ชีวควอนตัมช่วยอธิบายปริศนาชีวิตที่ยิ่งใหญ่ที่สุดได้อย่างไร
-
0:01 - 0:06ผมอยากจะแนะนำ
ให้คุณรู้จักกับสาขาวิทยาศาสตร์เกิดใหม่ -
0:06 - 0:10ที่ยังเป็นไปในเชิงทฤษฎี
แต่น่าสนใจเป็นอย่างมาก -
0:10 - 0:12และเป็นสาขาที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว
-
0:13 - 0:17ชีวควอนตัม ถามคำถามง่ายๆ คือ
-
0:18 - 0:19กลศาสตร์ควอนตัม --
-
0:19 - 0:22ทฤษฎีที่ประหลาดและสวยงามและทรงพลัง
-
0:22 - 0:25ของโลกระดับเล็กกว่าอะตอม
ของอะตอมและโมเลกุล -
0:25 - 0:28ที่เป็นหลักให้ฟิสิกส์และเคมียุคใหม่มากมาย --
-
0:28 - 0:32ยังมีบทบาทสำคัญในเซลล์ที่มีชีวิตหรือไม่
-
0:32 - 0:36หรืออีกนัยหนึ่งคือ มีกระบวนการ กลไก
ปรากฏการณ์ -
0:36 - 0:40ในสิ่งมีชีวิตที่ยังมีชีวิตหรือไม่
ที่สามารถอธิบายได้ -
0:40 - 0:43ก็ต่อเมื่อได้รับความช่วยเหลือ
จากกลศาสตร์ควอนตัม -
0:44 - 0:45เอาล่ะ ชีวควอนตัม ไม่ได้ใหม่เลย
-
0:45 - 0:48มันมีมาตั้งแต่ราวๆ ต้นยุค 1930
-
0:48 - 0:52แต่มันเพิ่งจะได้ถูกทดลองอย่างละเอียด
เมื่อทศวรรษที่ผ่านมานี้เอง -
0:52 - 0:55ในห้องทดลองชีวเคมี
โดยใช้เครื่องมือตรวจวิเคราะห์สเปกตรัม -
0:55 - 1:02มันได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจน ยืนยันหลักฐาน
ว่ามีกลไกจำเพาะบางอย่าง -
1:02 - 1:05ที่ต้องการกลศาสตร์ควอนตัมในการอธิบาย
-
1:06 - 1:09ชีวควอนตัมเป็นการรวมเข้าด้วยกัน
ของนักฟิสิกส์ควอนตัม นักชีวเคมี -
1:09 - 1:13นักชีวโมเลกุล
มันเป็นศาสตร์ที่มีการบูรณาการณ์ -
1:13 - 1:17ผมศึกษาฟิสิกส์ควอนตัม
ผมเป็นนักนิวเคลียร์ฟิสิกส์ -
1:17 - 1:19ผมใช้เวลาสามทศวรรษ
-
1:19 - 1:22พยายามเข้าใจกลศาสตร์ควอนตัม
-
1:22 - 1:24หนึ่งในผู้ค้นพบกลศาสตร์ควอนตัม
นีล บอร์ (Niels Bohr) -
1:24 - 1:28บอกว่า ถ้าคุณไม่ทึ่งเพราะมัน
แสดงว่าคุณยังไม่เข้าใจมัน -
1:28 - 1:31ฉะนั้น ผมค่อนข้างจะยินดี
ที่ผมยังรู้สึกทึ่งกับมัน -
1:31 - 1:33นั่นเป็นเรื่องดี
-
1:33 - 1:40แต่นั่นหมายความว่า ผมได้ศึกษา
โครงสร้างที่เล็กมากที่สุดของจักรวาล -
1:40 - 1:42องค์ประกอบพื้นฐานของความจริง
-
1:42 - 1:45ถ้าคุณคิดถึงระดับขนาด
-
1:45 - 1:48เริ่มจากของในชีวิตประจำวัน
เช่นลูกเทนนิส -
1:48 - 1:51และเลื่อนลงไปเรื่อยๆ ตามลำดับของขนาด
-
1:51 - 1:56จากรูเข็มลงไปถึงเซลล์
ลงไปยังแบคทีเรีย ถึงเอนไซม์ -- -
1:56 - 1:58ในที่สุดคุณจะไปถึงโลกนาโน
-
1:58 - 2:00ทีนี้ เทคโนโลยีนาโนอาจเป็นคำที่คุณเคยได้ยิน
-
2:01 - 2:04นาโนเมตร คือหน่วยที่เล็กกว่าเมตรพันล้านเท่า
-
2:05 - 2:09สาขาของผมคือนิวเคลียร์อะตอม
ซึ่งเป็นจุดเล็กๆ ในอะตอม -
2:09 - 2:11ขนาดของมันเล็กเสียยิ่งกว่า
-
2:11 - 2:13นี่คือส่วนของกลศาสตร์ควอนตัม
-
