(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)
Uma das coisas engraçadas de se ter um cérebro é que você não tem controle sobre as coisas que ele absorve e memoriza, os fatos e as histórias. E enquanto envelhece, só vai ficando pior. Algumas coisas as vezes ficam por ali por anos antes de enteder porque você se interessa por aquilo, antes de enteder qual a importância para você. Aqui estão três das minhas. Quando Richard Feynman era um menino em Queens, ele foi passear com seu pai e seu carrinho e uma bola. E ele notou que quando puxava o carrinho, a bola ia para o fundo do carrinho Ele perguntou para seu pai: - Por que a bola vai para o fundo do carrinho? E seu pai disse: - Isto é inércia. Ele disse: - O que é inércia? E seu pai disse: - Ah. Inercia é o nome que os cientistas dão para o fenômeno de a bola ir para o fundo do carrinho. Mas em verdade, ninguém sabe direito. Feynam foi colou grau no MIT, em Princeton, ele explicou o desastre da Challenger, ele acabou ganhando o prêmio Nobel de física pelos diagramas de Feynman descrevendo o movimento das partículas subatômicas. E ele credita à conversa com seu pai, pois deu a ele um sentido de que a mais simples das perguntas podia levá-lo à fronteira do conhecimento humano, e era aí que ele queria brincar. E ali brincou. Eratosthenes era o terceiro bibliotecário na grande biblioteca de Alexandria, e ele fez muitas contribuições para a ciencia. Mas a pela qual ele é mais lembrado começa com uma carta que recebeu quando bibliotecário, da cidade de Swenet, ao sul de Alexandria. A carta incluia este fato que ficou na memória de Eratosthenes, e o fato era que o escritor disse que ao meio dia no solstício, quando ele olhou para o fundo de um poço profundo, ele pode ver o seu reflexo lá embaixo, e ele pode também quer que sua cabeça estava bloqueando o sol. Agora, devo contar para você - a ideia de que Cristovão Colombo descobriu que o mundo era redondo é besteira. Não é verdade mesmo. De fato, todos que eram estudados entendiam que o mundo era redondo desde os tempos de Aristóteles, e Aristóteles tinha provado isso com uma simples observação. Ele notou que toda vez que ele via a sombra da terra na lua ela era circular, e a única forma que sempre cria uma sombra circular é a esfera. CQD. A terra é redonda. Mas nínguem sabia o quão grande era até Erastosthenes receber a carta com aqule fato. Ele entendeu que o sol estava diretamente sobre a cidade de Swenet, pois olhando para dentro do poço era uma linha reta até o fundo do poço, passando pela cabeça da pessoa até chegar ao sol. Erosthenes sabia de outro fato. Sabia que um galho espetado no chão em Alexandria no mesmo dia e hora , ao meio-dia, o zenite do sol no solsticio o sol fazia uma sombra que se mostrava 7,2 graus fora do eixo. Se você sabe a circunferencia de um círculo, e você tem dois pontos nela, tudo que precisa saber é a distância entre os dois pontos, e dai pode extrapolar a circunferência. 360º dividido por 7,2º é igual a 50. Sei que é numero muito exato, o que também me faz suspeitar dessa história, mas é uma boa história, por isso continuarei. Ele precisava saber a distância entre Swenet e Alexandria, o que era bom, pois Eratosthenes era bom em geografia. De fato, ele inventou a palavra geografia. A estrada entre Swenet e Alexandria era uma estrada de comércio, e o comércio precisa saber quanto tempo demora-se para se chegar. Precisava saber a distância exata, e ele sabia com muita precisão que a distância entre as duas cidades era de 804,6 quilômetros. Multiplicando por 50, temos 40.230, que está dentro de 1% do diâmetro real da terra. Ele fez isto há 2.200 anos. Agora, vivemos em uma era na qual máquinas de multi-bilhão de dolares está procurando a Higgs boson. Estamos descobrindo partículas que talvez viagem mais rápido que a velocidade da luz, e todas estas descobertas são possíveis devido a tecnologia desenvolvida nas últimas décadas. Mas durante a maior parte da história da humanidade, descobrimos as coisas usando nossos olhos, ouvidos e cabeça. Armand Fizeau era uma físico experimental de Paris. Sua especialidade era refinar e confirmar os resultados de outras pessoas, e isto pode parecer coisa de perdedor mas de fato é a alma da ciência, pois não há tal coisa como um fato que não pode ser confirmado independentemente. Ele conhecia os experimentos de Galileo ao tentar determinar se a luz tinha ou não velocidade. Daí, Galileo preparou este maravilhoso experimento no qual ele e seu assitente tinham uma lâmpada, cada um deles estava segurando uma lâmpada, e Galileo deveria abrir sua lâmpada e o assistente deveria abrir a dele. E eles tinha uma boa precisão. Eles sabiam o seu tempo. E eles ficaram no topo de duas montanhas, a 3,2km de distância, e eles fizeram a mesma coisa, dentro do entendimento de Galileo que se a luz tivesse uma velocidade mesurável, ele notaria um atraso na luz vindo da lâmpada de seu assistente. Mas a luz era muito rápida para Galileo. Ele estava fora em muitas ordens de magnitude quando assumiu que a luz era aproximadamente 10 vezes mais rápida que o som. Fizeau conhecia este experimento. Ele viveu em Paris, e preparou duas estações experimentais, a aproximadamente 8,3km de distância, em Paris. E ele resolveu o problema de Galileo, ele fez isto com um equipamento relativamente simples. Ele fez com um destes. Vou por de lado o controle por um segundo, pois quero envolver o cérebro de vocês nisto. Esta é uma roda dentada. Ela tem um monte de ranhuras e tem um monte de dentes. Esta foi a solução de Fizeau para enviar pulsos de luz. Ele pôs um facho atrás de uma destas ranhuras. Se aponto um facho vindo da ranhura em um espelho, a 8km de distância, o facho é refletido pelo espelho e volta para mim pela ranhura. Mas algo interessasnte ocorre quando ele gira a roda mais rápido. Ele nota que parece que a porta está se fechando para o facho de luz que está voltando para o seus olhos. Por que? Pois o pulso de luz, não está vindo de volta pelo mesmo corte. Está na verdade atingindo um dente. E ele girou a roda rápido o suficiente e bloqueou totalmente a luz. E então, baseado na distância entre as duas estações e a velocidade de sua roda e o número de ranhuras da roda, calculou a velocidade da luz com uma precisão de 2% do seu valor real. Ele fez isto em 1849. É isto que me faz continuar na ciência. Sempre que tenho problemas em entender um conceito, volto e pesquiso as pessoas que descobriram aquele conceito. E vejo a história de como ele veio a entender isto. O que acontece quando você observa o que o descobridor estava pensando quando ele fez suas descobertas, descobre que eles não são tão diferentes de nós. Somos todos uns sacos de carne e água. Começamos com as mesmas ferramentas. Adora a ideia de que diferentes ramos da ciencia são chamados de campos de estudo. A maioria das pessoas pensa em ciencia como algo fechado, uma caixa preta, quando de fato é um campo aberto. E somos todos exploradores. As pessoas que fizeramestas descobertas só pensaram um pouquinho mais sobre o que estavam vendo, e eram um pouco mais curiosos. E sua curiosidade mudou o modo das pessoas pensarem sobre o mundo, e assim mudaram o mundo. Eles mudaram o mundo, e você também pode. Obrigado. (Aplausos)