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.
Saya akan mencoba menjelaskan mengapa mungkin kita tidak mengerti sebanyak yang kita kira. Saya akan mulai dengan empat pertanyaan. Ini bukan tentang kebiasaan pada saat-saat tertentu saja. Itu tadi sekadar lelucon internal. Keempat pertanyaan ini sebenarnya pertanyaan sulit bahkan bagi mereka yang tahu banyak tentang ilmu pengetahuan. Pertanyaan ini telah saya tanyakan kepada produser siaran televisi, penonton, pengajar ilmu pengetahuan-- guru-guru ilmu pengetahuan -- dan juga anak berusia 7 tahun, dan ternyata anak 7 tahun menjawab sedikit lebih baik daripada yang lainnya, cukup mengherankan.
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)
Jadi pertanyaan pertama, Anda mungkin ingin menulisnya baik pada secarik kertas, atau pada kertas bayangan di kepala Anda, dan bagi penonton di rumah, Anda juga bisa mencobanya. Benih kecil hampir tidak memiliki berat dan pohon sangat berat, bukan? Saya rasa kita sependapat. Dari mana pohon mendapatkan bahan untuk membuat kursi ini? Dari mana semua bahan ini berasal? (Ketukan)
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?
Pertanyaan berikutnya adalah, bisakah Anda menyalakan senter dengan baterai, lampu, dan seutas kabel? Bisakah Anda menggambarnya -- Anda tidak perlu menggambar benar-benar, namun bisakah Anda menggambarnya jika Anda harus melakukannya, atau katakan saja, mungkin tidak?
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.
Pertanyaan ketiga adalah mengapa musim panas lebih panas daripada musim dingin? Saya rasa semua sependapat bahwa musim panas itu lebih panas, namun mengapa? Dan terakhir, bisakah Anda -- dan Anda boleh mencorat-coret jika mau -- menggambar diagram tata surya yang menunjukkan bentuk dari orbit planet-planet? Bisakah Anda melakukannya? Jika Anda bisa, cukup gambar polanya.
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.
Anak-anak mendapat ide dari -- bukan guru mereka, seperti yang dipikirkan para guru, namun dari logika, dari pengalaman tentang dunia di sekelilingnya, dari semua hal yang terjadi antara mereka dan teman-temannya, pengasuhnya, orang tuanya, dan yang lain, pengalaman. Salah satu ahli terbesar dalam bidang ini, tentu saja, Kardinal Wolsey. Hati-hati tentang apa yang ada di benak Anda tentang dia karena tidak mungkin hal itu akan berubah, bukan? (Tawa) Saya tidak yakin bagaimana dia meninggal. Apa karena dihukum pancung, atau digantung? (Tawa) Kini, pertanyaan itu, tentu saja Anda paham, Anda belum berdiskusi dan sejenisnya, dan -- biasanya saya akan menunjuk satu orang dan mempermalukannya, namun mungkin tidak kali ini.
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.
Benih yang kecil sangat berat, dan benda ini 99 persen benda ini, berasal dari udara. Saya jamin sekitar 85 persen dari Anda, mungkin lebih sedikit karena ini TED akan menjawab benda ini berasal dari tanah, dan beberapa orang mungkin dua orang akan datang dan berdebat dengan saya setelah ini dan mengatakan benda ini dibuat dari tanah. Kini, jika itu benar, akan ada truk yang mengelilingi negara ini mengisi taman orang-orang dengan tanah, menjadi bisnis yang luar biasa. Namun tidak ada yang melakukannya. Benda ini berasal dari udara. Kini, saya lulus semua ujian biologi di Inggris, saya lulus dengan cukup baik namun saat lulus dari sekolah saya masih berpikir benda ini dibuat dari tanah.
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.
Yang kedua, bisakah Anda menyalakan senter dengan baterai, lampu, dan seutas kabel? Bisa dan saya akan menunjukkan caranya sebentar lagi. Kini saya memiliki kabar buruk karena ada video yang ingin saya tunjukkan yang sayangnya -- suaranya tidak keluar di sini, jadi saya akan menggambarkannya, seperti grup pelawak Monty Phyton, apa yang terjadi di video ini. Dalam video ini, sekelompok peneliti pergi ke MIT pada hari wisuda. Kami memilih MIT karena, sudah pasti itu jauh dari sini dan Anda tidak akan terlalu memikirkan hasilnya, namun hasilnya akan sama saja di Inggris dan di Pantai Barat Amerika Serikat, dan kami menanyakan pertanyaan itu, kami bertanya pada lulusan fakultas ilmu pasti, dan mereka tidak bisa menjawab. Lalu ada banyak orang mengatakan, "Jangan katakan kalau benda ini dibuat dari udara. Itu akan sangat mengejutkan bagi saya." Dan mereka lulusan fakultas ilmu pasti. Diselingi dengan, "Ini adalah universitas terkemuka di dunia." sombong seperti orang Inggris. (Tawa) Saat kami menanyakannya kepada lulusan fakultas teknik, mereka mengatakan itu tidak mungkin. Lalu kami memberi mereka baterai, seutas kabel, dan lampu, dan berkata, "Bisakah Anda melakukannya?" Mereka tidak bisa. Benar? Omong-omong, itu sama saja dengan Imperial College di London. Ini bukan tentang kampanye anti-Amerika.
