WEBVTT

00:00:01.190 --> 00:00:05.718
ผมอยากจะแนะนำ
ให้คุณรู้จักกับสาขาวิทยาศาสตร์เกิดใหม่

00:00:05.742 --> 00:00:09.685
ที่ยังเป็นไปในเชิงทฤษฎี
แต่น่าสนใจเป็นอย่างมาก

00:00:09.709 --> 00:00:12.338
และเป็นสาขาที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว

00:00:13.448 --> 00:00:17.496
ชีวควอนตัม ถามคำถามง่ายๆ คือ

00:00:17.520 --> 00:00:18.870
กลศาสตร์ควอนตัม --

00:00:18.894 --> 00:00:22.196
ทฤษฎีที่ประหลาดและสวยงามและทรงพลัง

00:00:22.220 --> 00:00:24.908
ของโลกระดับเล็กกว่าอะตอม
ของอะตอมและโมเลกุล

00:00:24.932 --> 00:00:28.420
ที่เป็นหลักให้ฟิสิกส์และเคมียุคใหม่มากมาย --

00:00:28.444 --> 00:00:31.856
ยังมีบทบาทสำคัญในเซลล์ที่มีชีวิตหรือไม่

00:00:31.880 --> 00:00:35.959
หรืออีกนัยหนึ่งคือ มีกระบวนการ กลไก
ปรากฏการณ์

00:00:35.983 --> 00:00:39.971
ในสิ่งมีชีวิตที่ยังมีชีวิตหรือไม่
ที่สามารถอธิบายได้

00:00:39.995 --> 00:00:42.738
ก็ต่อเมื่อได้รับความช่วยเหลือ
จากกลศาสตร์ควอนตัม

00:00:43.546 --> 00:00:45.183
เอาล่ะ ชีวควอนตัม ไม่ได้ใหม่เลย

00:00:45.207 --> 00:00:47.608
มันมีมาตั้งแต่ราวๆ ต้นยุค 1930

00:00:47.928 --> 00:00:51.643
แต่มันเพิ่งจะได้ถูกทดลองอย่างละเอียด
เมื่อทศวรรษที่ผ่านมานี้เอง

00:00:51.667 --> 00:00:55.131
ในห้องทดลองชีวเคมี
โดยใช้เครื่องมือตรวจวิเคราะห์สเปกตรัม

00:00:55.155 --> 00:01:02.018
มันได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจน ยืนยันหลักฐาน
ว่ามีกลไกจำเพาะบางอย่าง

00:01:02.042 --> 00:01:04.553
ที่ต้องการกลศาสตร์ควอนตัมในการอธิบาย

NOTE Paragraph

00:01:05.674 --> 00:01:09.003
ชีวควอนตัมเป็นการรวมเข้าด้วยกัน
ของนักฟิสิกส์ควอนตัม นักชีวเคมี

00:01:09.027 --> 00:01:12.668
นักชีวโมเลกุล
มันเป็นศาสตร์ที่มีการบูรณาการณ์

00:01:12.692 --> 00:01:16.621
ผมศึกษาฟิสิกส์ควอนตัม
ผมเป็นนักนิวเคลียร์ฟิสิกส์

NOTE Paragraph

00:01:16.645 --> 00:01:18.910
ผมใช้เวลาสามทศวรรษ

00:01:18.934 --> 00:01:21.863
พยายามเข้าใจกลศาสตร์ควอนตัม

00:01:21.887 --> 00:01:24.380
หนึ่งในผู้ค้นพบกลศาสตร์ควอนตัม
นีล บอร์ (Niels Bohr)

00:01:24.404 --> 00:01:27.754
บอกว่า ถ้าคุณไม่ทึ่งเพราะมัน
แสดงว่าคุณยังไม่เข้าใจมัน

00:01:28.237 --> 00:01:31.080
ฉะนั้น ผมค่อนข้างจะยินดี
ที่ผมยังรู้สึกทึ่งกับมัน

00:01:31.104 --> 00:01:32.849
นั่นเป็นเรื่องดี

00:01:32.873 --> 00:01:39.758
แต่นั่นหมายความว่า ผมได้ศึกษา
โครงสร้างที่เล็กมากที่สุดของจักรวาล

00:01:39.782 --> 00:01:41.857
องค์ประกอบพื้นฐานของความจริง

00:01:41.881 --> 00:01:45.096
ถ้าคุณคิดถึงระดับขนาด

00:01:45.120 --> 00:01:48.072
เริ่มจากของในชีวิตประจำวัน
เช่นลูกเทนนิส

00:01:48.096 --> 00:01:50.997
และเลื่อนลงไปเรื่อยๆ ตามลำดับของขนาด

00:01:51.021 --> 00:01:56.218
จากรูเข็มลงไปถึงเซลล์
ลงไปยังแบคทีเรีย ถึงเอนไซม์ --

00:01:56.242 --> 00:01:57.971
ในที่สุดคุณจะไปถึงโลกนาโน

NOTE Paragraph

00:01:57.995 --> 00:02:00.490
ทีนี้ เทคโนโลยีนาโนอาจเป็นคำที่คุณเคยได้ยิน

00:02:00.841 --> 00:02:03.694
นาโนเมตร คือหน่วยที่เล็กกว่าเมตรพันล้านเท่า

00:02:04.560 --> 00:02:08.930
สาขาของผมคือนิวเคลียร์อะตอม
ซึ่งเป็นจุดเล็กๆ ในอะตอม

