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.
Cercherò di spiegarvi perché succede che non capiamo tutto quello che pensiamo di capire. Vorrei iniziare con quattro domande. Questo non è una specie di incontro culturale dall'anno. Scherzavo, naturalmente. Ma queste quattro domande, di fatto, sono quelle che anche la gente che s'intende parecchio di scienza trova abbastanza difficili. E sono domande che ho rivolto a dei produttori di programmi televisivi scientifici, agli alunni di professori di scienze quindi ai professori, ed anche a bambini di sette anni, e ho visto che i bambini di sette anni rispondono marginalmente meglio degli altri, che è abbastanza 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)
Quindi la prima domanda, che potete anche scrivere ugualmente su un pezzo di carta, fisicamente, o su un pezzo di carta virtuale nella vostra testa, e, per la gente a casa, potete anche voi provarlo. Un piccolo seme pesa quasi niente ed un albero pesa parecchio, giusto? Credo che siamo d'accordo su questo. Da dove l'albero prende la roba per creare questo sgabello, giusto? Da dove viene questo materiale? (Batte)
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?
E la prossima domanda è, potete accendere un piccola lampadina con una batteria, una lampadina e un pezzo di cavo? E sareste capaci di -- non dovete disegnare, ma sareste capaci di disegnare il diagramma se doveste farlo, o direste solo, questo non è possibile?
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 terza domanda è: perché fa più caldo d'estate che in inverno? Credo che possiamo essere d'accordo che fa più caldo d'estate che in inverno, ma perché? Ed infine, sareste capaci di -- e potete scarabocchiarlo se volete -- scarabocchiare un diagramma del sistema solare, facendo vedere la forma dell'orbita dei pianeti? Sareste capaci di farlo? E se potete, scarabocchiate appena uno schema.
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.
Ok, ora i bambini predono le idee da... non dalle maestre, come le maestre spesso pensano, ma piuttosto dal raziocinio, dall'esperienza e dal mondo intorno a loro, da tutto quello che succede tra loro ed i loro amici, e i loro tutori, e i loro genitori, e tutta la loro esperienza. E uno dei grandi esperti in questa materia, era, dio lo benedica, Il cardinale Wolsey. Fai molta attenzione a quello che metti nella testa della gente perché è praticamente impossibile da spostare dopo, giusto? (Risate) Non sono sicuro di come è morto, tra l'altro. È stato decapitato alla fine o impiccato? (Risate) Quelle domande, che certamente avete indovinato, e non avete copiato, e così via, Ed io -- sapete, normalmente, selezionerei della gente da umiliare, ma forse non in questa occasione.
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.
Un piccolo seme pesa molto, e fondamentalmente, tutta questa cosa, 99 percento di questa cosa, viene dall'aria. Ora, vi garantisco che circa l'85% di voi, o forse meno qui a TED, ha detto che viene dal suolo, ed alcuni, probabilmente due di voi, verranno a discutere con me dopo, e a dire che di fatto viene dalla terra. Se fosse vero avremmo camion che girano per il paese, riempiendo i giardini della gente di concime, sarebbe un business fantastico. Ma di fatto, non lo facciamo. La massa di questo sgabello viene dall'aria. Ora, ho superato tutti i miei esami di biologia, nel Regno Unito. Li ho superati molto bene, ma sono uscito dalla scuola pensando che quella cosa venisse dalla terra.
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.
Seconda, Potete accendere un piccola lampadina con una batteria, una lampadina e un pezzo di cavo? Si, si può, e ve lo dimostrerò tra un secondo. Ho una notizia parecchio spiacevole, cioè che ho un video che vi stavo per presentare, che sfortunatamente -- il suono non funziona in questa stanza, quindi, vi descriverò, in autentico stile Monty Python, cosa succede nel video. E nel video, un gruppo di ricercatori va al MIT nel giorno delle lauree. Abbiamo scelto MIT perché, ovviamente, è molto lontano da qua e non vi scoccerà molto, ma funziona nello stesso modo nel Regno Unito e nella costa ovest dell'America, e gli abbiamo chiesto queste domande, e abbiamo chiesto quelle domande ai laureati in scienze, e non hanno saputo rispondere. E quindi, c'è un sacco di gente che dice, "Sarei veramente sorpreso se tu mi avessi detto che questo è venuto dall'aria. Questo è sorprendente per me." E quelli sono laureati in scienze. e terminiamo, per tagliare corto, con "Siamo la migliore università di scienze nel mondo." Perché agli inglesi piace essere insolenti. (Risate) E quando abbiamo chiesto a degli ingegneri quella domanda, hanno detto che non si può fare. E quando gli abbiamo dato una batteria, un pezzo di cavo ed una lampadina, e gli abbiamo detto "Puoi farlo?" Non l'hanno saputo fare, giusto? E non c'è nessuna differenza con l'Imperial College di Londra, ad ogni modo, e non è una specie di cosa antiamericana che vi mostro.
