 --> 00:00:42,738
ก็ต่อเมื่อได้รับความช่วยเหลือ
จากกลศาสตร์ควอนตัม

13
00:00:43,546 --> 00:00:45,183
เอาล่ะ ชีวควอนตัม ไม่ได้ใหม่เลย

14
00:00:45,207 --> 00:00:47,608
มันมีมาตั้งแต่ราวๆ ต้นยุค 1930

15
00:00:47,928 --> 00:00:51,643
แต่มันเพิ่งจะได้ถูกทดลองอย่างละเอียด
เมื่อทศวรรษที่ผ่านมานี้เอง

16
00:00:51,667 --> 00:00:55,131
ในห้องทดลองชีวเคมี
โดยใช้เครื่องมือตรวจวิเคราะห์สเปกตรัม

17
00:00:55,155 --> 00:01:02,018
มันได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจน ยืนยันหลักฐาน
ว่ามีกลไกจำเพาะบางอย่าง

18
00:01:02,042 --> 00:01:04,553
ที่ต้องการกลศาสตร์ควอนตัมในการอธิบาย

19
00:01:05,674 --> 00:01:09,003
ชีวควอนตัมเป็นการรวมเข้าด้วยกัน
ของนักฟิสิกส์ควอนตัม นักชีวเคมี

20
00:01:09,027 --> 00:01:12,668
นักชีวโมเลกุล
มันเป็นศาสตร์ที่มีการบูรณาการณ์

21
00:01:12,692 --> 00:01:16,621
ผมศึกษาฟิสิกส์ควอนตัม
ผมเป็นนักนิวเคลียร์ฟิสิกส์

22
00:01:16,645 --> 00:01:18,910
ผมใช้เวลาสามทศวรรษ

23
00:01:18,934 --> 00:01:21,863
พยายามเข้าใจกลศาสตร์ควอนตัม

24
00:01:21,887 --> 00:01:24,380
หนึ่งในผู้ค้นพบกลศาสตร์ควอนตัม
นีล บอร์ (Niels Bohr)

25
00:01:24,404 --> 00:01:27,754
บอกว่า ถ้าคุณไม่ทึ่งเพราะมัน
แสดงว่าคุณยังไม่เข้าใจมัน

26
00:01:28,237 --> 00:01:31,080
ฉะนั้น ผมค่อนข้างจะยินดี
ที่ผมยังรู้สึกทึ่งกับมัน

27
00:01:31,104 --> 00:01:32,849
นั่นเป็นเรื่องดี

28
00:01:32,873 --> 00:01:39,758
แต่นั่นหมายความว่า ผมได้ศึกษา
โครงสร้างที่เล็กมากที่สุดของจักรวาล

29
00:01:39,782 --> 00:01:41,857
องค์ประกอบพื้นฐานของความจริง

30
00:01:41,881 --> 00:01:45,096
ถ้าคุณคิดถึงระดับขนาด

31
00:01:45,120 --> 00:01:48,072
เริ่มจากของในชีวิตประจำวัน
เช่นลูกเทนนิส

32
00:01:48,096 --> 00:01:50,997
และเลื่อนลงไปเรื่อยๆ ตามลำดับของขนาด

33
00:01:51,021 --> 00:01:56,218
จากรูเข็มลงไปถึงเซลล์
ลงไปยังแบคทีเรีย ถึงเอนไซม์ --

34
00:01:56,242 --> 00:01:57,971
ในที่สุดคุณจะไปถึงโลกนาโน

35
00:01:57,995 --> 00:02:00,490
ทีนี้ เทคโนโลยีนาโนอาจเป็นคำที่คุณเคยได้ยิน

36
00:02:00,841 --> 00:02:03,694
นาโนเมตร คือหน่วยที่เล็กกว่าเมตรพันล้านเท่า

37
00:02:04,560 --> 00:02:08,930
สาขาของผมคือนิวเคลียร์อะตอม
ซึ่งเป็นจุดเล็กๆ ในอะตอม

38
00:02:08,954 --> 00:02:10,886
ขนาดของมันเล็กเสียยิ่งกว่า

39
00:02:10,910 --> 00:02:12,828
นี่คือส่วนของกลศาสตร์ควอนตัม

40
00:02:12,852 --> 00:02:15,368
และนักฟิสิกส์ และนักเคมี
ก็ใช้เวลามานานแล้ว

41
00:02:15,392 --> 00:02:16,693
ที่จะพยายามและทำความคุ้นเคยกับมัน

42
00:02:17,248 --> 00:02:21,705
แต่ทว่า นักชีววิทยา นั้นต่างออกไปหน่อย
สำหรับความคิดผมนะ


43
00:02:22,071 --> 00:02:26,402
พวกเขาพอใจมากๆ แล้ว
กับโครงสร้างโมเลกุลจากลูกบอลและไม้

44
00:02:26,426 --> 00:02:27,508
(เสียงหัวเราะ)

45
00:02:27,532 --> 00:02:30,730
ลูกบอลคืออะตอม และไม้คือพันธะระหว่างอะตอม

46
00:02:30,754 --> 00:02:33,248
และเมื่อพวกเขาสร้างมันขึ้น
มาจริงๆ ไม่ใช่ในห้องทดลอง