00:02:08.954 --> 00:02:10.886
ขนาดของมันเล็กเสียยิ่งกว่า

00:02:10.910 --> 00:02:12.828
นี่คือส่วนของกลศาสตร์ควอนตัม

00:02:12.852 --> 00:02:15.368
และนักฟิสิกส์ และนักเคมี
ก็ใช้เวลามานานแล้ว

00:02:15.392 --> 00:02:16.693
ที่จะพยายามและทำความคุ้นเคยกับมัน

00:02:17.248 --> 00:02:21.705
แต่ทว่า นักชีววิทยา นั้นต่างออกไปหน่อย
สำหรับความคิดผมนะ


00:02:22.071 --> 00:02:26.402
พวกเขาพอใจมากๆ แล้ว
กับโครงสร้างโมเลกุลจากลูกบอลและไม้

NOTE Paragraph

00:02:26.426 --> 00:02:27.508
(เสียงหัวเราะ)

NOTE Paragraph

00:02:27.532 --> 00:02:30.730
ลูกบอลคืออะตอม และไม้คือพันธะระหว่างอะตอม

00:02:30.754 --> 00:02:33.248
และเมื่อพวกเขาสร้างมันขึ้น
มาจริงๆ ไม่ใช่ในห้องทดลอง

00:02:33.272 --> 00:02:35.664
ทุกวันนี้ พวกเขามีคอมพิวเตอร์ดีๆ

00:02:35.688 --> 00:02:37.655
ที่จะสร้างแบบจำลองของโมเลกุลใหญ่ๆ

00:02:37.679 --> 00:02:41.343
นี่คือโปรตีนที่สร้างด้วยอะตอม 100,000 อะตอม

00:02:42.003 --> 00:02:46.338
มันไม่ต้องการกลศาสตร์ควอนตัม
ในการอธิบายมันสักเท่าไร

00:02:47.695 --> 00:02:50.584
กลศาสตร์ควอนตัม
ถูกพัฒนาขึ้นในยุค 1920

00:02:50.965 --> 00:02:57.845
มันกำหนดกฎและความคิดทางคณิตศาสตร์
ที่สวยงามและทรงอิทธิพล

00:02:57.869 --> 00:03:00.477
ที่อธิบายโลกของเราในระดับที่เล็กมากๆ

00:03:00.501 --> 00:03:03.873
และมันคือโลกที่ต่างออกไปมาก
จากโลกในชีวิตประจำวัน

00:03:03.897 --> 00:03:05.416
ที่สร้างด้วยอะตอมหลายล้านล้าน

00:03:05.440 --> 00:03:08.997
มันคือโลกที่สร้างขึ้นบนความน่าจะเป็น
และโอกาส

00:03:09.818 --> 00:03:11.120
มันเป็นโลกที่คลุมเครือ

00:03:11.144 --> 00:03:12.874
มันเป็นโลกลวงตา

00:03:12.898 --> 00:03:16.246
ที่ซึ่งอนุภาคสามารถที่จะมีพฤติกรรม
เหมือนกับคลื่นที่แผ่ขยายออกไป

NOTE Paragraph

00:03:18.157 --> 00:03:21.019
ถ้าคุณลองคิดถึงกลศาสตร์ควอนตัม
หรือฟิสิกส์กลศาสตร์แล้ว

00:03:21.043 --> 00:03:26.257
โดยหลักพื้นฐานของความจริงของมัน

00:03:26.281 --> 00:03:28.011
มันไม่น่าประหลาดใจเลยที่จะบอกว่า

00:03:28.035 --> 00:03:30.455
ฟิสิกส์ควอนตัมเป็นหลักให้กับเคมีอินทรีย์

00:03:30.479 --> 00:03:32.599
ทั้งนี้ทั้งนั้น มันให้กฎที่บอกว่าเราว่า

00:03:32.623 --> 00:03:35.264
อะตอมเข้ามาอยู่ด้วยกัน
เพื่อสร้างเป็นโมเลกุลอินทรีย์ได้อย่างไร

00:03:35.288 --> 00:03:38.527
เคมีอินทรีย์ 
ศาสตร์ในระดับใหญ่ซับซ้อนกว่า

00:03:38.551 --> 00:03:41.873
นำมาซึ่งศาสตร์อย่างชีวโมเลกุล
ซึ่งแน่นอน มันนำไปสู่ชีวิต

00:03:42.174 --> 00:03:44.151
ฉะนั้นในแง่มุมหนึ่ง
มันก็ไม่น่าประหลาดอะไร

00:03:44.175 --> 00:03:45.389
มันเกือบจะเป็นเรื่องธรรมดา

00:03:45.413 --> 00:03:49.633
คุณบอกว่า "เอ้า แน่ล่ะ 
ที่สุดแล้วชีวิตก็ต้องพึ่งกลศาสตร์ควอนตัม"

00:03:50.141 --> 00:03:52.531
แต่อย่างอื่นก็เช่นกัน

00:03:52.555 --> 00:03:56.170
สสารที่ไม่มีชีวิตอื่นๆ 
ที่สร้างด้วยอะตอมเป็นล้านล้านก็เช่นกัน

