I'm going to try and explain why it is that perhaps we don't understand as much as we think we do. I'd like to begin with four questions. This is not some sort of cultural thing for the time of year. That's an in-joke, by the way. But these four questions, actually, are ones that people who even know quite a lot about science find quite hard. And they're questions that I've asked of science television producers, of audiences of science educators -- so that's science teachers -- and also of seven-year-olds, and I find that the seven-year-olds do marginally better than the other audiences, which is somewhat surprising.
Voy a tratar de explicar porqué es que quizás no entendemos tanto como creemos. Me gustaría comenzar con cuatro preguntas. Esto no es algún tipo de cosa cultural por la época del año. Eso fue una broma, por cierto. Pero estas cuatro preguntas, en realidad, son de las que incluso las personas que saben mucho de ciencia encuentran difícil. Y estas son preguntas que he hecho a productores de televisión de ciencia, educadores de ciencia -- profesores de ciencia -- y también a niños de siete años, y encuentro que los niños de siete años las responden mejor que las otras personas, lo cual es de algún modo sorprendente.
So the first question, and you might want to write this down, either on a bit of paper, physically, or a virtual piece of paper in your head. And, for viewers at home, you can try this as well. A little seed weighs next to nothing and a tree weighs a lot, right? I think we agree on that. Where does the tree get the stuff that makes up this chair, right? Where does all this stuff come from? (Knocks)
Entonces la primer pregunta, y querrán anotar esto, o en un pedazo de papel, físicamente, o en un trozo de papel virtual en sus mentes y, para los que están mirando desde sus casas, pueden intentar esto también. Una pequeña semilla pesa casi nada, y un árbol pesa mucho, ¿correcto? Creo que estamos de acuerdo en eso. ¿De dónde es que el árbol obtiene lo que necesita para formar esta silla? ¿De dónde viene todo esto? (Golpes)
And your next question is, can you light a little torch-bulb with a battery, a bulb and one piece of wire? And would you be able to, kind of, draw a -- you don't have to draw the diagram, but would you be able to draw the diagram, if you had to do it? Or would you just say, that's actually not possible?
Y su siguiente pregunta es, ¿pueden encender una pequeña lamparita de linterna con una pila, una lamparita y un trozo de alambre? ¿Y serían capaces de dibujar un -- no tienen que hacer el diagrama, pero serían capaces de dibujar el diagrama si tuvieran que hacerlo, o dirían que, eso no es posible?
The third question is, why is it hotter in summer than in winter? I think we can probably agree that it is hotter in summer than in winter, but why? And finally, would you be able to -- and you can sort of scribble it, if you like -- scribble a plan diagram of the solar system, showing the shape of the planets' orbits? Would you be able to do that? And if you can, just scribble a pattern.
La tercer pregunta es ¿por qué hace más calor en verano que en invierno? Creo que probablemente podemos estar de acuerdo en que hace más calor en verano que en invierno, pero ¿por qué? Y finalmente, ¿serían capaces de -- y pueden garabatearlo si desean -- garabatear un diagrama del sistema solar, mostrando la forma de las órbitas de los planetas? ¿Serían capaces de hacer eso? Y si pueden, sólo garabateen un patrón.
OK. Now, children get their ideas not from teachers, as teachers often think, but actually from common sense, from experience of the world around them, from all the things that go on between them and their peers, and their carers, and their parents, and all of that. Experience. And one of the great experts in this field, of course, was, bless him, Cardinal Wolsey. Be very careful what you get into people's heads because it's virtually impossible to shift it afterwards, right? (Laughter) I'm not quite sure how he died, actually. Was he beheaded in the end, or hung? (Laughter) Now, those questions, which, of course, you've got right, and you haven't been conferring, and so on. And I -- you know, normally, I would pick people out and humiliate, but maybe not in this instance.