2:13 - 2:15และนักฟิสิกส์ และนักเคมี
ก็ใช้เวลามานานแล้ว -
2:15 - 2:17ที่จะพยายามและทำความคุ้นเคยกับมัน
-
2:17 - 2:22แต่ทว่า นักชีววิทยา นั้นต่างออกไปหน่อย
สำหรับความคิดผมนะ -
2:22 - 2:26พวกเขาพอใจมากๆ แล้ว
กับโครงสร้างโมเลกุลจากลูกบอลและไม้ -
2:26 - 2:28(เสียงหัวเราะ)
-
2:28 - 2:31ลูกบอลคืออะตอม และไม้คือพันธะระหว่างอะตอม
-
2:31 - 2:33และเมื่อพวกเขาสร้างมันขึ้น
มาจริงๆ ไม่ใช่ในห้องทดลอง -
2:33 - 2:36ทุกวันนี้ พวกเขามีคอมพิวเตอร์ดีๆ
-
2:36 - 2:38ที่จะสร้างแบบจำลองของโมเลกุลใหญ่ๆ
-
2:38 - 2:41นี่คือโปรตีนที่สร้างด้วยอะตอม 100,000 อะตอม
-
2:42 - 2:46มันไม่ต้องการกลศาสตร์ควอนตัม
ในการอธิบายมันสักเท่าไร -
2:48 - 2:51กลศาสตร์ควอนตัม
ถูกพัฒนาขึ้นในยุค 1920 -
2:51 - 2:58มันกำหนดกฎและความคิดทางคณิตศาสตร์
ที่สวยงามและทรงอิทธิพล -
2:58 - 3:00ที่อธิบายโลกของเราในระดับที่เล็กมากๆ
-
3:01 - 3:04และมันคือโลกที่ต่างออกไปมาก
จากโลกในชีวิตประจำวัน -
3:04 - 3:05ที่สร้างด้วยอะตอมหลายล้านล้าน
-
3:05 - 3:09มันคือโลกที่สร้างขึ้นบนความน่าจะเป็น
และโอกาส -
3:10 - 3:11มันเป็นโลกที่คลุมเครือ
-
3:11 - 3:13มันเป็นโลกลวงตา
-
3:13 - 3:16ที่ซึ่งอนุภาคสามารถที่จะมีพฤติกรรม
เหมือนกับคลื่นที่แผ่ขยายออกไป -
3:18 - 3:21ถ้าคุณลองคิดถึงกลศาสตร์ควอนตัม
หรือฟิสิกส์กลศาสตร์แล้ว -
3:21 - 3:26โดยหลักพื้นฐานของความจริงของมัน
-
3:26 - 3:28มันไม่น่าประหลาดใจเลยที่จะบอกว่า
-
3:28 - 3:30ฟิสิกส์ควอนตัมเป็นหลักให้กับเคมีอินทรีย์
-
3:30 - 3:33ทั้งนี้ทั้งนั้น มันให้กฎที่บอกว่าเราว่า
-
3:33 - 3:35อะตอมเข้ามาอยู่ด้วยกัน
เพื่อสร้างเป็นโมเลกุลอินทรีย์ได้อย่างไร -
3:35 - 3:39เคมีอินทรีย์
ศาสตร์ในระดับใหญ่ซับซ้อนกว่า -
3:39 - 3:42นำมาซึ่งศาสตร์อย่างชีวโมเลกุล
ซึ่งแน่นอน มันนำไปสู่ชีวิต -
3:42 - 3:44ฉะนั้นในแง่มุมหนึ่ง
มันก็ไม่น่าประหลาดอะไร -
3:44 - 3:45มันเกือบจะเป็นเรื่องธรรมดา
-
3:45 - 3:50คุณบอกว่า "เอ้า แน่ล่ะ
ที่สุดแล้วชีวิตก็ต้องพึ่งกลศาสตร์ควอนตัม" -
3:50 - 3:53แต่อย่างอื่นก็เช่นกัน
-
3:53 - 3:56สสารที่ไม่มีชีวิตอื่นๆ
ที่สร้างด้วยอะตอมเป็นล้านล้านก็เช่นกัน -
3:57 - 4:01ที่สุดแล้ว มันมีระดับควอนตัม
-
4:01 - 4:04ที่ซึ่งเราต้องขุดลึกลงไปในความประหลาดนี้
-
4:04 - 4:06แต่ในชีวิตประจำวัน
เราสามารถลืมมันไปได้ -
4:06 - 4:10เพราะว่าเมื่อคุณนำอะตอมเป็นล้านล้าน
เข้ามาอยู่ด้วยกัน -
4:10 - 4:12ควอนตัมประหลาดนั่นก็จะมลายไป
-
4:15 - 4:18ชีวควอนตัมไม่ได้เกี่ยวกับสิ่งนี้
-
4:18 - 4:20ชีวควอนตัมไม่ได้เห็นเด่นชัดขนาดนี้
-
4:20 - 4:25แน่ล่ะ กลศาสตร์ควอนตัม
ให้หลักกับชีวิตที่ระดับประมาณโมเลกุล -
