Now, people have a lot of misconceptions about science -- about how it works and what it is. A big one is that science is just a big old pile of facts. But that's not true -- that's not even the goal of science. Science is a process. It's a way of thinking. Gathering facts is just a piece of it, but it's not the goal. The ultimate goal of science is to understand objective reality the best way we know how, and that's based on evidence.
Er bestaan veel misverstanden over natuurwetenschap, over wat het is en hoe het werkt. Een daarvan is dat natuurwetenschap gewoon een grote berg feiten is. Maar dat klopt niet -- dat is niet eens het doel van wetenschap. Wetenschap is een proces, een bepaalde manier van denken. Feiten verzamelen hoort daarbij, maar het is niet het doel. Wat de wetenschap uiteindelijk wil, is de objectieve realiteit begrijpen op de best mogelijke manier, en dat is gebaseerd op feitenmateriaal.
The problem here is that people are flawed. We can be fooled -- we're really good at fooling ourselves. And so baked into this process is a way of minimizing our own bias. So sort of boiled down more than is probably useful, here's how this works. If you want to do some science, what you want to do is you want to observe something ... say, "The sky is blue. Hey, I wonder why?" You question it. The next thing you do is you come up with an idea that may explain it: a hypothesis. Well, you know what? Oceans are blue. Maybe the sky is reflecting the colors from the ocean. Great, but now you have to test it so you predict what that might mean. Your prediction would be, "Well, if the sky is reflecting the ocean color, it will be bluer on the coasts than it will be in the middle of the country." OK, that's fair enough, but you've got to test that prediction so you get on a plane, you leave Denver on a nice gray day, you fly to LA, you look up and the sky is gloriously blue. Hooray, your thesis is proven. But is it really? No. You've made one observation. You need to think about your hypothesis, think about how to test it and do more than just one. Maybe you could go to a different part of the country or a different part of the year and see what the weather's like then. Another good idea is to talk to other people. They have different ideas, different perspectives, and they can help you. This is what we call peer review. And in fact that will probably also save you a lot of money and a lot of time, flying coast-to-coast just to check the weather.
Het probleem is daarbij dat mensen niet volmaakt zijn. We kunnen misleid worden -- en ook onszelf voor de gek houden. Daarom wordt een onderzoekopzet gehanteerd die dat zoveel mogelijk voorkomt. Kort samengevat, waarschijnlijk onnodig kort, werkt het zo. Als je wetenschap wilt bedrijven en je neemt iets waar, zoals ... 'De hemel is blauw. Hoe zou dat komen?' Dat is je vraagstelling. Vervolgens bedenk je een mogelijke verklaring: je stelt een hypothese. 'Wel, de oceanen zijn blauw. En misschien reflecteert de hemel de kleur van de oceaan.' Heel goed, maar die moet je nu toetsen: je gaat voorspellen wat dat betekent. Je voorspelling luidt dan: 'Als de hemel de kleur van de oceaan reflecteert, zal de lucht aan de kust blauwer zijn dan landinwaarts. OK, dat klinkt best goed, maar je moet die voorspelling toetsen. Dus stap je op een bewolkte dag in Denver in het vliegtuig, je landt in L.A. en daar blijkt de hemel strak blauw te zijn. Hoera! De hypothese is bewezen. Maar is dat zo? Nee. Je hebt maar één waarneming gedaan. Nu moet je bedenken hoe je je hypothese verder kunt toetsen, met meer waarnemingen. Misschien kun je die ergens anders in het land doen of in een ander seizoen bij ander weer. Het is ook een goed idee om erover met anderen te praten. Die hebben andere ideeën, andere invalshoeken, en kunnen je helpen. Dat noemen we 'collegiale beoordeling'. Je spaart waarschijnlijk ook een hoop tijd en geld uit als je niet overal naar het weer gaat kijken.