Bien. Ahora, los niños obtienen sus ideas de -- no de sus maestros, como los maestros a menudo creen, sino en realidad del sentido común, de la experiencia del mundo que los rodea, de todas las cosas que suceden entre ellos y sus semejantes, y sus cuidadores, y sus padres, y todo eso, experiencia. Y uno de los más grandes expertos en esta área, por supuesto era, bendíganlo, el cardenal Wolsey. Tengan cuidado con lo que meten en la mente de los demás porque es prácticamente imposible cambiarlo luego, ¿cierto? (Risas) No estoy completamente seguro cómo murió él, en realidad. ¿Fue decapitado al final o colgado? (Risas) Ahora, esas preguntas, que ustedes por supuesto tuvieron correctas, y no han consultado a nadie, y yo -- normalmente, elijo personas y las humillo, pero quizás en esta instancia no.
A little seed weighs a lot and, basically, all this stuff, 99 percent of this stuff, came out of the air. Now, I guarantee that about 85 percent of you, or maybe it's fewer at TED, will have said it comes out of the ground. And some people, probably two of you, will come up and argue with me afterwards, and say that actually, it comes out of the ground. Now, if that was true, we'd have trucks going round the country, filling people's gardens in with soil, it'd be a fantastic business. But, actually, we don't do that. The mass of this comes out of the air. Now, I passed all my biology exams in Britain. I passed them really well, but I still came out of school thinking that that stuff came out of the ground.
Una pequeña semilla pesa mucho y, básicamente, todo ese material, 99 por ciento de ese material vino del aire. Ahora, les aseguro que aproximadamente el 85 por ciento de ustedes, o quizás es menor en TED, hubieran dicho que venía del suelo, y algunas personas, probablemente dos de ustedes, vendrán a discutir conmigo después, y a decir que en realidad viene del suelo. Ahora, si eso fuera verdad, tendríamos camiones recorriendo el país, llenando los jardines de las personas con tierra, sería un negocio fantástico. Pero, en realidad no hacemos eso. La mayor parte de eso sale del aire. Ahora, yo aprobé todos los exámenes de biología, en Gran Bretaña. Los aprobé muy bien, pero igual salí de la universidad pensando que todo ese material provenía del suelo.
Second one: can you light a little torch-bulb with a battery bulb and one piece of wire? Yes, you can, and I'll show you in a second how to do that. Now, I have some rather bad news, which is that I had a piece of video that I was about to show you, which unfortunately -- the sound doesn't work in this room, so I'm going to describe to you, in true "Monty Python" fashion, what happens in the video. And in the video, a group of researchers go to MIT on graduation day. We chose MIT because, obviously, that's a very long way away from here, and you wouldn't mind too much, but it sort of works the same way in Britain and in the West Coast of the USA. And we asked them these questions, and we asked those questions of science graduates, and they couldn't answer them. And so, there's a whole lot of people saying, "I'd be very surprised if you told me that this came out of the air. That's very surprising to me." And those are science graduates. And we intercut it with, "We are the premier science university in the world," because of British-like hubris. (Laughter) And when we gave graduate engineers that question, they said it couldn't be done. And when we gave them a battery, and a piece of wire, and a bulb, and said, "Can you do it?" They couldn't do it. Right? And that's no different from Imperial College in London, by the way, it's not some sort of anti-American thing going on.
La segunda, ¿pueden encender una pequeña lamparita de linterna con una pila, una lamparita y un trozo de alambre? Sí, pueden, y les mostraré en un segundo cómo hacerlo. Ahora, tengo una noticia bastante mala, y es que tengo un video que iba a mostrarles, pero desafortunadamente -- el sonido no funciona en esta habitación, así que les voy a describir, lo mejor que pueda, lo que sucede en el video. Y en el video, un grupo de investigadores van al MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) en un día de graduación. Elegimos el MIT porque, obviamente, es bastante lejos de aquí, y a ustedes no les importaría mucho, pero resultó ser de la misma manera en Gran Bretaña que en la costa oeste de Estados Unidos, y les hicimos estas preguntas, y les hicimos aquellas preguntas de los graduados de ciencia, y ellos no pudieron responder. Y entonces, hay muchísima gente diciendo, "Estaría muy sorprendido si me dijeras que esto viene del aire. Para mí eso es muy sorprendente". Y esos son graduados de ciencia. Y terminamos -- para rematarla -- con, "Somos la primer universidad de la ciencia en el mundo", porque a los británicos les gusta ser arrogantes. (Risas) Y cuando le dimos esa pregunta a los ingenieros graduados, dijeron que no podía ser. Y cuando les dimos una pila y un trozo de alambre, y una lamparita, y dijimos, "¿Pueden hacerlo?" No pudieron hacerlo. ¿Cierto? Y eso no fue diferente del Colegio Imperial, en Londres, por cierto, no es una especie de cosa antiestadounidense.