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.
Kini, alasan mengapa hal ini penting adalah kita membayar banyak uang untuk mengajari orang-orang ini, agar mereka dapat menjawab dengan benar. Lalu ada juga alasan sosial mengapa kita ingin orang memahami apa yang terjadi dalam reaksi fotosintesis. Sebagai contoh, setengah dari persamaan karbon adalah yang kita keluarkan, dan setengah lainnya seperti yang saya pahami sebagai perwakilan Kew, adalah berapa banyak yang terhisap, dan tumbuhan menghisap karbon dioksida dari atmosfer. Itulah yang dilakukan tanaman untuk dapat hidup. Jika ada orang Finlandia di sini, ada ungkapan dalam Bahasa Finlandia, kita sedang, secara harfiah maupun kiasan, berski di es yang tipis jika kita tidak memahami hal seperti ini Lalu, beginilah cara memasang baterai dan lampunya. Sangat mudah bukan? Tentu saja. Anda semua tahu itu. Namun jika Anda tidak pernah bermain dengan baterai dan lampu, jika Anda hanya pernah melihat diagram sirkuit, Anda mungkin tidak akan bisa melakukannya, dan itulah masalahnya.
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.
Lalu mengapa musim panas lebih panas daripada musim dingin? Saat anak-anak, kita belajar bahwa jika Anda dekat dengan benda panas, benda itu akan membakar Anda. Itu pelajaran yang manjur dan Anda belajar itu cukup awal. Selanjutnya kita berpikir, "Mengapa musim panas lebih panas daripada musim dingin pastilah karena kita lebih dekat dengan matahari." Saya yakin kebanyakan dari Anda akan menjawab seperti itu. Oh, semua menggelengkan kepala, namun hanya sedikit yang dengan tegas menggelengkan kepala yang lain, kira-kira seperti ini. Baiklah. Musim panas lebih panas daripada musim dingin karena sinar matahari lebih menyebar, karena kemiringan Bumi. Jika Anda berpikir kemiringan itu menjadikan kita lebih dekat dengan matahari, itu salah. Matahari jaraknya 93 juta mil, dan Bumi miring seperti ini, bukan? Tidak ada bedanya, sebenarnya, di belahan Bumi Utara, kita lebih jauh dari matahari di musim panas, itulah yang terjadi, namun tidak ada bedanya.
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.
Sekarang gambar diagram dari tata surya. Jika Anda yakin, seperti mungkin kebanyakan dari Anda bahwa musim panas lebih panas karena kita lebih dekat dengan matahari, Anda pasti menggambar sebuah elips. Benar? Itu akan menjelaskan hal ini. Kecuali, dalam gambar -- Anda mengangguk -- gambar elips itu pernahkah Anda berpikir, "Lalu bagaimana dengan malam hari?" Antara Australia dan tempat ini, jika di Australia musim panas kita mengalami musim dingin, dan apa -- mengapa Bumi seperti tergesa-gesa menuju matahari di malam hari dan kemudian kembali lagi? Maksud saya, ini sangat aneh dan kedua hal itu ada dalam kepala kita, apa yang benar dan tidak benar, dan kita sebagai manusia melakukannya dalam segala bidang.
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.
Lalu inilah pandangan Copernicus akan kerangka tata surya yang kira-kira sama dengan yang ada di kertas Anda, bukan? Inilah gambaran NASA. Benar-benar serupa. Saya harap Anda menyadari ada kebetulan di sini. Apa yang akan Anda lakukan jika Anda tahu bahwa orang-orang telah salah paham dalam kepala mereka, tentang orbit elips ini karena pengalaman kita sebagai anak-anak? Diagram tata surya seperti apa yang akan Anda tunjukkan untuk menunjukkan bahwa tata surya tidak seperti itu? Anda akan menunjukkan sesuatu seperti ini, bukan? Sebuah kerangka, dilihat dari atas. Namun tidak, lihat apa yang saya temukan dalam buku teks, itulah yang ditunjukkan kepada orang-orang bukan? Ini ada di buku teks, di situs internet, situs pendidikan, dan hampir semua tempat yang Anda cari. Alasannya adalah benar-benar sangat membosankan untuk melihat kumpulan lingkaran konsentris di mana jauh lebih menarik, untuk melihat sesuatu dari situ, benar? Dan dengan melihatnya dari sini jika ada kesalahpahaman dalam kepala Anda, maka gambaran dua dimensi dari benda tiga dimensi akan berbentuk elips. Jadi -- ini omong kosong seperti yang kita katakan? Jadi, dengan model mental seperti itu, kita mencari bukti yang memperkuat model kita. Kita sudah pasti melakukan itu dalam hal ras, politik, dan lainnya, dan juga pengetahuan. Mari kita lihat -- lihat saja -- dan ilmuwan melakukannya, secara konstan -- kita mencari bukti yang memperkuat model kita, dan beberapa orang terlalu sanggup dan mau menyediakan bukti yang memperkuat model itu.
