How simple ideas lead to scientific discoveries

Hur enkla idéer kan leda till vetenskapliga upptäckter

Translator: Jenny Zurawell

Översättare: rolf prag Granskare: Annika Bidner

(Musik)

One of the funny things about owning a brain

En av de lustiga sakerna med att äga en hjärna

is that you have no control over the things

är bristen på kontroll över vad den samlar in och bevarar,

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

fakta och berättelser.

And as you get older, it only gets worse.

Och ju äldre man blir, desto värre blir det.

Things stick around for years sometimes

Vissa saker stannar kvar i flera år ibland

before you understand why you're interested in them,

innan man förstår varför de är intressanta,

before you understand their import to you.

innan man förstår varför de är viktiga.

Here's three of mine.

Här är tre av mina.

When Richard Feynman was a young boy in Queens,

När Richard Feynman var en ung pojke i Queens

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

gick han promenader med sin far, en liten vagn och en boll.

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

Han märkte att när han drog vagnen

rullade bollen bak i vagnen.

Och han frågade sin far: "Varför rullar bollen bakåt i vagnen?"

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

Och hans far svarade: "Det är tröghet."

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

Han sa: "Vad är tröghet?" Och hans far sa: "Ah".

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

Inertia is the name that scientists give

"Tröghet är namnet som forskarna gett fenomenet

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

att bollen rullar bakåt i vagnen.

(Laughter)

(Skratt)

"But in truth, nobody really knows."

Men i själva verket vet ingen riktigt vad det är."

Feynman went on to earn degrees

Feynam fortsatte med att skaffa sig examina

at MIT, Princeton, he solved the Challenger disaster,

vid MIT och Princeton, förklarade Challenger-katastrofen,

he ended up winning the Nobel Prize in Physics

och fortsatte med att få ett Nobelpris i fysik

för sina Feynmandiagram som beskriver subatomära partikelrörelser.

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

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

Och han säger att det var det samtalet med pappan

som gav honom en känsla

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

att de enklaste frågorna kan förflytta dig mot gränserna för det mänskliga vetandet,

och det var där han ville leka.

and that that's where he wanted to play.

Och lekte gjorde han.

And play he did.

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

Eratosthenes var tredjebibliotekarie vid det stora biblioteket i Alexandria,

and he made many contributions to science.

och han har kommit med många bidrag till vetenskapen.

But the one he is most remembered for

Men det han är mest ihågkommen för

began in a letter that he received as the librarian,

började med ett brev han fick som bibliotekarie från staden Syene,

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

som låg söder om Alexandria.

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

Brevet innehöll en upplysning som fastnade i Eratosthenes minne.

Författaren påstod att klockan 12 på dagen

and the fact was that the writer said,

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

vid sommarsolståndet, kunde han titta ner i en djup brunn

he could see his reflection at the bottom,

och se sin spegelbild i botten av brunnen och också att huvudet blockerade solen.

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

I should tell you -- the idea that Christopher Columbus

Det är värt att påpeka: att Kristoffer Colombus

upptäckte att jorden var rund

discovered that the world is spherical is total bull.

är bara trams. Det är inte alls sant.

It's not true at all.

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

I själva verket visste varje bildad människa

att jorden var rund

ända sedan Aristoteles, och han hade bevisat det

since Aristotle's time.

Aristotle had proved it with a simple observation.

med en enkel observation.

Han såg att jordens skugga på månen

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

alltid var rund

it was circular,

och den enda form som alltid ger en rund skugga

and the only shape that constantly creates a circular shadow

är ett klot. Alltså är jorden rund.

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

But nobody knew how big it was

Men ingen visste hur stor den var

until Eratosthenes got this letter with this fact.

förrän Eratosthenes fick brevet med den här uppgiften.

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

Han insåg att solen stod rakt över staden Syene,

because looking down a well, it was a straight line

eftersom när man tittar ner i en brunn, finns det en linje

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

hela vägen från brunnens botten förbi killens huvud upp till solen.

Eratosthenes knew another fact.

Eratosthenes visste en sak till.

He knew that a stick stuck in the ground in Alexandria

Han visste att en pinne som satts i marken i Alexandria.

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

vid samma tid på året klockan 12 på dagen,

the sun's zenith, on the solstice,

då solen är i zenit, vid sommarsolståndet,

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

ger en skugga som visar solen i vinkeln 7,2 grader.

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

Så om man nu vet hur stor cirkelns omkrets är,

och man har två punkter på den,

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

är allt man behöver avståndet mellan dessa två punkter,

and you can extrapolate the circumference.

så kan man räkna ut omkretsen.

360 degrees divided by 7.2 equals 50.

360 grader dividerat med 7,2 är lika med 50.

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

Jag vet, det jämna talet gör att jag också blir

and it makes me suspicious of this story too,

lite misstänksam mot historien,

men det är en bra historia, så vi fortsätter den.

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

(Skratt)

He needed to know the distance between Swenet and Alexandria,

Han behövde veta avståndet mellan Syene och Alexandria,

which is good because Eratosthenes was good at geography.

och det gick bra eftersom Eratosthenes var bra på geografi.

In fact, he invented the word geography.

Det var faktiskt han som uppfann ordet geografi.

(Laughter)

(Skratt)

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

Vägen mellan Syene och Alexandria

var en handelsväg,

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

och för handelsmän var det viktigt att veta hur lång tid resan tog.

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

De behövde veta den exakta distansen, så han visste med stor precision

that the distance between the two cities was 500 miles.

att avståndet mellan de två städerna

var 800 km.