As if. Now, the reason this matters is we pay lots and lots of money for teaching people -- we might as well get it right. And there are also some societal reasons why we might want people to understand what it is that's happening in photosynthesis. For example, one half of the carbon equation is how much we emit, and the other half of the carbon equation, as I'm very conscious as a trustee of Kew, is how much things soak up, and they soak up carbon dioxide out of the atmosphere. That's what plants actually do for a living. And, for any Finnish people in the audience, this is a Finnish pun: we are, both literally and metaphorically, skating on thin ice if we don't understand that kind of thing. Now, here's how you do the battery and the bulb. It's so easy, isn't it? Of course, you all knew that. But if you haven't played with a battery and a bulb, if you've only seen a circuit diagram, you might not be able to do that, and that's one of the problems.
Entonces, la razón por la que esto importa ahora es que pagamos muchísimo dinero para enseñar a las personas; podríamos también hacerlo bien. Y hay también algunas razones sociales por las que querríamos que las personas entiendan que es lo que está sucediendo en la fotosíntesis. Por ejemplo, la mitad de la ecuación del carbón es cuanto emitimos, y la otra mitad de la ecuación del carbón, de lo que soy muy conciente, como miembro del Kew (Jardines botánicos de la realeza), es cuánto las cosas absorben, y absorben dióxido de carbono. Eso es lo que las plantas en realidad hacen para vivir. Y, para algún finlandés en la audiencia, eso es un juego de palabras finlandés, estamos, literalmente y metafóricamente, patinando en hielo fino si no entendemos ese tipo de cosas. Ahora, así es como hacen lo de la pila y la lamparita. Es tan fácil, ¿no? Por supuesto, todos lo sabían. Pero si ustedes no han jugado con una pila y una lamparita, si sólo han visto un diagrama de un circuito, podrían no ser capaces de hacerlo, y ese es uno de los problemas.
So, why is it hotter in summer than in winter? We learn, as children, that you get closer to something that's hot, and it burns you. It's a very powerful bit of learning, and it happens pretty early on. By extension, we think to ourselves, "Why it's hotter in summer than in winter must be because we're closer to the Sun." I promise you that most of you will have got that. Oh, you're all shaking your heads, but only a few of you are shaking your heads very firmly. Other ones are kind of going like this. All right. It's hotter in summer than in winter because the rays from the Sun are spread out more, right, because of the tilt of the Earth. And if you think the tilt is tilting us closer, no, it isn't. The Sun is 93 million miles away, and we're tilting like this, right? It makes no odds. In fact, in the Northern Hemisphere, we're further from the Sun in summer, as it happens, but it makes no odds, the difference.
Entonces, ¿por qué es más caluroso en verano que en invierno? Aprendemos, de niños, que nos acercamos a algo que está caliente, y te quema. Es una enseñanza muy poderosa. y sucede bastante temprano. Por extensión, pensamos para nosotros, que la razón por la que es más caluroso en verano que en invierno debe ser que estamos más cerca del sol. Les aseguro que la mayoría de ustedes hubieran dicho eso. Ah, están todos sacudiendo sus cabezas, pero sólo unos pocos de ustedes están sacudiendo sus cabezas con seguridad, los otros están, como haciendo así. Cierto. Hace más calor en verano que en invierno porque los rayos del sol, se dispersan más derechos, por la inclinación de la Tierra. Y si piensan que la inclinación nos acerca, no, no es así. El Sol está a 150 millones de kilómetros de distancia, y nos inclinamos así, ¿cierto? No hace ninguna diferencia, de hecho, en el hemisferio norte estamos más lejos del Sol en verano, como sucede, pero eso no hace la diferencia.