Now, what happens if your hypothesis does a decent job but not a perfect job? Well, that's OK, because what you can do is you can modify it a little bit and then go through this whole process again -- make predictions, test them -- and as you do that over and over again, you will hone this idea. And if it gets good enough, it may be accepted by the scientific community, at least provisionally, as a good explanation of what's going on, at least until a better idea or some contradictory evidence comes along.
Wat gebeurt er nu als je hypothese op zich goed is, maar niet perfect? Dat is geen ramp, want je kunt eraan sleutelen en dan opnieuw het hele proces doorlopen: voorspellingen doen en die toetsen. Door dat te blijven doen, slijp je je idee steeds verder bij. En als het goed genoeg is, kunnen collega-wetenschappers het gaan accepteren -- voorlopig tenminste -- als een verklaring van wat er aan de hand is, tot er een beter idee opduikt, of ... tot er bewijs opduikt dat je ernaast zit.
Now, part of this process is admitting when you're wrong. And that can be really, really hard. Science has its strengths and weaknesses and they depend on this. One of the strengths of science is that it's done by people, and it's proven itself to do a really good job. We understand the universe pretty well because of science. One of science's weaknesses is that it's done by people, and we bring a lot of baggage along with us when we investigate things. We are egotistical, we are stubborn, we're superstitious, we're tribal, we're humans -- these are all human traits and scientists are humans. And so we have to be aware of that when we're studying science and when we're trying to develop our theses. But part of this whole thing, part of this scientific process, part of the scientific method, is admitting when you're wrong. I know, I've been there.
Open zijn over fouten hoort hier bij. En dat kan echt heel moeilijk zijn. Wetenschap kent sterke en zwakke kanten, en die hangen hiermee samen. Een sterke kant van natuurwetenschap is dat het mensenwerk is en dat heeft zijn waarde bewezen. We begrijpen het heelal aardig dankzij de natuurwetenschap. Maar dat de wetenschap mensenwerk is, is tegelijk een zwakke kant. We dragen heel wat met ons mee wanneer we onderzoek doen. We zijn egoïstisch, we zijn eigenwijs, we zijn bijgelovig, we hebben zo onze eigen cultuur -- allemaal menselijke eigenschappen. En wetenschappers zijn mensen. Daar moeten we ons bewust van zijn wanneer we wetenschap bedrijven en proberen om hypotheses te ontwikkelen. Een onderdeel van dit alles, van dit wetenschappelijk proces en van de wetenschappelijke aanpak, is toegeven wanneer je ernaast zit. Ik weet dat uit ervaring.
Many years ago I was working on Hubble Space Telescope, and a scientist I worked with came to me with some data, and he said, "I think there may be a picture of a planet orbiting another star in this data." We had not had any pictures taken of planets orbiting other stars yet, so if this were true, then this would be the first one and we would be the ones who found it. That's a big deal. I was very excited, so I just dug right into this data. I spent a long time trying to figure out if this thing were a planet or not. The problem is planets are faint and stars are bright, so trying to get the signal out of this data was like trying to hear a whisper in a heavy metal concert -- it was really hard. I tried everything I could, but after a month of working on this, I came to a realization ... couldn't do it. I had to give up. And I had to tell this other scientist, "The data's too messy. We can't say whether this is a planet or not." And that was hard. Then later on we got follow-up observations with Hubble, and it showed that it wasn't a planet. It was a background star or galaxy, something like that.