47
00:02:33,272 --> 00:02:35,664
ทุกวันนี้ พวกเขามีคอมพิวเตอร์ดีๆ

48
00:02:35,688 --> 00:02:37,655
ที่จะสร้างแบบจำลองของโมเลกุลใหญ่ๆ

49
00:02:37,679 --> 00:02:41,343
นี่คือโปรตีนที่สร้างด้วยอะตอม 100,000 อะตอม

50
00:02:42,003 --> 00:02:46,338
มันไม่ต้องการกลศาสตร์ควอนตัม
ในการอธิบายมันสักเท่าไร

51
00:02:47,695 --> 00:02:50,584
กลศาสตร์ควอนตัม
ถูกพัฒนาขึ้นในยุค 1920

52
00:02:50,965 --> 00:02:57,845
มันกำหนดกฎและความคิดทางคณิตศาสตร์
ที่สวยงามและทรงอิทธิพล

53
00:02:57,869 --> 00:03:00,477
ที่อธิบายโลกของเราในระดับที่เล็กมากๆ

54
00:03:00,501 --> 00:03:03,873
และมันคือโลกที่ต่างออกไปมาก
จากโลกในชีวิตประจำวัน

55
00:03:03,897 --> 00:03:05,416
ที่สร้างด้วยอะตอมหลายล้านล้าน

56
00:03:05,440 --> 00:03:08,997
มันคือโลกที่สร้างขึ้นบนความน่าจะเป็น
และโอกาส

57
00:03:09,818 --> 00:03:11,120
มันเป็นโลกที่คลุมเครือ

58
00:03:11,144 --> 00:03:12,874
มันเป็นโลกลวงตา

59
00:03:12,898 --> 00:03:16,246
ที่ซึ่งอนุภาคสามารถที่จะมีพฤติกรรม
เหมือนกับคลื่นที่แผ่ขยายออกไป

60
00:03:18,157 --> 00:03:21,019
ถ้าคุณลองคิดถึงกลศาสตร์ควอนตัม
หรือฟิสิกส์กลศาสตร์แล้ว

61
00:03:21,043 --> 00:03:26,257
โดยหลักพื้นฐานของความจริงของมัน

62
00:03:26,281 --> 00:03:28,011
มันไม่น่าประหลาดใจเลยที่จะบอกว่า

63
00:03:28,035 --> 00:03:30,455
ฟิสิกส์ควอนตัมเป็นหลักให้กับเคมีอินทรีย์

64
00:03:30,479 --> 00:03:32,599
ทั้งนี้ทั้งนั้น มันให้กฎที่บอกว่าเราว่า

65
00:03:32,623 --> 00:03:35,264
อะตอมเข้ามาอยู่ด้วยกัน
เพื่อสร้างเป็นโมเลกุลอินทรีย์ได้อย่างไร

66
00:03:35,288 --> 00:03:38,527
เคมีอินทรีย์ 
ศาสตร์ในระดับใหญ่ซับซ้อนกว่า

67
00:03:38,551 --> 00:03:41,873
นำมาซึ่งศาสตร์อย่างชีวโมเลกุล
ซึ่งแน่นอน มันนำไปสู่ชีวิต

68
00:03:42,174 --> 00:03:44,151
ฉะนั้นในแง่มุมหนึ่ง
มันก็ไม่น่าประหลาดอะไร

69
00:03:44,175 --> 00:03:45,389
มันเกือบจะเป็นเรื่องธรรมดา

70
00:03:45,413 --> 00:03:49,633
คุณบอกว่า "เอ้า แน่ล่ะ 
ที่สุดแล้วชีวิตก็ต้องพึ่งกลศาสตร์ควอนตัม"

71
00:03:50,141 --> 00:03:52,531
แต่อย่างอื่นก็เช่นกัน

72
00:03:52,555 --> 00:03:56,170
สสารที่ไม่มีชีวิตอื่นๆ 
ที่สร้างด้วยอะตอมเป็นล้านล้านก็เช่นกัน

73
00:03:56,501 --> 00:04:01,379
ที่สุดแล้ว มันมีระดับควอนตัม

74
00:04:01,403 --> 00:04:03,586
ที่ซึ่งเราต้องขุดลึกลงไปในความประหลาดนี้

75
00:04:03,610 --> 00:04:06,026
แต่ในชีวิตประจำวัน
เราสามารถลืมมันไปได้

76
00:04:06,404 --> 00:04:09,603
เพราะว่าเมื่อคุณนำอะตอมเป็นล้านล้าน
เข้ามาอยู่ด้วยกัน

77
00:04:09,627 --> 00:04:12,242
ควอนตัมประหลาดนั่นก็จะมลายไป

78
00:04:15,288 --> 00:04:17,857
ชีวควอนตัมไม่ได้เกี่ยวกับสิ่งนี้

79
00:04:17,881 --> 00:04:20,437
ชีวควอนตัมไม่ได้เห็นเด่นชัดขนาดนี้

80
00:04:20,461 --> 00:04:24,690
แน่ล่ะ กลศาสตร์ควอนตัม
ให้หลักกับชีวิตที่ระดับประมาณโมเลกุล

