How simple ideas lead to scientific discoveries

સાદા વિચારોએ શી રીતે વૈજ્ઞાનિક શોધો કરી

Translator: Jenny Zurawell

Translator: Ashok Vaishnav Reviewer: Sakshat Kapoor

(સંગીત)

મગજની માલિકીની સહુથી મજાની વાત એ છે કે

One of the funny things about owning a brain

તે જે કંઇ હકીકતો કે વાર્તાઓ એકઠું કરતું રહે છે તેના પર તમારો કોઇ કાબુ નથી.

is that you have no control over the things

that it gathers and holds onto, the facts and the stories.

અને જેમ જેમ આપણે મોટાં થતાં જઇએ, તેમ તેમ પરિસ્થિતિ બગડતી જાય છે.

And as you get older, it only gets worse.

કોઇવાર તો આપણને સમજણ પડે કે આપણને એમાં શું રસ પડ્યો,

Things stick around for years sometimes

before you understand why you're interested in them,

કે આપણા માટે તેનું શું મહ્ત્વ છે,

તેનાથી વર્ષો પહેલાં તેને સંગ્રહી રાખેલ હોય છે.

before you understand their import to you.

અહીં મારી એવી ત્રણ વાત રજૂ કરીશ.

Here's three of mine.

When Richard Feynman was a young boy in Queens,

રીચર્ડ ફૅય્નમૅન જ્યારે નાનો હતો ત્યારે ક્વીન્સમાં

he went for a walk with his dad and his wagon and a ball.

તેના પિતા અને ગાડી અને દડા સાથે ચાલવા જતો હતો.

એણે જોયું કે જ્યારે પણ એ પોતાની ગાડીને આગળની તરફ ખેંચતો હતો,

He noticed that when he pulled the wagon, the ball went to the back of the wagon.

ત્યારે દડો ગાડીના પાછળના ભાગમાં જતો રહેતો હતો.

તેણે તેના પિતાને પૂછ્યું,"આ દડો ગાડીના પાછળના ભાગમાં કેમ જતો રહે છે?"

He asked his dad, "Why does the ball go to the back of the wagon?"

એના પિતાએ સમજાવ્યું કે, "જડત્વને કારણે આમ થઇ રહ્યું છે."

And his dad said, "That's inertia."

He said, "What's inertia?" And his dad said, "Ah.

તેણે પૂછ્યું,"જડત્વ શું છે?" તો એના પિતાએ સમજાવ્યું,

"જડત્વ એ દડાની ગાડીમાં પાછળ જવાની ઘટનાને

Inertia is the name that scientists give

to the phenomenon of the ball going to the back of the wagon."

વૈજ્ઞાનિકો એ આપેલું નામ છે.

(Laughter)

પણ સાચી વાત તો એ છે કે, હકીકતે કોઇને ખબર નથી."

"But in truth, nobody really knows."

ફૅય્નમૅનને, આગળ જતાં, ઘણી પદવીઓ મળી,

Feynman went on to earn degrees

એમ આઇ ટી,પ્રિન્સટનમાં એમણે ચેલેન્જર દુર્ઘટનાનું નિરાકરણ કરી આપ્યું,

at MIT, Princeton, he solved the Challenger disaster,

તેમને ઉપપરમાણીક કણની હિલચાલની સમજાવતી તેમની ફેય્નમૅન રેખાકૃતિઓમાટે

he ended up winning the Nobel Prize in Physics

ભતિકશાસ્ત્રનો નૉબૅલ પુરસ્કાર પણ મળ્યો.

for his Feynman diagrams, describing the movement of subatomic particles.

અને એ આનું શ્રેય તેના પિતા સાથેની એ વાતચિતને આપે છે

And he credits that conversation with his father as giving him a sense

જેનાથી તેમને સમજાયું કે

that the simplest questions could carry you out to the edge of human knowledge,

સાદામાં સાદો સવાલ તમને માનવીય જ્ઞાનની સીમાને છેડે લઇ જઇ શકે છે

અને એ ત્યાં જ રમત માંડવા માગતા હતા.

and that that's where he wanted to play.

અને રમત તો એ રમ્યા.

And play he did.

Eratosthenes was the third librarian at the great Library of Alexandria,

તે જ રીતે એરાટૉસ્થીનસ એ એલેક્ઝાન્ડ્રીઆનાં મહાન પુસ્તકાલયનો ત્રીજો ગ્રંથપાલ હતો,

જેમણે વિજ્ઞાનનાં ક્ષેત્રે ઘણાં યોગદાન આપ્યાં છે.

and he made many contributions to science.