Jaren geleden werkte ik met de Hubble Space Telescope. Een collega-onderzoeker liet me een aantal gegevens zien en zei: "Volgens mij gaat dit een foto opleveren van een planeet in een baan om een andere ster." Er bestonden nog geen foto's van zulke verre planeten, dus als dit klopte, zou het de eerste zijn en zouden wij de ontdekkers zijn. Dat zou groot nieuws zijn. Ik was in de wolken. Dus ik dook in de onderzoeksgegevens. Ik stak er veel tijd in om na te gaan of dit echt een planeet was. Het probleem is dat planeten veel minder licht afgeven dan sterren. Een zwak signaal uit al deze data filteren was als gefluister proberen te verstaan tijdens een heavy metal-concert: érg moeilijk dus. Ik probeerde alles, maar nadat ik er een maand aan had gewerkt, besefte ik dat het onmogelijk was en moest ik het opgeven. Ik moest tegen mijn collega zeggen: "Met deze data-chaos kunnen we niet zeggen of het wel of niet een planeet is." Dat was lastig. Later deden we vervolgwaarnemingen met de Hubble-telescoop waaruit bleek dat het geen planeet was. Het was een ster of sterrenstelsel veel verder weg.
Well, not to get too technical, but that sucked.
Zonder al te technisch te worden zeg ik nu: dat was bálen!
(Laughter)
(Gelach)
I was really unhappy about this. But that's part of it. You have to say, "Look, you know, we can't do this with the data we have." And then I had to face up to the fact that even the follow-up data showed we were wrong. Emotionally I was pretty unhappy. But if a scientist is doing their job correctly, being wrong is not so bad because that means there's still more stuff out there -- more things to figure out.
Ik vond het helemaal niet leuk. Maar dat hoort erbij. Je moet zeggen: "Dit is niet aantoonbaar met de data die we hebben." Verder moest ik onder ogen zien dat de vervolgwaarnemingen onze misser bevestigden. Ik zat best een beetje in de put. Maar als je als wetenschapper je werk goed doet, is het niet erg om er eens naast te zitten, want dat betekent dat er meer te ontdekken is -- meer om uit te zoeken.
Scientists don't love being wrong but we love puzzles, and the universe is the biggest puzzle of them all. Now having said that, if you have a piece and it doesn't fit no matter how you move it, jamming it in harder isn't going to help. There's going to be a time when you have to let go of your idea if you want to understand the bigger picture. The price of doing science is admitting when you're wrong, but the payoff is the best there is: knowledge and understanding. And I can give you a thousand examples of this in science, but there's one I really like. It has to do with astronomy, and it was a question that had been plaguing astronomers literally for centuries.
Wetenschappers zitten er niet graag naast, maar puzzelen vinden we fijn. En het heelal is de grootste puzzel die er maar bestaat. Dat betekent ook dat als je een puzzelstukje hebt dat op geen enkele manier wil passen, het niet helpt om het op zijn plek te drukken. Er komt een moment dat je je idee moet loslaten als je het grote geheel wilt gaan begrijpen. Als je onderzoek doet, moet je ervoor uitkomen als je ernaast zit. Maar dat levert dan wel heel veel op aan kennis en inzicht. In de wetenschap zijn daar talloze voorbeelden van bekend. Eén springt er voor mij uit. In de astronomie was er een vraag die de sterrenkundigen al eeuwen had geplaagd.
When you look at the Sun, it seems special. It is the brightest object in the sky, but having studied astronomy, physics, chemistry, thermodynamics for centuries, we learned something very important about it. It's not that special. It's a star just like millions of other stars. But that raises an interesting question. If the Sun is a star and the Sun has planets, do these other stars have planets? Well, like I said with my own failure in the "planet" I was looking for, finding them is super hard, but scientists tend to be pretty clever people and they used a lot of different techniques and started observing stars. And over the decades they started finding some things that were pretty interesting, right on the thin, hairy edge of what they were able to detect. But time and again, it was shown to be wrong.
Kijk je naar de zon, dan lijkt die uniek. Hij is het helderste hemellichaam. Maar uit de astronomie, natuurkunde, chemie en thermodynamica hebben we intussen iets belangrijks geleerd: de zon is niet uniek. Het is een ster zoals er miljoenen zijn. Dat levert een interessante vraag op: als de zon een ster is met planeten eromheen, hebben andere sterren dan óók planeten? Zoals ik al zei over mijn misser bij het zoeken naar die 'planeet', zijn planeten erg moeilijk te vinden. Nu zijn wetenschappers meestal redelijk slim. Ze zijn met allerlei technieken naar sterren gaan kijken. En in de loop van de jaren hebben ze interessante objecten ontdekt die met de gebruikte technieken nog net detecteerbaar waren. Maar steeds weer bleken het missers te zijn.