NOTE Paragraph

00:03:56.501 --> 00:04:01.379
ที่สุดแล้ว มันมีระดับควอนตัม

00:04:01.403 --> 00:04:03.586
ที่ซึ่งเราต้องขุดลึกลงไปในความประหลาดนี้

00:04:03.610 --> 00:04:06.026
แต่ในชีวิตประจำวัน
เราสามารถลืมมันไปได้

00:04:06.404 --> 00:04:09.603
เพราะว่าเมื่อคุณนำอะตอมเป็นล้านล้าน
เข้ามาอยู่ด้วยกัน

00:04:09.627 --> 00:04:12.242
ควอนตัมประหลาดนั่นก็จะมลายไป

00:04:15.288 --> 00:04:17.857
ชีวควอนตัมไม่ได้เกี่ยวกับสิ่งนี้

00:04:17.881 --> 00:04:20.437
ชีวควอนตัมไม่ได้เห็นเด่นชัดขนาดนี้

00:04:20.461 --> 00:04:24.690
แน่ล่ะ กลศาสตร์ควอนตัม
ให้หลักกับชีวิตที่ระดับประมาณโมเลกุล

00:04:25.254 --> 00:04:31.258
ชีวควอนตัม เกี่ยวกับการมองหา
ความคิด --

00:04:31.282 --> 00:04:35.758
ที่ไม่ธรรมดาแตกต่างจากสัญชาตญาณ
ในกลศาสตร์ควอนตัม

00:04:35.782 --> 00:04:38.797
และดูว่า มันมีบทบาทสำคัญ

00:04:38.821 --> 00:04:41.273
ในการอธิบายกระบวนการของชีวิตหรือไม่

NOTE Paragraph

00:04:42.653 --> 00:04:47.873
นี่คือตัวอย่างที่สมบูรณ์ของผม
สำหรับความแตกต่างจากสัญชาตญาณ

00:04:47.897 --> 00:04:49.343
ของโลกควอนตัม

00:04:49.367 --> 00:04:50.618
นี่คือนักสกีควอนตัม

00:04:50.642 --> 00:04:53.282
เหมือนว่า เขาดูเป็นตัวเป็นตน
เหมือนว่า เขาดูครบถ้วนสมบูรณ์ดี

00:04:53.306 --> 00:04:57.433
ถึงกระนั้นเ ก็เหมือนว่าเขาวิ่งไปวิ่งมา
รอบๆ ทั้งสองข้างต้นไม้ในเวลาเดียวกัน

00:04:57.457 --> 00:04:59.120
ครับ ถ้าคุณเห็นทางเป็นแบบนั้น


00:04:59.144 --> 00:05:01.453
คุณคงเดาว่า มันคงเป็นการกระทำผาดโผน
อะไรสักอย่างแน่นอน

00:05:01.477 --> 00:05:04.068
แต่ในโลกควอนตัม
สิ่งนี้เกิดขึ้นตลอดเวลา

00:05:04.864 --> 00:05:07.890
อนุภาคทำงานหลายอย่าง
พวกมันอยู่ได้สองที่ในเวลาเดียวกัน

00:05:07.914 --> 00:05:10.242
พวกมันทำได้มากกว่าหนึ่งอย่างในเวลาเดียวกัน

00:05:10.266 --> 00:05:12.909
อนุภาคสามารถมีพฤติกรรม
เหมือนกับคลื่นที่แผ่กระจายออกไป

00:05:13.298 --> 00:05:14.897
มันเกือบจะเหมือนกับมายากล

NOTE Paragraph

00:05:15.538 --> 00:05:18.287
นักฟิสิกส์และนักเคมี ได้ใช้เวลาเกือบศตวรรษ

00:05:18.311 --> 00:05:20.957
ที่จะพยายามทำความคุ้นเคย
กับความประหลาดนี้

00:05:21.445 --> 00:05:22.795
ผมไม่โทษนักชีววิทยานะ

00:05:22.819 --> 00:05:25.454
ที่ไม่ได้สนใจ และต้องการเรียนกลศาสตร์ควอนตัม

NOTE Paragraph

00:05:25.478 --> 00:05:28.676
คุณก็รู้ ความประหลาดนี้มันละเอียดอ่อนมาก

00:05:28.700 --> 00:05:33.150
และพวกเรานักฟิสิกส์ทำงานกันอย่างหนัก
เพื่อรักษามันเอาไว้ในห้องทดลอง

00:05:33.174 --> 00:05:37.378
พวกเราทำให้ระบบเย็นจัด
จนเข้าใกล้ศูนย์สัมบูรณ์

00:05:37.402 --> 00:05:39.347
เราทำการทดลองในสูญญากาศ

00:05:39.371 --> 00:05:42.898
เราพยายามและแยกมัน
จากการรบกวนภายนอกอื่นๆ

00:05:43.602 --> 00:05:48.680
มันแตกต่างจากสิ่งแวดล้อมที่อบอุ่น
วุ่นวาย และเสียงดังในเซลล์ที่มีชีวิตมาก

00:05:49.960 --> 00:05:52.747
ถ้าคุณคิดถึงชีวโมเลกุล นักชีววิทยาเอง

00:05:52.771 --> 00:05:56.228
ก็ทำได้ดีที่เดียวในการอธิบายกระบวนการทั้งหมด
ในชีวิต

