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.
Voi încerca să explic de ce câteodată nu înţelegem atât de mult pe cât credem. Aș vrea să încep cu patru întrebări. Nu este ceva cultural legat de perioada din an. Apropo, asta e o glumă. Dar, de fapt, aceste patru întrebări sunt unele pe care chiar și oamenii cu multe cunoştințe le găsesc dificile. Iar acestea sunt întrebări pe care le-am pus producătorilor de televiziune ştiinţifică, oamenilor de ştiinţă -- asta înseamnă profesorilor -- şi, de asemenea, unor copii de şapte ani, şi am aflat că cei de şapte ani răspund un pic mai bine decât ceilalţi, ceea ce este cumva surprinzător.
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)
Astfel, prima întrebare, şi poate vreţi să notaţi, fie pe o bucată de hârtie, fizic, sau pe o bucată de hârtie virtuală în cap, şi, pentru spectatorii de acasă, puteţi încerca şi voi asta. O mică sămânţă cântăreşte aproape nimic, iar un copac cântăreşte mult, nu-i aşa? Cred că suntem de acord. De unde ia copacul materia care compune acest scaun? De unde vine toată materia asta? (Ciocăneşte)
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?
Iar următoarea întrebare este, poţi aprinde un bec folosind o baterie, un bec şi o bucată de sârmă? Şi ai putea, cumva, să desenezi -- nu trebuie neapărat să desenezi o diagramă, dar ai fi în stare să desenezi o diagramă dacă ar trebui, sau ai spune că aşa ceva nu este posibil?
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.
A treia întrebare este de ce este mai cald vara decât iarna? Cred că probabil putem fi de acord că este mai cald vara decât iarna, dar de ce? Şi, în cele din urmă, ai putea -- şi ai putea, cumva, schiţa, dacă doriţi -- schiţa un plan al sistemului solar, indicând forma orbitelor planetelor? Aţi fi în stare să faceţi aşa ceva? Şi dacă puteţi, schiţaţi doar un desen.
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.
Bine. Acum copiii sunt influenţaţi -- nu de profesori, cum deseori cred profesorii, ci mai degrabă de bunul simţ, de experienţa mediului din jurul lor, de toate lucrurile care se întâmplă între ei şi colegii lor, şi carierele lor, şi părinţii lor, şi toate astea, experienţa. Iar unul dintre marii experţi din acest domeniu, a fost, bineînţeles, Cardinalul Wosley. Ai grijă ce bagi în capul oamenilor pentru că apoi este practic imposibil să le schimbi părerea, corect? (Râsete) Nu sunt sigur cum a murit, de fapt. A fost decapitat, sau spânzurat? (Râsete) Acum, aceste întrebări, la care, bineînţeles, aţi răspuns corect, şi nu v-aţi consultat unii cu alţii, şi aşa mai departe, iar eu -- ştiţi, în mod normal, aş alege oameni, i-aş umili, dar poate nu acum.
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.
O mică sămânţă cântăreşte mult, şi, practic, toate această materie, 99% din această materie provine din aer. Acum, eu garantez că aproximativ 85% dintre voi, sau poate la TED e mai puţin, aţi spus că provine din pământ, iar unii, probabil doi dintre voi, vor veni să dezbată cu mine după aceea, şi vor spune că, de fapt, provine din pământ. Acum, dacă ar fi adevărat, am avea camioane în toată ţara, umplând grădinile oamenilor cu pământ, ar fi o afacere fantastică. Dar, în realitate, nu facem aşa ceva. Materia provine din aer. Acum, eu mi-am luat examenele de biologie, în Anglia, le-am luat chiar bine, dar tot am terminat şcoala crezând că materia provine din pământ.
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.
A doua, poţi aprinde un bec folosind o baterie, un bec şi o bucată de sârmă? Da, poţi, şi vă voi arăta imediat cum se face. Acum, am nişte veşti cam rele, că am avut un filmuleţ pe care vroiam să vi-l arăt, care din păcate -- sunetul nu merge în această încăpere, aşa că vă voi descrie, în stil curat Monty Python, ce se întâmplă în acest filmuleţ. Iar în filmuleţ, un grup de cercetători merg la MIT în ziua absolvirii. Am ales MIT deoarece, evident, este foarte departe de aici, și nu v-ar deranja prea mult, dar lucrurile funcționează la fel în Marea Britanie și pe Coasta de Vest a SUA, și le-am pus aceste întrebări unor absolvenţi de ştiinţe, iar aceştia nu au putut răspunde. Astfel, foarte multă lume spune, "Aş fi foarte surprins dacă mi-ai spune că provine din aer. Mi se pare foarte surprinzător." Iar aceştia sunt absolvenţi de ştiinţe. Dar am intervenit, "Noi suntem cea mai tare universitate de ştiinţe din lume", din cauza mândriei noastre. (Râsete) Iar când le-am pus acestă întrebare absolvenţilor de inginerie, au spus că nu se poate realiza. Iar când le-am dat o baterie şi o bucată de sârmă şi un bec, şi le-am spus, "Puteţi s-o faceţi?", ei nu au putut s-o facă. Corect? Iar acest lucru nu se întâmplă altfel la Colegiul Imperial, din Londra, nu este un fel de chestie anti-americană.
