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)
Uma das coisas engraçadas de termos um cérebro é não termos controlo sobre as coisas que ele acumula e a que se agarra, os factos e as histórias. E com a idade, apenas piora. As coisas permanecem, por vezes, durante anos antes de compreendermos porque nos interessam, antes de compreendermos a sua importância para nós. Apresento-vos três das minhas. Quando Richard Feynman era um jovem de Queens, ele foi dar um passeio com o seu pai e o seu carrinho e uma bola. E ele reparou que, quando puxava o carrinho, a bola ia para a parte de trás deste. Então perguntou ao pai: "Porque é que a bola vai para a parte de trás do carrinho?" E o seu pai disse: "É a inércia". Ele perguntou: "O que é a inércia?" E o seu pai disse: "Ah! "Inércia é o nome que os cientistas dão "ao fenómeno da bola ir para a parte de trás do carrinho". (Risos) "Mas, na realidade, ninguém sabe". Feynman adquiriu graus académicos no MIT, em Princeton, resolveu o desastre do Challenger, acabou por ganhar o Prémio Nobel da Física pelos seus diagramas de Feynman, que descrevem o movimento das partículas subatómicas. E ele classifica a conversa com o seu pai como lhe tendo dado noção de que as perguntas mais simples nos podem levar ao topo do conhecimento humano e que era aí que ele queria ter um papel. E que papel teve. Eratóstenes foi o terceiro bibliotecário na grande Biblioteca de Alexandria e contribuiu bastante para a ciência. Mas o motivo porque ele é mais recordado começou com uma carta que ele recebeu enquanto bibliotecário da cidade de Swenet, a sul da Alexandria. A carta referia um facto que ficou na cabeça de Eratóstenes. O escritor disse que, ao meio-dia, no solstício, quando olhava para o fundo de um poço, ele conseguia ver o seu reflexo no fundo, assim como a sua cabeça a bloquear o sol. Agora, devo dizer-vos, a ideia de que Cristovão Colombo descobriu que o mundo é redondo é um perfeito disparate. Não é, de todo, verdade. Aliás, todas as pessoas instruídas percebiam que o mundo era redondo desde o tempo de Aristóteles e Aristóteles havia-o provado com uma simples observação. Ele reparou que, de cada vez que se via a sombra da Terra na lua, esta era redonda, e a única forma que constantemente criava uma sombra redonda é uma esfera, C.Q.D., a Terra é redonda. Mas ninguém sabia a sua dimensão até Eratóstenes receber a carta com estes factos. Então ele percebeu que o sol estava directamente por cima da cidade de Swenet, pois olhando para o fundo de um poço, havia uma linha recta até ao fundo do poço, passando a cabeça do homem até chegar ao sol. Eratóstenes sabia outro facto. Ele sabia que um pau espetado no chão, em Alexandria, à mesma hora e no mesmo dia, ao meio-dia, o sol em zénite, no solstício, o sol tapou com uma sombra que mostrou estar 7,2º fora do eixo. Agora, se vocês conhecerem a circunferência de um círculo e tiverem aí dois pontos, apenas precisam de conhecer a distância entre esses dois pontos e conseguem extrapolar a circunferência. 360º a dividir por 7,2 é igual a 50. Eu sei que é um número um tanto redondo, o que também me fez desconfiar da história, mas é uma boa história, pelo que vou mantê-la. Ele precisava conhecer a distância entre Swenet e Alexandria, o que é bom porque Eratóstenes era bom em geografia. Na realidade, ele inventou a palavra geografia. A estrada entre Swenet e Alexandria era uma estrada de comércio e o comércio precisava saber quanto tempo precisava para chegar ao destino. Era necessário saber a distância exacta mas ele sabia com exactidão que a distância entre as duas cidades era de 800 kms. Multipliquem por 50 e obtêm 40 000, o que faz cerca de 1% do diâmetro da Terra. Ele fez isto há 2200 anos. Agora, vivemos numa era em que máquinas de muitos milhões de dólares procuram o bosão de Higgs. Descobrimos partículas que podem viajar mais rápido que a velocidade da luz e todas estas descobertas são possíveis graças à tecnologia desenvolvida nas últimas décadas. Mas na maior parte da História da Humanidade, tivemos que descobrir estas coisas usando os nossos olhos, ouvidos e cabeça. Armand Fizeau foi um físico parisiense. A sua especialidade era melhorar e confirmar os resultados de outras pessoas, e isto pode parecer que é um derrotado, mas esta é a alma da ciência pois não existem factos que não possam ser independentemente corroborados. Ele conhecia as experiências de Galileu para procurar determinar se a luz tem velocidade. Galileu levou a cabo uma experiência extraordinária em que ele e o seu assistente tinham uma lanterna, cada um segurava uma lanterna. Galileu abria a sua lanterna e o assistente abria a dele. E eles acertaram o tempo muito bem. Eles sabiam o seu tempo. Eles colocaram-se no cimo de uma colina, a 3 kms de distância e fizeram o mesmo, seguindo o pensamento de Galileu de que, se a luz tivesse uma velocidade perceptível, ele notaria um atraso na luz que saía da lanterna do seu assistente. Mas a luz era muito rápida, para Galileu. Ele estava bastante errado quando considerou que a luz seria sensivelmente 10 vezes mais rápida que a velocidade do som. Fizeau estava a par desta experiência. Ele vivia em Paris quando montou duas estações experimentais, a cerca de 8,70 kms de distância, em Paris. E ele resolveu o problema de Galileu e fê-lo com equipamento relativamente trivial. Fê-lo com um destes. Vou pôr o apontador de lado, por um segundo, porque quero que vocês se concentrem nisto. Esta é uma roda dentada. Tem uma série de ranhuras e uma série de dentes. Esta era a solução de Fizeau para enviar pulsos de luz distintos. Ele emitia raios de luz pelos cortes. Se eu apontar um raio de luz ao espelho através dos cortes, a 8 km de distância, esse raio faz ricochete no espelho e volta para trás através do corte. Mas algo de interessante acontece quando ele roda a roda mais depressa. Ele apercebe-se de que é como se uma porta se estivesse a fechar no raio de luz que volta para o olho dele. Porque é que isto acontece? Acontece porque o pulso de luz não volta para trás pelo mesmo corte. Isto porque está a atingir um dente. E ele gira a roda rápido o suficiente bloqueando a luz. Então, com base na distância entre as duas estações, a velocidade da roda e o número de cortes da roda, ele calcula a velocidade da luz em 2% do seu valor real. E ele faz isto em 1849. É isto que me entusiasma na ciência. Sempre que tenho dificuldades em compreender um conceito, pesquiso as pessoas que descobriram esse conceito. Olho para a forma como chegaram à sua compreensão. E o que acontece quando olhamos para o que os descobridores estavam a pensar quando fizeram as suas descobertas, é que compreendemos que eles não são muito diferentes de nós. Somos todos sacos de carne e água. Todos começamos com as mesmas ferramentas. Adoro a ideia de que diferentes ramos da ciência se chamam áreas de estudo. A maioria das pessoas vê a ciência como uma caixa preta fechada quando, na realidade, é uma área aberta. E somos todos exploradores. As pessoas que fizeram estas descobertas apenas pensaram um pouco mais sobre aquilo que observavam e eram um pouco mais curiosas. E a sua curiosidade mudou a forma como as pessoas viam o mundo, e assim mudaram o mundo. Eles mudaram o mundo e vocês também o podem fazer. Obrigado. (Aplausos)