OK, now, the scribble of the diagram of the solar system. If you believe, as most of you probably do, that it's hotter in summer than in winter because we're closer to the Sun, you must have drawn an ellipse. Right? That would explain it, right? Except, in your -- you're nodding -- now, in your ellipse, have you thought, "Well, what happens during the night?" Between Australia and here, right, they've got summer and we've got winter, and what -- does the Earth kind of rush towards the Sun at night, and then rush back again? I mean, it's a very strange thing going on, and we hold these two models in our head, of what's right and what isn't right, and we do that, as human beings, in all sorts of fields.
Bien, ahora, el garabato del diagrama del sistema solar. Si ustedes creen, como la mayoría de ustedes deben creer, que hace más calor en verano que en invierno porque estamos más cerca del Sol, habrán dibujado una elipse. ¿Correcto? Eso lo explicaría, ¿no? Excepto que, en sus -- están asintiendo -- ahora, en sus elipses, hubieran pensado, "Bueno, ¿qué sucede durante la noche?" Entre Australia y aquí, ellos tienen verano y nosotros invierno, y qué -- es lo que la Tierra hace, algo así como correr hacia el sol por la noche, y luego volver rápido de nuevo? Digo, hay algo muy extraño aquí, y mantenemos estos dos modelos en nuestras cabezas, de lo que es correcto y lo que no, y hacemos eso, como seres humanos, en todo tipo de ámbitos.
So, here's Copernicus' view of what the solar system looked like as a plan. That's pretty much what you should have on your piece of paper. Right? And this is NASA's view. They're stunningly similar. I hope you notice the coincidence here. What would you do if you knew that people had this misconception, right, in their heads, of elliptical orbits caused by our experiences as children? What sort of diagram would you show them of the solar system, to show that it's not really like that? You'd show them something like this, wouldn't you? It's a plan, looking down from above. But, no, look what I found in the textbooks. That's what you show people, right? These are from textbooks, from websites, educational websites -- and almost anything you pick up is like that. And the reason it's like that is because it's dead boring to have a load of concentric circles, whereas that's much more exciting, to look at something at that angle, isn't it? Right? And by doing it at that angle, if you've got that misconception in your head, then that two-dimensional representation of a three-dimensional thing will be ellipses. So you've -- it's crap, isn't it really? As we say. So, these mental models -- we look for evidence that reinforces our models. We do this, of course, with matters of race, and politics, and everything else, and we do it in science as well. So we look, just look -- and scientists do it, constantly -- we look for evidence that reinforces our models, and some folks are just all too able and willing to provide the evidence that reinforces the models.
Entonces, aquí hay un plano del punto de vista copernicano sobre cómo se veía el sistema solar, eso es bastante parecido a lo que ustedes deben tener en su trozo de papel. ¿Cierto? Y esto es una vista de la NASA. Son sensacionalmente parecidos. Espero que hayan notado la coincidencia aquí. ¿Qué hubieran hecho si supieran que las personas tienen esa equivocación, en sus mentes, de órbitas elípticas ocasionadas por nuestras experiencias de niños? ¿Qué clase de diagrama les mostrarían del sistema solar, para mostrarles que realmente no es así? Les mostrarían algo así, ¿no? Es un plano, mirándolo de arriba hacia abajo. Pero no, miren lo que encontré en los libros de texto, eso es lo que le muestran a las personas, ¿correcto? Estos son de los libros de texto, de los sitios web, de los sitios web educativos, y prácticamente todo lo que encuentran es así. Y la razón por la que es así es porque es muy aburrido tener una enorme cantidad de círculos concéntricos mientras que eso es mucho más apasionante, mirar a algo con ese ángulo, ¿Cierto? Y haciéndolo con ese ángulo, si tienen esa equivocación en sus mentes, entonces la representación en dos dimensiones de algo tridimensional será una elipse. Entonces -- es horrible, ¿no? Entonces, con estos modelos mentales, buscamos evidencia que reafirme nuestros modelos. Hacemos esto, por supuesto, con asuntos de raza, política, y todo lo demás, y lo hacemos con la ciencia también. Entonces buscamos -- sólo buscamos -- y los científicos lo hacen, constantemente -- buscamos evidencias que refuercen nuestros modelos, y algunos amigos son capaces y están dispuestos a darnos esas evidencias que refuerzan los modelos.
So, being I'm in the United States, I'll have a dig at the Europeans. These are examples of what I would say is bad practice in science teaching centers. These pictures are from La Villette in France and the welcome wing of the Science Museum in London. And, if you look at the, kind of the way these things are constructed, there's a lot of mediation by glass, and it's very blue, and kind of professional -- in that way that, you know, Woody Allen comes up from under the sheets in that scene in "Annie Hall," and said, "God, that's so professional." And that you don't -- there's no passion in it, and it's not hands on, right, and, you know, pun intended. Whereas good interpretation -- I'll use an example from nearby -- is San Francisco Exploratorium, where all the things that -- the demonstrations, and so on, are made out of everyday objects that children can understand, it's very hands-on, and they can engage with, and experiment with. And I know that if the graduates at MIT and in the Imperial College in London had had the battery and the wire and the bit of stuff, and you know, been able to do it, they would have learned how it actually works, rather than thinking that they follow circuit diagrams and can't do it. So good interpretation is more about things that are bodged and stuffed and of my world, right? And things that -- where there isn't an extra barrier of a piece of glass or machined titanium, and it all looks fantastic, OK? And the Exploratorium does that really, really well. And it's amateur, but amateur in the best sense, in other words, the root of the word being of love and passion.
Entonces, estando en Estados Unidos, voy a escarbar en los europeos. Estos son ejemplos de lo que yo llamaría malas prácticas de la ciencia, de los centros de estudio. Estas imágenes son del parque de La Villete en Francia, y el ala de bienvenida del Museo de Ciencias de Londres. Y si miran la manera en que las cosas están construídas, hay mucho vidrio, y está muy azul, y algo profesional, en la manera en que, ustedes entienden, como Woody Allen aparece desde abajo de las sábanas, en esa escena de Annie Hall, y dice, "Por Dios, es tan profesional", y no hay ninguna pasión en eso, y no hay manos encima, cierto, y, ustedes entienden, la intención del juego de palabras. Para la buena interpretación, usaré un ejemplo cercano, del Exploratorio de San Fransisco, donde todas las cosas que -- las pruebas y eso, son hechas a partir de los objetos de todos los días que los niños pueden entender, es muy práctico, y pueden comprometerse y experimentar con ellas. Y sé que si los graduados del MIT y en el Colegio Imperial de Londres hubieran tenido la pila y el alambre, y los pedazos de cosas, hubieran podido hacerlo, hubieran aprendido cómo funciona realmente, en vez de pensar que siguiendo diagramas de circuitos no pueden hacerlo. Entonces, la buena interpretación es más sobre cosas que se pueden enredar y rellenar, y de nuestro mundo, ¿Cierto? Y cosas que -- donde no existe una barrera extra de un trozo de vidrio, o titanio, se ven fabulosas, ¿OK? Y el exploratorio hace eso muy pero muy bien, y es amateur, pero en el mejor sentido, en otras palabras, siendo la raíz de la palabra el amor y la pasión.
So, children are not empty vessels, OK? So, as "Monty Python" would have it, this is a bit Lord Privy Seal to say so, but this is -- children are not empty vessels. They come with their own ideas and their own theories, and unless you work with those, then you won't be able to shift them, right? And I probably haven't shifted your ideas of how the world and universe operates, either. But this applies, equally, to matters of trying to sell new technology. For example, we are, in Britain, we're trying to do a digital switchover of the whole population into digital technology [for television]. And it's one of the difficult things is that when people have preconceptions of how it all works, it's quite difficult to shift those. So we're not empty vessels; the mental models that we have as children persist into adulthood. Poor teaching actually does more harm than good. In this country and in Britain, magnetism is understood better by children before they've been to school than afterwards, OK? Same for gravity, two concepts, so it's -- which is quite humbling, as a, you know, if you're a teacher, and you look before and after, that's quite worrying. They do worse in tests afterwards, after the teaching. And we collude. We design tests, or at least in Britain, so that people pass them. Right? And governments do very well. They pat themselves on the back. OK? We collude, and actually if you -- if someone had designed a test for me when I was doing my biology exams, to really understand, to see whether I'd understood more than just kind of putting starch and iodine together and seeing it go blue, and really understood that plants took their mass out of the air, then I might have done better at science. So the most important thing is to get people to articulate their models.