81
00:04:25,254 --> 00:04:31,258
ชีวควอนตัม เกี่ยวกับการมองหา
ความคิด --

82
00:04:31,282 --> 00:04:35,758
ที่ไม่ธรรมดาแตกต่างจากสัญชาตญาณ
ในกลศาสตร์ควอนตัม

83
00:04:35,782 --> 00:04:38,797
และดูว่า มันมีบทบาทสำคัญ

84
00:04:38,821 --> 00:04:41,273
ในการอธิบายกระบวนการของชีวิตหรือไม่

85
00:04:42,653 --> 00:04:47,873
นี่คือตัวอย่างที่สมบูรณ์ของผม
สำหรับความแตกต่างจากสัญชาตญาณ

86
00:04:47,897 --> 00:04:49,343
ของโลกควอนตัม

87
00:04:49,367 --> 00:04:50,618
นี่คือนักสกีควอนตัม

88
00:04:50,642 --> 00:04:53,282
เหมือนว่า เขาดูเป็นตัวเป็นตน
เหมือนว่า เขาดูครบถ้วนสมบูรณ์ดี

89
00:04:53,306 --> 00:04:57,433
ถึงกระนั้นเ ก็เหมือนว่าเขาวิ่งไปวิ่งมา
รอบๆ ทั้งสองข้างต้นไม้ในเวลาเดียวกัน

90
00:04:57,457 --> 00:04:59,120
ครับ ถ้าคุณเห็นทางเป็นแบบนั้น


91
00:04:59,144 --> 00:05:01,453
คุณคงเดาว่า มันคงเป็นการกระทำผาดโผน
อะไรสักอย่างแน่นอน

92
00:05:01,477 --> 00:05:04,068
แต่ในโลกควอนตัม
สิ่งนี้เกิดขึ้นตลอดเวลา

93
00:05:04,864 --> 00:05:07,890
อนุภาคทำงานหลายอย่าง
พวกมันอยู่ได้สองที่ในเวลาเดียวกัน

94
00:05:07,914 --> 00:05:10,242
พวกมันทำได้มากกว่าหนึ่งอย่างในเวลาเดียวกัน

95
00:05:10,266 --> 00:05:12,909
อนุภาคสามารถมีพฤติกรรม
เหมือนกับคลื่นที่แผ่กระจายออกไป

96
00:05:13,298 --> 00:05:14,897
มันเกือบจะเหมือนกับมายากล

97
00:05:15,538 --> 00:05:18,287
นักฟิสิกส์และนักเคมี ได้ใช้เวลาเกือบศตวรรษ

98
00:05:18,311 --> 00:05:20,957
ที่จะพยายามทำความคุ้นเคย
กับความประหลาดนี้

99
00:05:21,445 --> 00:05:22,795
ผมไม่โทษนักชีววิทยานะ

100
00:05:22,819 --> 00:05:25,454
ที่ไม่ได้สนใจ และต้องการเรียนกลศาสตร์ควอนตัม

101
00:05:25,478 --> 00:05:28,676
คุณก็รู้ ความประหลาดนี้มันละเอียดอ่อนมาก

102
00:05:28,700 --> 00:05:33,150
และพวกเรานักฟิสิกส์ทำงานกันอย่างหนัก
เพื่อรักษามันเอาไว้ในห้องทดลอง

103
00:05:33,174 --> 00:05:37,378
พวกเราทำให้ระบบเย็นจัด
จนเข้าใกล้ศูนย์สัมบูรณ์

104
00:05:37,402 --> 00:05:39,347
เราทำการทดลองในสูญญากาศ

105
00:05:39,371 --> 00:05:42,898
เราพยายามและแยกมัน
จากการรบกวนภายนอกอื่นๆ

106
00:05:43,602 --> 00:05:48,680
มันแตกต่างจากสิ่งแวดล้อมที่อบอุ่น
วุ่นวาย และเสียงดังในเซลล์ที่มีชีวิตมาก

107
00:05:49,960 --> 00:05:52,747
ถ้าคุณคิดถึงชีวโมเลกุล นักชีววิทยาเอง

108
00:05:52,771 --> 00:05:56,228
ก็ทำได้ดีที่เดียวในการอธิบายกระบวนการทั้งหมด
ในชีวิต

109
00:05:56,252 --> 00:05:58,738
ในแง่ของเคมี -- ปฏิกิริยาเคมี

110
00:05:58,762 --> 00:06:03,612
และนี่คือนักคตินิยมลดทอน
ปฏิกิริยาเคมีที่ถูกกำหนด


111
00:06:03,636 --> 00:06:08,750
ที่แสดงว่า โดยหลักแล้ว 
ชีวิตทำมาจากของอย่างเดียวกัน เช่นเดียวกับสิ่งอื่น

112
00:06:08,774 --> 00:06:11,834
และถ้าเราสามารถลืมกลศาสตร์ควอนตัม
ในโลกเล็กๆ ไปได้แล้ว

113
00:06:11,858 --> 00:06:15,104
เราก็ควรที่จะลืมมันไปได้ในชีววิทยาเช่นกัน

114
00:06:15,706 --> 00:06:19,070
ครับ มีคนคนหนึ่งขอร้องที่จะเห็นต่าง
สำหรับความคิดนี้

115
00:06:20,062 --> 00:06:23,531
เออร์วิน ชโรดิงเจอร์ (Erwin Schrödinger)
แห่งแมวชโรดิงเจอร์อันมีชื่อเสียง

