چگونه زیست شناسی کوانتومی ممکن است به بزرگترین سوالات زندگی پاسخ دهد
-
0:01 - 0:06میخواهم که به شما یکی از عرصههای
نوظهور علم را معرفی کنم، -
0:06 - 0:10عرصه ای که هنوز بر اساس حدس است
ولی بسیار هیجان انگیز، -
0:10 - 0:12و بدون شک شاخهای است که
به سرعت در حال رشد است. -
0:13 - 0:17زیست شناسی کوانتومی
یک سوال ساده میپرسد: -
0:18 - 0:19آیا مکانیک کوانتومی--
-
0:19 - 0:22این تئوری عجیب و فوق العاده
و قدرتمندِ -
0:22 - 0:25دنیای زیراتمیِ اتمها و مولکولها
-
0:25 - 0:28که شالوده فیزیک و شیمی نوین است--
-
0:28 - 0:32نقشی در درون یک سلول زنده ایفا میکند؟
-
0:32 - 0:36به بیان دیگر: آیا فرایندها، سازوکارها
و پدیدههایی -
0:36 - 0:40در ترکیبات زنده وجود دارند
که تنها توسط -
0:40 - 0:43دست یاری رسان مکانیک کوانتومی
قابل توضیح باشند؟ -
0:44 - 0:45زیست شناسی کوانتومی شاخهای تازه نیست:
-
0:45 - 0:48از اوایل دهه ۱۹۳۰ وجود داشته است.
-
0:48 - 0:52ولی تنها دردهه اخیر یا همین حدود بوده
که آزمایشهای دقیقی-- -
0:52 - 0:55در آزمایشگاه های بیوشیمی
بوسیله طیف سنجی-- -
0:55 - 1:02شواهد شفاف و قاطعی نشان دادهاند
که سازوکارهای مشخصی وجود دارند -
1:02 - 1:05که به مکانیک کوانتومی برای
توضیح دادن آنها احتیاج است. -
1:06 - 1:09زیست شناسی کوانتومی
فیزیکدانان کوانتومی، بیوشیمیدانها، -
1:09 - 1:13و زیست شناسان مولکولی را گرد هم می آورد--
این شاخهای بسیار بین رشته ای است. -
1:13 - 1:17من از شاخه فیزیک کوانتومی هستم،
من یک فیزیکدان هسته ای هستم. -
1:17 - 1:19من بیش از سه دهه صرف کردم
-
1:19 - 1:22در تلاش برای اینکه از
مکانیک کوانتومی سر در بیاورم. -
1:22 - 1:24یکی از بنیانگذاران مکانیک کوانتومی،
نیلز بوهر، -
1:24 - 1:28میگوید، اگر از آن شگفت زده نشدهاید
پس شما آن را نفهمیدهاید. -
1:28 - 1:31پس من به نوعی خوشحالم
که هنوز از آن شگفت زده هستم. -
1:31 - 1:33این چیز خوبی هست.
-
1:33 - 1:40اما این یعنی من کوچکترین ساختارهای عالم را
مطالعه میکنم-- -
1:40 - 1:42سنگ بنای واقعیت.
-
1:42 - 1:45اگر شما درباره مقیاس اندازه فکر میکنید،
-
1:45 - 1:48با یک شی روزمره مثل توپ تنیس شروع کنید،
-
1:48 - 1:51بعد فقط چندین مرتبه دراندازه پایین بروید--
-
1:51 - 1:56از سوراخ یک سوزن تا یک سلول،
تا یک باکتری، تا یک آنزیم-- -
1:56 - 1:58بالاخره به جهان نانو میرسید.
-
1:58 - 2:00اکنون، شاید اصطلاح نانوفناوری را
شنیده باشید. -
2:01 - 2:04یک نانومتر یک میلیاردمِ متر است.
-
2:05 - 2:09زمینه کار من هسته اتم است،
که یک نقطه ریز درون یک اتم است. -
2:09 - 2:11در مقیاس، این حتی کوچک تر است.
-
2:11 - 2:13این قلمرو مکانیک کوانتومی است،
-
2:13 - 2:15و فیزیکدانان و شیمیدانان زمان درازی
صرف کردهاند -
2:15 - 2:17تا تلاش کنند و به آن عادت کنند.
