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)
Un lucru amuzant e că dacă ai un creier, nu poţi controla lucrurile care le adună şi le păstrează, faptele şi poveştile. Îmbătrâneşti, iar treaba se înrăutăţeşte. Îţi rămân în memorie ani de zile uneori până să înţelegi de ce te interesează şi ce importanță au pentru tine. Iată trei exemple de-ale mele. Când Richard Feynman era un băieţel în Queens, s-a dus la plimbare cu tatăl său, o căruţă de jucărie şi o minge. A observat că, trăgând căruţa, mingea se ducea în fundul căruţei. L-a întrebat pe tatăl său: „De ce se duce în spatele căruţei?”, iar el i-a răspuns: „Asta e inerţia.” „Ce e inerţia?”. Iar tatăl lui a a spus: „Inerţia e numele dat de oamenii de ştiinţă fenomenului care face mingea să se ducă în spatele căruţei. (Râsete) Dar, în realitate, nimeni nu ştie ce e cu adevărat.” Feynman a absolvit MIT, Princeton, a desluşit tragedia navei spaţiale Challenger, a primit Premiul Nobel pentru Fizică pentru diagramele Feynman care descriu mişcarea particulelor subatomice. El spune că acea conversaţie cu tatăl său l-a făcut să înţeleagă că cele mai simple întrebări te pot duce către limitele cunoaşterii omeneşti, iar el acolo voia să se joace. Şi s-a jucat. Eratostene a fost al treilea bibliotecar la măreaţa Bibliotecă din Alexandria şi a contribuit din plin la dezvoltarea ştiinţei. Însă ceea pentru ce a devenit faimos a început cu o scrisoare pe care a primit-o ca bibliotecar, din oraşul Aswan, oraș mai în sud de Alexandria. Scrisoarea a inclus un detaliu care a rămas în mintea lui Eratostene: autorul ei spunea că la prânz, în timpul solstiţiului, când privea în adâncul unui puţ, îşi putea vedea reflexia pe fund şi îşi vedea capul cum bloca soarele. Ideea că Cristofor Columb a descoperit că planeta e rotundă este o prostie. Nu e adevărat deloc. De fapt, cei învăţaţi şi-au dat seama că Pământul era rotund încă din timpul lui Aristotel, iar Aristotel o dovedise cu o simplă observaţie. A observat că de fiecare dată când se vedea umbra Pământului pe Lună aceasta era circulară, şi că singura formă care creează constant o umbră circulară este sfera, prin urmare Pământul e rotund, însă nimeni nu ştia cât de mare până când Eratostene a primit scrisoarea conţinând acestă informație. Şi-a dat seama că soarele se afla direct deasupra oraşului Aswan, deoarece privind în fântână se forma o linie dreaptă de jos, pe lângă capul omului şi în sus până la soare. Eratostene mai ştia ceva. Ştia că un băţ înfipt în pământ în Alexandria în acelaşi moment şi în aceeaşi zi, la prânz, la zenitul soarelui, de solstiţiu, ar fi aruncat o umbră la 7,2 grade de axa sa. Dacă ştii circumferinţa cercului şi ai două puncte pe el tot ce trebuie să ştii e distanţa dintre acele două puncte şi poţi extrapola circumferinţa. 360 de grade împărţit la 7,2 egal 50. E un număr cam rotund şi mă face suspicios, dar e o poveste bună, aşa că vom continua. Trebuia să știe distanţa dintre Aswan şi Alexandria, şi e de bine, pentru că Eratostene se pricepea la geografie. De fapt, a inventat cuvântul „geografie”. Drumul dintre Aswan şi Alexandria era o rută de comerţ şi comercianţii trebuiau ştie cât timp faci pe drum. Era nevoie de distanţa exactă, iar el ştia cu precizie că distanţa dintre cele două oraşe era de 500 de mile. Înmulţiţi asta cu 50 şi obţineţi 25.000, cifră ce reprezintă diametrul Pământului cu o marjă de eroare