116
00:06:23,555 --> 00:06:24,872
เป็นนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย

117
00:06:24,896 --> 00:06:28,079
เขาเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้ง
กลศาสตร์ควอนตัม ในยุค 1920

118
00:06:28,663 --> 00:06:31,370
ในปี ค.ศ. 1944 
เขาเขียนหนังสือที่มีชื่อว่า "ชีวิตคืออะไร"

119
00:06:31,839 --> 00:06:33,570
มันสร้างแรงบันดาลใจอย่างมาก

120
00:06:33,594 --> 00:06:36,475
มันเป็นแรงบันดาลใจ ให้กับฟรานซิส คลิก
และเจมส์ วัตสัน

121
00:06:36,499 --> 00:06:39,022
ผู้ค้นพบโครงสร้างเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ

122
00:06:39,343 --> 00:06:43,011
ในหนังสือ เขาได้พูดไว้ประมาณว่า

123
00:06:43,035 --> 00:06:48,821
ที่ระดับโมเลกุล
สิ่งมีชีวิตมีระเบียบในระดับหนึ่ง

124
00:06:48,845 --> 00:06:52,077
มีโครงสร้างที่แตกต่างกัน

125
00:06:52,101 --> 00:06:56,837
ตั้งแต่การอัดกันทางเทอร์โมไดนามิกอย่างสุ่ม
ของอะตอมและโมเลกุล

126
00:06:56,861 --> 00:07:00,567
ในสิ่งที่ไม่มีชีวิตที่มีความซับซ้อนเหมือนกัน

127
00:07:01,504 --> 00:07:06,518
อันที่จริง สิ่งมีชีวิตเหมือนจะมีพฤติกรรม
ในระเบียบนี้ ในโครงสร้างนี้


128
00:07:06,542 --> 00:07:10,376
เหมือนกับสิ่งที่ไม่มีชีวิต
ที่ถูกทำให้เย็นเกือบจะศูนย์องศาสัมบูรณ์

129
00:07:10,400 --> 00:07:13,433
เมื่อปฏิกิริยาควอนตัม
มีบทบาทที่สำคัญมากๆ

130
00:07:14,280 --> 00:07:18,440
มันมีอะไรพิเศษบางอย่าง
เกี่ยวกับโครงสร้างและความเป็นระเบียบ

131
00:07:18,464 --> 00:07:20,024
ภายในเซลล์

132
00:07:20,048 --> 00:07:25,341
ฉะนั้น ชโรดิงเจอร์ คิดว่า
บางทีกลศาสตร์ควอนตัมอาจมีบทบาทสำคัญในชีวิต

133
00:07:26,096 --> 00:07:29,521
มันเป็นทฤษฎีมากๆ 
เป็นแนวคิดที่เข้าถึงได้ยาก

134
00:07:29,545 --> 00:07:32,418
และมันไปไหนไม่ได้ไกล

135
00:07:33,536 --> 00:07:35,069
แต่อย่างที่ผมได้บอกไว้ตอนเริ่มต้น

136
00:07:35,093 --> 00:07:37,892
ว่าใน 10 ปีที่ผ่านมา 
มันมีการทดลองเกิดขึ้น

137
00:07:37,916 --> 00:07:41,971
ที่แสดงว่า
ปรากฏการณ์ทางชีววิทยาบางอย่าง

138
00:07:41,995 --> 00:07:43,758
ดูเหมือนจะต้องการกลศาสตร์ควอนตัม

139
00:07:43,782 --> 00:07:46,905
ผมอยากจะให้พวกคุณชมสักสองสามอย่าง
ที่น่าตื่นเต้น

140
00:07:48,215 --> 00:07:51,922
นี่คือปรากฎการณ์หนึ่งที่เป็นที่รู้จักกันดีที่สุด
ในโลกควอนตัม

141
00:07:51,946 --> 00:07:53,647
ควอนตัม ทันเนอลิง
(quantum tunnelling)

142
00:07:53,671 --> 00:07:58,060
กล่องทางซ้ายแสดงให้เห็น
การแผ่กระจายออก แบบคลื่น

143
00:07:58,084 --> 00:08:00,845
ของตัวควอนตัม --
อนุภาค เช่นเดียวกับ อิเล็กตรอน

144
00:08:00,869 --> 00:08:04,506
ซึ่งมันไม่ใช่ลูกบอลเล็กๆ
ที่กระเด้งเมื่อชนกำแพง

145
00:08:04,530 --> 00:08:09,269
มันเป็นคลื่นที่มีบางคุณสมบัติ
ที่สามารถแทรกผ่าน

146
00:08:09,293 --> 00:08:12,699
กำแพงแข็งๆ ได้อย่างกับผีทะลุกำแพง

147
00:08:12,723 --> 00:08:16,821
คุณสามารถเห็นรอยเปรอะของแสง
ในทางขวาของกล่อง

148
00:08:17,773 --> 00:08:22,385
ควอนตัม ทันเนอลิง อธิบายว่า
อนุภาคสามารถกระทบกับสิ่งกีดขวางที่ผ่านไม่ได้