00:05:56.252 --> 00:05:58.738
ในแง่ของเคมี -- ปฏิกิริยาเคมี

00:05:58.762 --> 00:06:03.612
และนี่คือนักคตินิยมลดทอน
ปฏิกิริยาเคมีที่ถูกกำหนด


00:06:03.636 --> 00:06:08.750
ที่แสดงว่า โดยหลักแล้ว 
ชีวิตทำมาจากของอย่างเดียวกัน เช่นเดียวกับสิ่งอื่น

00:06:08.774 --> 00:06:11.834
และถ้าเราสามารถลืมกลศาสตร์ควอนตัม
ในโลกเล็กๆ ไปได้แล้ว

00:06:11.858 --> 00:06:15.104
เราก็ควรที่จะลืมมันไปได้ในชีววิทยาเช่นกัน

NOTE Paragraph

00:06:15.706 --> 00:06:19.070
ครับ มีคนคนหนึ่งขอร้องที่จะเห็นต่าง
สำหรับความคิดนี้

00:06:20.062 --> 00:06:23.531
เออร์วิน ชโรดิงเจอร์ (Erwin Schrödinger)
แห่งแมวชโรดิงเจอร์อันมีชื่อเสียง

00:06:23.555 --> 00:06:24.872
เป็นนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย

00:06:24.896 --> 00:06:28.079
เขาเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้ง
กลศาสตร์ควอนตัม ในยุค 1920

00:06:28.663 --> 00:06:31.370
ในปี ค.ศ. 1944 
เขาเขียนหนังสือที่มีชื่อว่า "ชีวิตคืออะไร"

00:06:31.839 --> 00:06:33.570
มันสร้างแรงบันดาลใจอย่างมาก

00:06:33.594 --> 00:06:36.475
มันเป็นแรงบันดาลใจ ให้กับฟรานซิส คลิก
และเจมส์ วัตสัน

00:06:36.499 --> 00:06:39.022
ผู้ค้นพบโครงสร้างเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ

00:06:39.343 --> 00:06:43.011
ในหนังสือ เขาได้พูดไว้ประมาณว่า

00:06:43.035 --> 00:06:48.821
ที่ระดับโมเลกุล
สิ่งมีชีวิตมีระเบียบในระดับหนึ่ง

00:06:48.845 --> 00:06:52.077
มีโครงสร้างที่แตกต่างกัน

00:06:52.101 --> 00:06:56.837
ตั้งแต่การอัดกันทางเทอร์โมไดนามิกอย่างสุ่ม
ของอะตอมและโมเลกุล

00:06:56.861 --> 00:07:00.567
ในสิ่งที่ไม่มีชีวิตที่มีความซับซ้อนเหมือนกัน

NOTE Paragraph

00:07:01.504 --> 00:07:06.518
อันที่จริง สิ่งมีชีวิตเหมือนจะมีพฤติกรรม
ในระเบียบนี้ ในโครงสร้างนี้


00:07:06.542 --> 00:07:10.376
เหมือนกับสิ่งที่ไม่มีชีวิต
ที่ถูกทำให้เย็นเกือบจะศูนย์องศาสัมบูรณ์

00:07:10.400 --> 00:07:13.433
เมื่อปฏิกิริยาควอนตัม
มีบทบาทที่สำคัญมากๆ

00:07:14.280 --> 00:07:18.440
มันมีอะไรพิเศษบางอย่าง
เกี่ยวกับโครงสร้างและความเป็นระเบียบ

00:07:18.464 --> 00:07:20.024
ภายในเซลล์

00:07:20.048 --> 00:07:25.341
ฉะนั้น ชโรดิงเจอร์ คิดว่า
บางทีกลศาสตร์ควอนตัมอาจมีบทบาทสำคัญในชีวิต

00:07:26.096 --> 00:07:29.521
มันเป็นทฤษฎีมากๆ 
เป็นแนวคิดที่เข้าถึงได้ยาก

00:07:29.545 --> 00:07:32.418
และมันไปไหนไม่ได้ไกล

NOTE Paragraph

00:07:33.536 --> 00:07:35.069
แต่อย่างที่ผมได้บอกไว้ตอนเริ่มต้น

00:07:35.093 --> 00:07:37.892
ว่าใน 10 ปีที่ผ่านมา 
มันมีการทดลองเกิดขึ้น

00:07:37.916 --> 00:07:41.971
ที่แสดงว่า
ปรากฏการณ์ทางชีววิทยาบางอย่าง

00:07:41.995 --> 00:07:43.758
ดูเหมือนจะต้องการกลศาสตร์ควอนตัม

NOTE Paragraph

00:07:43.782 --> 00:07:46.905
ผมอยากจะให้พวกคุณชมสักสองสามอย่าง
ที่น่าตื่นเต้น

00:07:48.215 --> 00:07:51.922
นี่คือปรากฎการณ์หนึ่งที่เป็นที่รู้จักกันดีที่สุด
ในโลกควอนตัม

00:07:51.946 --> 00:07:53.647
ควอนตัม ทันเนอลิง
(quantum tunnelling)