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.
De parcă... Acum, motivul important este că dacă tot plătim foarte mulţi bani pentru a învăţa oamenii, ar trebui să facem asta cum trebuie. Şi există şi câteva motive sociale pentru care am vrea ca oamenii să înţeleagă ce se petrece în fotosinteză. De exemplu, o jumătate din ecuaţia carbonului este emisă de noi, iar cealaltă jumătate a ecuaţiei, şi sunt conştient de asta, ca administrator al lui Kew, este cât dioxid de carbon absorb lucrurile din atmosferă. Asta fac plantele pentru a trăi. Şi, pentru orice finlandez din public, asta e o glumă finlandeză, ne scăldăm, atât literal, cât şi metaforic, în ape tulburi, dacă nu înţelegem astfel de lucruri. Acum, iată cum se rezolvă problema cu bateria şi becul. Este atât de simplu, nu-i aşa? Bineînţeles, cu toţii ştiaţi asta. Dar, dacă nu v-aţi jucat cu o baterie şi un bec, doar aţi văzut diagrama unui circuit, nu aţi putea face asta, iar asta este o problemă.
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.
Deci, de ce este mai cald vara decât iarna? Învăţăm, de copii, că dacă ne apropiem de un lucru fierbinte, ne ardem. Este un principiu foarte puternic, care se deprinde la vârste fragede. Astfel, ne gândim, "Trebuie să fie mai cald vara decât iarna pentru că ne apropiem de soare." Vă jur că majoritatea aşa au dedus. Oh, cu toţii daţi din cap, dar numai câţiva daţi din cap cu fermitate, alţii fac cam aşa. În ordine. Este mai cald vara decât iarna pentru că razele soarelui sunt mai multe, corect, din cauza înclinaţiei Pământului. Şi dacă vi se pare că înclinaţia ne aduce mai aproape, nu este aşa. Soarele se află la 93 de milioane de mile depărtare, şi noi suntem înclinaţi aşa, da? Nu are nicio importanţă, de fapt, în emisfera nordică suntem mai departe de soare în timpul verii, după cum se întâmplă, dar nu este nicio diferenţă.
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.
Bine, acum, schema diagramei sistemului solar. Dacă consideraţi, cum mulţi dintre voi o faceţi, că este mai cald vara decât iarna deoarece suntem mai aproape de Soare, înseamnă că aţi desenat o elipsă. Corect? Asta ar fi explicaţia, nu? Exceptând faptul că în -- aprobaţi -- în elipsa voastră v-aţi gândit, "Ce se întâmplă noaptea?" Între Australia şi aici, nu, ei au vară, iar noi avem iarnă, şi ce -- Pământul se grăbeşte către Soare noaptea, şi apoi se grăbeşte înapoi? Vreau să spun, se petrece ceva ciudat, şi avem în cap aceste două modele, despre ce e corect şi ce este greşit, şi facem asta, ca fiinţe umane, în tot felul de domenii.
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.
Iată viziunea lui Copernicus despre cum arată sistemul solar în plan, este cam ceea ce ar trebui să aveţi pe foile voastre. Corect? Iar asta este viziunea NASA. Sunt uimitor de similare. Sper că aţi observat coincidenţa. Ce aţi face dacă aţi şti că oamenii au această viziune greşită, da, în mintea lor, despre orbitele eliptice determinate de experienţele din copilărie? Ce tip de diagramă a sistemului solar le-aţi arăta, pentru a le demonstra că nu e chiar aşa? Le-aţi arăta ceva de genul ăsta, nu-i aşa? Este un plan, văzut de sus. Dar, nu, iată ce am găsit în manuale, asta li se arată oamenilor, nu? Asta este din manuale, de pe site-uri web, site-uri educaţionale, şi aproape oriunde aţi căuta găsiţi aşa ceva. Iar motivul pentru care se intâmplă asta este că e foarte plictisitor să ai o mulţime de cercuri concentrice, dar este mult mai interesant să te uiţi la ceva dintr-un unghi, nu-i aşa? Corect? Şi desenându-l sub un unghi, dacă aveţi concepţia aceea greşită în cap, atunci reprezentarea bi-dimensională a unui lucru tri-dimensional ar fi o elipsă. Deci aţi -- e o porcărie, aşa-i? Astfel, având aceste modele mentale, căutăm dovezi care să ne întărescă modelele. Facem acest lucru, bineînţeles, în chestiuni rasiale, politice, şi de orice fel, şi o facem şi în ştiinţă. Astfel căutăm -- doar căutăm -- iar oamenii de ştiinţă fac asta constant -- căutăm dovezi care să ne întărească modelele, şi sunt oameni care sunt capabili şi doritori să asigure dovezi care să întărească modelele.