149
00:08:22,409 --> 00:08:24,869
และไม่ว่าด้วยอะไรก็ดี

150
00:08:24,893 --> 00:08:27,337
มันล่องหนจากด้านหนึ่ง และไปโผล่อีกด้านหนึ่ง
ราวกับโดยมายากล

151
00:08:27,658 --> 00:08:31,909
วิธีที่ดีที่สุดที่จะอธิบายก็คือ
ถ้าคุณต้องการขว้างบอลข้ามกำแพง

152
00:08:31,933 --> 00:08:35,510
คุณต้องให้พลังงานมันมากพอ
เพื่อให้มันข้ามจุดสูงสุดของกำแพงไป

153
00:08:35,534 --> 00:08:38,592
ในโลกควอนตัม
คุณไม่ต้องขว้างมันข้ามกำแพง

154
00:08:38,616 --> 00:08:42,023
คุณขว้างมันไปที่กำแพงเลย
แล้วมันจะมีความน่าจะเป็นที่ไม่ใช่ศูนย์แน่นอน

155
00:08:42,047 --> 00:08:45,370
ที่มันจะหายไปจากด้านของคุณ
และปรากฏขึ้นที่อีกด้านหนึ่ง

156
00:08:45,394 --> 00:08:47,072
สิ่งนี้ไม่อาจสังเกตุได้นะครับ

157
00:08:47,096 --> 00:08:50,492
เราค่อนข้างพอใจ -- อ่า "พอใจ"
ไม่ค่อยจะเป็นคำที่เหมาะเท่าไรเลย

158
00:08:50,516 --> 00:08:52,561
(เสียงหัวเราะ)

159
00:08:52,585 --> 00:08:54,203
เราคุ้นเคยกับมัน

160
00:08:54,227 --> 00:08:56,972
(เสียงหัวเราะ)

161
00:08:56,996 --> 00:08:59,290
ควอนตัม ทันเนอลิง
เกิดขึ้นตลอดเวลา

162
00:08:59,314 --> 00:09:01,981
อันที่จริง มันเป็นเหตุผล
ว่าทำไมพระอาทิตย์จึงส่องสว่าง

163
00:09:02,655 --> 00:09:04,164
และอนุภาคหลอมรวมกัน

164
00:09:04,188 --> 00:09:07,886
และดวงอาทิตย์เปลี่ยนไฮโดรเจน
ไปเป็นฮีเลียมผ่านควอนตัน ทันเนอลิง

165
00:09:09,464 --> 00:09:14,684
ย้อนกลับไปในยุค 70 และ 80
มีการค้นพบว่า ควอนตัม ทันเนอลิง ยังเกิดขึ้น

166
00:09:14,708 --> 00:09:15,900
ภายในเซลล์สิ่งมีชีวิต

167
00:09:16,290 --> 00:09:22,556
เอนไซม์ แรงม้าของชีวิต
ตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี --

168
00:09:22,580 --> 00:09:26,746
เอนไซม์คือชีวโมเลกุลที่เร่งความเร็ว
ของปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ที่มีชีวิต

169
00:09:26,770 --> 00:09:28,473
ให้เร็วกว่าลำดับความเร็วปกติมากๆ

170
00:09:28,497 --> 00:09:31,281
และมันก็เป็นปริศนามาตลอดว่า
พวกมันทำอย่างนั้นได้อย่างไร

171
00:09:31,650 --> 00:09:32,839
ครับ มันถูกค้นพบ


172
00:09:32,863 --> 00:09:37,715
ว่าหนึ่งในกลเม็ดที่เอนไซม์ที่มีวิวัฒนาการ
พัฒนาเพื่อมาดำเนินการ

173
00:09:37,739 --> 00:09:42,967
ก็คือการถ่ายโอนอนุภาคระดับเล็กกว่าอะตอม
เช่น อิเล็กตรอน และแน่นอน โปรตอน

174
00:09:42,991 --> 00:09:47,652
จากหนึ่งส่วนของโมเลกุล
และอื่นๆ ผ่านควอนตัม โฟตอน

175
00:09:48,333 --> 00:09:51,184
มันมีประสิทธิภาพ มันรวดเร็ว
มันล่องหนได้ --

176
00:09:51,208 --> 00:09:54,319
โปรตอนสามารถล่องหนจากที่หนึ่ง
และไปปรากฏอีกที่หนึ่ง

177
00:09:54,343 --> 00:09:55,972
เอนไซม์ช่วยทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้น

178
00:09:56,548 --> 00:09:59,231
นี่คืองานวิจัยในช่วงยุค 80

179
00:09:59,255 --> 00:10:03,292
โดยเฉพาะจากกลุ่มที่เบิร์กลี
ของ จูดิท คลินแมน

180
00:10:03,316 --> 00:10:05,521
กลุ่มอื่นๆ ในสหราชอาณาจักร
ยังได้ยืนยัน

181
00:10:05,545 --> 00:10:06,956
ว่าเอนไซม์ทำแบบนั้นจริงๆ

182
00:10:09,048 --> 00:10:11,597
งานวิจัยที่ทำโดยกลุ่มของผม --

183
00:10:11,621 --> 00:10:14,055
อย่างที่ผมได้บอก
ผมเป็นนักฟิสิกส์นิวเคลียร์

184
00:10:14,079 --> 00:10:17,134
แต่ผมรู้ว่า ผมมีเครื่องมือเหล่านี้
ในการใช้กลศาสตร์ควอนตัม

