How simple ideas lead to scientific discoveries

Hoe eenvoudige ideeën tot wetenschappelijke ontdekkingen leiden

Translator: Jenny Zurawell

Vertaald door: Christel Foncke Nagekeken door: Els De Keyser

(Muziek)

Het grappige aan je brein is

One of the funny things about owning a brain

is that you have no control over the things

dat je geen controle hebt over welke feiten en verhalen

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

het verzamelt en onthoudt. Veroudering maakt het alleen maar erger.

And as you get older, it only gets worse.

Soms blijft iets jarenlang hangen,

Things stick around for years sometimes

before you understand why you're interested in them,

voor je begrijpt waar je interesse vandaan komt

en waarom het voor jou belangrijk is.

before you understand their import to you.

Ik heb er drie.

Here's three of mine.

When Richard Feynman was a young boy in Queens,

Een nog jonge Richard Feynman

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

ging wandelen met zijn vader, zijn kar

en een bal. Hij merkte op dat als hij aan de kar trok,

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

de bal naar achteren in de kar rolde.

Hij vroeg zijn vader: "Waarom rolt de bal naar achteren?"

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

Zijn vader antwoordde: "Dat is traagheid."

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

Hij vroeg: "Wat is traagheid?"

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

"Traagheid is de naam van de geleerden

Inertia is the name that scientists give

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

voor het fenomeen dat de bal naar achteren in de kar rolt.

(Laughter)

Maar in werkelijkheid weet niemand het."

"But in truth, nobody really knows."

Feynman haalde zijn diploma's

Feynman went on to earn degrees

op MIT, Princeton. Hij loste de ramp met de Challenger op.

at MIT, Princeton, he solved the Challenger disaster,

Hij won de Nobelprijs voor Natuurkunde

he ended up winning the Nobel Prize in Physics

voor zijn Feynman-diagrammen, die de bewegingen van subatomaire deeltjes beschrijven.

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

Die conversatie met zijn vader

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

bracht hem tot het besef

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

dat eenvoudige vragen tot belangrijke kennis kunnen leiden,

en dat dat zijn speelveld moest zijn.

and that that's where he wanted to play.

Zo gebeurde het ook.

And play he did.

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

Eratosthenes was de derde hoofdbibliothecaris van de beroemde bibliotheek van Alexandrië.

and he made many contributions to science.

Hij droeg veel bij aan de wetenschap.

Hij is het meest bekend door

But the one he is most remembered for

began in a letter that he received as the librarian,

een brief die hij als bibliothecaris ontving

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

uit Swenet, een stad in het zuiden van Alexandrië.

Iets uit die brief bleef hangen bij Eratosthenes.

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

De schrijver beschrijft een middag

and the fact was that the writer said,

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

tijdens de zonnewende. Hij keek in een diepe put

he could see his reflection at the bottom,

en zag zijn reflectie op de bodem. Hij zag ook dat zijn hoofd

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

de zon afschermde.

I should tell you -- the idea that Christopher Columbus

Ik moet jullie vertellen: het was niet Columbus die ontdekte dat de aarde rond is.

discovered that the world is spherical is total bull.

Ik moet jullie vertellen: het was niet Columbus die ontdekte dat de aarde rond is.

It's not true at all.

Iedereen met een opleiding begreep dat de aarde rond was

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

sinds Aristoteles dat bewezen had

since Aristotle's time.

Aristotle had proved it with a simple observation.

met een simpele observatie.

Hij observeerde dat de schaduw van de aarde op de maan cirkelvormig was.

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

Hij observeerde dat de schaduw van de aarde op de maan cirkelvormig was.

it was circular,

De enige vorm die altijd een cirkelvormige schaduw geeft,

and the only shape that constantly creates a circular shadow

is een bol, dus is de aarde rond.

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

Maar niemand wist hoe groot ze was,

But nobody knew how big it was

until Eratosthenes got this letter with this fact.

tot Eratosthenes deze brief las.

Hij begreep dat de zon recht boven Swenet stond,

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

because looking down a well, it was a straight line

omdat het een rechte lijn was

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

van de bodem van de put, langs het hoofd van de man naar de zon.

Eratosthenes wist nog iets.

Eratosthenes knew another fact.

He knew that a stick stuck in the ground in Alexandria

Hij wist dat een stok in de grond in Alexandrië,

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

op dezelfde tijd en dag, op de middag,

the sun's zenith, on the solstice,

tijdens de zenith, op de zonnewende,

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

de zon een schaduw wierp onder een hoek van 7,2 graden.

Als je de omtrek van een cirkel weet,

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

en twee punten erop neemt,

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

moet je enkel nog de afstand tussen die twee punten weten

and you can extrapolate the circumference.

en je kunt de omtrek extrapoleren.

360 degrees divided by 7.2 equals 50.

360 graden gedeeld door 7,2 is 50.

Ik weet dat dat een mooi rond getal is, het deed mij ook twijfelen aan dit verhaal,

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

and it makes me suspicious of this story too,

maar het is een leuk verhaal, dus we blijven erbij.

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

Hij moest de afstand weten tussen Swenet en Alexandrië.

He needed to know the distance between Swenet and Alexandria,

Eratosthenes was heel goed in geografie.

which is good because Eratosthenes was good at geography.

Hij vond het woord geografie uit.

In fact, he invented the word geography.

(Laughter)

De weg tussen Swenet en Alexandrië

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

was een handelsroute.

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

De handelaars wilden graag weten hoe lang het duurde om er te komen.

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

Ze wilden de exacte afstand weten. Hij wist precies

that the distance between the two cities was 500 miles.

dat de afstand tussen de twee steden 800 kilometer was.