Multiply that times 50, you get 25,000,

Multiplicera det med 50 och du får 40 000,

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

vilket är inom 1 procent från det rätta värdet på jordens omkrets.

He did this 2,200 years ago.

Han beräknade detta för 2 200 år sedan.

Now, we live in an age where

Nu lever vi i en tidsålder där

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

maskiner för flera miljarder dollar letar efter Higgs boson.

We're discovering particles

Vi upptäcker partiklar som kanske kan röra sig snabbare än ljuset,

that may travel faster than the speed of light,

and all of these discoveries are made possible

och alla dessa upptäckter har blivit möjliga

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

tack vare teknologi som utvecklats under de senaste decennierna.

But for most of human history,

Men under större delen av mänsklighetens historia,

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

fick vi göra upptäckter med våra ögon, öron och hjärnor.

Armand Fizeau was an experimental physicist in Paris.

Armand Fizeau var en experimentell fysiker i Paris.

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

Hans specialitet var att förfina och bekräfta andras resultat,

vilket kan tyckas vara lite av en tjatig verksamhet,

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

but in fact, this is the soul of science,

men det är i själva verket vetenskapens kärna,

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

för det finns inte något sådant som fakta som inte kan bekräftas.

Han var bekant med Galileos experiment,

And he was familiar with Galileo's experiments

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

där han försökte ta reda på om ljus har en hastighet

Galileo had worked out this really wonderful experiment

Galileo hade tänkt ut ett fantastiskt experiment

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

där han och hans assistent hade var sin lampa.

Båda höll i sin lampa.

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

Galileo slog på sin lampa, och hans assistent slog på sin.

They got the timing down really good.

De tränade så att de var rätt så samtidiga.

They just knew their timing.

De timade in det, och sedan ställde de sig

And then they stood at two hilltops,

på var sin kulle, 3 km ifrån varandra,

two miles distant, and they did the same thing,

och gjorde om experimentet, och Galileos antagandet var att

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

om ljusets hastighet var mätbar

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

skulle han kunna se en fördröjning i ljussignalen tillbaka från assistenten.

But light was too fast for Galileo.

Men ljuset var för snabbt för Galileo.

He was off by several orders of magnitude when he assumed

Hans antagande om ljushastigheten var flera storleksordningar fel

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

när han antog att ljuset var ungefär 10 gånger snabbare än ljudet.

Fizeau was aware of this experiment.

Fizeau kände till experimentet.

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

Han bodde i Paris och satte upp två experimentstationer,

roughly 5.5 miles distant, in Paris.

ungefär 9 km från varandra i Paris.

And he solved this problem of Galileo's,

Och han löste Galileos problem,

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

och han gjorde det med ganska enkel utrustning.

He did it with one of these.

Han gjorde det med en sådan här.

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

Jag ska lägga undan fjärrkontrollen ett ögonblick

because I want to engage your brains in this.

för jag vill sätta fart på era hjärnor.

So this is a toothed wheel.

Det här är ett kugghjul.

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

Det har hack och en massa tänder.

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

Detta blev Fizeaus lösning för att skicka korta pulser av ljus.

He put a beam behind one of these notches.

Han skickade en ljusstråle mot kuggarna.

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

Om jag riktar en stråle mellan kuggarna mot en spegel

five miles away, that beam is bouncing off the mirror

9 km bort, kommer den att reflekteras i spegeln

and coming back to me through this notch.

och komma tillbaka till mig genom samma hack.

Men något intressant inträffar när han roterar hjulet allt fortare.

But something interesting happens as he spins the wheel faster.

Han ser att det ser ut som en dörr börjar stängas

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

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

i vägen för ljusstrålen som reflekteras.

Why is that?

Varför?

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

Det beror på att ljuspulsen inte kommer igenom

through the same notch.

samma hack när den kommer tillbaka, den träffar faktisk en kugge.

It's actually hitting a tooth.

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

Och om han snurrar hjulet tillräckligt snabbt

kommer ljuset att helt blockeras.

And then, based on the distance between the two stations

Då kan man med hjälp av avståndet mellan de två försöksplatserna,

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

hastigheten på hjulet och antalet kuggar,

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

beräkna ljushastigheten och han kom så nära som 2% från det rätta värdet.

And he does this in 1849.

Detta gör han 1849.

This is what really gets me going about science.

Det är sådant som får igång mitt intresse för vetenskap.

Whenever I'm having trouble understanding a concept,

När jag har svårt att förstå ett koncept tar jag reda på saker om dem

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

som har gjort upptäckten.

Jag tittar på berättelserna om hur de kom att inse saker.

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

What happens when you look

Och det som händer när man tittar på vad dessa upptäckare tänkte på

at what the discoverers were thinking about

when they made their discoveries,

när de gjorde sina upptäckter är att man förstår

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

att de är inte så olika oss.

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

Vi är alla behållare av kött och vatten. Vi har alla samma förutsättningar.

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

Jag gillar idén att de olika grenarna av vetenskap kallas forskningsområden.

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

De flesta människor ser vetenskap som en stängd, svart låda,

when in fact it is an open field.

när det egentligen är ett öppet fält .

And we are all explorers.

Och vi är alla utforskare.

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

De som gjorde dessa upptäckter har bara tänkt lite mer

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

på vad de såg, och varit lite mer nyfikna.

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

Deras nyfikenhet har ändrat vår syn på världen,

and thus it changed the world.

och på så sätt förändrat världen.

They changed the world, and so can you.

De har ändrat på världen, och det kan du också göra.

Thank you.

Tack.

(Applause)

(Applåder)