00:07:53.671 --> 00:07:58.060
กล่องทางซ้ายแสดงให้เห็น
การแผ่กระจายออก แบบคลื่น

00:07:58.084 --> 00:08:00.845
ของตัวควอนตัม --
อนุภาค เช่นเดียวกับ อิเล็กตรอน

00:08:00.869 --> 00:08:04.506
ซึ่งมันไม่ใช่ลูกบอลเล็กๆ
ที่กระเด้งเมื่อชนกำแพง

00:08:04.530 --> 00:08:09.269
มันเป็นคลื่นที่มีบางคุณสมบัติ
ที่สามารถแทรกผ่าน

00:08:09.293 --> 00:08:12.699
กำแพงแข็งๆ ได้อย่างกับผีทะลุกำแพง

00:08:12.723 --> 00:08:16.821
คุณสามารถเห็นรอยเปรอะของแสง
ในทางขวาของกล่อง

00:08:17.773 --> 00:08:22.385
ควอนตัม ทันเนอลิง อธิบายว่า
อนุภาคสามารถกระทบกับสิ่งกีดขวางที่ผ่านไม่ได้

00:08:22.409 --> 00:08:24.869
และไม่ว่าด้วยอะไรก็ดี

00:08:24.893 --> 00:08:27.337
มันล่องหนจากด้านหนึ่ง และไปโผล่อีกด้านหนึ่ง
ราวกับโดยมายากล

00:08:27.658 --> 00:08:31.909
วิธีที่ดีที่สุดที่จะอธิบายก็คือ
ถ้าคุณต้องการขว้างบอลข้ามกำแพง

00:08:31.933 --> 00:08:35.510
คุณต้องให้พลังงานมันมากพอ
เพื่อให้มันข้ามจุดสูงสุดของกำแพงไป

00:08:35.534 --> 00:08:38.592
ในโลกควอนตัม
คุณไม่ต้องขว้างมันข้ามกำแพง

00:08:38.616 --> 00:08:42.023
คุณขว้างมันไปที่กำแพงเลย
แล้วมันจะมีความน่าจะเป็นที่ไม่ใช่ศูนย์แน่นอน

00:08:42.047 --> 00:08:45.370
ที่มันจะหายไปจากด้านของคุณ
และปรากฏขึ้นที่อีกด้านหนึ่ง

NOTE Paragraph

00:08:45.394 --> 00:08:47.072
สิ่งนี้ไม่อาจสังเกตุได้นะครับ

00:08:47.096 --> 00:08:50.492
เราค่อนข้างพอใจ -- อ่า "พอใจ"
ไม่ค่อยจะเป็นคำที่เหมาะเท่าไรเลย

NOTE Paragraph

00:08:50.516 --> 00:08:52.561
(เสียงหัวเราะ)

NOTE Paragraph

00:08:52.585 --> 00:08:54.203
เราคุ้นเคยกับมัน

NOTE Paragraph

00:08:54.227 --> 00:08:56.972
(เสียงหัวเราะ)

NOTE Paragraph

00:08:56.996 --> 00:08:59.290
ควอนตัม ทันเนอลิง
เกิดขึ้นตลอดเวลา

00:08:59.314 --> 00:09:01.981
อันที่จริง มันเป็นเหตุผล
ว่าทำไมพระอาทิตย์จึงส่องสว่าง

00:09:02.655 --> 00:09:04.164
และอนุภาคหลอมรวมกัน

00:09:04.188 --> 00:09:07.886
และดวงอาทิตย์เปลี่ยนไฮโดรเจน
ไปเป็นฮีเลียมผ่านควอนตัน ทันเนอลิง

00:09:09.464 --> 00:09:14.684
ย้อนกลับไปในยุค 70 และ 80
มีการค้นพบว่า ควอนตัม ทันเนอลิง ยังเกิดขึ้น

00:09:14.708 --> 00:09:15.900
ภายในเซลล์สิ่งมีชีวิต

00:09:16.290 --> 00:09:22.556
เอนไซม์ แรงม้าของชีวิต
ตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี --

00:09:22.580 --> 00:09:26.746
เอนไซม์คือชีวโมเลกุลที่เร่งความเร็ว
ของปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ที่มีชีวิต

00:09:26.770 --> 00:09:28.473
ให้เร็วกว่าลำดับความเร็วปกติมากๆ

00:09:28.497 --> 00:09:31.281
และมันก็เป็นปริศนามาตลอดว่า
พวกมันทำอย่างนั้นได้อย่างไร

NOTE Paragraph

00:09:31.650 --> 00:09:32.839
ครับ มันถูกค้นพบ


00:09:32.863 --> 00:09:37.715
ว่าหนึ่งในกลเม็ดที่เอนไซม์ที่มีวิวัฒนาการ
พัฒนาเพื่อมาดำเนินการ

00:09:37.739 --> 00:09:42.967
ก็คือการถ่ายโอนอนุภาคระดับเล็กกว่าอะตอม
เช่น อิเล็กตรอน และแน่นอน โปรตอน

00:09:42.991 --> 00:09:47.652
จากหนึ่งส่วนของโมเลกุล
และอื่นๆ ผ่านควอนตัม โฟตอน

00:09:48.333 --> 00:09:51.184
มันมีประสิทธิภาพ มันรวดเร็ว
มันล่องหนได้ --

00:09:51.208 --> 00:09:54.319
โปรตอนสามารถล่องหนจากที่หนึ่ง
และไปปรากฏอีกที่หนึ่ง

00:09:54.343 --> 00:09:55.972
เอนไซม์ช่วยทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้น