That all changed in 1991. A couple of astronomers -- Alexander Lyne -- Andrew Lyne, pardon me -- and Matthew Bailes, had a huge announcement. They had found a planet orbiting another star. And not just any star, but a pulsar, and this is the remnant of a star that has previously exploded. It's blasting out radiation. This is the last place in the universe you would expect to find a planet, but they had very methodically looked at this pulsar, and they detected the gravitational tug of this planet as it orbited the pulsar. It looked really good. The first planet orbiting another star had been found ... except not so much.
Dat veranderde in 1991. Twee sterrenkundigen -- Alexander Lyne -- pardon, Andrew Lyne -- en Matthew Bailes hadden groot nieuws. Ze hadden een planeet ontdekt in een baan om een andere ster. Alleen was dat niet zomaar een ster, maar een pulsar, dat is het overblijfsel van een ster die ooit geëxplodeerd is. Een pulsar is een enorme stralingsbron. Dit is wel de laatste plek in het heelal waar je een planeet zou verwachten, maar ze hadden deze pulsar systematisch onderzocht en de aantrekkingskracht van deze planeet in zijn baan rond de pulsar gedetecteerd. Het zag er erg goed uit. Voor het eerst was een planeet ontdekt in een baan om een andere ster ... Nou ja, dat is te zeggen …
(Laughter)
(Gelach)
After they made the announcement, a bunch of other astronomers commented on it, and so they went back and looked at their data and realized they had made a very embarrassing mistake. They had not accounted for some very subtle characteristics of the Earth's motion around the Sun, which affected how they measured this planet going around the pulsar. And it turns out that when they did account for it correctly, poof -- their planet disappeared. It wasn't real.
Nadat ze dit hadden gepubliceerd kregen ze commentaar van collega-astronomen. Dus gingen ze hun data opnieuw bekijken. Ze gingen beseffen dat ze een domme fout hadden gemaakt: ze hadden geen rekening gehouden met een paar eigenschappen van de beweging van de aarde rond de zon. Dat had hun metingen van de beweging van de planeet rond de pulsar beïnvloed. Het bleek dat bij correcte berekeningen hun planeet plotseling verdwenen was. Hij bestond gewoon niet.
So Andrew Lyne had a very formidable task. He had to admit this. So in 1992 at the American Astronomical Society meeting, which is one of the largest gatherings of astronomers on the planet, he stood up and announced that he had made a mistake and that the planet did not exist. And what happened next -- oh, I love this -- what happened next was wonderful. He got an ovation. The astronomers weren't angry at him; they didn't want to chastise him. They praised him for his honesty and his integrity. I love that! Scientists are people.
Andrew Lyne had nu een belangrijke taak. Hij moest dit gaan vertellen. In 1992 was de vergadering van de American Astronomical Society, een van 's werelds grootste bijeenkomsten van sterrenkundigen. Daar nam hij het woord en vertelde dat hij een fout had gemaakt: deze planeet bestond helemaal niet. En wat er toen gebeurde -- dit is echt mooi! -- er gebeurde echt iets bijzonders. Hij kreeg applaus. De sterrenkundigen waren niet boos op hem; ze wilden hem niet afstraffen. Ze complimenteerden hem met zijn eerlijkheid en integriteit. Ik vind dit prachtig! Onderzoekers zijn mensen.
(Laughter)
(Gelach)
And it gets better!
En het wordt nog beter!