Entonces, los niños no son recipientes vacíos, ¿cierto? Entonces, como diría Monty Python, esto es bastante evidente para decirlo, pero los niños no son recipientes vacíos. Ellos tienen sus propias ideas y sus propias teorías, y a menos que trabajen con ellas, no podrán cambiarlas, ¿cierto? Y yo probablemente no haya cambiado sus ideas de cómo opera el mundo y el universo, tampoco. Pero esto aplica, de igual modo, a asuntos sobre cómo vender la nueva tecnología. Por ejemplo, estamos -- en Gran Bretaña, estamos intentando hacer un cambio digital de toda la población hacia la tecnología digital para la televisión. Y una de las cosas difíciles, es que cuando las personas tienen una idea preconcebida de como funciona todo, es bastante difícil de cambiarla. Entonces, no somos recipientes vacíos, los modelos mentales que tenemos como niños perduran hacia la edad adulta. La mala enseñanza en realidad hace más daño que bien. En este país, y en Gran Bretaña, el magnetismo es entendido mejor por los niños antes de que hayan estado en la escuela que después, ¿correcto? Lo mismo con la gravedad, dos conceptos, entonces es bastante humillante, para los maestros, si miran antes y después, es bastante preocupante. Les va peor en los exámenes después de la enseñanza. Y nos confabulamos, diseñamos exámenes, o por lo menos en Gran Bretaña, para que las personas los aprueben, ¿Correcto? Y los gobiernos lo hacen muy bien. Ellos se palmean las espaldas. ¿Correcto? Nos confabulamos, y en realidad si -- si alguien hubiera diseñado un examen para mí cuando yo estaba rindiendo los exámenes de biología, para que realmente entendiera -- para ver si había entendido más que a simplemente juntar yodo y almidón, y verlos ponerse azul, y realmente hubiera entendido que las plantas toman su masa del aire, entonces me podría haber ido mejor en ciencia. Entonces lo más importante de todo esto es hacer que las personas articulen sus modelos.
Your homework is -- you know, how does an aircraft's wing create lift? An obvious question, and you'll have an answer now in your heads. And the second question to that then is, ensure you've explained how it is that planes can fly upside down. Ah ha, right. Second question is, why is the sea blue? All right? And you've all got an idea in your head of the answer. So, why is it blue on cloudy days? Ah, see. (Laughter) I've always wanted to say that in this country. (Laughter) Finally, my plea to you is to allow yourselves, and your children, and anyone you know, to kind of fiddle with stuff, because it's by fiddling with things that you, you know, you complement your other learning. It's not a replacement, it's just part of learning that's important. Thank you very much. Now -- oh, oh yeah, go on then, go on. (Applause)
Su tarea es -- a ver, ¿Cómo hace el ala de una aeronave para elevarla? Una pregunta obvia, y tendrán una respuesta ahora en sus mentes, y la segunda pregunta a eso entonces es, asegúrense de haber explicado cómo es que los aviones pueden volar al revés. Ajá, correcto. La segunda pregunta es, ¿por qué el mar es azul? ¿Correcto? Y todos ustedes tienen una idea de la respuesta en sus mentes. Entonces, ¿Por qué es azul los días nublados? Ah, entienden. (Risas) Siempre he querido decir eso en este país. (Risas) Por último, mi súplica hacia ustedes es que se permitan, y permitan a sus niños, y a cualquiera que conozcan, jugar con las cosas, porque es a través del juego con las cosas que ustedes complementan el otro aprendizaje. No es un reemplazo, es una parte del aprendizaje que es importante. Muchas gracias. Ahora, oh, oh si, continúen entonces, continúen. (Aplausos)