પરંતુ એ જેને માટે સહુથી વધારે યાદ કરાય છે

But the one he is most remembered for

began in a letter that he received as the librarian,

તેની શરૂઆત તેમને ગ્રંથપાલ તરીકે, અલેક્ઝાન્ડ્રીઆની દક્ષિણે આવેલાં

from the town of Swenet, which was south of Alexandria.

સ્વેનેટ નામનાં ગામમાંથી, આવેલ એક પત્ર દ્વારા થઇ હતી.

પત્રમાં એક એવી હકીકત કહેવાઇ હતી જેણે ઍરાટૉસ્થીનસના વિચારોને સ્પર્શી ગઇ

The letter included this fact that stuck in Eratosthenes' mind,

અને તે પત્રના લેખકે લખ્યું હતું કે અયનકાળ સમયની

and the fact was that the writer said,

at noon on the solstice, when he looked down this deep well,

બપોરે, જ્યારે તે પોતાના કૂવામાં ડોકીયું કરે છે ત્યારે

he could see his reflection at the bottom,

તે પોતાનું પ્રતિબિંબ તળિયે જોઇ શકે છે, અને સાથે એ પણ જોઇ શકે છે તેનું માથું

and he could also see that his head was blocking the sun.

સૂર્યને અવરોધે છે.

મારૂં તો એવું માનવું છે કે ક્રીસ્ટૉફર કોલંબસે પૃથ્વી ગોળાકાર છે એવું શોધ્યું તે

I should tell you -- the idea that Christopher Columbus

discovered that the world is spherical is total bull.

સાવ બકવાસ લાગે છે. સાવ ખોટું છે.

It's not true at all.

હકીકતે, થોડું પણ ભણેલ કોઇ પણ જાણે કે ઍરીસ્ટોટલના સમયથી પૃથ્વી ગોળ છે

In fact, everyone who was educated understood that the world was spherical

અને ઍરીસ્ટૉટલે તે એક બહુ જ સાદા અવલોકનની

since Aristotle's time.

Aristotle had proved it with a simple observation.

મદદથી સાબિત કર્યું છે.

તેણે જોયું કે જ્યારે પણ આપણે ચંદ્ર ઉપર પૃથ્વીનો પડછાયો જોઇએ છીએ

He noticed that every time you saw the Earth's shadow on the Moon,

એ વર્તુળાકાર હોય છે,

it was circular,

અને માત્ર ગૉળાકાર વસ્તુનો જ પડછાયો હંમેશ વર્તુળાકાર હોય,

and the only shape that constantly creates a circular shadow

ઇતિ સિધ્ધ્મ, કે પૃથ્વી ગોળ છે.

is a sphere, Q.E.D. the Earth is round.

પણ એ કેટલી મોટી છે તે કોઇને ખબર નહોતી

But nobody knew how big it was

until Eratosthenes got this letter with this fact.

જ્યાં સુધી ઍરાટૉસ્થીનસને આ હકીકત સાથેનો પત્ર નહોતો મળ્યો.

એ સમજી ગયો કે સુર્ય સ્વેનેટ શહેરની બરાબર ઉપર રહે છે

So he understood that the sun was directly above the city of Swenet,

because looking down a well, it was a straight line

કારણ કે કૂવામાં નીચે જોતી વખતે કૂવો, જોનારનું માથું

all the way down the well, right past the guy's head up to the sun.

અને સૂર્ય એ બધાં એક જ સીધી લીટીમાં રહેતાં હતાં.

ઍરાટૉસ્થીનસને બીજી પણ એક હકીકતની ખબર હતી.

Eratosthenes knew another fact.

He knew that a stick stuck in the ground in Alexandria

તેમને ખબર હતી કે સૂર્ય જ્યારે અયનમાં તેનાં શીર્ષબીંદુપર હોય સમયે

at the same time and the same day, at noon,

એ જ દિવસે, એ જ સમયે જો ઍલેક્ષાંડ્રીઆમાં ખોડેલી

the sun's zenith, on the solstice,

લાકડીનો પડછાયો

the sun cast a shadow that showed that it was 7.2 degrees off-axis.

તેની ધરીથી ૭.૨ અંશનો ખૂણો બનાવે છે.

હવે જો આપણને વર્તુળનાં પરિઘનું માપ ખબર હોય,

If you know the circumference of a circle, and you have two points on it,

અને તેનાં પરનાં બે બીંદુ ખબર હોય,

all you need to know is the distance between those two points,

અને તે બે બીંદુ વચ્ચેનું અંતર જાણી લો તો

and you can extrapolate the circumference.