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.
La cosa importante e che paghiamo parecchio denaro per insegnare alla gente, avremmo potuto anche farlo bene. E ci sono anche delle ragioni sociali perché vogliamo che la gente capisca quello che sta succedendo nella fotosintesi. Per esempio, metà dell'equazione dell'anidride carbonica è quanto emettiamo, e l'altra metà dell'equazione dell'anidride carbonica, come ben so, come amministratore di Kew, è quanto le cose assorbono, ed assorbono diossido di carbonio. Questo è quello che le piante di fatto fanno per vivere. e, per tutti i Finlandesi presenti, questo è un gioco di parole finlandese, siamo, sia letteralmente che metaforicamente, pattinando sul ghiaccio sottile se non comprendiamo questo tipo di cose. Ecco come si collega la batteria alla lampadina. E così facile, vero? Certo, tutti lo sapevate. Ma se non avete giocato con una batteria ed una lampadina, se solo avete visto un circuito disegnato, potreste non essere capaci di farlo, e questo è uno dei problemi.
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.
Perché è più caldo in estate che in inverno? Impariamo, da bambini, che andando vicino a qualcosa che è caldo, ti bruci. È un insegnamento molto efficace, e accade abbastanza presto. Per estensione, pensiamo che se è più caldo in estate che in inverno dev'essere perché siamo più vicini al Sole. Vi prometto che la maggior parte di voi ha pensato questo. State scuotendo la testa, ma pochi di voi stanno scuotendo la testa convinti, gli altri lo stanno facendo più o meno così, tutto bene. È più caldo d'estate che in inverno perché i raggi dal sole, si spargono maggiormente, giusto, grazie all'inclinazione della Terra. e se pensate che l'inclinazione ci rende più vicini, no, non è così Il sole è lontano 93 milioni di miglia, e noi pendiamo in questo modo, giusto? non fa differenza, infatti, nell'emisfero nord siamo più lontani dal Sole in estate, questo succede, ma la differenza non influisce.
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.
Ok, ora, lo scarabocchio del diagramma del sistema solare Se credete, come molti di voi probabilmente, che fa più caldo d'estate perché siamo più vicini al sole, avrete disegnato un'ellisse. Giusto? Questo lo spiegherebbe, giusto? Eccetto, nella vostra -- state annuendo -- ora, nella vostra ellisse, avete pensato, "Cosa succede durante la notte?" Tra l'Australia e qua, loro hanno l'estate e noi abbiamo l'inverno, e cosa -- la Terra corre incontro al sole di notte, e dopo torna indietro di corsa? Dico, c'è qualcosa di veramente strano in corso, e abbiamo questi due modelli nella nostra testa, che cosa è giusto e che cosa non lo è, e lo facciamo, come esseri umani, in tutti i campi.
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.
Quindi, ecco come è la visione di Copernico del sistema solare messa su un piano, questo è più o meno quello che dovreste avere nel vostro pezzo di carta, giusto? E questa è la visione nella NASA, sono incredibilmente simili. Spero abbiate notato la coincidenza qui. Cosa fareste se sapeste che la gente ha questo fraintendimento, giusto, nella loro testa, di orbite ellittiche causate dalla nostra esperienza infantile? Che tipo di diagramma mostrereste loro del sistema solare, per dimostrare loro che non è esattamente così? Mostrereste loro qualcosa del genere, no? È una pianta, vista dall'alto. Ma, no, guardate cosa ho trovato nei libri di testo, questo è quello che spiegate alla gente, giusto? Questi sono presi da libri di testo, da siti internet, siti internet educativi, e quasi tutto quello che trovi è così. E la ragione è che è noioso da morire avere un mucchio di cerchi concentrici, mentre è molto più interessante guardare qualcosa con quell'angolazione, no? Giusto? E facendolo con quell'angolazione, si ha questo fraintendimento nella testa, quindi quella rappresentazione bidimensionale della cosa tridimensionale sarà delle ellissi. Ecco qua -- è brutto, non è vero? Come abbiamo detto? Quindi, con questi modelli mentali, cerchiamo degli indizi che rafforzino i nostri modelli. Lo facciamo, certamente, in materia di gare, politica ed ogni altra cosa, e lo facciamo anche nella scienza. Quindi cerchiamo solo, e gli scienziati lo fanno, costantemente, -- cerchiamo degli indizi che rafforzino i nostri modelli, e certe persone sono solo troppo capaci e volenterosi di fornire gli indizi che rafforzino i modelli.