-
2:17 - 2:22در سوی دیگر، زیست شناسان
به نظر من، قسر در رفتهاند. -
2:22 - 2:26آنها با مدل مولکولی توپ و میله خودشان
خیلی خوشحال هستند. -
2:26 - 2:28(خنده حضار)
-
2:28 - 2:31توپها، اتمها هستند و میله ها
پیوند بین اتمها هستند. -
2:31 - 2:33و وقتی که نمیتوانند از لحاظ فیزیکی
آنها را در آزمایشگاه بسازند، -
2:33 - 2:36این روزها، رایانه های بسیار قدرتمندی دارند
-
2:36 - 2:38که یک مولکول عظیم را شبیه سازی میکنند.
-
2:38 - 2:41این یک پروتئین متشکل از
صد هزار اتم است. -
2:42 - 2:46این واقعا از روش مکانیک کوانتومی
به کار زیاد برای توضیح احتیاج ندارد. -
2:48 - 2:51مکانیک کوانتومی در دهه ۱۹۲۰
بسط پیدا کرد. -
2:51 - 2:58این یک مجموعه از قوانین ریاضی و
ایده های زیبا و قدرتمند است که -
2:58 - 3:00جهانِ بسیار کوچکها را توضیح می دهد.
-
3:01 - 3:04و این یک جهان کاملا متفاوت از
جهان روزمره ما است، -
3:04 - 3:05تشکیل شده از میلیونها میلیون اتم.
-
3:05 - 3:09این یک دنیای بنا شده بر احتمالات و
شانس است. -
3:10 - 3:11این یک جهان درهم برهم است.
-
3:11 - 3:13این جهان اشباح است،
-
3:13 - 3:16که ذرات هم میتوانند مانند امواج گسترده
رفتار کنند. -
3:18 - 3:21پس اگر مکانیک کوانتومی یا
فیزیک کوانتومی را -
3:21 - 3:26به عنوان بنیان حقیقت تصور کنیم،
-
3:26 - 3:28بنابراین تعجبی ندارد که بگوییم
-
3:28 - 3:30فیزیک کوانتومی اساس
شیمی آلی است. -
3:30 - 3:33بالاخره، این، قوانینی به ما
ارائه میدهد که به ما می گوید -
3:33 - 3:35اتمها چگونه به هم جفت میشوند
تا مولکولهای آلی را بسازند. -
3:35 - 3:39شیمی آلی، وسیع از جنبه پیچیدگی،
-
3:39 - 3:42به ما زیست شناسی مولکولی را ارائه میکند
که البته به بحث حیات ختم میشود. -
3:42 - 3:44پس از یک جنبه، این به نوعی تعجب آور نیست.
-
3:44 - 3:45این تقریبا بدیهی است.
-
3:45 - 3:50شما می گویید، "خب، البته حیات نهایتا
باید به مکانیک کوانتومی بستگی داشته باشد". -
3:50 - 3:53اما درباره همه چیز همین طور است.
-
3:53 - 3:56به همچنین هر ماده غیر زنده ای،
متشکل از میلیونها میلیون اتم. -
3:57 - 4:01در آخر، سطح کوانتومی وجود دارد
-
4:01 - 4:04که ما باید در این عجیب بودن
کاوش کنیم. -
4:04 - 4:06ولی در زندگی روزمره،
میتوانیم این قضیه را فراموش کنیم. -
4:06 - 4:10چون وقتی شما میلیونها میلیون اتم را
کنار هم گذاشتید، -
4:10 - 4:12این عجیب بودن کوانتومی
محو میشود. -
4:15 - 4:18زیست شناسی کوانتومی در این باره نیست.
-
4:18 - 4:20زیست شناسی کوانتومی اینقدر واضح نیست.
-
4:20 - 4:25البته مکانیک کوانتومی در سطح مولکولی
بنیان حیات است. -
4:25 - 4:31زیست شناسی کوانتومی درباره نگریستن به
غیر بدیهیها است-- -
4:31 - 4:36ایده های بر خلاف انتظار عقل
در مکانیک کوانتومی-- -
4:36 - 4:39والبته، اینکه ببیند آیا آنها
نقش مهمی در توضیح -
4:39 - 4:41فرایندهای حیات بازی میکنند.
-
4:43 - 4:48اینجا مثال بی نقص من درباره
خلاف انتظار بودنِ -
4:48 - 4:49دنیای کوانتومی است.
-
4:49 - 4:51این اسکی باز کوانتومی است.