de 1%. El a făcut asta acum 2.200 de ani. Trăim într-o epocă în care maşinării de miliarde de dolari caută bosonul Higgs. Căutăm particule care ar putea călători mai rapid decât viteza luminii şi toate aceste descoperiri sunt posibile datorită tehnologiei dezvoltate în ultimele decenii. Însă, în general, în istoria umanităţii, a trebuit să descoperim aceste lucruri folosindu-ne ochii, urechile şi mintea. Armand Fizeau a fost un fizician experimentalist din Paris. Specialitatea lui era rafinarea şi confirmarea rezultatelor altora, ceea ce ar putea părea puţin important, dar, de fapt, este sufletul ştiinţei, deoarece nu există dovezi care să nu poată fi verificate independent. El cunoştea experimentele lui Galileo care a încercat să afle dacă lumina avea viteză. Galileo realizase un experiment extraordinar în care el şi asistentul lui aveau câte o lampă, fiecare ţinea o lampă. Galileo îşi aprindea lampa, iar asistentul făcea la fel. Au reuşit să se sincronizeze foarte bine. Îşi ştiau ritmul. Apoi s-au aşezat pe două dealuri la două mile depărtare şi au făcut acelaşi lucru presupunând că dacă lumina avea o viteză identificabilă ar observa o întârziere a luminii venind de la lampa asistentului. Însă lumina era prea rapidă pentru Galileo. A aproximat greșit de zeci de ori mai puțin când a presupus că lumina era cam de 10 ori mai rapidă decât sunetul. Fizeau ştia de acest experiment. El locuia în Paris şi a pus la cale două staţii experimentale, cam la cinci mile jumătate distanţă. A rezolvat problema lui Galileo şi a făcut-o cu un echipament destul de banal. Cu ceva de genul ăsta. Voi lăsa deoparte telecomanda pentru o secundă pentru că vreau să înțelegeți bine asta. Asta e o roată dinţată. Are o grămadă de scobituri şi o mulţime de dinţi. Asta a fost soluţia lui Fizeau pentru trimiterea de semnale luminoase. A pus un fascicul de lumină în spatele acestor scobituri. Dacă îndrept un fascicul de lumină prin această gaură către o oglindă aflată la 5 mile distanţă, fasciculul se reflectă şi vine înapoi prin această gaură. Dar se întâmplă ceva interesant când învârte roata mai repede. Observă că e ca şi cum o uşă s-ar închide peste fasciculul ce se reflectă în ochi. De ce se întâmplă asta? Deoarece lumina nu vine înapoi prin aceeaşi gaură. De fapt, loveşte un dinte. Iar el a rostit roata suficient de repede pentru a astupă complet lumina. Astfel, bazându-se pe distanţa dintre cele două staţii, viteza roţii şi numărul de găuri din roată, el calculează viteza luminii cu o eroare de 2% din valoarea sa reală. A făcut asta în 1849. Asta îmi place la ştiinţă. Când nu înţeleg un concept, mă întorc la oamenii care l-au descoperit. Studiez povestea felului în care ei au înţeles conceptul. Când te uiţi la ce gândeau aceşti oameni când au făcut descoperirile, înţelegi că nu sunt diferiţi de noi. Cu toţii suntem saci de carne şi apă. Cu toţii începem cu aceleaşi unelte. Îmi place că diferite ramuri ale ştiinţei sunt numite câmpuri de studiu. Majoritatea oamenilor crede că ştiinţa e o cutie neagră, sigilată, când, de fapt, e un câmp deschis. Cu toţii suntem exploratori. Oamenii care au făcut aceste descoperiri s-au gândit ceva mai mult la ceea ce vedeau şi au fost puțin mai curioşi. Iar curiozitatea lor a schimbat modul în care oamenii vedeau lumea şi astfel a schimbat lumea. Ei au schimbat lumea, însă la fel puteți și voi. Vă mulţumesc. (Aplauze)