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)
Ce qui est curieux avec notre cerveau c’est le manque de contrôle sur ce qu’il amasse et retient, les faits et les histoires, et plus on vieillit, pire c’est. Certaines choses restent là des années parfois avant qu’on comprenne pourquoi elles comptent pour vous. Alors voila trois de mes histoires. Quand Richard Feynman était petit, dans le Queens, il est allé se promener avec son père, sa carriole et une balle. Il a remarqué qu’en tirant la carriole, la balle allait à l’arrière. Il a demandé à son père pourquoi et son père a répondu : « C’est l’inertie. » Il a demandé : « Qu’est-ce que c’est ? » et son père a dit : « C’est le nom que les scientifiques donnent au phénomène de la balle qui va à l’arrière de la carriole, (rires) mais en réalité, personne ne sait vraiment. » Feynam a ensuite obtenu des diplômes au MIT, à Princeton, résolu la catastrophe de Challenger, remporté le prix Nobel de Physique pour les diagrammes de Feynman qui décrivent le mouvement des particules subatomiques. Il affirme que cette conversation avec son père lui a permis de comprendre que les questions les plus simples peuvent vous transporte aux confins du savoir humain, et c'est là qu'il voulait s'amuser. Et il s'est bien amusé. Eratosthène, le troisième bibliothécaire de la grande Bibliothèque d’Alexandrie, a apporté de nombreuses contributions à la science. Mais on se souvient surtout de lui pour celle qui débuta par une lettre expédiée de la ville de Swenet, au sud d’Alexandrie, reçue quand il était bibliothécaire. Cette lettre racontait une anecdote qui a marqué Eratosthène, l’auteur disait qu’à midi au solstice, quand il regardait au fond de son puits, il y voyait son reflet, et il pouvait aussi voir que sa tête bloquait le soleil. Là, je dois vous dire, l’idée que Christophe Colomb a découvert que la Terre était ronde, c’est absolument faux. En fait, toute personne instruite savait que la Terre était sphérique depuis Aristote, qui l’avait démontré par une observation très simple. Il avait constaté que l’ombre de la Terre sur la Lune était circulaire et la seule forme qui produit invariablement une ombre circulaire, c’est la sphère - CQFD, la Terre est ronde. Mais personne n'en connaissait la taille avant qu’Eratosthènes ne reçoive cette lettre. Il a ainsi compris que le soleil était directement au-dessus de la ville de Swenet, car en regardant dans un puits, on avait une ligne droite depuis le fond jusqu’au soleil, en passant par la tête du type. Eratosthène savait autre chose. Il savait qu’un bâton planté dans le sol à Alexandrie, à la même heure et le même jour, à midi au zénith du soleil, le jour du solstice, le soleil produisait une ombre portée décentrée de 7,2 degrés. Si vous connaissez la circonférence d’un cercle, et vous avez deux points dessus, tout ce qu’il vous faut, c’est la distance entre ces deux points pour en déduire la circonférence. 360 degrés divisés par 7,2 est égal à 50. C’est un peu rond comme chiffre, et ça me fait aussi douter mais c’est une bonne histoire, alors on continue : il devait trouver la distance entre Swenet et Alexandrie, et ça tombait bien car Eratosthène était bon en géographie. En fait, c’est lui qui a inventé le mot géographie. La route entre Swenet et Alexandrie était une route commerciale, il fallait donc connaître le temps nécessaire à ce trajet. Il fallait connaitre la distance exacte, alors il savait très précisément que la distance entre les deux villes était de 800 km. Multipliez par 50 et vous obtenez 40 000, soit, à moins d’un pourcent près, la circonférence de la Terre. Il a calculé ça il y a 2 200 ans. Nous sommes à une époque où des machines de plusieurs milliards de dollars cherchent le boson de Higgs. On découvre des particules qui se déplacent plus vite que la lumière, et toutes ces découvertes sont possibles grâce à la technologie développée ces dernières décennies. Mais dans l’histoire de l’humanité, on a dû faire ces découvertes grâce à nos yeux, nos oreilles et nos esprits. Armand Fizeau était un physicien expérimental à Paris. Sa spécialité consistait à affiner et confirmer les résultats des autres, et ça peut sembler un peu ringard, mais c'est en fait l'âme de la science, car un fait qui ne peut être indépendamment corroboré, ça n’existe pas. Il connaissait bien les expériences de Galilée pour tenter de déterminer si la lumière avait une vitesse. Galilée avait réalisé cette superbe expérience où son assistant et lui avaient une lampe, Galilée allumait sa lampe, et son assistant, la sienne. Et ils ont bien travaillé leur timing. Ils le maîtrisaient bien. Ensuite, ils se postaient sur deux collines, séparées de 3km, et faisaient le même geste, selon l’hypothèse de Galilée : si la vitesse de la lumière était perceptible, celle de la lampe de son assistant arriverait avec un retard. Mais la lumière était trop rapide pour Galilée. Il se trompait de plusieurs ordres de grandeur en estimant que la lumière allait environ 10 fois plus vite que le son. Fizeau connaissait cette expérience. Il vivait à Paris et il y avait établi deux stations expérimentales, à environ 9 km l'une de l'autre. Il a résolu le problème de Galilée, et il l’a fait avec un équipement relativement banal. Il l'a fait avec ceci. Je vais ranger la télécommande un instant car je veux que vous réfléchissiez ici. Voici une roue dentée : elle a des encoches et elle a des dents. C’était la solution de Fizeau pour envoyer des impulsions de lumière : Il a mis un faisceau derrière une de ces encoches. Si je vise un miroir à 8 km, à travers cette encoche avec un faisceau le miroir renvoie le rayon qui revient vers moi à travers l’encoche. Mais quand il tourne la roue plus vite, une chose intéressante se produit. C’est comme une porte qui commence à se fermer sur le rayon lumineux qui revient vers ses yeux. Pourquoi ? Parce que l’impulsion de lumière ne revient pas par la même encoche. En fait, elle se heurte à une dent. Et s'il tourne la roue suffisament vite, il bloque totalement la lumière. Ensuite, en fonction de la distance entre les deux stations, de la vitesse de sa roue et du nombre d’encoches, il calcule la vitesse de la lumière à 2 % près. Et ça, il le fait en 1849. C'est ça qui me plaît dans la science. Quand j’ai du mal à comprendre un concept, je fais des recherches sur ceux qui ont découvert ce concept. Je retrace ce qui les a amenés à le comprendre. Et quand on se penche sur ce que ces chercheurs pensaient au moment de leur découverte, on comprend qu’ils ne sont pas si différents de nous. On est tous des sacs de viande et d’eau, on a les mêmes outils au départ. J’aime l’idée qu’on appelle les différentes branches de la science des domaines de recherche. La plupart des gens voient la science comme une boite noire fermée, alors que c’est en fait d’un domaine ouvert. Et nous sommes tous des explorateurs. Ceux qui ont fait ces découvertes ont simplement réfléchi un peu plus à ce qu’ils voyaient, et ils étaient un peu plus curieux. Leur curiosité a changé notre vision du monde, et a ainsi changé le monde. Ils ont changé le monde, et vous le pouvez aussi. Merci (Applaudissements)