(เสียงดนตรี)
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)
หนึ่งในเรื่องสนุกเกี่ยวกับการมีสมอง คือว่าคุณไม่สามารถควบคุมสิ่งที่รวบรวมและจดจำ คือ ข้อเท็จจริง และเรื่องราว และเมื่อคุณอายุมากขึ้น มันยิ่งแย่ลง สิ่งต่าง ๆ ติดอยู่เป็นปี ๆ บางครั้ง ก่อนที่คุณจะเข้าใจว่าทำไมคุณถึงสนใจมัน ก่อนที่คุณจะเข้าใจว่าความสำคัญของมันต่อคุณ นี่คือสามเรื่องของผม ตอนที่ริชาร์ด ไฟน์แมน ยังเป็นเด็กในควีนส์ เขาไปเดินเล่นกับพ่อเขา กับรถลาก แล้วก็ลูกบอล เขาเห็นว่าเมื่อเขาลากรถ ลูกบอลถอยไปข้างหลังรถ แล้วเขาก็ถามพ่อว่า "ทำไมลูกบอลถึงไปข้างหลังรถล่ะ?" และพ่อเขาบอกว่า "เพราะความเฉื่อยไงล่ะ" เขาถามต่อ "แล้วความเฉื่อยคืออะไร" พ่อก็ตอบว่า "อา ความเฉื่อย เป็นชื่อที่นักวิทยาศาสตร์ เรียกปรากฏการณ์ที่ลูกบอลถอยไปหลังรถ แต่ที่จริง ไม่มีใครรู้ความจริงหรอก" ไฟน์แมนได้รับปริญญา จากเอ็มไอที พรินซตัน เขาแก้ปริศนา โศกนาฎกรรมกระสวยฯชาแลนเตอร์ สุดท้ายเขาได้รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ด้วยผลงาน ไฟน์แมนไดอะแกรม ที่ใช้บรรยายการเคลื่อนที่ของอนุภาคระดับเล็กกว่าอะตอม และเขาให้เครดิตกับบทสนทนานั้นกับพ่อ ที่ทำให้เขารู้ว่า คำถามที่ธรรมดาที่สุด อาจพาคุณไปยังขอบความรู้ของมนุษย์ และนั่นคือที่ที่เขาอยากลองเล่น และเขาก็เล่นจริง ทีนี้ อีราโตเทนีส เป็นบรรณารักษ์คนที่สาม ของห้องสมุดอันยิ่งใหญ่แห่งอเล็กซานเดรีย และเขาทำประโยชน์มากมายแก่วิทยาศาสตร์ แต่สิ่งที่ทำให้เขาสร้างชื่อ เริ่มต้นจากจดหมายฉบับนึงที่เขาได้รับในฐานะบรรณารักษ์ จากเมืองสวีเนต ทางใต้ของอเล็กซานเดรีย จดหมายเขียนข้อเท็จจริงที่ติดอยู่ในหัวของอีราโตเทนิส และข้อเท็จจริงนั่นคือ ผู้เขียนบอกว่า ตอนเที่ยง ในช่วงที่โลกห่างดวงอาทิตย์มากที่สุด ตอนเขามองลงไปในบ่อลึก เขาสามารถมองเห็นเงาสะท้อนของตัวเองที่ก้นบ่อ และเขายังเห็นหัวตัวเอง บังดวงอาทิตย์อีกด้วย ทีนี้ ผมควรบอกคุณหน่อย -- แนวคิดที่บอกว่า คริสโตเฟอร์ โคลัมบัส ค้นพบว่าโลกกลม นั้นหลอกลวง มันไม่จริงแม้สักนิด ที่จริง ทุกคนที่ได้เรียนล้วนเข้าใจว่า โลกกลม ตั้งแต่สมัยอริสโตเติล และอริสโตเติลพิสูจน์ ด้วยการสังเกตง่าย ๆ เขาสังเกตว่าทุกครั้งที่คุณเห็นเงาโลกบนดวงจันทร์ มันเป็นวงกลม และรูปทรงเดียวที่ทำให้เกิดเงารูปวงกลม ก็คือทรงกลม เพราะฉะนั้น โลกจึงกลม