NOTE Paragraph

00:09:56.548 --> 00:09:59.231
นี่คืองานวิจัยในช่วงยุค 80

00:09:59.255 --> 00:10:03.292
โดยเฉพาะจากกลุ่มที่เบิร์กลี
ของ จูดิท คลินแมน

00:10:03.316 --> 00:10:05.521
กลุ่มอื่นๆ ในสหราชอาณาจักร
ยังได้ยืนยัน

00:10:05.545 --> 00:10:06.956
ว่าเอนไซม์ทำแบบนั้นจริงๆ

NOTE Paragraph

00:10:09.048 --> 00:10:11.597
งานวิจัยที่ทำโดยกลุ่มของผม --

00:10:11.621 --> 00:10:14.055
อย่างที่ผมได้บอก
ผมเป็นนักฟิสิกส์นิวเคลียร์

00:10:14.079 --> 00:10:17.134
แต่ผมรู้ว่า ผมมีเครื่องมือเหล่านี้
ในการใช้กลศาสตร์ควอนตัม

00:10:17.158 --> 00:10:22.243
ในนิวเคลียร์อะตอม และผมสามารถ
ใช้เครื่องมือเหล่านี้กับศาสตร์ด้านอื่นได้เช่นกัน

00:10:23.404 --> 00:10:25.214
คำถามหนึ่งที่เราถาม

00:10:25.238 --> 00:10:29.536
คือว่าควอนตัม ทันเนอลิง มีบทบาทสำคัญ
ในการกลายพันธุ์ของดีเอ็นเอหรือไม่

00:10:29.843 --> 00:10:33.503
อีกครั้ง ที่นี่ไม่ใช่แนวคิดใหม่เลย
มันย้อนกลับไปได้ถึงต้นยุค 60

00:10:33.527 --> 00:10:36.488
สองสายของดีเอ็นเอ
โครงสร้างเกลียวคู่

00:10:36.512 --> 00:10:39.335
ถูกยึดอยู่ด้วยกันโดยขั้นบันได
มันมีหน้าตาเหมือนบันไดเวียน

00:10:39.359 --> 00:10:42.866
และขั้นบันไดเหล่านั้นคือพันธะไฮโดรเจน --

00:10:42.890 --> 00:10:46.680
โปรตอน ที่ทำหน้าที่เป็นกาวระหว่างสองสาย

00:10:46.704 --> 00:10:51.454
ฉะนั้น ถ้าคุณมองเข้าไปจะเห็นว่า
พวกมันกำลังยึดโมเลกุลใหญ่ๆ เหล่านี้ --

00:10:51.478 --> 00:10:53.085
นิวคลีโอไทด์ -- เอาไว้ด้วยกัน

00:10:54.130 --> 00:10:55.280
มองลึกเข้าไปอีก

00:10:55.304 --> 00:10:57.220
นี่คือภาพจำลองคอมพิวเตอร์


00:10:57.855 --> 00:11:01.397
ลูกบอลสีขาวสองลูกตรงกลางคือโปรตอน

00:11:01.421 --> 00:11:03.720
และคุณเห็นได้ว่ามันเป็นพันธะไฮโดรเจนคู่

00:11:03.744 --> 00:11:07.058
ตัวหนึ่งชอบที่จะอยู่ทางด้านหนึ่ง
และอีกตัวอยู่อีกด้านหนึ่ง

00:11:07.082 --> 00:11:11.640
ของสองสายที่ขนานกันลงไปตามยาว
ซึ่งคุณมองไม่เห็น

00:11:12.410 --> 00:11:15.805
มันเกิดขึ้นได้
ที่ทั้งสองโปรตอนจะกระโดดข้าม

00:11:15.829 --> 00:11:17.265
ดูที่บอลขาวสองลูก

00:11:17.748 --> 00:11:19.746
พวกมันกระโดดข้ามไปยังอีกด้าน

00:11:20.239 --> 00:11:25.885
ถ้าสองสายของดีเอ็นเอแยกออกจากกัน
ซึ่งนำไปสู่กระบวนการกรทำซ้ำ

00:11:25.909 --> 00:11:29.108
และโปรตอนทั้งสองอยู่ในตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง

00:11:29.132 --> 00:11:30.895
มันอาจนำไปสู่การกลายพันธุ์

NOTE Paragraph

00:11:31.204 --> 00:11:33.076
สิ่งนี้เป็นที่รู้กันมาครึ่งศตวรรษแล้ว

00:11:33.100 --> 00:11:35.443
คำถามก็คือ 
เป็นไปได้มากน้อยแค่ไหนที่มันจะทำอย่างนั้น

00:11:35.467 --> 00:11:37.845
และถ้าพวกมันเป็นอย่างนั้น 
พวกมันทำอย่างนั้นได้อย่างไร

00:11:37.869 --> 00:11:40.888
มันกระโดดข้ามเหมือนลูกบอลที่ข้ามกำแพง

00:11:40.912 --> 00:11:44.414
หรือพวกมันควอนตัม ทันเนล ผ่านไป
แม้ว่าพวกมันจะมีพลังงานไม่พอ

00:11:45.089 --> 00:11:49.341
คำอธิบายล่าสุดกล่าวว่า
ควอนตัม ทันเนอลิง สามารถมีบทบาทสำคัญตรงนี้