તેના પરથી વર્તુળના પરિઘનું માપ ગણી શકાય.

360 degrees divided by 7.2 equals 50.

ત્રણ સો સાઠ અંશ ભાગ્યા ૭.૨ બરાબર ૫૦ થાય.

હા, હું સહમત છું કે તે આશરે પૂર્ણ સંખ્યા છે,

I know it's a little bit of a round number,

અને એથી મને આ વાત પર પણ થોડી શંકા પણ રહે છે,

and it makes me suspicious of this story too,

પણ વાતમાં દમ છે, એટલે આપણે આગળ વધીશું.

but it's a good story, so we'll continue with it.

હવે તેમણે સ્વેનેટ અને એલેક્ષાંન્ડ્રીઆ વચ્ચેનું અંતર જાણવાની જરૂર હતી,

He needed to know the distance between Swenet and Alexandria,

જે તેમને ખબર હતી કરણ કે એરાટૉસ્થીનસને ભૂગોળનું સારૂં જ્ઞાન હતું.

which is good because Eratosthenes was good at geography.

આમ તો, સાચી વાત એ છે કે, ભૂગોળની શોધ જ એમણે કરી હતી.

In fact, he invented the word geography.

(Laughter)

સ્વેનેટ અને એલેક્ષાંન્ડ્રીઆ વચ્ચેનો માર્ગ

The road between Swenet and Alexandria was a road of commerce,

એ વેપાર માટેનો માર્ગ હતો,

વેપાર માટે ત્યાં પહોંચવામાં કેટલો સમય લાગતો હતો તે જાણવું મહત્વનું હતું.

and commerce needed to know how long it took to get there.

It needed to know the exact distance, so he knew very precisely

તે માટે ચોક્કસ અંતર પણ જાણવું જરૂરી હતું, એટલે એમને સુનિશ્ચિતપણે ખબર હતી કે

that the distance between the two cities was 500 miles.

બે શહેર વચ્ચે ૫૦૦ માઇલનું અંતર છે.

Multiply that times 50, you get 25,000,

તેને ૫૦ વડે ગુણવાથી, ૨૫,૦૦૦નો આંકડો મળે છે,

which is within one percent of the actual diameter of the Earth.

જે પૃથ્વીના સાચા વ્યાસના માપની ૧% જેટલું નજદીક છે.

તેમણે આ ગણત્રી ૨૦૦૦ વર્ષ પહેલાં કરી હતી.

He did this 2,200 years ago.

જો કે, આજે તો આપણે એ યુગમાં રહીએ છીએ

Now, we live in an age where

multi-billion-dollar pieces of machinery are looking for the Higgs boson.

જ્યાં કરોડો ડૉલરની મશીનરી હીગ્ગ્ઝ બોસૉનની શોધ કરી રહી છે.

We're discovering particles

આપણે પ્રકાશથી વધારે ગતિમાન હોઇ શકે એવા કણો ખોળી રહ્યાં છીએ,

that may travel faster than the speed of light,

અને આ બધી શોધ એવી ટૅક્નૉલૉજી વડે શક્ય બની રહી છે

and all of these discoveries are made possible

જે થોડા કેટલાક દાયકાઓમાં વિકસીત થઇ છે.

by technology that's been developed in the last few decades.

But for most of human history,

પરંતુ મોટા ભાગના માનવ ઇતિહાસમાં

આપણે આવી શોધખોળ આપણી આંખો, કાન અને વિચારશક્તિથી જ કરવી પડેલ છે.

we had to discover these things using our eyes and our ears and our minds.

આરમન્ડ ફીઝૌ એ પૅરિસ ખાતેના પ્રયોગિક ભૌતિકશાસ્ત્રી છે.

Armand Fizeau was an experimental physicist in Paris.

His specialty was actually refining and confirming other people's results,

તેમની વિશિષ્ઠતા તો ખરી રીતે બીજાંઓનાં

પરિણામોને વધારે સૂક્ષ્મરીતે તપાસવાં અને બહાલી આપવાનું છે,

and this might sound like a bit of an also-ran,

જો કે આ કામ તો થોડું બિન-મહત્વનું જણાય,

but in fact, this is the soul of science,

પરંતુ, હકીકતે, એ તો વિજ્ઞાનનો આત્મા છે,

because there is no such thing as a fact that cannot be independently corroborated.

કારણ કે એવું કંઈ હકીકત સ્વરૂપ નથી જેનું સ્વતંત્રપણે પુષ્ટીકરણ ન થઇ શકે.

તેઓ ગૅલિલીયોના પ્રકાશને ગતિ છે કે નહીં તે નક્કી કરવાના

And he was familiar with Galileo's experiments

પ્રયોગોથી પણ પરિચિત છે.

in trying to determine whether or not light had a speed.

ગૅલિલીયો એ આ અદભૂત પ્રયોગ ઘડી કાઢ્યો હતો,

Galileo had worked out this really wonderful experiment

where he and his assistant had a lamp, each one of them was holding a lamp.

જેમાં તે અને તેના મદનીશ, બન્ને પાસે, એક દીવો હતો,

જે દરેકે પકડી રાખ્યો હતો.ગૅલિલીયો તેનોદીવો ચાલુ કરે અને મદદનીશ તેનો દીવો ચાલુ કરે.

Galileo would open his lamp, and his assistant would open his.

બન્ને જણા પોત પોતાનો સમય ચોક્કસપણે નોંધી લે.

They got the timing down really good.

They just knew their timing.

બન્ને ને એકબીજાના સમયની ખબર હતી. પછીથી તેઓ બે માઇલનાં અંતરવાળી એક એક ટેકરીની ટોચ

And then they stood at two hilltops,

two miles distant, and they did the same thing,

ઉપર જઇ પહોંચ્યા,અને તેમણે બન્ને એ એકસરખી પ્રક્રિયા કરી, ગેલિલીયોનાં એ

on the assumption from Galileo that if light had a discernible speed,

પૂર્વાનુમાન પર કે જો પ્રકાશની સ્પષ્ટ જોઇ શકાય એવી ઝડપ હોય,

he'd notice a delay in the light coming back from his assistant's lamp.

તો તેને તેના મદદનીશના દિવાનો પ્રકાશ થોડા સમયના અંતર પછી દેખાય.

But light was too fast for Galileo.

પણ પ્રકાશ ગૅલિલીયો કરતાં ઝડપી પરવડ્યો.

ગેલિલિયો પ્રકાશ અવાજ કરતાં દસેક ગણો ઝડપી છે એવી ધારણામાં

He was off by several orders of magnitude when he assumed

that light was roughly ten times as fast as the speed of sound.

અનેક ગણી માત્રામાં ખોટા પડ્યા.

Fizeau was aware of this experiment.

ફિઝૌ આ પ્રયોગ વિષે જાણતા હતા. તે પૅરિસમાં રહેતા હતા,

He lived in Paris, and he set up two experimental stations,

અને તેમણે બે પ્રયોગ સંસ્થાનો પૅરિસથી

આશરે સાડા પાંચ માઇલ દૂર સ્થાપ્યાં.

roughly 5.5 miles distant, in Paris.

અને તેમણે ગૅલિલીયોની સમસ્યાનું સમાધાન કરી આપ્યું,

And he solved this problem of Galileo's,

and he did it with a really relatively trivial piece of equipment.

જેના માટે એમણે સાવ સામાન્ય સાધનનો ઉપયોગ કર્યો.

તેમણે આ પૈકી એક્નો ઉપયોગ કર્યો.

He did it with one of these.

હું આ વાતને થોડી વાર માટે બાજૂએ રાખી દઇશ

I'm going to put away the clicker for a second

because I want to engage your brains in this.

કારણકે મારે તમારૂં ધ્યાન ખેંચવું છે.

So this is a toothed wheel.

આ છે દાંતાવાળું ચક્ર.તેમાં થોડા ખાંચા અને

It's got a bunch of notches and it's got a bunch of teeth.

થોડા દાંતા છે.

આ હતું ફિઝૌનું પ્રકાશને સ્પષ્ટ ધબકારના અંતરે મોકલતા રહેવા માટેનું સાધન.

This was Fizeau's solution to sending discrete pulses of light.

તેમણે પ્રકાશના એક પુંજને આ ખાંચાઓની પાછળ ગોઠવ્યો.

He put a beam behind one of these notches.

If I point a beam through this notch at a mirror,

એ પુંજને દાંતામાંથી જો પાંચ માઇલ દૂર રાખેલ અરીસાની સામે

મુકવામાં આવે, તો એ પુંજ અરીસામાંથી પરિવર્તીત થઇને

five miles away, that beam is bouncing off the mirror

and coming back to me through this notch.

પાછો આ ખાંચામાંથી થઇને પરત આવે છે.

પરંતુ જેમ જેમ ચક્રને ઝડપથી ફેરવીએ છીએ તેમ તેમ કંઇ રસપ્રદ બનતું જોવા મળે છે.

But something interesting happens as he spins the wheel faster.

તેઓ નોંધે છે કે તેમની આંખ તરફ આવતા પ્રકાશ પુંજ પર

He notices that it seems like a door is starting to close

on the light beam that's coming back to his eye.

બંધ થઇ રહેતું હોય એવાં બારણા જેવું દેખાય છે.

Why is that?

આમ કેમ?

કારણ એ કે પ્રકાશનો ધબકાર સીધો જ એ જ

It's because the pulse of light is not coming back

through the same notch.

ખાંચામાં પરત નથી આવતો. તે ખરેખર તો દાંતા સાથે અથડાય છે.

It's actually hitting a tooth.

અને જેમ જેમ ચક્રને એટલી ઝડપથી ફેરવતાં જઇએ છીએ

And he spins the wheel fast enough and he fully occludes the light.

કે પ્રકાશને પૂરેપૂરો છેતરવાં આવે છે. અને પછીથી,

And then, based on the distance between the two stations

બે સંસ્થાન વચ્ચેનું અંતર

and the speed of his wheel and the number of notches in the wheel,

અને ચક્રની ફરવાની ગતિ તેમ જ ચક્ર ઉપર ખાંચાની સંખ્યાની મદદથી,

he calculates the speed of light to within two percent of its actual value.

પ્રકાશની ગતિ મૂળ રકમના બે ટકાની અંદર ગણી શકાય છે.

અને આ એમણે ૧૮૪૯માં કરી બતાવેલું.

And he does this in 1849.

વિજ્ઞાનની આ વાત જ મને તેમાં રસ લેવા પ્રેરે છે.

This is what really gets me going about science.

જ્યારે પણ મને કોઇ વિભાવના સમજાતી નથી હોતી,

Whenever I'm having trouble understanding a concept,

ત્યારે ત્યારે હું એ વિભાવનાના શોધક લોકોને ખોળી કાઢવાનો પ્રયત્ન કરૂં છું.

I go back and I research the people that discovered that concept.

હું તેઓ એ વિભાવના શી રીતે સમજ્યા હતા તે વાત પ્રત્યે ઘ્યાન આપું છું.

I look at the story of how they came to understand it.

What happens when you look

અને જ્યારે શોધકો તેમની શોધ કરતી વખતે શું

at what the discoverers were thinking about

when they made their discoveries,

વિચારતા હતા તે સમજવાથી, આપણને એટલી સમજ પડે છે

is you understand that they are not so different from us.

તેઓ આપણાથી કંઇ ખાસ અલગ નહોતા.

આપણે બધા માંસ અને પાણીના થેલા જ છીએ. આપણે બધાં એક જ સરખાં સાધનોથી શરૂઆત કરીએ છીએ.

We are all bags of meat and water. We all start with the same tools.

વિજ્ઞાનની અલગ અલગ શાખાઓને અભ્યાસનાં ક્ષેત્ર કહેવાય છે તે મને પસંદ છે.

I love the idea that different branches of science are called fields of study.

મોટા ભાગનાં લોકો માટે વિજ્ઞાન એ એક બંધ, કાળો પટારો છે,

Most people think of science as a closed, black box,

when in fact it is an open field.

જ્યારે ખરેખર તો એ એક મુક્ત ક્ષેત્ર છે.

And we are all explorers.

અને આપણે બધા શોધખોળ કરનારાંઓ છીએ.

જે લોકોએ આ શોધ કરી તેઓ જે કંઇ જોઇ રહ્યાં હતાં તે વિષે

The people that made these discoveries just thought a little bit harder

about what they were looking at, and they were a little bit more curious.

તેઓએ જરા વધારે જોર દઇને વિચાર્યું, અને તેઓ જરા વધારે જિજ્ઞાસુ હતાં.

તેમની જિજ્ઞાસાએ લોકો જગત વિષે જે રીતે વિચારતાં હતાં તે દ્રષ્ટિકોણ બદલી નાખ્યો,

And their curiosity changed the way people thought about the world,

and thus it changed the world.

અને , એ રીતે જગતને પણ બદલી નાખ્યું.

They changed the world, and so can you.

તેઓ જગત બદલી શક્યા,તેમ આપણે પણ બદલી શકીએ.

આપનો આભાર.

Thank you.

(Applause)

(તાળીઓ)