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.
Quindi, essendo negli Stati Uniti, me la prenderò con gli europei. Questi sono esempi di ciò che io direi costituisce la cattiva pratica nella scienza, delle specie di centri di insegnamento. Queste foto vengono da La Villette in Francia, e dall'ala di benvenuto del museo delle scienze di Londra. e, se fate caso a come queste cose sono state costruite, c'è molta mediazione dal vetro, ed è tutto blu e professionale, nel senso che, sapete, Woody Allen viene fuori da sotto le lenzuola, in quella scena da "Io e Annie" e dice: "Dio mio, è così professionale" e tu non -- non c'è passione in questo, non puoi toccarlo, giusto? e, sapete, il gioco di parole è voluto. Ed invece la giusta interpretazione, userò un esempio da qui vicino, è l'Exploratorium di San Francisco, dove tutte le cose -- le dimostrazioni, e via dicendo, sono fatte da materiali che usiamo tutti i giorni così che i bambini possano capire, ed è tutto toccabile e ci possono interagire e sperimentare. E so che se i laureati al MIT e dell'Imperial College di Londra avessero avuto una batteria e un cavo, e un pezzo di materiale, sarebbero stati capaci di farlo. avrebbero imparato come di fatto funziona, piuttosto che pensare di seguire i diagrammi circuitali e di non esserne capaci. Quindi una buona spiegazione ha più a che fare con le cose che sono rattoppate e imbottite, cose del mio mondo, giusto? E cose dove non c'è un altra barriera come un pezzo di vetro o titanio lavorato a macchina, e tutto sembra fantastico, giusto? E l'Exploratorium fa questo molto molto bene, ed è amatoriale, ma amatoriale nel senso migliore del termine, in altre parole, ricordando che la radice della parola è amore e passione.
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.
I bambini non sono vasi vuoti, chiaro? Quindi, nello stile dei Monty Python, questo ricorda la gag del "Lord Privy Seal", ma è per dire che i bambini non sono vasi vuoti. Vengono con le loro idee e le loro teorie, e a meno che tu non lavori con queste, non sarai mai capace di cambiarle, giusto? E probabilmente neanch'io ho cambiato le vostre idee su come il mondo e l'universo funzionano. Ma questo si applica ugualmente in materia di come si vende la tecnologia moderna. Per esempio, nel Regno Unito stiamo tentando di far passare al digitale tutta la popolazione, con la televisione digitale. E questa è una delle cose difficili, cioè quando si ha dei preconcetti su come funziona il tutto, è parecchio difficile cambiarli. Quindi non siamo vasi vuoti, i modelli mentali che abbiamo da bambini persistono in età adulta. Un insegnamento sbagliato fa più male che bene. In questo paese e nel Regno Unito, il magnetismo è capito meglio dai bambini prima che vadano a scuola che dopo, chiaro? Lo stesso per la gravità, due concetti, quindi è piuttosto umiliante, sapete, se siete un maestro, e guardate prima e dopo, questo è abbastanza preoccupante. Fanno peggio nei test successivi, dopo l'insegnamento. E noi siamo complici, progettiamo test, o almeno nel Regno Unito, perché la gente li possa passare, giusto? E i governi funzionano molto bene. Si danno pacche sulle spalle. Giusto, siamo complici, e infatti se voi-- se qualcuno avesse scritto un test per me quando facevo i miei esami di biologia, per vedere se avevo capito qualcosa di più che mettere amido e iodio insieme, e vedere che diventa blu, se avevo capito davvero che le piante prendono la loro massa dall'aria, allora sarei andato meglio in scienze. Quindi la cosa più importante è avere gente che spieghi bene i propri modelli.
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)
Il vostro compito per casa è: come fanno le ali di un aereo a creare la portanza? Una domanda ovvia, e avrete una risposta ora nelle vostre teste, e la seconda domanda su questo allora è: assicuratevi di spiegare come possono gli aerei volare rovesciati. Ah ah, giusto. La seconda domanda è: perché il mare è blu? Ed avrete un'idea della risposta nella vostra testa. Quindi, perché è blu nei giorni nuvolosi? Ah, vedete. (Risate) Ho sempre voluto dirlo in questo paese. (Risate) Infine, quello che vi chiedo è di dare modo a voi e ai vostri bambini, e a tutti quelli che conoscete, di baloccarsi un po' con le cose, perché è giocando con le cose che completate il vostro sapere. Non è un rimpiazzo, è solo una parte importante dell'apprendimento. Grazie tante. Ora, oh, oh... ma sì, continuate pure! (Applausi)