-
4:51 - 4:53او به نظر صدمه نخورده،
او به نظر کاملا سالم است، -
4:53 - 4:57با این حال، بنظر میرسد که او
از هر دو سمت درخت همزمان رد شده است. -
4:57 - 4:59بسیار خوب، اگر شما ردی
اینچنین میدیدید -
4:59 - 5:01می گفتید که البته این یک جور
بدلکاری بوده است. -
5:01 - 5:04اما در جهان کوانتومی،
این اتفاق همیشه رخ میدهد. -
5:05 - 5:08ذرات میتوانند چند کار همزمان انجام دهند،
آنها میتوانند در یک لحظه در دو جا باشند. -
5:08 - 5:10آنها میتوانند در یک زمان
بیش از دو کار انجام دهند. -
5:10 - 5:13ذرات میتوانند مانند امواج
گسترده شده رفتار کنند. -
5:13 - 5:15این تقریبا مثل جادو است.
-
5:16 - 5:18فیزیکدانها و شیمیدانها
تقریبا یک قرن فرصت تلاش -
5:18 - 5:21برای عادت کردن به این
عجیب بودن را داشته اند. -
5:21 - 5:23من زیست شناسان را سرزنش نمیکنم
-
5:23 - 5:25برای اینکه مجبور نیستند یا نمیخواهند
که مکانیک کوانتومی یاد بگیرند. -
5:25 - 5:29میدانید، این عجیب بودن خیلی ظریف است؛
-
5:29 - 5:33و ما فیزیکدانها سخت تلاش میکنیم
که آن را در آزمایشگاه حفظ کنیم. -
5:33 - 5:37ما سیستمهایمان را تا نزدیک
صفر مطلق سرد میکنیم، -
5:37 - 5:39آزمایشهایمان را در خلا انجام میدهیم،
-
5:39 - 5:43ما تلاش میکنیم و آن را از
هر مزاحمت خارجی مجزا میکنیم. -
5:44 - 5:49این خیلی متفاوت از محیط گرم،
نامرتب و شلوغ یک سلول زنده است. -
5:50 - 5:53اگر به زیست شناسی مولکولی فکر کنید،
زیست شناسی به خودی خود، -
5:53 - 5:56بنظر میرسد که در توضیح فرایند حیات
در قالب شیمی--واکنشهای شیمیایی--- -
5:56 - 5:59خیلی خوب عمل کرده است.
-
5:59 - 6:04و اینها فرایندهای شیمیایی
ساده کننده و قطعی هستند که نشان میدهند، -
6:04 - 6:09به ضرورت، حیات از همان موادی که دیگر
چیزها از آن تشکیل شدهاند درست شده است، -
6:09 - 6:12و اگر ما میتوانیم بیخیال مکانیک کوانتومی
در جهان کلان بشویم، -
6:12 - 6:15پس باید قادر باشیم که در زیست شناسی هم
بیخیال آن باشیم. -
6:16 - 6:19خوب، یک مرد مودبانه
با این ایده مخالفت کرد. -
6:20 - 6:24ِاروین شرودینگر، همان شرودینگرِ
معروفِ گربه شرودینگر -
6:24 - 6:25یک فیزیکدان اتریشی بود.
-
6:25 - 6:28او یکی از بنیانگذاران مکانیک کوانتومی
در سالهای دهه ۱۹۲۰ بود. -
6:29 - 6:31در سال ۱۹۴۴، کتابی نوشت به اسم
"حیات چیست؟" -
6:32 - 6:34این کتاب بسیار تاثیرگذار بود.
-
6:34 - 6:36این کتاب بر فرانسیس کریک و
جیمز واتسون تاثیر گذاشت، -
6:36 - 6:39کاشفان ساختار مارپیچ دوگانه ی DNA.
-
6:39 - 6:43برای نقل به مضمون کردن از این کتاب،
او می گوید: -
6:43 - 6:49در سطح مولکولی، ساختارهای زنده
یک نظم ویژه دارند، -
6:49 - 6:52یک ساختار برای آنها
که بسیار متفاوت است از -
6:52 - 6:57تنه زدن های ترمودینامیکیِ
اتمها و مولکولها -
6:57 - 7:01در یک ماده غیرزنده با همان پیچیدگی.