4:25 - 4:31ชีวควอนตัม เกี่ยวกับการมองหา
ความคิด -- -
4:31 - 4:36ที่ไม่ธรรมดาแตกต่างจากสัญชาตญาณ
ในกลศาสตร์ควอนตัม -
4:36 - 4:39และดูว่า มันมีบทบาทสำคัญ
-
4:39 - 4:41ในการอธิบายกระบวนการของชีวิตหรือไม่
-
4:43 - 4:48นี่คือตัวอย่างที่สมบูรณ์ของผม
สำหรับความแตกต่างจากสัญชาตญาณ -
4:48 - 4:49ของโลกควอนตัม
-
4:49 - 4:51นี่คือนักสกีควอนตัม
-
4:51 - 4:53เหมือนว่า เขาดูเป็นตัวเป็นตน
เหมือนว่า เขาดูครบถ้วนสมบูรณ์ดี -
4:53 - 4:57ถึงกระนั้นเ ก็เหมือนว่าเขาวิ่งไปวิ่งมา
รอบๆ ทั้งสองข้างต้นไม้ในเวลาเดียวกัน -
4:57 - 4:59ครับ ถ้าคุณเห็นทางเป็นแบบนั้น
-
4:59 - 5:01คุณคงเดาว่า มันคงเป็นการกระทำผาดโผน
อะไรสักอย่างแน่นอน -
5:01 - 5:04แต่ในโลกควอนตัม
สิ่งนี้เกิดขึ้นตลอดเวลา -
5:05 - 5:08อนุภาคทำงานหลายอย่าง
พวกมันอยู่ได้สองที่ในเวลาเดียวกัน -
5:08 - 5:10พวกมันทำได้มากกว่าหนึ่งอย่างในเวลาเดียวกัน
-
5:10 - 5:13อนุภาคสามารถมีพฤติกรรม
เหมือนกับคลื่นที่แผ่กระจายออกไป -
5:13 - 5:15มันเกือบจะเหมือนกับมายากล
-
5:16 - 5:18นักฟิสิกส์และนักเคมี ได้ใช้เวลาเกือบศตวรรษ
-
5:18 - 5:21ที่จะพยายามทำความคุ้นเคย
กับความประหลาดนี้ -
5:21 - 5:23ผมไม่โทษนักชีววิทยานะ
-
5:23 - 5:25ที่ไม่ได้สนใจ และต้องการเรียนกลศาสตร์ควอนตัม
-
5:25 - 5:29คุณก็รู้ ความประหลาดนี้มันละเอียดอ่อนมาก
-
5:29 - 5:33และพวกเรานักฟิสิกส์ทำงานกันอย่างหนัก
เพื่อรักษามันเอาไว้ในห้องทดลอง -
5:33 - 5:37พวกเราทำให้ระบบเย็นจัด
จนเข้าใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ -
5:37 - 5:39เราทำการทดลองในสูญญากาศ
-
5:39 - 5:43เราพยายามและแยกมัน
จากการรบกวนภายนอกอื่นๆ -
5:44 - 5:49มันแตกต่างจากสิ่งแวดล้อมที่อบอุ่น
วุ่นวาย และเสียงดังในเซลล์ที่มีชีวิตมาก -
5:50 - 5:53ถ้าคุณคิดถึงชีวโมเลกุล นักชีววิทยาเอง
-
5:53 - 5:56ก็ทำได้ดีที่เดียวในการอธิบายกระบวนการทั้งหมด
ในชีวิต -
5:56 - 5:59ในแง่ของเคมี -- ปฏิกิริยาเคมี
-
5:59 - 6:04และนี่คือนักคตินิยมลดทอน
ปฏิกิริยาเคมีที่ถูกกำหนด -
6:04 - 6:09ที่แสดงว่า โดยหลักแล้ว
ชีวิตทำมาจากของอย่างเดียวกัน เช่นเดียวกับสิ่งอื่น -
6:09 - 6:12และถ้าเราสามารถลืมกลศาสตร์ควอนตัม
ในโลกเล็กๆ ไปได้แล้ว -
6:12 - 6:15เราก็ควรที่จะลืมมันไปได้ในชีววิทยาเช่นกัน
-
6:16 - 6:19ครับ มีคนคนหนึ่งขอร้องที่จะเห็นต่าง
สำหรับความคิดนี้ -
6:20 - 6:24เออร์วิน ชโรดิงเจอร์ (Erwin Schrödinger)
แห่งแมวชโรดิงเจอร์อันมีชื่อเสียง -
6:24 - 6:25เป็นนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย
-
6:25 - 6:28เขาเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้ง
กลศาสตร์ควอนตัม ในยุค 1920 -
6:29 - 6:31ในปี ค.ศ. 1944