185
00:10:17,158 --> 00:10:22,243
ในนิวเคลียร์อะตอม และผมสามารถ
ใช้เครื่องมือเหล่านี้กับศาสตร์ด้านอื่นได้เช่นกัน

186
00:10:23,404 --> 00:10:25,214
คำถามหนึ่งที่เราถาม

187
00:10:25,238 --> 00:10:29,536
คือว่าควอนตัม ทันเนอลิง มีบทบาทสำคัญ
ในการกลายพันธุ์ของดีเอ็นเอหรือไม่

188
00:10:29,843 --> 00:10:33,503
อีกครั้ง ที่นี่ไม่ใช่แนวคิดใหม่เลย
มันย้อนกลับไปได้ถึงต้นยุค 60

189
00:10:33,527 --> 00:10:36,488
สองสายของดีเอ็นเอ
โครงสร้างเกลียวคู่

190
00:10:36,512 --> 00:10:39,335
ถูกยึดอยู่ด้วยกันโดยขั้นบันได
มันมีหน้าตาเหมือนบันไดเวียน

191
00:10:39,359 --> 00:10:42,866
และขั้นบันไดเหล่านั้นคือพันธะไฮโดรเจน --

192
00:10:42,890 --> 00:10:46,680
โปรตอน ที่ทำหน้าที่เป็นกาวระหว่างสองสาย

193
00:10:46,704 --> 00:10:51,454
ฉะนั้น ถ้าคุณมองเข้าไปจะเห็นว่า
พวกมันกำลังยึดโมเลกุลใหญ่ๆ เหล่านี้ --

194
00:10:51,478 --> 00:10:53,085
นิวคลีโอไทด์ -- เอาไว้ด้วยกัน

195
00:10:54,130 --> 00:10:55,280
มองลึกเข้าไปอีก

196
00:10:55,304 --> 00:10:57,220
นี่คือภาพจำลองคอมพิวเตอร์


197
00:10:57,855 --> 00:11:01,397
ลูกบอลสีขาวสองลูกตรงกลางคือโปรตอน

198
00:11:01,421 --> 00:11:03,720
และคุณเห็นได้ว่ามันเป็นพันธะไฮโดรเจนคู่

199
00:11:03,744 --> 00:11:07,058
ตัวหนึ่งชอบที่จะอยู่ทางด้านหนึ่ง
และอีกตัวอยู่อีกด้านหนึ่ง

200
00:11:07,082 --> 00:11:11,640
ของสองสายที่ขนานกันลงไปตามยาว
ซึ่งคุณมองไม่เห็น

201
00:11:12,410 --> 00:11:15,805
มันเกิดขึ้นได้
ที่ทั้งสองโปรตอนจะกระโดดข้าม

202
00:11:15,829 --> 00:11:17,265
ดูที่บอลขาวสองลูก

203
00:11:17,748 --> 00:11:19,746
พวกมันกระโดดข้ามไปยังอีกด้าน

204
00:11:20,239 --> 00:11:25,885
ถ้าสองสายของดีเอ็นเอแยกออกจากกัน
ซึ่งนำไปสู่กระบวนการกรทำซ้ำ

205
00:11:25,909 --> 00:11:29,108
และโปรตอนทั้งสองอยู่ในตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง

206
00:11:29,132 --> 00:11:30,895
มันอาจนำไปสู่การกลายพันธุ์

207
00:11:31,204 --> 00:11:33,076
สิ่งนี้เป็นที่รู้กันมาครึ่งศตวรรษแล้ว

208
00:11:33,100 --> 00:11:35,443
คำถามก็คือ 
เป็นไปได้มากน้อยแค่ไหนที่มันจะทำอย่างนั้น

209
00:11:35,467 --> 00:11:37,845
และถ้าพวกมันเป็นอย่างนั้น 
พวกมันทำอย่างนั้นได้อย่างไร

210
00:11:37,869 --> 00:11:40,888
มันกระโดดข้ามเหมือนลูกบอลที่ข้ามกำแพง

211
00:11:40,912 --> 00:11:44,414
หรือพวกมันควอนตัม ทันเนล ผ่านไป
แม้ว่าพวกมันจะมีพลังงานไม่พอ

212
00:11:45,089 --> 00:11:49,341
คำอธิบายล่าสุดกล่าวว่า
ควอนตัม ทันเนอลิง สามารถมีบทบาทสำคัญตรงนี้

213
00:11:49,365 --> 00:11:51,489
เรายังไม่รู้แน่ว่ามันมีความสำคัญอย่างไร

214
00:11:51,513 --> 00:11:53,305
มันยังเป็นคำถามปลายเปิด

215
00:11:54,199 --> 00:11:55,349
มันยังเป็นทฤษฎี

216
00:11:55,373 --> 00:11:58,016
แต่นี่เป็นคำถามหนึ่ง
ที่สำคัญมากๆ

217
00:11:58,040 --> 00:12:00,486
ว่าถ้ากลศาสตร์ควอนตัม
มีบทบาทสำคัญกับการกลายพันธุ์