-
7:02 - 7:07در حقیقت ماده زنده به نظر میرسد که
طبق این نظم رفتار کند، طبق یک ساختار -
7:07 - 7:10درست مثل یک ماده غیر زنده که تا
نزدیک صفر مطلق سرد شده است، -
7:10 - 7:13جایی که اثرات کوانتومی نقش مهمی
بازی میکنند. -
7:14 - 7:18یک نکته ویژه درباره ساختار
وجود دارد--نظم-- -
7:18 - 7:20درون یک سلول زنده.
-
7:20 - 7:25پس، شرودینگر حدس زد که شاید
مکانیک کوانتومی نقشی در حیات بازی میکند. -
7:26 - 7:30این یک ایده منطبق بر حدسیات وسیع بود،
-
7:30 - 7:32و واقعا دستاورد زیادی نداشت.
-
7:34 - 7:35اما همانطور که در ابتدا گفتم،
-
7:35 - 7:38در ده سال گذشته آزمایشهای
نوظهوری بوده اند، -
7:38 - 7:42که نشان میدهند کجا تعدادی از
این پدیدههای خاص زیست شناسی -
7:42 - 7:44به نظر به مکانیک کوانتومی احتیاج دارند.
-
7:44 - 7:47من فقط میخواهم چند نمونه هیجان انگیز
را به شما نشان دهم. -
7:48 - 7:52این یکی از شناخته شده ترین پدیده ها
در جهان کوانتومی است، -
7:52 - 7:54تونل زنی کوانتومی.
-
7:54 - 7:58کادر سمت چپ توزیع موجی شکلِ گسترده شده
-
7:58 - 8:01یک موجود کوانتومی را نشان میدهد--
یک ذره، مانند الکترون، -
8:01 - 8:05که یک توپ که از دیوار بر میگردد نیست.
-
8:05 - 8:09این یک موج هست که احتمال مشخصی دارد
که بتواند درون یک دیوار سخت نفوذ کند -
8:09 - 8:13مانند یک شبح که به
سوی دیگر جست میزند. -
8:13 - 8:17شما میتوانید در کادر سمت راست یک
لکه ضعیف نور را ببینید. -
8:18 - 8:22تونل زنی کوانتومی اظهار میکند که یک ذره
میتواند به دیواری غیرقابل نفوذ برخورد کند -
8:22 - 8:25و با این حال به نوعی ،انگار با شعبده بازی،
-
8:25 - 8:27از یک سمت ناپدید و در سمت دیگر ظاهر شود.
-
8:28 - 8:32بهترین راه توضیح این است که اگر شما
بخواهید توپی را از روی یک دیوار پرتاب کنید -
8:32 - 8:36باید به آن انرژی کافی بدهید که
به بالای دیوار برسد. -
8:36 - 8:39در دنیای کوانتومی مجبور نیستید که
آن را از روی دیوار پرتاب کنید، -
8:39 - 8:42میتوانید به سمت دیوار پرتابش کنید،
و یک احتمال مشخص غیر صفر وجود دارد -
8:42 - 8:45که توپ در سمت شما ناپدید شود و
در سوی دیگر پدیدار شود. -
8:45 - 8:47در ضمن، این یک حدس نیست.
-
8:47 - 8:50ما از این خرسندیم-- خب راستش "خرسند"
لغت مناسبی نیست-- -
8:51 - 8:53(خنده حضار)
-
8:53 - 8:54ما با این آشنا هستیم.
-
8:54 - 8:57(خنده حضار)
-
8:57 - 8:59تونل زنی کوانتومی همیشه رخ میدهد
-
8:59 - 9:02در واقع این دلیل تابشِ خورشید ما است.
-
9:03 - 9:04ذرات به هم جوش میخورند،
-
9:04 - 9:08و خورشید هیدروژن را از طریق
تونل زنی کوانتومی به هلیوم تبدیل میکند. -
9:09 - 9:15در سالهای دهه ۷۰ و ۸۰، کشف شد که
تونل زنی کوانتومی در درون -
9:15 - 9:16سلول زنده نیز رخ میدهد.
-
9:16 - 9:23آنزیم ها، این نیروی کار خستگی ناپذیر
زندگی، کاتالیزورهای واکنشهای شیمیایی-- -
9:23 - 9:27آنزیم ها زیست مولکولهایی هستند که واکنشهای
شیمیایی درون سلولهای زنده را سرعت میدهند، -
9:27 - 9:28به اندازه بارها و بارها در مقدار.