แต่ไม่มีใครรู้ว่าโลกใหญ่แค่ไหน กระทั่งอีราโทเทนิสได้จดหมายที่มีข้อเท็จจริงนี้ เขาเข้าใจว่า ดวงจันทร์อยู่เหนือเมืองสวีเนตพอดี เพราะเมื่อมองตรงลงไปในบ่อ มันเป็นเส้นตรง ลงไปยังบ่อ ผ่านหัวนายคนนั้น ขึ้นไปยังดวงอาทิตย์ อีราโทสเทนีสรู้ความจริงอีกอย่าง เขารู้ว่าแท่งไม้ปักอยู่บนพื้นในอเลกซานเดรีย ณ วันและเวลาเดียวกัน ตอนเที่ยง พระอาทิตย์อยู่ ณ จุดสูงสุด ในวันที่ดวงอาทิตย์อยู่ไกลที่สุด ดวงอาทิตย์ฉายเงาที่ทำมุม 7.2 องศาออกจากแกน ทีนี้ หากคุณรู้เส้นรอบวงของวงกลม และคุณมีจุดสองจุดบนเส้นรอบวง ทั้งหมดที่คุณจำเป็นต้องรู้ คือ ระยะระหว่างสองจุดนั้น และคุณสามารถหาความยาวเส้นรอบวงได้ สามร้อยหกสิบองศา หารด้วย 7.2 เท่ากับ 50 ผมรู้ว่าเลขมันลงตัวไปหน่อย นั่นทำให้ผมสงสัยเรื่องนี้เหมือนกัน แต่มันเป็นเรื่องที่ดี งั้นเราเล่าต่อดีกว่า เขาจำเป็นต้องรู้ระยะห่าง ระหว่างสวีเนตกับอเล็กซานเดรีย ซึ่งก็ดีเพราะอีราโทสเทนีสเก่งภูมิศาสตร์ ที่จริง เขาเป็นคนตั้งคำว่า ภูมิศาสตร์ ถนนระหว่างสวีเนตกับอเล็กซานเดรีย เป็นเส้นทางการค้า และพวกพ่อค้าจำเป็นต้องรู้ว่าต้องเดินทางนานแค่ไหน เขาต้องรู้ระยะห่างเป๊ะ ดังนั้นเขาเลยรู้ ระยะระหว่างเมืองทั้งสองว่าเท่ากับ 500 ไมล์ คูณนั้นด้วย 50 คุณได้ 25,000 ซึ่งคลาดเคลื่อนจากเส้นผ่านศูนย์กลางจริงของโลก ไม่เกินหนึ่งเปอร์เซนต์ เขาทำนี่เมื่อ 2,200 ปีที่แล้ว ตอนนี้ เราอยู่ในยุคที่ เครื่องจักรราคาหลายพันล้าน กำลังตามหาฮิกส์โบซอน เรากำลังจะค้นพบอนุภาคที่อาจเคลื่อนที่เร็วกว่าแสง และการค้นพบทั้งหมดนี่เกิดขึ้นได้ ด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนามาในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา แต่ในประวัติศาสตร์มนุษย์ส่วนใหญ่ เราต้องศึกษาสิ่งเหล่านี้ด้วยตา หู และสมองของเรา อาร์มาน ฟีซู เป็นนักฟิสิกส์ทางการทดลองในปารีส ความเชี่ยวชาญเขาคือ การขลัดเกลา และยืนยัน ผลการทดลองของคนอื่น และนั่นฟังดูเหมือนพวกขี้แพ้ แต่ที่จริงนี่คือจิตวิญญาณของวิทยาศาสตร์ เพราะไม่มีสิ่งใดที่เป็นความจริงแต่ไร้ข้อสนับสนุน และเขาคุ้นเคยกับการทดลองของกาลิเลโอ ที่พยายามหาว่าแสงมีความเร็วหรือไม่ กาลิเลโอได้สร้างการทดลองที่เยี่ยมยอดนี้ โดยเขากับผู้ช่วยถือตะเกียง แต่ละคนถือตะเกียง และกาลิเลโอเปิดตะเกียง ผู้ช่วยเขาก็จะเปิดตะเกียง แล้วพวกเขาก็กะเวลาได้ดีมาก