Multiply that times 50, you get 25,000,

Vermenigvuldig dat met 50 en je hebt 40.000.

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

Een afwijking van minder dan één procent van de werkelijke diameter van de aarde.

Hij deed dit 2200 jaar geleden.

He did this 2,200 years ago.

We leven nu in een tijdperk waar

Now, we live in an age where

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

machines van vele miljoenen euro's zoeken naar het Higgsdeeltje.

We're discovering particles

We hebben deeltjes ontdekt die mogelijk sneller dan het licht reizen.

that may travel faster than the speed of light,

Al deze ontdekkingen zijn mogelijk geworden

and all of these discoveries are made possible

door technologieën die de laatste tientallen jaren ontwikkeld zijn.

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

But for most of human history,

Voor het grootste deel van de geschiedenis

moesten we deze dingen ontdekken door onze ogen, oren en verstand te gebruiken.

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

Armand Fizeau was een experimenteel natuurkundige uit Parijs.

Armand Fizeau was an experimental physicist in Paris.

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

Zijn specialiteit was het verfijnen en bevestigen van andermans resultaten.

Het klinkt een beetje als een goede tweede,

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

but in fact, this is the soul of science,

maar dit is de geest van de wetenschap.

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

Feiten moeten onafhankelijk getoetst kunnen worden.

Hij wist dat Galileo experimenteerde

And he was familiar with Galileo's experiments

met lichtsnelheid.

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

Hij had een prachtig experiment bedacht:

Galileo had worked out this really wonderful experiment

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

hij en zijn assistent hadden elk een lamp.

Ze staken de lampen aan en

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

kregen de timing aardig onder de knie.

They got the timing down really good.

They just knew their timing.

Ze gingen elk bovenop een heuvel staan,

And then they stood at two hilltops,

two miles distant, and they did the same thing,

drie kilometer uit elkaar, en ze deden hetzelfde. Galileo nam aan

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

dat als licht een waarneembare snelheid had,

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

hij de vertraging zou zien van het licht uit de andere lamp.

But light was too fast for Galileo.

Het licht was te snel voor Galileo.

Hij zat er verschillende orden van grootte naast met zijn aanname

He was off by several orders of magnitude when he assumed

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

dat licht ongeveer tien keer sneller was dan de snelheid van het geluid.

Fizeau was aware of this experiment.

Fizeau kende dit experiment. Hij woonde in Parijs,

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

waar hij twee experimentele stations opzette,

ongeveer negen kilometer uit elkaar

roughly 5.5 miles distant, in Paris.

in Parijs. Hij loste het probleem van Galileo op

And he solved this problem of Galileo's,

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

met relatief eenvoudige middelen.

Hij deed het hiermee.

He did it with one of these.

Ik zal de afstandsbediening even wegdoen,

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

because I want to engage your brains in this.

omdat ik jullie breinen erbij wil betrekken.

So this is a toothed wheel.

Dit is een nokkenwiel met kepen en tanden.

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

Dit is een nokkenwiel met kepen en tanden.

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

Dit was Fizeaus oplossing om discrete lichtpulsen te versturen.

He put a beam behind one of these notches.

Hij zette een lichtstraal achter een van de kepen.

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

Als ik een lichtstraal door de keep op een spiegel richt

negen kilometer verder, weerkaatst die straal op de spiegel

five miles away, that beam is bouncing off the mirror

and coming back to me through this notch.

en komt terug door deze keep.

Er gebeurt iets interessants als hij het wiel sneller laat draaien.

But something interesting happens as he spins the wheel faster.

Het lijkt alsof er een deur dichtgaat

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

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

voor de lichtstraal die in zijn oog valt.

Why is that?

Waarom is dat?

Omdat de lichtpuls niet via dezelfde

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

through the same notch.

keep terugkomt. Hij raakt inderdaad een tand.

It's actually hitting a tooth.

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

Als hij het wiel snel genoeg laat draaien,

blokkeert hij het licht volledig.

And then, based on the distance between the two stations

Gebaseerd op de afstand tussen de stations,

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

de snelheid van het wiel en het aantal nokken op het wiel,

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

berekent hij de snelheid van het licht binnen twee procent van de werkelijke waarde.

Hij doet dit in 1849.

And he does this in 1849.

Daardoor raak ik niet uitgepraat over de wetenschap.

This is what really gets me going about science.

Whenever I'm having trouble understanding a concept,

Als ik een concept niet goed begrijp, kijk ik naar de mensen die dat concept ontdekt hebben,

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

hoe zij het gingen begrijpen.

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

What happens when you look

Als je onderzoekt wat de ontdekkers dachten

at what the discoverers were thinking about

when they made their discoveries,

bij hun ontdekkingen,

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

merk je dat ze niet zo verschillend van ons zijn.

We zijn allemaal van vlees en bloed. We beginnen allemaal met dezelfde middelen.

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

Ik vind het prachtig dat de takken van de wetenschap vakgebieden worden genoemd.

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

De meeste mensen zien de wetenschap als een gesloten zwarte doos,

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

when in fact it is an open field.

terwijl het een open gebied is.

And we are all explorers.

We zijn allemaal ontdekkers.

De mensen die deze ontdekkingen deden, dachten wat harder na

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.

over wat ze zagen. Ze waren een beetje nieuwsgieriger.

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

Hun nieuwsgierigheid veranderde hoe mensen over de wereld dachten,

and thus it changed the world.

waardoor de wereld veranderde.

They changed the world, and so can you.

Zij veranderden de wereld. Jullie kunnen dat ook.

Dank u.

Thank you.

(Applause)

(Applaus)