-
9:28 - 9:31و این همیشه یک راز بوده است که
چگونه این کار را انجام میدهند. -
9:32 - 9:33خب، کشف شد
-
9:33 - 9:38که یکی از ترفندهایی که آنزیمها تکامل
یافتهاند که از آن استفاده کنند، -
9:38 - 9:43انتقال ذرات زیراتمی،
مانند الکترونها و البته پروتونها -
9:43 - 9:48از یک قسمت از مولکول به قسمت دیگر
از طریق تونل زنی کوانتومی است. -
9:48 - 9:51این کارآمد و سریع است و می تواند
ناپدید شود-- -
9:51 - 9:54یک پروتون از یک مکان ناپدید میشود،
و در مکان دیگر ظاهر میشود. -
9:54 - 9:56آنزیم ها کمک میکنند که این
اتفاق رخ دهد. -
9:57 - 9:59این تحقیقی است که در سالهای دهه
۱۹۸۰ انجام شده است، -
9:59 - 10:03به ویژه توسط یک گروه در برکلی،
جودیت کلینمن. -
10:03 - 10:06گروههای دیگر هم در بریتانیا
اکنون تایید کردهاند که -
10:06 - 10:07آنزیم ها واقعا این کار را انجام میدهند.
-
10:09 - 10:12مطالعهای که توسط گروه من انجام شد--
-
10:12 - 10:14همانطور که گفتم،
من یک فیزیکدان هسته ای هستم، -
10:14 - 10:17اما متوجه شدم که این وسائل استفاده
از مکانیک کوانتومی را -
10:17 - 10:22در هسته اتم دارم پس میتوانم آن ابزار
را در شاخه های دیگر هم استفاده کنم. -
10:23 - 10:25یک سوال که ما پرسیدیم این است که
-
10:25 - 10:30آیا تونل زنی کوانتومی در جهش DNA
نقشی بازی می کند؟ -
10:30 - 10:34دوباره تاکید میکنم، این یک ایده جدید نیست
این بر می گردد به ابتدای دهه ۶۰. -
10:34 - 10:36دو شاخه DNA، ساختار مارپیچ دوگانه،
-
10:37 - 10:39توسط پله های نردبان به هم وصل شدهاند
این مثل یک نردبان تاب خورده است. -
10:39 - 10:43و آن پله های نردبان
پیوندهای هیدروژنی هستند-- -
10:43 - 10:47پروتونها، که می توانند مثل چسب
بین دو شاخه عمل کنند. -
10:47 - 10:51پس اگر بزرگنمایی کنید، کاری که آنها انجام
میدهند نگه داشتن این مولکول های بزرگ-- -
10:51 - 10:53نوکلئوتایدها-- به یکدیگر است.
-
10:54 - 10:55کمی بیشتر بزرگنمایی انجام دهید.
-
10:55 - 10:57این یک شبیه سازی رایانهای است.
-
10:58 - 11:01دو تا توپ سفید در وسط پروتونها هستند،
-
11:01 - 11:04و می توانید بینید که این یک
پیوند هیدروژنی دوگانه است. -
11:04 - 11:07یکی تمایل دارد که در یک سمت بنشیند
دیگری در سمت دیگرِ دو شاخه (DNA) -
11:07 - 11:12دو خط عمودی که پایین می روند
و شما نمیتوانید ببینید. -
11:12 - 11:16میتواند اتفاق بیافتد که این
دو پروتون بپرند. -
11:16 - 11:17به دو توپ سفید نگاه کنید.
-
11:18 - 11:20آنها می توانند به سمت دیگر بپرند.
-
11:20 - 11:26اگر سپس دو شاخه DNA جدا شوند،
که منجر به فرایند تولید همسان می گردد، -
11:26 - 11:29و دو پروتون در مکان اشتباه قرار دارند،
-
11:29 - 11:31این می تواند به جهش منجر شود.
-
11:31 - 11:33نیم قرن است که این شناخته شده است.
-
11:33 - 11:35سوال این است که: چقدر احتمال دارد
که آنها این کار را انجام دهند، -
11:35 - 11:38و اگر انجام می دهند، چگونه
این کار را می کنند؟ -
11:38 - 11:41آیا می پرند، مثل
توپ که از روی دیوار می پرد؟ -
11:41 - 11:44یا آنها می توانند تونل زنی کوانتومی انجام
دهند، حتی اگر انرژی کافی نداشته باشند؟ -
11:45 - 11:49شواهد اولیه نشان میدهند که
تونل زنی کوانتومی میتواند نقش ایفا کند. -
11:49 - 11:51هنوز نمی دانیم که این چقدر مهم است
-
11:52 - 11:53این هنوز یک سوال بی پاسخ است.