00:11:49.365 --> 00:11:51.489
เรายังไม่รู้แน่ว่ามันมีความสำคัญอย่างไร

00:11:51.513 --> 00:11:53.305
มันยังเป็นคำถามปลายเปิด

00:11:54.199 --> 00:11:55.349
มันยังเป็นทฤษฎี

00:11:55.373 --> 00:11:58.016
แต่นี่เป็นคำถามหนึ่ง
ที่สำคัญมากๆ

00:11:58.040 --> 00:12:00.486
ว่าถ้ากลศาสตร์ควอนตัม
มีบทบาทสำคัญกับการกลายพันธุ์

00:12:00.510 --> 00:12:02.809
แน่ล่ะว่านี่จะต้องเป็นการสื่อความที่สำคัญ

00:12:02.833 --> 00:12:05.527
ที่จะทำให้เข้าใจการกลายพันธุ์บางชนิด

00:12:05.551 --> 00:12:09.307
บางที ชนิดเหล่านั้น
อาจนำไปสู่การเปลี่ยนเซลล์มะเร็ง

NOTE Paragraph

00:12:10.803 --> 00:12:16.102
อีกตัวอย่างหนึ่งของกลศาสตร์ควอนตัม
ในชีววิทยา คือความสัมพันธ์ควอนตัม

00:12:16.126 --> 00:12:18.479
หนึ่งในกระบวนการที่สำคัญที่สุดของชีววิทยา

00:12:18.503 --> 00:12:22.444
การสังเคราะห์แสง 
พืชและแบคทีเรียรับแสงแดด

00:12:22.468 --> 00:12:25.422
และใช้พลังงานนั้นในการสร้างมวลชีวภาพ

00:12:26.215 --> 00:12:30.367
ความสัมพันธ์ควอนตัม
เป็นศาสตร์ของตัวควอนตัมที่ทำหลากหน้าที่

00:12:30.912 --> 00:12:32.516
มันเป็นนักเล่นสกีควอนตัม

00:12:32.540 --> 00:12:35.492
มันเป็นวัตถุที่ทำหน้าที่เหมือนกับคลื่น

00:12:35.516 --> 00:12:38.418
ฉะนั้น มันจึงไม่ใช่แค่เคลื่อน
ไปในทางใดทางหนึ่ง

00:12:38.442 --> 00:12:41.762
แต่ยังไปตามทางได้หลายทางในเวลาเดียวกัน

NOTE Paragraph

00:12:42.708 --> 00:12:46.624
หลายปีก่อน
วงการวิทยาศาสตร์โลกถึงกับช๊อค

00:12:46.648 --> 00:12:50.232
เมื่อเอกสารวิชาการถูกตีพิมพ์
แสดงหลักฐานการทดลอง

00:12:50.256 --> 00:12:54.032
ว่าความสัมพันธ์ควอนตัม
เกิดขึ้นในแบคทีเรีย

00:12:54.056 --> 00:12:55.742
ที่มีกระบวนการสังเคราห์ด้วยแสง

00:12:55.766 --> 00:12:58.830
แนวคิดก็คือ โฟตอน
อนุภาคของแสง แสงอาทิตย์

00:12:58.854 --> 00:13:02.198
ควอนตัมของแสดง
ที่ถูกจับไว้โดยโมเลกุลคลอโรฟิล

00:13:02.222 --> 00:13:04.813
ถูกส่งต่อไปยังสิ่งที่เรียกว่าศูนย์ปฏิกิริยา

00:13:04.837 --> 00:13:06.901
ที่ซึ่งมันสามารถถูกเปลี่ยนไป
เป็นพลังงานเคมี

00:13:06.925 --> 00:13:09.573
และเพื่อจะไปให้ถึงตรงนั้น
มันไม่ได้แค่ตามทางเพียงทางเดียว

00:13:09.597 --> 00:13:11.812
มันตามหลายช่องทางในเวลาเดียวกัน

00:13:11.836 --> 00:13:16.173
เพื่อที่จะปรับหาวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุด
เพื่อให้ไปถึงศูนย์กลางปฏิกิริยา

00:13:16.197 --> 00:13:17.918
โดยปราศจากการค่อยๆ สูญเสียพลังงาน
ในรูปความร้อน

00:13:19.228 --> 00:13:22.537
ความสัมพันธ์เชิงควอนตัม
เกิดขึ้นภายในเซลล์ที่มีชีวิต

00:13:22.561 --> 00:13:24.681
เป็นความคิดที่ยอดเยี่ยม

00:13:24.705 --> 00:13:30.940
และแน่ล่ะ หลักฐานก็เพิ่มขึ้นเกือบทุกสัปดาห์

00:13:30.964 --> 00:13:33.176
ยื่นยันว่ามันจะต้องเกิดขึ้น

NOTE Paragraph

00:13:33.555 --> 00:13:38.294
ตัวอย่างที่สาม และเป็นตัวอย่างสุดท้ายของผม
เป็นแนวคิดที่สวยงามที่สุด

00:13:38.318 --> 00:13:42.381
มันยังเป็นทฤษฎีอยู่
แต่ผมจะต้องเล่าให้คุณฟัง

00:13:42.405 --> 00:13:47.017
นกโรบินยุโรปอพยพจากสแกนดิเนเวีย

00:13:47.041 --> 00:13:49.676
ลงมายังเมนิเตอเรเนียนทุกๆ ฤดูใบไม้ร่วง

00:13:49.700 --> 00:13:53.073
และเช่นเดียวกับสัตว์และแมลงอพยพอื่นๆ

00:13:53.097 --> 00:13:57.397
มันเดินทางโดยอาศัยการสัมผัส
สนามแม่เหล็กโลก

00:13:58.968 --> 00:14:01.395
ทีนี้ สนามแม่เหล็กโลกมีแรงอ่อนมากๆ

00:14:01.419 --> 00:14:03.499
มันอ่อนกว่าแม่เหล็กติดตู้เย็น 100 เท่า

00:14:03.523 --> 00:14:09.124
แต่อย่างไรก็ดี ยังส่งผลต่อสารเคมี
ในร่างกายสิ่งมีชีวิต

00:14:09.932 --> 00:14:13.738
ฉะนั้น ไม่น่าแปลกใจเลย --
นักปักษีวิทยาสองสามีภรรยาชาวเยอรมัน

00:14:13.762 --> 00:14:18.022
โวฟกัง และโรสวิต้า วิลทส์ชโค
ในยุค 1970 ยืนยันว่า

00:14:18.046 --> 00:14:22.023
นกโรบินหาทางได้ ไม่ว่าด้วยกระบวนการใด
ที่ทำให้สามารถสัมผัสได้ถึงพลังสนามแม่เหล็กโลก

00:14:22.047 --> 00:14:25.374
เพื่อบอกข้อมูลทิศทาง
เข็มทิศที่ฝังเอาไว้ในการทำงาน

NOTE Paragraph

00:14:25.398 --> 00:14:27.647
ปริศนา ความลึกลับคือ
มันทำอย่างนั้นได้อย่างไร

00:14:28.351 --> 00:14:31.381
ครับ นั่นก็เป็นแค่ทฤษฎี --

00:14:31.405 --> 00:14:34.841
เราไม่รู้ว่ามันเป็นทฤษฎีที่ถูกต้องหรือเปล่า
แต่มันเป็นเพียงทฤษฎีเดียวที่เรามี --

00:14:34.865 --> 00:14:37.849
มันทำให้เกิดสิ่งนั้นขึ้นผ่านอะไรบางอย่าง
ที่เรียกว่า ควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์

00:14:38.567 --> 00:14:40.941
ภายในจอตาของนกโรบิน --

00:14:40.965 --> 00:14:45.197
ผมไม่ได้ล้อเล่นนะ -- ในจอตาของนกโรบิน
มีโปรตีนที่เรียกว่า คริปโตโครม

00:14:45.221 --> 00:14:46.601
ซึ่งไวต่อแสง

00:14:46.625 --> 00:14:50.564
ภายในคริปโตโครม คู่ของอิเล็กตรอนเป็น
ควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์ (quantum-entangled)

00:14:50.588 --> 00:14:53.820
ที่นี้ ควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์ 
คือเมื่ออนุภาคทั้งสองอยู่ห่างกัน

00:14:53.844 --> 00:14:56.678
แต่ว่าด้วยเหตุใดก็ตามที
ยังสัมพันธ์ต่อกันและกันอยู่

00:14:56.991 --> 00:14:58.437
แม้แต่ไอสไตน์ก็เกลียดความคิดนี้

00:14:58.461 --> 00:15:00.500
เขาเรียกมันว่า
"การกระทำทางไกลอันน่าขนลุก"

NOTE Paragraph

00:15:00.524 --> 00:15:02.405
(เสียงหัวเราะ)

NOTE Paragraph

00:15:02.429 --> 00:15:05.872
แล้วถ้าไอสไตน์ไม่ชอบมัน
ฉะนั้นเราทุกคนก็คงไม่สบายใจ

00:15:05.896 --> 00:15:08.749
อิเล็กตรอนควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์ทั้งสอง
ภายในโมเลกุลเดี่ยว

00:15:08.773 --> 00:15:10.244
เต้นรำอย่างอ่อนช้อย

00:15:10.268 --> 00:15:12.809
ซึ่งมันอ่อนไหวมาก
ต่อทิศทางที่นกบิน

00:15:12.833 --> 00:15:14.364
ในสนามแม่เหล็กโลก

NOTE Paragraph

00:15:14.848 --> 00:15:17.458
เราไม่รู้ว่ามันเป็นคำอธิบายที่ถูกต้องหรือไม่


00:15:17.482 --> 00:15:22.026
แต่ ว้าว มันจะไม่น่าตื่นเต้นหรอกหรือ
ถ้ากลศาสตร์ควอนตัมช่วยนำทางนก

00:15:23.069 --> 00:15:25.790
ชีวควอนตัมนั้นยังแบเบาะอยู่

00:15:25.814 --> 00:15:29.298
มันยังเป็นเพียงทฤษฎี

00:15:29.742 --> 00:15:33.591
แต่ผมเชื่อว่า
มันมีรากฐานมาจากวิทยาศาสตร์แท้ๆ

00:15:33.917 --> 00:15:37.726
ผมยังคิดว่า
ในอีกประมาณทศวรรษที่กำลังมาถึงนี้

00:15:37.750 --> 00:15:42.591
เรากำลังจะเริ่มเห็นมันจริงๆ
มันแพร่กระจายชีวิต --

00:15:42.615 --> 00:15:47.211
ชีวิตได้วิวัฒนาการกลเม็ด
ที่ใช้โลกควอนตัม

00:15:48.026 --> 00:15:49.454
จับตามองมันไว้ให้ดี

NOTE Paragraph

00:15:49.478 --> 00:15:50.635
ขอบคุณครับ

NOTE Paragraph

00:15:50.659 --> 00:15:52.861
(เสียงปรบมือ)