218
00:12:00,510 --> 00:12:02,809
แน่ล่ะว่านี่จะต้องเป็นการสื่อความที่สำคัญ

219
00:12:02,833 --> 00:12:05,527
ที่จะทำให้เข้าใจการกลายพันธุ์บางชนิด

220
00:12:05,551 --> 00:12:09,307
บางที ชนิดเหล่านั้น
อาจนำไปสู่การเปลี่ยนเซลล์มะเร็ง

221
00:12:10,803 --> 00:12:16,102
อีกตัวอย่างหนึ่งของกลศาสตร์ควอนตัม
ในชีววิทยา คือความสัมพันธ์ควอนตัม

222
00:12:16,126 --> 00:12:18,479
หนึ่งในกระบวนการที่สำคัญที่สุดของชีววิทยา

223
00:12:18,503 --> 00:12:22,444
การสังเคราะห์แสง 
พืชและแบคทีเรียรับแสงแดด

224
00:12:22,468 --> 00:12:25,422
และใช้พลังงานนั้นในการสร้างมวลชีวภาพ

225
00:12:26,215 --> 00:12:30,367
ความสัมพันธ์ควอนตัม
เป็นศาสตร์ของตัวควอนตัมที่ทำหลากหน้าที่

226
00:12:30,912 --> 00:12:32,516
มันเป็นนักเล่นสกีควอนตัม

227
00:12:32,540 --> 00:12:35,492
มันเป็นวัตถุที่ทำหน้าที่เหมือนกับคลื่น

228
00:12:35,516 --> 00:12:38,418
ฉะนั้น มันจึงไม่ใช่แค่เคลื่อน
ไปในทางใดทางหนึ่ง

229
00:12:38,442 --> 00:12:41,762
แต่ยังไปตามทางได้หลายทางในเวลาเดียวกัน

230
00:12:42,708 --> 00:12:46,624
หลายปีก่อน
วงการวิทยาศาสตร์โลกถึงกับช๊อค

231
00:12:46,648 --> 00:12:50,232
เมื่อเอกสารวิชาการถูกตีพิมพ์
แสดงหลักฐานการทดลอง

232
00:12:50,256 --> 00:12:54,032
ว่าความสัมพันธ์ควอนตัม
เกิดขึ้นในแบคทีเรีย

233
00:12:54,056 --> 00:12:55,742
ที่มีกระบวนการสังเคราห์ด้วยแสง

234
00:12:55,766 --> 00:12:58,830
แนวคิดก็คือ โฟตอน
อนุภาคของแสง แสงอาทิตย์

235
00:12:58,854 --> 00:13:02,198
ควอนตัมของแสดง
ที่ถูกจับไว้โดยโมเลกุลคลอโรฟิล

236
00:13:02,222 --> 00:13:04,813
ถูกส่งต่อไปยังสิ่งที่เรียกว่าศูนย์ปฏิกิริยา

237
00:13:04,837 --> 00:13:06,901
ที่ซึ่งมันสามารถถูกเปลี่ยนไป
เป็นพลังงานเคมี

238
00:13:06,925 --> 00:13:09,573
และเพื่อจะไปให้ถึงตรงนั้น
มันไม่ได้แค่ตามทางเพียงทางเดียว

239
00:13:09,597 --> 00:13:11,812
มันตามหลายช่องทางในเวลาเดียวกัน

240
00:13:11,836 --> 00:13:16,173
เพื่อที่จะปรับหาวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุด
เพื่อให้ไปถึงศูนย์กลางปฏิกิริยา

241
00:13:16,197 --> 00:13:17,918
โดยปราศจากการค่อยๆ สูญเสียพลังงาน
ในรูปความร้อน

242
00:13:19,228 --> 00:13:22,537
ความสัมพันธ์เชิงควอนตัม
เกิดขึ้นภายในเซลล์ที่มีชีวิต

243
00:13:22,561 --> 00:13:24,681
เป็นความคิดที่ยอดเยี่ยม

244
00:13:24,705 --> 00:13:30,940
และแน่ล่ะ หลักฐานก็เพิ่มขึ้นเกือบทุกสัปดาห์

245
00:13:30,964 --> 00:13:33,176
ยื่นยันว่ามันจะต้องเกิดขึ้น

246
00:13:33,555 --> 00:13:38,294
ตัวอย่างที่สาม และเป็นตัวอย่างสุดท้ายของผม
เป็นแนวคิดที่สวยงามที่สุด

247
00:13:38,318 --> 00:13:42,381
มันยังเป็นทฤษฎีอยู่
แต่ผมจะต้องเล่าให้คุณฟัง

248
00:13:42,405 --> 00:13:47,017
นกโรบินยุโรปอพยพจากสแกนดิเนเวีย

249
00:13:47,041 --> 00:13:49,676
ลงมายังเมนิเตอเรเนียนทุกๆ ฤดูใบไม้ร่วง

250
00:13:49,700 --> 00:13:53,073
และเช่นเดียวกับสัตว์และแมลงอพยพอื่นๆ

251
00:13:53,097 --> 00:13:57,397
มันเดินทางโดยอาศัยการสัมผัส
สนามแม่เหล็กโลก

252
00:13:58,968 --> 00:14:01,395
ทีนี้ สนามแม่เหล็กโลกมีแรงอ่อนมากๆ

253
00:14:01,419 --> 00:14:03,499
มันอ่อนกว่าแม่เหล็กติดตู้เย็น 100 เท่า

254
00:14:03,523 --> 00:14:09,124
แต่อย่างไรก็ดี ยังส่งผลต่อสารเคมี
ในร่างกายสิ่งมีชีวิต