-
11:54 - 11:55این بر اساس حدسیات است،
-
11:55 - 11:58ولی این یکی از آن سوال هایی است
که انقدر مهم است -
11:58 - 12:00که اگر مکانیک کوانتومی در جهش نقش دارد،
-
12:01 - 12:03قطعا باید نتایج بزرگی داشته باشد،
-
12:03 - 12:06برای دانستن انواع خاصی از جهش،
-
12:06 - 12:09احتمالا حتی آنهایی که منجر به
سرطانی شدن یک سلول می شود. -
12:11 - 12:16مثال دیگر مکانیک کوانتومی در
زیست شناسی، انسجام کوانتومی است، -
12:16 - 12:18در یکی از مهمترین فرایندها در زیست شناسی،
-
12:19 - 12:22فتوسنتز: گیاهان و باکتری ها
نور خورشید را میگیرند، -
12:22 - 12:25و از آن انرژی برای تولید
زیست توده استفاده میکنند. -
12:26 - 12:30انسجام کوانتومی ایده انجام همزمان چند کار
توسط موجودات کوانتومی است. -
12:31 - 12:33این اسکی باز کوانتومی است.
-
12:33 - 12:35این یک شی است که مثل
یک موج عمل میکند، -
12:36 - 12:38پس در یک جهت و یا
جهت دیگر حرکت نمیکند، -
12:38 - 12:42ولی میتواند چند مسیر را
در یک زمان دنبال کند. -
12:43 - 12:47چند سال پیش، دنیای علم
شوکه شد -
12:47 - 12:50زمانی که مقاله ای چاپ شد که
شواهد علمیای ارائه می داد که -
12:50 - 12:54انسجام کوانتومی درون
یک باکتری اتفاق میافتد، -
12:54 - 12:56که فتوسنتز را انجام میدهد.
-
12:56 - 12:59ایده این است که فوتون، ذره نور،
نور خورشید، -
12:59 - 13:02کوانتومِ نور که توسط یک مولکولِ
کلوروفیل جذب می شود، -
13:02 - 13:05سپس به چیزی که مرکز برهمکنش
نام دارد تحویل می شود، -
13:05 - 13:07جایی که می تواند به انرژی شیمیایی
تبدیل می شود. -
13:07 - 13:10و در رسیدن به آنجا،
فقط یک مسیر را دنبال نمی کند -
13:10 - 13:12در یک زمان چندین مسیر را دنبال می کند،
-
13:12 - 13:16برای بهینه کردن موثرترین راهِ
رسیدن به مرکز برهمکنش -
13:16 - 13:18بدون منهدم شدن بصورت اتلاف گرمایی.
-
13:19 - 13:23انسجام کوانتومی درون یک سلول
زنده رخ می دهد. -
13:23 - 13:25یک ایده قابل توجه،
-
13:25 - 13:31و هنوز شواهد تقریبا هفتگی در حال افزایش
هستند، مقالههای جدیدی که بیرون میآیند، -
13:31 - 13:33تایید می کنند که این پدیده
قطعا رخ میدهد. -
13:34 - 13:38مثال سوم و نهایی من زیباترین و
عالی ترین ایده است. -
13:38 - 13:42این هنوز خیلی بر مبنای حدسیات است،
اما باید آن را با شما به اشتراک بگذارم. -
13:42 - 13:47سینه سرخ اروپایی از اسکاندیناوی
مهاجرت می کند -
13:47 - 13:50به سمت پایین تا مدیترانه، هر پاییز،
-
13:50 - 13:53و مثل خیلی دیگر از حیوانات دریایی
و حتی حشرات، -
13:53 - 13:57با حس کردن میدان مغناطیسی زمین
مسیریابی می کنند. -
13:59 - 14:01حال، میدان مغناطیسی زمین
خیلی خیلی ضعیف است -
14:01 - 14:03۱۰۰ بار ضعیف تر از
آهنربایِ روی در یخچال، -
14:04 - 14:09و با این حال -- به نوعی--بر شیمیِ
درون یک ارگانیسم زنده اثر می کند. -
14:10 - 14:14در این شکی نیست-- یک زوج
پرنده شناس آلمانی -
14:14 - 14:18ولفگانگ و رزویتا ویلتشکو
در دهه ۱۹۷۰ آن را تایید کردند، -
14:18 - 14:22سینه سرخ راهش را به نوعی از طریق حس کردن
میدان مغناطیسی زمین پیدا می کند، -
14:22 - 14:25که به او اطلاعاتِ جهت بدهد--
یک قطب نمای درونی. -
14:25 - 14:28معما و راز این بود:
چگونه این کار را انجام می دهد؟ -
14:28 - 14:31خب تنها تئوری ارزشمند موجود--
-
14:31 - 14:35نمیدانیم که این تئوری صحیح است،
ولی تنها تئوری ارزشمند موجود است-- -
14:35 - 14:38این است که او اینکار را از طریق چیزی که
جفت شدگی کوانتومی نام دارد انجام می دهد. -
14:39 - 14:41در شبکیه سینه سرخ--
-
14:41 - 14:45باهاتون شوخی نمی کنم-- درون شبکیه سینه سرخ
پروتئینی هست به نام کریپتوکروم، -
14:45 - 14:47که به نور حساس است.