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.
Jadi karena di Amerika Serikat, saya harus menggali pada bangsa Eropa. Ini contoh dari apa yang saya sebut praktik keilmuan yang buruk, semacam pusat belajar. Gambar ini adalah La Vilette di Perancis dan Welcome Wing dari Museum Ilmu Pengetahuan London. Jika Anda melihat cara mereka menyusun barang-barang di sana, mereka banyak menggunakan perantara kaca, begitu biru, dan tampak profesional sedikit banyak, jika Woody Allen datang dari bawah selimut, seperti pada cuplikan Annie Hall, dan berkata, "Ya Tuhan, sungguh profesional," dan Anda tidak -- tidak memiliki gairah, dan tidak praktis, dan ungkapan itu ada maksudnya. Dengan penafsiran yang baik. Saya akan mengambil contoh di Ekploratorium San Francisco di dekat sini di mana semua hal -- demonstrasi dan sebagainya dibuat dari benda sehari-hari yang dapat dipahami anak-anak, sangat praktis dan anak-anak dapat terlibat dan bermain. Saya tahu bahwa jika lulusan MIT dan Imperial College di London memiliki baterai dan kabel dan beberapa benda lain, mereka bisa membuatnya. Mereka harus mempelajari cara kerjanya bukannya berpikir untuk mengikuti diagram sirkuit dan gagal. Jadi interpretasi yang baik lebih merupakan hal-hal yang padat dan merusak, dari dunia kita, bukan? Masalahnya -- jika tidak ada penghalang dari kaca, atau titanium dengan mesin, semuanya terlihat luar biasa bukan? Eksploratorium melakukan hal itu dengan sangat baik, cukup amatir, namun amatir yang sangat baik, dengan kata lain, akar dari kata-kata itu adalah cinta dan gairah.
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.
Anak-anak bukanlah bejana kosong. Jadi, seperti yang dikatakan Monty Python diperlukan sedikit dari Lord Privy Seal untuk mengatakannya, bahwa anak-anak bukanlah bejana kosong. Mereka datang dengan ide dan teori mereka sendiri dan hanya dengan memahami hal itu, Anda akan dapat mengubah mereka, Dan mungkin saya belum mengubah pemikiran Anda tentang bagaimana cara kerja dunia dan alam semesta. Namun hal ini juga berlaku, pada hal-hal tentang bagaimana menjual teknologi baru. Sebagai contoh, kami di Inggris, mencoba menggantikan tombol televisi menjadi tombol digital untuk seluruh penduduk. Salah satu hal yang sulit adalah saat orang-orang memiliki pendapat sendiri tentang cara kerjanya, cukup sulit untuk mengubahnya. Jadi kita bukanlah bejana kosong, model mental yang kita miliki sewaktu anak-anak tetap ada hingga dewasa. Cara mengajar yang buruk sebenarnya lebih banyak bahayanya. Di negara ini dan di Inggris, daya magnet lebih dipahami oleh anak-anak sebelum mereka masuk sekolah. Hal yang sama dengan gravitasi, dua konsep -- jadi ini cukup merendahkan, sebagai -- jika Anda menjadi guru, dan melihat anak-anak ini ini cukup mengkhawatirkan. Mereka lebih buruk pada ujian setelah diajari. Kita bersekongkol, merancang ujian setidaknya di Inggris, sehingga orang-orang akan lulus. Benar? Pemerintah sangat berhasil. Mereka menepuk punggung sendiri. Baik? Kita bersekongkol dan jika -- jika seseorang telah merancang ujian untuk saya saat saya ujian biologi untuk benar-benar memahami -- untuk melihat apakah saya paham lebih dari sekadar mencampur kanji dan yodium dan melihatnya menjadi biru dan benar-benar paham bahwa tumbuhan mendapat massanya dari udara mungkin saya akan lebih baik dalam hal pengetahuan. Sehingga hal yang paling penting adalah membuat orang-orang memperdebatkan model mereka.
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)
PR Anda adalah -- bagaimana sayap pesawat bisa menerbangkan pesawat? Pertanyaan yang jelas, dan Anda memiliki jawabannya di kepala Anda dan pertanyaan kedua adalah, pastikan Anda telah menjelaskan bagaimana pesawat dapat terbang terbalik. Ah ha, iya. Pertanyaan kedua adalah, mengapa laut berwarna biru? Anda memiliki gambaran akan jawabannya juga di kepala Anda. Lalu mengapa laut tetap biru saat langit berawan? (Tawa) Saya selalu ingin mengatakan itu di negara ini. (Tawa) Akhirnya, saya berharap agar Anda membiarkan diri sendiri dan anak-anak Anda dan siapapun yang Anda kenal untuk bermain dengan berbagai benda karena dengan bermain itulah Anda akan, Anda melengkapi cara belajar Anda, bukan menggantikannya, hanya bagian yang penting dari cara belajar. Terima kasih banyak. Kini, oh iya, ayo, teruskan. (Tepuk tangan)