(Laughter)
(Gelach)
Lyne steps off the podium. The next guy to come up is a man named Aleksander Wolszczan He takes the microphone and says, "Yeah, so Lyne's team didn't find a pulsar planet, but my team found not just one but two planets orbiting a different pulsar. We knew about the problem that Lyne had, we checked for it, and yeah, ours are real." And it turns out he was right. And in fact, a few months later, they found a third planet orbiting this pulsar and it was the first exoplanet system ever found -- what we call alien worlds -- exoplanets. That to me is just wonderful.
Lyne stapt van het podium af. De volgende spreker is ene Aleksander Wolszczan. Die pakt de microfoon en zegt: "Ja, het team van Lyne heeft geen planeet bij een pulsar gevonden, maar mijn team vond niet één maar twee planeten in een baan rond een andere pulsar. Wij kenden het probleem van Lyne, we hebben onze data ervoor gecorrigeerd en ja, onze conclusie is juist." Hij bleek gelijk te hebben. En een paar maanden later vonden ze bij deze pulsar zelfs een derde planeet. Dit was het eerste systeem van exoplaneten ooit ontdekt -- zo noemen we die verre werelden: exoplaneten. Ik vond dit prachtig, in één woord.
At that point the floodgates were opened. In 1995 a planet was found around a star more like the Sun, and then we found another and another. This is an image of an actual planet orbiting an actual star. We kept getting better at it. We started finding them by the bucketload. We started finding thousands of them. We built observatories specifically designed to look for them. And now we know of thousands of them. We even know of planetary systems.
Daarna kwamen de ontdekkingen echt goed op gang. In 1995 werd een planeet ontdekt bij een ster die meer op de zon lijkt, daarna vonden we er nog een en nog een. Dit is een beeld van een echte planeet die in een baan om een echte ster draait. We werden er steeds beter in. We gingen ze bij bosjes ontdekken. We ontdekten duizenden planeten. We bouwden waarnemingsstations speciaal voor dit doel. En nu kennen we duizenden exoplaneten en zelfs hele planeetstelsels.
That is actual data, animated, showing four planets orbiting another star. This is incredible. Think about that. For all of human history, you could count all the known planets in the universe on two hands -- nine -- eight? Nine? Eight -- eight.
Dit is een animatie van verzamelde data: vier planeten rond één ster. Het is ongelooflijk. Denk je eens in. Zolang de mensheid heeft bestaan, konden we de planeten in het heelal op de vingers van twee handen tellen -- negen -- acht? Negen? Acht -- acht?
(Laughter)
(Gelach)
Eh.
Uhm ...
(Laughter)
(Gelach)
But now we know they're everywhere. Every star -- for every star you see in the sky there could be three, five, ten planets. The sky is filled with them. We think that planets may outnumber stars in the galaxy. This is a profound statement, and it was made because of science. And it wasn't made just because of science and the observatories and the data; it was made because of the scientists who built the observatories, who took the data, who made the mistakes and admitted them and then let other scientists build on their mistakes so that they could do what they do and figure out where our place is in the universe. That is how you find the truth. Science is at its best when it dares to be human.
Maar nu weten we dat ze er overal zijn. Iedere ster -- bij iedere ster aan de hemel zouden er 3, 5, 10 planeten kunnen zijn. De hemel is vol planeten. Wij denken dat er meer planeten zijn dan sterren in de Melkweg. Dat is nogal een uitspraak, maar wel wetenschappelijk gefundeerd. En niet alleen om de wetenschap en de waarnemingsstations en de gegevens, maar ook dankzij de wetenschappers die die stations hebben gebouwd en de data hebben vergaard en fouten hebben gemaakt en toegegeven, en collega's daarop hebben laten voortbouwen zodat zij konden doen wat ze doen en onze positie bepalen in het heelal. Zo kom je achter de waarheid. Wetenschap is op haar best als ze het lef heeft menselijk te zijn.
Thank you.
Dankjewel.
(Applause and cheers)
(Applaus en gejuich)