-
14:47 - 14:51درون کریپتوکروم، یک جفت الکترون،
جفت شده کوانتومی هستند. -
14:51 - 14:54حال، جفت شدگی کوانتومی زمانی است
که دو ذره خیلی از هم دور هستند، -
14:54 - 14:57با این وجود به نوعی با
یکدیگر در تماس می مانند. -
14:57 - 14:58حتی اینشتین از این ایده متنفر بود;
-
14:58 - 15:00به آن می گفت: "عمل شبح وار از راه دور"
-
15:01 - 15:02(خنده حضار)
-
15:02 - 15:06پس اگر اینشتین از آن خوشش نمیآید،
پس ما همه می توانیم با آن راحت نباشیم. -
15:06 - 15:09دو الکترونِ جفت شده کوانتومی
درون یک مولکول -
15:09 - 15:10یک رقص ظریف می کنند
-
15:10 - 15:13که به جهتی که پرنده در
میدان مغناطیسی زمین -
15:13 - 15:14پرواز می کند خیلی حساسیت دارد.
-
15:15 - 15:17نمی دانیم که آیا این
توضیح صحیح است، -
15:17 - 15:22ولی وای! جالب نیست که مکانیک کوانتومی
به پرندگان کمک کند که مسیریابی کنند؟ -
15:23 - 15:26زیست شناسی کوانتومی هنوز در
دوران اولیه تکامل خود است. -
15:26 - 15:29هنوز بر مبنای حدس است.
-
15:30 - 15:34ولی من باور دارم که بر روی
علمی محکم بنا شده است. -
15:34 - 15:38همینطور فکر می کنم که در
دهه پیش رو یا همین حدود، -
15:38 - 15:43خواهیم دید که در واقع،
در زندگی شایع است-- -
15:43 - 15:47که زندگی ترفندهایی را تکامل داده است
که از جهان کوانتومی بهره می برند. -
15:48 - 15:49منتظر خبرهای بعدی باشید.
-
15:49 - 15:51متشکرم.
-
15:51 - 15:53(تشویق حضار)
- Title:
- چگونه زیست شناسی کوانتومی ممکن است به بزرگترین سوالات زندگی پاسخ دهد
- Speaker:
- جیم الخلیل
- Description:
-
more » « less
یک سینه سرخ از کجا میداند که باید به جنوب پرواز کند؟ پاسخ ممکن است عجیب تر از آنچه که انتظار دارید باشد: پای فیزیک کوانتوم در میان است. جیم الخلیل در جهان به شدت تازه و بیگانه زیست شناسی کوانتوم سیر میکند، جایی که انیشتین اینگونه گفته است "شبح وار در فاصلهای عمل میکنند" به جهت یابی پرندهها کمک میکند، و تاثیرات کوانتومی ممکن است منشا حیات را نیز توضیح دهند.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 16:09
|
b a approved Persian subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
|
b a edited Persian subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
|
b a edited Persian subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
|
b a edited Persian subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
sadegh zabihi accepted Persian subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
|
sadegh zabihi edited Persian subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
|
sadegh zabihi edited Persian subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
Amin Rasoulof edited Persian subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions |