(موسيقى) أحد الأمور المضحكة بخصوص امتلاك دماغ هو عدم قدرتنا على التحكم بالأشياء التي يلتقطها ويحتفظ بها، الحقائق والقصص. حينما تكبر تصبح الأمور أسوأ في بعض الأحيان هناك أمور تبقى في الذاكرة لسنوات قبل أن تفهم لماذا تهمك ولماذا هي مهمة بالنسبة لك سأخبركم بـثلاثة أمثلة خاصة بي حينما كان ريتشارد فاينمان فتى يافعا في مدينة كوينز ذهب ليتنزه رفقة والده وعربته وكرة، فلاحظ أنه حينما يجر العربة تتجه الكرة صوب مؤخرة العربة فسأل والده: "لماذا تتجه الكرة صوب مؤخرة العربة؟" فأجابه والده: "إنه القصور الذاتي" فسأله"ما هو القصور الذاتي؟" فأجابة والده "إنه الاسم الذي أطلقه العلماء على ظاهرة توجه الكرة صوب مؤخرة العربة" لكن الحقيقة، أن لا أحد كان يعلم حصل فايمن فيما بعد على درجات علمية من جامعات MIT وبرينستون، وحل لغز تشالنجر، وانتهى به المطاف بالفوز بجائزة نوبل في الفيزياء عن مخططات فايمن التي تصف حركة الجسيمات تحت الذرية. ويرجع الفضل في ذالك إلى المحادثة التي كانت مع والده والتي مكنته من فهم أن أبسط الأسئلة قد تدفعك إلى حدود المعرفة الإنسانية، وهناك كان يود أن يلعب. وقد فعل. كان إراتوستينس الأمين الثالث للمكتبة الكبرى في الإسكندرية ولقد قام بالعديد من الإسهامات العظيمة للعلوم. لكن أكثر ما يتذكره الناس قد بدأ بـرسالة تلقاها كأمين مكتبة، من مدينة أسوان، التي تقع في جنوب الإسكندرية. تضمنت الرسالة حقيقة ظلت راسخة في ذهن إراتوستينس وكانت الحقيقة أن الكاتب قال عند الظهيرة يوم الانقلاب الشمسي، عندما نظر إلى أسفل بئر عميق استطاع أن يرى انعكاس صورته في الأسفل ولاحظ أن رأسه هو الذي كان يحجب الشمس دعوني أخبركم أن فكرة كريستوف كلومبس حول اكتشاف كروية الأرض كانت ساذجة تماما، وليست صحيحة بتاتا. في الحقيقة، كل من تلقى تعليمه قد يفهم أن الأرض كروية منذ عصر أرسطو، حيث أثبت أرسطو ذالك بـملاحظة بسيطة. حيث لاحظ أن كل مرة يرى فيها ظل الأرض على القمر يكون دائرياً، و الشكل الوحيد الذي قد يخلق ظلاً دائرياً باستمرار هي الكرة، وبالتالي فالأرض كروية لكن لا أحد كان يعلم كم كان حجمها حتى استقبل إراتوستينس هذه الرسالة والتي بها تلك الحقيقة. فعلم أن الشمس متواجدة مباشرة فوق مدينة أسوان، لأنه بالنظر لأسفل البئر، كان خطا مستقيما بدايةً من أسفل البئر لرأسه وصولا للشمس. علم إراتوستينس بحقيقة أخرى. علم أن العصا المغروسة في الأرض في الإسكندرية في نفس الوقت في نفس اليوم، عند الظهيرة، عند وقت ذروة الشمس، وقت الانقلاب، الشمس تلقي بظلالها بدرجة 7.2 خارج المحور. الآن، إن كنتم تعلمون محيط دائرة، وعليها نقطتان، كل ما يتوجب عليكم معرفته هي المسافة بين هاتين النقطتين، لكي تحصلوا على محيط هذه الدائرة. 360 درجة قسمة 7.2 يعادل 50. أعلم أنه رقم تقريبي وهذا ما يجعلني أرتاب من هذة القصة أيضاً، لكنها قصة رائعة، وسنكملها. يحتاج لمعرفة المسافة بين أسوان والإسكندرية وهذا أمر رائع لأن إراتوستينس كان جيدا في الجغرافيا. في الحقيقة، هو من قدم مصطلح الجغرافيا. كان الطريق بين أسوان والإسكندرية طريقاً تجارياً، ويحتاج التجار لمعرفة كم من الوقت يُستغرق للوصول هناك. كان يحتاج لمعرفة المسافة بالضبط، وبالتالي كان يعرف بدقة كبيرة أن المسافة بين المدينتين هي 500 ميل. اضرب ذالك في 50 وستحصل على 25,000، والتي تعتبر قريبة بـ1% من القطر الفعلي للكرة الأرضية لقد قام بذالك قبل 2,200 سنة. الآن نحن نعيش في عصر حيث تستخدم فيه أجهزة بمليارات الدولارات للبحث عن بوزون هيغز. وحالياً نكتشف جزيئات قد تتنقل أسرع من سرعة الضوء، وكل تلك الإكتشافات صارت ممكنة بفضل التكنولوجيا التي طورت في العقود القليلة الماضية لكن بالنسبة لمعظم التاريخ البشري كان علينا اكتشاف هذه الأشياء باستخدام أعيننا وآذاننا وعقولنا كان أرماند فيزو عالم فيزياء يقوم بإجراء تجارب في باريس في الواقع كان تخصصه تحسين وتأكيد نتائج الآخرين، ربما يبدو هذا الأمر غير مميز، لكنه في الحقيقة يعتبر جوهر العلم، لأنه لا يوجد شيء كحقيقة لا يمكن إثباتها بشكل مستقل. وكان على ذراية بتجارب غاليليو في محاولته لإثبات إذا ماكان للضوء سرعة أم لا. فغاليلو قام بتلك التجربة الجميلة حيث كان هو ومساعده يحملان مصابيح كان كل واحدٍ منهم يحمل مصباحاً، فيقوم بفتح مصباحه ومساعده كذالك. وحصلوا على التوقيت بشكل جيد، تعرفوا على توقيتهم بشكل جيد ووقفوا على تلين، تبعدان ميلين عن بعض، قاما بنفس الشيء على فرضية إنه لو كان للضوء سرعة ملحوظة، سيلاحظ غاليليو تأخرا في سرعة الضوء القادمة من مصباح مساعده. لكن الضوء كان سريعا جداً بالنسبه لغاليليو. كان بعيداً عن القيمة التي افترضها أن سرعة الضوء أكبر من سرعة الصوت بـحوالي 10 مرات. كان فيزو على علم بهذة التجربة. وقد عاش في باريس، وأنشأ محطتين للتجارب، تبعدان عن بعضهما حوالي 5 أميال ونصف، في باريس. وحل اشكالية غاليليو، وقد قام بذالك بـالاستعانة بقطعة من المعدات البسيطة. قام بإجرائها باستخدام واحدة من هذه. سأقوم بوضع جهاز التحكم جانباً لبضعة ثوان. لأني أريد أن أقحم عقولكم في هذا الأمر. هذه عجلة مسننة. لديها مجموعة من الشقوق وكذلك مجموعة من الأسنان. كان هذا حل فيزو لإرسال نبضات منفصلة من الضوء. قام بوضع شعلة خلف واحدة من هذه الشقوق. إذا وجهت شعلة من خلال واحدة من هذه الشقوق على المرآة، على بعد خمسة أميال، سيرتد الضوء من المرآة. وسيعود إلي من خلال هذا الشق. لكن أمر مثير سيحدث حينما يدير العجلة بسرعة. لاحظ أنه يبدو كباب بدأ بالانغلاق. إلى شعاع الضوء الذي يأتي إلى عينه. لماذا هذا؟ لأنه بسبب أن نبضات الضوء، لا تأتي من خلال نفس الشق، إنها في الواقع تصطدم بسن العجلة. وعندما يدير العجلة بسرعة كافية سيقوم بحبس الضوء تماماً. وبعد ذالك، اعتمادا على المسافة بين المحطتين وسرعة عجلته وعدد الشقوق في العجلة، قام بحساب سرعة ضوء مقاربة بـ 2% للقيمة الحقيقية. قام بتلك التجربة عام 1849. وهذا ما يجعلني حقاً مهتما بـالعلم. كلما كان لدي مشكلة في فهم مفهوم، أذهب وأبحث عمن اكتشف هذا المفهوم. ألقي نظرة على قصة توصلهم لفهم المفهوم. وماذا يحدث حينما تلقي نظرة على ما كان يفكر فيه المكتشفون لحظة توصلهم لاكتشافاتهم، أنك تفهم أنهم ليسوا مختلفين عنا. جميعنا بشر من لحم ودم. وجميعنا بدأ بـنفس الأدوات. تعجبني فكرة اطلاق مصطلح المجالات الدراسية على مختلف الفروع العلمية. العديد من الناس يعتقدون أن العلم مغلق، صندوق أسود، لكنه في الواقع مجال مفتوح وجميعنا مستكشفون. والناس الذين حققوا تلك الاكتشافات فقط فكروا أكثر قليلاً بما كانوا ينظرون إليه، وكانوا أكثر فضولا. وفضولهم هذا غير طريقة تفكير الناس عن العالم. وبالتالي هذا ما غير العالم. لقد غيروا العالم، وأنتم كذالك باستطاعتكم ذلك. شكراُ لكم. (تصفيق)
One of the funny things about owning a brain is that you have no control over the things that it gathers and holds onto, the facts and the stories. And as you get older, it only gets worse. Things stick around for years sometimes before you understand why you're interested in them, before you understand their import to you. Here's three of mine. When Richard Feynman was a young boy in Queens, he went for a walk with his dad and his wagon and a ball. He noticed that when he pulled the wagon, the ball went to the back of the wagon. He asked his dad, "Why does the ball go to the back of the wagon?" And his dad said, "That's inertia." He said, "What's inertia?" And his dad said, "Ah. Inertia is the name that scientists give to the phenomenon of the ball going to the back of the wagon." (Laughter) "But in truth, nobody really knows." Feynman went on to earn degrees at MIT, Princeton, he solved the Challenger disaster, he ended up winning the Nobel Prize in Physics for his Feynman diagrams, describing the movement of subatomic particles. And he credits that conversation with his father as giving him a sense that the simplest questions could carry you out to the edge of human knowledge, and that that's where he wanted to play. And play he did. Eratosthenes was the third librarian at the great Library of Alexandria, and he made many contributions to science. But the one he is most remembered for began in a letter that he received as the librarian, from the town of Swenet, which was south of Alexandria. The letter included this fact that stuck in Eratosthenes' mind, and the fact was that the writer said, at noon on the solstice, when he looked down this deep well, he could see his reflection at the bottom, and he could also see that his head was blocking the sun. I should tell you -- the idea that Christopher Columbus discovered that the world is spherical is total bull. It's not true at all. In fact, everyone who was educated understood that the world was spherical since Aristotle's time. Aristotle had proved it with a simple observation. He noticed that every time you saw the Earth's shadow on the Moon, it was circular, and the only shape that constantly creates a circular shadow is a sphere, Q.E.D. the Earth is round. But nobody knew how big it was until Eratosthenes got this letter with this fact. So he understood that the sun was directly above the city of Swenet, because looking down a well, it was a straight line all the way down the well, right past the guy's head up to the sun. Eratosthenes knew another fact. He knew that a stick stuck in the ground in Alexandria at the same time and the same day, at noon, the sun's zenith, on the solstice, the sun cast a shadow that showed that it was 7.2 degrees off-axis. If you know the circumference of a circle, and you have two points on it, all you need to know is the distance between those two points, and you can extrapolate the circumference. 360 degrees divided by 7.2 equals 50. I know it's a little bit of a round number, and it makes me suspicious of this story too, but it's a good story, so we'll continue with it. He needed to know the distance between Swenet and Alexandria, which is good because Eratosthenes was good at geography. In fact, he invented the word geography. (Laughter) The road between Swenet and Alexandria was a road of commerce, and commerce needed to know how long it took to get there. It needed to know the exact distance, so he knew very precisely that the distance between the two cities was 500 miles. Multiply that times 50, you get 25,000, which is within one percent of the actual diameter of the Earth. He did this 2,200 years ago. Now, we live in an age where multi-billion-dollar pieces of machinery are looking for the Higgs boson. We're discovering particles that may travel faster than the speed of light, and all of these discoveries are made possible by technology that's been developed in the last few decades. But for most of human history, we had to discover these things using our eyes and our ears and our minds. Armand Fizeau was an experimental physicist in Paris. His specialty was actually refining and confirming other people's results, and this might sound like a bit of an also-ran, but in fact, this is the soul of science, because there is no such thing as a fact that cannot be independently corroborated. And he was familiar with Galileo's experiments in trying to determine whether or not light had a speed. Galileo had worked out this really wonderful experiment where he and his assistant had a lamp, each one of them was holding a lamp. Galileo would open his lamp, and his assistant would open his. They got the timing down really good. They just knew their timing. And then they stood at two hilltops, two miles distant, and they did the same thing, on the assumption from Galileo that if light had a discernible speed, he'd notice a delay in the light coming back from his assistant's lamp. But light was too fast for Galileo. He was off by several orders of magnitude when he assumed that light was roughly ten times as fast as the speed of sound. Fizeau was aware of this experiment. He lived in Paris, and he set up two experimental stations, roughly 5.5 miles distant, in Paris. And he solved this problem of Galileo's, and he did it with a really relatively trivial piece of equipment. He did it with one of these. I'm going to put away the clicker for a second because I want to engage your brains in this. So this is a toothed wheel. It's got a bunch of notches and it's got a bunch of teeth. This was Fizeau's solution to sending discrete pulses of light. He put a beam behind one of these notches. If I point a beam through this notch at a mirror, five miles away, that beam is bouncing off the mirror and coming back to me through this notch. But something interesting happens as he spins the wheel faster. He notices that it seems like a door is starting to close on the light beam that's coming back to his eye. Why is that? It's because the pulse of light is not coming back through the same notch. It's actually hitting a tooth. And he spins the wheel fast enough and he fully occludes the light. And then, based on the distance between the two stations and the speed of his wheel and the number of notches in the wheel, he calculates the speed of light to within two percent of its actual value. And he does this in 1849. This is what really gets me going about science. Whenever I'm having trouble understanding a concept, I go back and I research the people that discovered that concept. I look at the story of how they came to understand it. What happens when you look at what the discoverers were thinking about when they made their discoveries, is you understand that they are not so different from us. We are all bags of meat and water. We all start with the same tools. I love the idea that different branches of science are called fields of study. Most people think of science as a closed, black box, when in fact it is an open field. And we are all explorers. The people that made these discoveries just thought a little bit harder about what they were looking at, and they were a little bit more curious. And their curiosity changed the way people thought about the world, and thus it changed the world. They changed the world, and so can you. Thank you. (Applause)