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.
Astfel, fiind în Statele Unite, voi avea un pod spre Europa. Acestea sunt exemple despre care aș spune că sunt practici proaste în știință, în centrele educaționale. Aceste imagini sunt din La Villette în Franța și Welcome Wing la Muzeul de Științe din Londra. Și dacă vă uitați la modalitatea de construcție a acestor lucruri se folosește foarte multă sticlă, foarte albastră, și foarte mult profesionalism în modul în care apare Woody Allen de sub cearșafuri, în scena de la Annie Hall, și spune ”Doamne, ce profesionalism” -- nu este pasiune, nu este implicare, corect, nu are semnificații. În timp ce o bună interpretare, voi folosi un exemplu apropiat, Exploratorium din San Francisco, unde toate lucrurile care -- demonstrațiile, și așa mai departe, sunt făcute din obiecte uzuale pe care copiii le pot înțelege, este foarte accesibil, pot interacționa, și pot experimenta cu ele. Și știu că dacă absolvenții de la MIT și de la Colegiul Imperial din Londra ar fi avut bateria și firul, și ar fi fost în stare să realizeze circuitul, ar fi învățat mai degrabă cum funcționează de fapt, decât să se gândească să urmărească diagrama unui circuit și să nu-l poată face. Astfel, o bună interpretare se referă mai degrabă la lucrurile îngrămădite în viața mea, nu? Și lucruri care -- unde nu este încă o barieră dintr-o bucată de sticlă, sau titaniu prelucrat care arată fantastic, bine? Iar Exploratoriul realizează foarte, foarte bine asta, și este amatoristic, dar amatoristic în sensul cel mai bun, cu alte cuvinte, originile cuvântului fiind iubirea și pasiunea.
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.
Deci, copiii nu sunt vase goale, bine? Deci, aşa cum ar spune Monty Python, asta e un pic de Lord Privy Seal ca să zic aşa, dar asta înseamnă -- copiii nu sunt vase goale. Ei vin cu propriile idei și propriile teorii, şi dacă nu lucrezi cu ele, ei nu vor putea să le schimbe, corect? Şi probabil că nici eu nu v-am schimbat ideile despre cum funcţionează lumea şi universul. Dar asta se aplică, în mod egal, atunci când vinzi tehnologii noi. De exemplu, suntem -- în Marea Britanie, încercăm să facem o mutare digitală a întregii populaţii la tehnologie digitală pentru televiziune. Şi e unul din cele mai dificile lucruri, e că atunci când oamenii au prejudecăţi despre cum funcţionează totul, e destul de dificil să le schimbi. Deci nu suntem vase goale, modelele mentale pe care le avem de copii persistă în viaţa adultă. Educaţia proastă face mai mult rău decât bine. În această ţară, şi în Marea Britanie, magnetismul e înţeles mai bine de copii înainte să meargă la şcoală decât după, ok? La fel pentru gravitaţie, două concepte, deci e -- ceea ce e destul de umilitor, ca -- ştiţi, dacă eşti profesor, şi te uiţi înainte şi după, asta e foarte îngrijorător. Au rezultate mai proaste după, după ce li se predă materia. Şi complotăm, proiectăm teste, sau cel puţin în Marea Britanie, astfel încât oamenii să le treacă. Corect? Şi guvernanţii o duc foarte bine. Se bat pe umăr. Ok? Complotăm, şi de fapt dacă -- dacă cineva ar fi proiectat un test pentru mine când îmi dădeam examenele la biologie, pentru a înţelege cu adevărat -- pentru a vedea dacă aş înţelege mai mult decât doar să combin amidon şi iod, şi să-l văd devenind albastru, şi să înţeleg cu adevărat că plantele îşi luau masa din aer, atunci poate aş fi avut rezultate mai bune la ştiinţe. Deci cel mai important lucru e să-i facem pe oameni să-şi clarifice modelele.
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)
Tema voastră e -- ştiţi, cum fac aripile avionului să înalţe avionul? O întrebare evidentă, şi veţi avea un răspuns acum în capul vostru, şi a doua întrebare este, asiguraţi-vă că aţi explicat cum se întâmplă că avioanele pot zbura cu susu-n jos. Ah, ha, corect. A doua întrebare e, de ce e marea albastră? Bine? Şi toţi aveţi o idee în capul vostru despre răspuns. Deci, de ce e albastră în zilele înnorate? Ah, vedeţi. (Râsete) Mereu am vrut să spun asta în ţara asta. (Râsete) În cele din urmă, rugămintea mea e să vă daţi voie, vouă şi copiilor voştri, şi oricui cunoaşteţi, să vă jucaţi cu chestii, pentru că jucându-vă cu lucruri puteţi, ştiţi, să vă completaţi cealaltă învăţare. Nu e o înlocuire, e doar o parte importantă a învăţării. Mulţumesc foarte mult. Acum, o da, bine, continuați. (Aplauze)