255
00:14:09,932 --> 00:14:13,738
ฉะนั้น ไม่น่าแปลกใจเลย --
นักปักษีวิทยาสองสามีภรรยาชาวเยอรมัน

256
00:14:13,762 --> 00:14:18,022
โวฟกัง และโรสวิต้า วิลทส์ชโค
ในยุค 1970 ยืนยันว่า

257
00:14:18,046 --> 00:14:22,023
นกโรบินหาทางได้ ไม่ว่าด้วยกระบวนการใด
ที่ทำให้สามารถสัมผัสได้ถึงพลังสนามแม่เหล็กโลก

258
00:14:22,047 --> 00:14:25,374
เพื่อบอกข้อมูลทิศทาง
เข็มทิศที่ฝังเอาไว้ในการทำงาน

259
00:14:25,398 --> 00:14:27,647
ปริศนา ความลึกลับคือ
มันทำอย่างนั้นได้อย่างไร

260
00:14:28,351 --> 00:14:31,381
ครับ นั่นก็เป็นแค่ทฤษฎี --

261
00:14:31,405 --> 00:14:34,841
เราไม่รู้ว่ามันเป็นทฤษฎีที่ถูกต้องหรือเปล่า
แต่มันเป็นเพียงทฤษฎีเดียวที่เรามี --

262
00:14:34,865 --> 00:14:37,849
มันทำให้เกิดสิ่งนั้นขึ้นผ่านอะไรบางอย่าง
ที่เรียกว่า ควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์

263
00:14:38,567 --> 00:14:40,941
ภายในจอตาของนกโรบิน --

264
00:14:40,965 --> 00:14:45,197
ผมไม่ได้ล้อเล่นนะ -- ในจอตาของนกโรบิน
มีโปรตีนที่เรียกว่า คริปโตโครม

265
00:14:45,221 --> 00:14:46,601
ซึ่งไวต่อแสง

266
00:14:46,625 --> 00:14:50,564
ภายในคริปโตโครม คู่ของอิเล็กตรอนเป็น
ควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์ (quantum-entangled)

267
00:14:50,588 --> 00:14:53,820
ที่นี้ ควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์ 
คือเมื่ออนุภาคทั้งสองอยู่ห่างกัน

268
00:14:53,844 --> 00:14:56,678
แต่ว่าด้วยเหตุใดก็ตามที
ยังสัมพันธ์ต่อกันและกันอยู่

269
00:14:56,991 --> 00:14:58,437
แม้แต่ไอสไตน์ก็เกลียดความคิดนี้

270
00:14:58,461 --> 00:15:00,500
เขาเรียกมันว่า
"การกระทำทางไกลอันน่าขนลุก"

271
00:15:00,524 --> 00:15:02,405
(เสียงหัวเราะ)

272
00:15:02,429 --> 00:15:05,872
แล้วถ้าไอสไตน์ไม่ชอบมัน
ฉะนั้นเราทุกคนก็คงไม่สบายใจ

273
00:15:05,896 --> 00:15:08,749
อิเล็กตรอนควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์ทั้งสอง
ภายในโมเลกุลเดี่ยว

274
00:15:08,773 --> 00:15:10,244
เต้นรำอย่างอ่อนช้อย

275
00:15:10,268 --> 00:15:12,809
ซึ่งมันอ่อนไหวมาก
ต่อทิศทางที่นกบิน

276
00:15:12,833 --> 00:15:14,364
ในสนามแม่เหล็กโลก

277
00:15:14,848 --> 00:15:17,458
เราไม่รู้ว่ามันเป็นคำอธิบายที่ถูกต้องหรือไม่


278
00:15:17,482 --> 00:15:22,026
แต่ ว้าว มันจะไม่น่าตื่นเต้นหรอกหรือ
ถ้ากลศาสตร์ควอนตัมช่วยนำทางนก

279
00:15:23,069 --> 00:15:25,790
ชีวควอนตัมนั้นยังแบเบาะอยู่

280
00:15:25,814 --> 00:15:29,298
มันยังเป็นเพียงทฤษฎี

281
00:15:29,742 --> 00:15:33,591
แต่ผมเชื่อว่า
มันมีรากฐานมาจากวิทยาศาสตร์แท้ๆ

282
00:15:33,917 --> 00:15:37,726
ผมยังคิดว่า
ในอีกประมาณทศวรรษที่กำลังมาถึงนี้

283
00:15:37,750 --> 00:15:42,591
เรากำลังจะเริ่มเห็นมันจริงๆ
มันแพร่กระจายชีวิต --

284
00:15:42,615 --> 00:15:47,211
ชีวิตได้วิวัฒนาการกลเม็ด
ที่ใช้โลกควอนตัม

285
00:15:48,026 --> 00:15:49,454
จับตามองมันไว้ให้ดี

286
00:15:49,478 --> 00:15:50,635
ขอบคุณครับ

287
00:15:50,659 --> 00:15:52,861
(เสียงปรบมือ)