เขาเขียนหนังสือที่มีชื่อว่า "ชีวิตคืออะไร" -
6:32 - 6:34มันสร้างแรงบันดาลใจอย่างมาก
-
6:34 - 6:36มันเป็นแรงบันดาลใจ ให้กับฟรานซิส คลิก
และเจมส์ วัตสัน -
6:36 - 6:39ผู้ค้นพบโครงสร้างเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ
-
6:39 - 6:43ในหนังสือ เขาได้พูดไว้ประมาณว่า
-
6:43 - 6:49ที่ระดับโมเลกุล
สิ่งมีชีวิตมีระเบียบในระดับหนึ่ง -
6:49 - 6:52มีโครงสร้างที่แตกต่างกัน
-
6:52 - 6:57ตั้งแต่การอัดกันทางเทอร์โมไดนามิกอย่างสุ่ม
ของอะตอมและโมเลกุล -
6:57 - 7:01ในสิ่งที่ไม่มีชีวิตที่มีความซับซ้อนเหมือนกัน
-
7:02 - 7:07อันที่จริง สิ่งมีชีวิตเหมือนจะมีพฤติกรรม
ในระเบียบนี้ ในโครงสร้างนี้ -
7:07 - 7:10เหมือนกับสิ่งที่ไม่มีชีวิต
ที่ถูกทำให้เย็นเกือบจะศูนย์องศาสัมบูรณ์ -
7:10 - 7:13เมื่อปฏิกิริยาควอนตัม
มีบทบาทที่สำคัญมากๆ -
7:14 - 7:18มันมีอะไรพิเศษบางอย่าง
เกี่ยวกับโครงสร้างและความเป็นระเบียบ -
7:18 - 7:20ภายในเซลล์
-
7:20 - 7:25ฉะนั้น ชโรดิงเจอร์ คิดว่า
บางทีกลศาสตร์ควอนตัมอาจมีบทบาทสำคัญในชีวิต -
7:26 - 7:30มันเป็นทฤษฎีมากๆ
เป็นแนวคิดที่เข้าถึงได้ยาก -
7:30 - 7:32และมันไปไหนไม่ได้ไกล
-
7:34 - 7:35แต่อย่างที่ผมได้บอกไว้ตอนเริ่มต้น
-
7:35 - 7:38ว่าใน 10 ปีที่ผ่านมา
มันมีการทดลองเกิดขึ้น -
7:38 - 7:42ที่แสดงว่า
ปรากฏการณ์ทางชีววิทยาบางอย่าง -
7:42 - 7:44ดูเหมือนจะต้องการกลศาสตร์ควอนตัม
-
7:44 - 7:47ผมอยากจะให้พวกคุณชมสักสองสามอย่าง
ที่น่าตื่นเต้น -
7:48 - 7:52นี่คือปรากฎการณ์หนึ่งที่เป็นที่รู้จักกันดีที่สุด
ในโลกควอนตัม -
7:52 - 7:54ควอนตัม ทันเนอลิง
(quantum tunnelling) -
7:54 - 7:58กล่องทางซ้ายแสดงให้เห็น
การแผ่กระจายออก แบบคลื่น -
7:58 - 8:01ของตัวควอนตัม --
อนุภาค เช่นเดียวกับ อิเล็กตรอน -
8:01 - 8:05ซึ่งมันไม่ใช่ลูกบอลเล็กๆ
ที่กระเด้งเมื่อชนกำแพง -
8:05 - 8:09มันเป็นคลื่นที่มีบางคุณสมบัติ
ที่สามารถแทรกผ่าน -
8:09 - 8:13กำแพงแข็งๆ ได้อย่างกับผีทะลุกำแพง
-
8:13 - 8:17คุณสามารถเห็นรอยเปรอะของแสง
ในทางขวาของกล่อง -
8:18 - 8:22ควอนตัม ทันเนอลิง อธิบายว่า
อนุภาคสามารถกระทบกับสิ่งกีดขวางที่ผ่านไม่ได้ -
8:22 - 8:25และไม่ว่าด้วยอะไรก็ดี
-
8:25 - 8:27มันล่องหนจากด้านหนึ่ง และไปโผล่อีกด้านหนึ่ง
ราวกับโดยมายากล -
8:28 - 8:32วิธีที่ดีที่สุดที่จะอธิบายก็คือ
ถ้าคุณต้องการขว้างบอลข้ามกำแพง -
8:32 - 8:36คุณต้องให้พลังงานมันมากพอ
เพื่อให้มันข้ามจุดสูงสุดของกำแพงไป -
8:36 - 8:39ในโลกควอนตัม
คุณไม่ต้องขว้างมันข้ามกำแพง -
8:39 - 8:42คุณขว้างมันไปที่กำแพงเลย
แล้วมันจะมีความน่าจะเป็นที่ไม่ใช่ศูนย์แน่นอน -
8:42 - 8:45ที่มันจะหายไปจากด้านของคุณ
และปรากฏขึ้นที่อีกด้านหนึ่ง -
8:45 - 8:47สิ่งนี้ไม่อาจสังเกตุได้นะครับ
-
8:47 - 8:50เราค่อนข้างพอใจ -- อ่า "พอใจ"
ไม่ค่อยจะเป็นคำที่เหมาะเท่าไรเลย -
8:51 - 8:53(เสียงหัวเราะ)
-
8:53 - 8:54เราคุ้นเคยกับมัน
-
8:54 - 8:57(เสียงหัวเราะ)
-
8:57 - 8:59ควอนตัม ทันเนอลิง
เกิดขึ้นตลอดเวลา -
8:59 - 9:02อันที่จริง มันเป็นเหตุผล
ว่าทำไมพระอาทิตย์จึงส่องสว่าง -
9:03 - 9:04และอนุภาคหลอมรวมกัน
-
9:04 - 9:08และดวงอาทิตย์เปลี่ยนไฮโดรเจน
ไปเป็นฮีเลียมผ่านควอนตัน ทันเนอลิง -
9:09 - 9:15ย้อนกลับไปในยุค 70 และ 80
มีการค้นพบว่า ควอนตัม ทันเนอลิง ยังเกิดขึ้น -
9:15 - 9:16ภายในเซลล์สิ่งมีชีวิต
-
9:16 - 9:23เอนไซม์ แรงม้าของชีวิต
ตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี -- -
9:23 - 9:27เอนไซม์คือชีวโมเลกุลที่เร่งความเร็ว
ของปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ที่มีชีวิต -
9:27 - 9:28ให้เร็วกว่าลำดับความเร็วปกติมากๆ
-
9:28 - 9:31และมันก็เป็นปริศนามาตลอดว่า
พวกมันทำอย่างนั้นได้อย่างไร -
9:32 - 9:33ครับ มันถูกค้นพบ
-
9:33 - 9:38ว่าหนึ่งในกลเม็ดที่เอนไซม์ที่มีวิวัฒนาการ
พัฒนาเพื่อมาดำเนินการ -
9:38 - 9:43ก็คือการถ่ายโอนอนุภาคระดับเล็กกว่าอะตอม
เช่น อิเล็กตรอน และแน่นอน โปรตอน -
9:43 - 9:48จากหนึ่งส่วนของโมเลกุล
และอื่นๆ ผ่านควอนตัม โฟตอน -
9:48 - 9:51มันมีประสิทธิภาพ มันรวดเร็ว
มันล่องหนได้ -- -
9:51 - 9:54โปรตอนสามารถล่องหนจากที่หนึ่ง
และไปปรากฏอีกที่หนึ่ง -
9:54 - 9:56เอนไซม์ช่วยทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้น
-
9:57 - 9:59นี่คืองานวิจัยในช่วงยุค 80
-
9:59 - 10:03โดยเฉพาะจากกลุ่มที่เบิร์กลี
ของ จูดิท คลินแมน -
10:03 - 10:06กลุ่มอื่นๆ ในสหราชอาณาจักร
ยังได้ยืนยัน -
10:06 - 10:07ว่าเอนไซม์ทำแบบนั้นจริงๆ
-
10:09 - 10:12งานวิจัยที่ทำโดยกลุ่มของผม --
-
10:12 - 10:14อย่างที่ผมได้บอก
ผมเป็นนักฟิสิกส์นิวเคลียร์ -
10:14 - 10:17แต่ผมรู้ว่า ผมมีเครื่องมือเหล่านี้
ในการใช้กลศาสตร์ควอนตัม -
10:17 - 10:22ในนิวเคลียร์อะตอม และผมสามารถ
ใช้เครื่องมือเหล่านี้กับศาสตร์ด้านอื่นได้เช่นกัน -
10:23 - 10:25คำถามหนึ่งที่เราถาม
-
10:25 - 10:30คือว่าควอนตัม ทันเนอลิง มีบทบาทสำคัญ
ในการกลายพันธุ์ของดีเอ็นเอหรือไม่ -
10:30 - 10:34อีกครั้ง ที่นี่ไม่ใช่แนวคิดใหม่เลย
มันย้อนกลับไปได้ถึงต้นยุค 60 -
10:34 - 10:36สองสายของดีเอ็นเอ
โครงสร้างเกลียวคู่ -
10:37 - 10:39ถูกยึดอยู่ด้วยกันโดยขั้นบันได
มันมีหน้าตาเหมือนบันไดเวียน -
10:39 - 10:43และขั้นบันไดเหล่านั้นคือพันธะไฮโดรเจน --
-
10:43 - 10:47โปรตอน ที่ทำหน้าที่เป็นกาวระหว่างสองสาย
-
