(Música)
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)
Una de las cosas más chistosas de tener un cerebro es que no se tiene control de la información que recibe o la que retiene, los hechos y las historias. A medida que uno envejece, las cosas empeoran. Las cosas permanecen a veces durante años antes de que uno entienda por qué uno está interesado en ellas; antes de que uno entienda su trascendencia. Aquí hay tres de mis cosas. Cuando Richard Feynman era niño en Queens, fue a dar un paseo con su papá, su carretilla de juguete y una pelota. Se dio cuenta de que cuando tiraba de la carretilla, la pelota rodaba hacia la parte de atrás. Le preguntó a su papá, "¿por qué la pelota rueda hacia atrás?" Su padre respondió, "es por la inercia". El niño preguntó, "¿Qué es inercia?" y su padre dijo, "Ah, inercia es el nombre que los científicos le han dado al fenómeno de la pelota que rueda hacia atrás en la carretilla. Pero en realidad, nadie lo sabe." Feynman más tarde se graduó en MIT y Princeton, resolvió el desastre del Challenger, y terminó ganando el premio Nobel de Física por sus diagramas de Feynman que describen el movimiento de las partículas subatómicas. Feynman sostiene que esa conversación con su padre le hizo sentir que las preguntas más simples lo podían llevar al límite del conocimiento humano, y que era allí donde él quería jugar, y eso fue lo que hizo. Eratóstenes fue el tercer bibliotecario en la gran Biblioteca de Alejandría, e hizo muchas contribuciones a la ciencia. Pero por lo que más se le recuerda empezó con una carta que recibió cuando era bibliotecario, proveniente del pueblo de Swenet, al sur de Alejandría. La carta incluía esta información que quedó grabada en su mente, el escritor dijo que al mediodía en el solsticio, cuando miró dentro de un pozo profundo, pudo ver su reflejo en el fondo, y también pudo ver que su cabeza bloqueaba el Sol. Debería decirles, la idea de que fue Cristobal Colón el que descubrió que la Tierra era redonda es completamente falsa. No es verdad. De hecho, los que eran cultos sabían que la Tierra era esférica desde los tiempos de Aristóteles, y Aristóteles lo comprobó con una simple observación. Él observó que cada vez que se veía la sombra de la Tierra reflejada en la Luna, aquella era circular y la única forma geométrica que siempre crea una sombra circular es la esfera, Q.E.D. la Tierra es redonda. Pero nadie sabía cómo era de grande hasta que Eratóstenes recibió la carta con ese dato. Así que él entendió que el Sol estaba directamente sobre la ciudad de Swenet, porque al mirar hacia abajo en un pozo, había una línea recta que iba desde el fondo del pozo, pasando por la cabeza del tipo, hasta el Sol. Eratóstenes conocía otro dato. Sabía que una estaca clavada en el suelo en Alejandría al mismo tiempo y el mismo día, al mediodía, el cenit del Sol, en el solsticio, proyectaba una sombra que mostraba una desviación del eje de 7,2 º. Si conocen la circunferencia de un círculo, y si tienen dos puntos en él, todo lo que hay que saber es la distancia entre esos dos puntos, y se puede extrapolar la circunferencia. 360 º divididos entre 7,2 es igual a 50. Sé que es un número redondo y por eso no confío completamente en esta historia, pero es una buena historia, así que la continuaré. Él necesitaba conocer la distancia entre Swenet y Alejandría, lo que era bueno pues Eratóstenes era bueno para la geografía. De hecho, él inventó la palabra "geografía". El camino entre Swenet y Alejandría era una ruta de comercio, y el comercio necesitaba saber en cuánto tiempo se llegaba allí. Necesitaba saber la distancia exacta, así que s abía de manera muy precisa que la distancia entre las dos ciudades era de unos 800 km. Multiplique eso por 50, es igual a 40 000, lo que está dentro del 1 % del diámetro real de la Tierra. Él hizo esto hace 2200 años. Ahora, vivimos en una época en la que piezas de maquinaria de muchos miles de millones de dólares buscan al bosón de Higgs. Estamos descubriendo partículas que podrían viajar más rápido que la velocidad de la luz, y todos estos descubrimientos son posibles gracias a la tecnología que se ha desarrollado en las últimas décadas. Sin embargo, durante la mayor parte de la historia humana, tuvimos que descubrir estas cosas usando los ojos, los oídos y la mente. Armand Fizeau fue un físico experimental en París. Se especializó en el refinamiento y la confirmación de los resultados de otras personas, y esto puede sonar un poco como algo sin importancia, pero de hecho esto es el alma de la ciencia, porque no hay tal cosa como un hecho que no se pueda corroborar independientemente. Él estaba familiarizado con los experimentos de Galileo que intentaban determinar si la luz tenía velocidad. Así que Galileo ideó este experimento maravilloso en el cual él y su asistente tenían cada uno una lámpara, y Galileo encendía su lámpara y su asistente encendía la suya. Y lo hacían en el momento propicio. Sabían cuál era el momento propicio. Luego, se paraban sobre dos colinas a dos millas de distancia y hacían lo mismo. Galileo suponía que si la luz tenía una velocidad discernible, él habría notado una tardanza en la luz que regresaba de la lámpara de su asistente. Pero la luz era muy rápida para Galileo. Se equivocó por varios órdenes de magnitud al suponer que la luz era aproximadamente 10 veces más rápida que la velocidad del sonido. Fizeau conocía este experimento. Vivía en París, y estableció dos estaciones experimentales, aproximadamente a 8 Km de distancia, en París. Fizeau resolvió el problema de Galileo. y lo hizo con un equipo relativamente trivial. Lo hizo con uno de estos. Voy a dejar el mando por un momento porque quiero que me presten toda su atención. Esta es una rueda dentada. Tiene muchas muescas y muchos dientes. Esta fue la solución de Fizeau para mandar pulsaciones discretas de luz. Puso un rayo de luz detrás de una de estas muescas. Si apunto este rayo de luz a través de esta muesca hacia un espejo, a 8 Km de distancia, ese rayo rebota en el espejo y regresa a través de esta muesca. Pero algo interesante ocurre al hacer rodar la rueda más rápido. Se da cuenta que es como si una puerta comenzara a cerrarse frente al rayo de luz que regresa hacia él. ¿Por qué? Porque la pulsación de luz no regresa por medio de la misma muesca. Lo que hace es que golpea un diente. Le da vuelta a la rueda lo suficientemente rápido y bloquea por completo la luz. Luego, basándose en la distancia entre las dos estaciones, en la velocidad de la rueda y en el número de muescas de la rueda, calculó la velocidad de la luz dentro de un 2 % de su valor real. Esto ocurrió en 1849. Esto es lo que realmente me apasiona de la ciencia. Cuando no logro entender un concepto, investigo sobre la gente que lo descubrió. Veo cómo llegaron a entenderlo. Lo que pasa al observar lo que los descubridores pensaban cuando hicieron su descubrimiento, es que entiendo que no son tan diferentes a nosotros. Todos somos bolsas de carne y agua. Todos empezamos con las mismas herramientas. Me gusta mucho la idea de que diferentes ramas de la ciencia se llamen campos de estudio. La mayoría de la gente considera la ciencia como una caja negra cerrada, cuando de hecho es un campo abierto. Todos somos exploradores. La gente que hizo estos descubrimientos solo pensó un poco más acerca de lo que observaban y fueron un poco más curiosos. Su curiosidad cambió la manera cómo la gente pensaba sobre el mundo, y así cambió el mundo. Ellos cambiaron el mundo y Ud. también puede hacerlo. Gracias. (Aplausos)