พวกเขารู้จังหวะ แล้วพวกเขาก็ยืนอยู่บนเนินเขาสองลูก ห่างกันสองไมล์ ทำเหมือนกัน ด้วยการตั้งสันนิษฐาน จากกาลิเลโอว่า หากแสงมีความเร็วที่บอกได้โดยประสาทสัมผัส เขาจะพบความล่าช้าของแสงที่กลับมาจากตะเกียงของผู้ช่วย แต่แสงเร็วเกินไปสำหรับกาลิเลโอ เขาผิดไปสองสามหน่วยวัด ตอนเขาคาดว่า ว่าแสงเร็วประมาณ 10 เท่่าของความเร็วเสียง ฟิโซรู้เรื่องการทดลองนั้น เขาอยู่ในปารีส และเขาจัดสถานีทดลองสองแห่ง ห่างกันประมาณห้าไมล์ครึ่ง ในปารีส และเขาแก้ปัญหาของกาลิเลโอได้ และเขาทำมันด้วยเครื่องมือที่ง่ายมาก เขาทำด้วยเจ้านี่ ผมจะเก็บคลิกเกอร์ไว้สักอึดใจ เพราะผมอยากให้สมองคุณเข้าถึงนี่ นี่คือล้อมีฟัน มันมีร่อง แล้วก็มีฟัน นี่คือวิธีของฟิซูในการส่งสัญญาณแสงเป็นห้วง ๆ เขายิงแสงจากหลังร่องนี้ หากผมชี้ลำแสงผ่านร่องนี้ไปยังกระจก ห่างไปห้าไมล์ แสงก็จะสะท้อนกระจก และกลับมายังร่องนี้ แต่สิ่งที่น่าสนใจเกิดขึ้นเมื่อเขาหมุนล้อเร็วขึ้น เขารู้ว่าเหมือนกับว่าประตูเริ่มที่จะปิด ลำแสงที่จะกลับเข้ามายังตา ทำไมถึงเป็นอย่างนั้น นั่นเป็นเพราะห้วงแสง มันไม่ได้กลับมา ผ่านร่องเดิม มันจะกระทบฟัน และเมื่อเขาหมุนล้อเร็วพอ เและเขาบังแสงได้เต็มที่ จากนั้น จากระยะห่างระหว่างสถานีทั้งสอง กับความเร็วของล้อ และจำนวนร่องของล้อ เขาสามารถคำนวณความเร็วแสงโดยคลาดไป ไม่เกินสองเปอร์เซนต์ของค่าจริง เขาทำการทดลองในปี ค.ศ. 1849 นี่คือสิ่งที่ทำให้ผมสนใจวิทยาศาสตร์ เมื่อไหร่ก็ตามที่ผมไม่เข้าใจหลักการ ผมจะกลับไปค้นคว้าหาคนที่ค้นพบหลักการนั้น ผมดูเรื่องราวว่าเขาเข้าใจมันได้อย่างไร และสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อดูว่า ผู้ค้นพบคิดได้ยังไง ตอนที่เขาค้นพบ คุณก็จะเข้าใจว่า พวกเขาไม่ได้ต่างจากพวกเรานัก เราล้วนเป็นก้อนเนื้อและน้ำ เราเริ่มต้นด้วยเครื่องมือเหมือน ๆ กัน ผมชอบแนวคิดที่ว่า สาขาต่างๆ ของวิทยาศาสตร์ ถูกเรียกว่า สนามการเรียนรู้ (field of study) คนส่วนใหญ่คิดว่าวิทยาศาสตร์ คือกล่องปิดสีดำ แต่ที่จริงมันคือสนามที่เปิดกว้าง และพวกเราล้วนเป็นนักสำรวจ ผู้คนที่ค้นพบสิ่งเหล่านี้แค่คิดมากกว่านิดหน่อย ในสิ่งที่เขาเห็น และเขาช่างสงสัยมากกว่าหน่อย และความสงสัยเหล่านี้เปลี่ยนวิธีที่ผู้คนมองโลก แล้วมันก็เปลี่ยนโลกด้วย พวกเขาเปลี่ยนแปลงโลก คุณก็ทำได้เหมือนกัน ขอบคุณครับ (เสียงปรบมือ)