10:47 - 10:51ฉะนั้น ถ้าคุณมองเข้าไปจะเห็นว่า
พวกมันกำลังยึดโมเลกุลใหญ่ๆ เหล่านี้ -- -
10:51 - 10:53นิวคลีโอไทด์ -- เอาไว้ด้วยกัน
-
10:54 - 10:55มองลึกเข้าไปอีก
-
10:55 - 10:57นี่คือภาพจำลองคอมพิวเตอร์
-
10:58 - 11:01ลูกบอลสีขาวสองลูกตรงกลางคือโปรตอน
-
11:01 - 11:04และคุณเห็นได้ว่ามันเป็นพันธะไฮโดรเจนคู่
-
11:04 - 11:07ตัวหนึ่งชอบที่จะอยู่ทางด้านหนึ่ง
และอีกตัวอยู่อีกด้านหนึ่ง -
11:07 - 11:12ของสองสายที่ขนานกันลงไปตามยาว
ซึ่งคุณมองไม่เห็น -
11:12 - 11:16มันเกิดขึ้นได้
ที่ทั้งสองโปรตอนจะกระโดดข้าม -
11:16 - 11:17ดูที่บอลขาวสองลูก
-
11:18 - 11:20พวกมันกระโดดข้ามไปยังอีกด้าน
-
11:20 - 11:26ถ้าสองสายของดีเอ็นเอแยกออกจากกัน
ซึ่งนำไปสู่กระบวนการกรทำซ้ำ -
11:26 - 11:29และโปรตอนทั้งสองอยู่ในตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง
-
11:29 - 11:31มันอาจนำไปสู่การกลายพันธุ์
-
11:31 - 11:33สิ่งนี้เป็นที่รู้กันมาครึ่งศตวรรษแล้ว
-
11:33 - 11:35คำถามก็คือ
เป็นไปได้มากน้อยแค่ไหนที่มันจะทำอย่างนั้น -
11:35 - 11:38และถ้าพวกมันเป็นอย่างนั้น
พวกมันทำอย่างนั้นได้อย่างไร -
11:38 - 11:41มันกระโดดข้ามเหมือนลูกบอลที่ข้ามกำแพง
-
11:41 - 11:44หรือพวกมันควอนตัม ทันเนล ผ่านไป
แม้ว่าพวกมันจะมีพลังงานไม่พอ -
11:45 - 11:49คำอธิบายล่าสุดกล่าวว่า
ควอนตัม ทันเนอลิง สามารถมีบทบาทสำคัญตรงนี้ -
11:49 - 11:51เรายังไม่รู้แน่ว่ามันมีความสำคัญอย่างไร
-
11:52 - 11:53มันยังเป็นคำถามปลายเปิด
-
11:54 - 11:55มันยังเป็นทฤษฎี
-
11:55 - 11:58แต่นี่เป็นคำถามหนึ่ง
ที่สำคัญมากๆ -
11:58 - 12:00ว่าถ้ากลศาสตร์ควอนตัม
มีบทบาทสำคัญกับการกลายพันธุ์ -
12:01 - 12:03แน่ล่ะว่านี่จะต้องเป็นการสื่อความที่สำคัญ
-
12:03 - 12:06ที่จะทำให้เข้าใจการกลายพันธุ์บางชนิด
-
12:06 - 12:09บางที ชนิดเหล่านั้น
อาจนำไปสู่การเปลี่ยนเซลล์มะเร็ง -
12:11 - 12:16อีกตัวอย่างหนึ่งของกลศาสตร์ควอนตัม
ในชีววิทยา คือความสัมพันธ์ควอนตัม -
12:16 - 12:18หนึ่งในกระบวนการที่สำคัญที่สุดของชีววิทยา
-
12:19 - 12:22การสังเคราะห์แสง
พืชและแบคทีเรียรับแสงแดด -
12:22 - 12:25และใช้พลังงานนั้นในการสร้างมวลชีวภาพ
-
12:26 - 12:30ความสัมพันธ์ควอนตัม
เป็นศาสตร์ของตัวควอนตัมที่ทำหลากหน้าที่ -
12:31 - 12:33มันเป็นนักเล่นสกีควอนตัม
-
12:33 - 12:35มันเป็นวัตถุที่ทำหน้าที่เหมือนกับคลื่น
-
12:36 - 12:38ฉะนั้น มันจึงไม่ใช่แค่เคลื่อน
ไปในทางใดทางหนึ่ง -
12:38 - 12:42แต่ยังไปตามทางได้หลายทางในเวลาเดียวกัน
-
12:43 - 12:47หลายปีก่อน
วงการวิทยาศาสตร์โลกถึงกับช๊อค -
12:47 - 12:50เมื่อเอกสารวิชาการถูกตีพิมพ์
แสดงหลักฐานการทดลอง -
12:50 - 12:54ว่าความสัมพันธ์ควอนตัม
เกิดขึ้นในแบคทีเรีย -
12:54 - 12:56ที่มีกระบวนการสังเคราห์ด้วยแสง
-
12:56 - 12:59แนวคิดก็คือ โฟตอน
อนุภาคของแสง แสงอาทิตย์ -
12:59 - 13:02ควอนตัมของแสดง
ที่ถูกจับไว้โดยโมเลกุลคลอโรฟิล -
13:02 - 13:05ถูกส่งต่อไปยังสิ่งที่เรียกว่าศูนย์ปฏิกิริยา
-
13:05 - 13:07ที่ซึ่งมันสามารถถูกเปลี่ยนไป
เป็นพลังงานเคมี -
13:07 - 13:10และเพื่อจะไปให้ถึงตรงนั้น
มันไม่ได้แค่ตามทางเพียงทางเดียว -
13:10 - 13:12มันตามหลายช่องทางในเวลาเดียวกัน
-
13:12 - 13:16เพื่อที่จะปรับหาวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุด
เพื่อให้ไปถึงศูนย์กลางปฏิกิริยา -
13:16 - 13:18โดยปราศจากการค่อยๆ สูญเสียพลังงาน
ในรูปความร้อน -
13:19 - 13:23ความสัมพันธ์เชิงควอนตัม
เกิดขึ้นภายในเซลล์ที่มีชีวิต -
13:23 - 13:25เป็นความคิดที่ยอดเยี่ยม
-
13:25 - 13:31และแน่ล่ะ หลักฐานก็เพิ่มขึ้นเกือบทุกสัปดาห์
-
13:31 - 13:33ยื่นยันว่ามันจะต้องเกิดขึ้น
-
13:34 - 13:38ตัวอย่างที่สาม และเป็นตัวอย่างสุดท้ายของผม
เป็นแนวคิดที่สวยงามที่สุด -
13:38 - 13:42มันยังเป็นทฤษฎีอยู่
แต่ผมจะต้องเล่าให้คุณฟัง -
13:42 - 13:47นกโรบินยุโรปอพยพจากสแกนดิเนเวีย
-
13:47 - 13:50ลงมายังเมนิเตอเรเนียนทุกๆ ฤดูใบไม้ร่วง
-
13:50 - 13:53และเช่นเดียวกับสัตว์และแมลงอพยพอื่นๆ
-
13:53 - 13:57มันเดินทางโดยอาศัยการสัมผัส
สนามแม่เหล็กโลก -
13:59 - 14:01ทีนี้ สนามแม่เหล็กโลกมีแรงอ่อนมากๆ
-
14:01 - 14:03มันอ่อนกว่าแม่เหล็กติดตู้เย็น 100 เท่า
-
14:04 - 14:09แต่อย่างไรก็ดี ยังส่งผลต่อสารเคมี
ในร่างกายสิ่งมีชีวิต -
14:10 - 14:14ฉะนั้น ไม่น่าแปลกใจเลย --
นักปักษีวิทยาสองสามีภรรยาชาวเยอรมัน -
14:14 - 14:18โวฟกัง และโรสวิต้า วิลทส์ชโค
ในยุค 1970 ยืนยันว่า -
14:18 - 14:22นกโรบินหาทางได้ ไม่ว่าด้วยกระบวนการใด
ที่ทำให้สามารถสัมผัสได้ถึงพลังสนามแม่เหล็กโลก -
14:22 - 14:25เพื่อบอกข้อมูลทิศทาง
เข็มทิศที่ฝังเอาไว้ในการทำงาน -
14:25 - 14:28ปริศนา ความลึกลับคือ
มันทำอย่างนั้นได้อย่างไร -
14:28 - 14:31ครับ นั่นก็เป็นแค่ทฤษฎี --
-
14:31 - 14:35เราไม่รู้ว่ามันเป็นทฤษฎีที่ถูกต้องหรือเปล่า
แต่มันเป็นเพียงทฤษฎีเดียวที่เรามี -- -
14:35 - 14:38มันทำให้เกิดสิ่งนั้นขึ้นผ่านอะไรบางอย่าง
ที่เรียกว่า ควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์ -
14:39 - 14:41ภายในจอตาของนกโรบิน --
-
14:41 - 14:45ผมไม่ได้ล้อเล่นนะ -- ในจอตาของนกโรบิน
มีโปรตีนที่เรียกว่า คริปโตโครม -
14:45 - 14:47ซึ่งไวต่อแสง
-
14:47 - 14:51ภายในคริปโตโครม คู่ของอิเล็กตรอนเป็น
ควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์ (quantum-entangled) -
14:51 - 14:54ที่นี้ ควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์
คือเมื่ออนุภาคทั้งสองอยู่ห่างกัน -
14:54 - 14:57แต่ว่าด้วยเหตุใดก็ตามที
ยังสัมพันธ์ต่อกันและกันอยู่ -
14:57 - 14:58แม้แต่ไอสไตน์ก็เกลียดความคิดนี้
-
14:58 - 15:00เขาเรียกมันว่า
"การกระทำทางไกลอันน่าขนลุก" -
15:01 - 15:02(เสียงหัวเราะ)
-
15:02 - 15:06แล้วถ้าไอสไตน์ไม่ชอบมัน
ฉะนั้นเราทุกคนก็คงไม่สบายใจ -
15:06 - 15:09อิเล็กตรอนควอนตัม เอนแทงเกิลเมนต์ทั้งสอง
ภายในโมเลกุลเดี่ยว -
15:09 - 15:10เต้นรำอย่างอ่อนช้อย
-
15:10 - 15:13ซึ่งมันอ่อนไหวมาก
ต่อทิศทางที่นกบิน -
15:13 - 15:14ในสนามแม่เหล็กโลก
-
15:15 - 15:17เราไม่รู้ว่ามันเป็นคำอธิบายที่ถูกต้องหรือไม่
-
15:17 - 15:22แต่ ว้าว มันจะไม่น่าตื่นเต้นหรอกหรือ
ถ้ากลศาสตร์ควอนตัมช่วยนำทางนก -
15:23 - 15:26ชีวควอนตัมนั้นยังแบเบาะอยู่
-
15:26 - 15:29มันยังเป็นเพียงทฤษฎี
-
15:30 - 15:34แต่ผมเชื่อว่า
มันมีรากฐานมาจากวิทยาศาสตร์แท้ๆ -
15:34 - 15:38ผมยังคิดว่า
ในอีกประมาณทศวรรษที่กำลังมาถึงนี้ -
15:38 - 15:43เรากำลังจะเริ่มเห็นมันจริงๆ
มันแพร่กระจายชีวิต -- -
15:43 - 15:47ชีวิตได้วิวัฒนาการกลเม็ด
ที่ใช้โลกควอนตัม -
15:48 - 15:49จับตามองมันไว้ให้ดี
-
15:49 - 15:51ขอบคุณครับ
-
15:51 - 15:53(เสียงปรบมือ)
- Title:
- ชีวควอนตัมช่วยอธิบายปริศนาชีวิตที่ยิ่งใหญ่ที่สุดได้อย่างไร
- Speaker:
- จิม อัล-คาห์ลิลิ (Jim Al-Khalili)
- Description:
-
more » « less
นกโรบินเดินทางไปทางใต้ถูกได้อย่างไร คำตอบอาจแปลกกว่าที่คุณคิด ควอนตัมฟิสิกส์อาจมีส่วนเกี่ยวข้อง จิม อัล-คาห์ลิลิ สรุปโลกชีวควอนตัมที่สุดใหม่และสุดแปลก ที่ซึ่งอะไรบางอย่างที่ไอสไตน์เคยเรียกว่า "การกระทำทางไกลอันน่าขนลุก" ช่วยนำทางนก และผลกระทบจากควอนตัมอาจอธิบายจุดกำเนิดของชีวิตเอง
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 16:09
|
Kelwalin Dhanasarnsombut approved Thai subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut edited Thai subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut edited Thai subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut edited Thai subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
SUPANUT JAISOM accepted Thai subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
|
SUPANUT JAISOM edited Thai subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
|
SUPANUT JAISOM edited Thai subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut edited Thai subtitles for How quantum biology might explain life’s biggest questions |