Marcus du Sautoy: Symmetry, reality's riddle

131,456 views ・ 2009-10-29

TED


Proszę kliknąć dwukrotnie na poniższe angielskie napisy, aby odtworzyć film.

Tłumaczenie: Marta Kowalczyk Korekta: Capa Girl
00:18
On the 30th of May, 1832,
0
18330
4000
30 maja 1832 roku
00:22
a gunshot was heard
1
22330
2000
rozległ się strzał
00:24
ringing out across the 13th arrondissement in Paris.
2
24330
3000
słyszalny w całej 13-tej dzielnicy Paryża.
00:27
(Gunshot)
3
27330
1000
(Wystrzał)
00:28
A peasant, who was walking to market that morning,
4
28330
3000
Chłop, który szedł wtedy na targ,
00:31
ran towards where the gunshot had come from,
5
31330
2000
pobiegł w jego kierunku
00:33
and found a young man writhing in agony on the floor,
6
33330
4000
i znalazł młodego mężczyznę w agonii,
00:37
clearly shot by a dueling wound.
7
37330
3000
bez wątpienia postrzelonego w pojedynku.
00:40
The young man's name was Evariste Galois.
8
40330
3000
Był nim młody Evariste Galois.
00:43
He was a well-known revolutionary in Paris at the time.
9
43330
4000
Znany w Paryżu rewolucjonista.
00:47
Galois was taken to the local hospital
10
47330
3000
Zabrano go do miejscowego szpitala
00:50
where he died the next day in the arms of his brother.
11
50330
3000
gdzie zmarł następnego dnia w ramionach brata.
00:53
And the last words he said to his brother were,
12
53330
2000
Jego ostatnie słowa brzmiały:
00:55
"Don't cry for me, Alfred.
13
55330
2000
"Nie płacz Alfredzie.
00:57
I need all the courage I can muster
14
57330
2000
Potrzebuję całej odwagi jaką mogę zdobyć,
00:59
to die at the age of 20."
15
59330
4000
by umrzeć w wieku 20 lat".
01:03
It wasn't, in fact, revolutionary politics
16
63330
2000
Nie za sprawą rewolucyjnej polityki
01:05
for which Galois was famous.
17
65330
2000
Galois stał się sławny.
01:07
But a few years earlier, while still at school,
18
67330
3000
Kiedy uczęszczał do szkoły,
01:10
he'd actually cracked one of the big mathematical
19
70330
2000
rozwiązał jeden z większych matematycznych
01:12
problems at the time.
20
72330
2000
problemów swoich czasów.
01:14
And he wrote to the academicians in Paris,
21
74330
2000
Napisał do paryskich uczonych
01:16
trying to explain his theory.
22
76330
2000
próbując wytłumaczyć swoją teorię.
01:18
But the academicians couldn't understand anything that he wrote.
23
78330
3000
Nie byli jednak w stanie nic zrozumieć.
01:21
(Laughter)
24
81330
1000
(Śmiech)
01:22
This is how he wrote most of his mathematics.
25
82330
3000
Oto jak zapisywał rozważania matematyczne.
01:25
So, the night before that duel, he realized
26
85330
2000
Noc przed pojedynkiem zdał sobie sprawę,
01:27
this possibly is his last chance
27
87330
3000
że to ostatnia szansa,
01:30
to try and explain his great breakthrough.
28
90330
2000
by spróbować to wyjaśnić.
01:32
So he stayed up the whole night, writing away,
29
92330
3000
Nie spał całą noc,
01:35
trying to explain his ideas.
30
95330
2000
opisując swoją teorię.
01:37
And as the dawn came up and he went to meet his destiny,
31
97330
3000
Gdy nastał ranek poszedł spotkać swój los
01:40
he left this pile of papers on the table for the next generation.
32
100330
4000
pozostawiając stos kartek dla potomnych.
01:44
Maybe the fact that he stayed up all night doing mathematics
33
104330
3000
Może to dlatego,
01:47
was the fact that he was such a bad shot that morning and got killed.
34
107330
3000
kiepsko strzelał rano i został zabity.
01:50
But contained inside those documents
35
110330
2000
Jednak te zapiski,
01:52
was a new language, a language to understand
36
112330
3000
zawierały nowy język, sposób zrozumienia
01:55
one of the most fundamental concepts
37
115330
2000
jednej z podstawowych
01:57
of science -- namely symmetry.
38
117330
3000
koncepcji nauki... symetrii.
02:00
Now, symmetry is almost nature's language.
39
120330
2000
Symetria to niemal język natury.
02:02
It helps us to understand so many
40
122330
2000
Pozwala zrozumieć wiele
02:04
different bits of the scientific world.
41
124330
2000
elementów świata nauki.
02:06
For example, molecular structure.
42
126330
2000
Np. struktury molekularne.
02:08
What crystals are possible,
43
128330
2000
Budowę kryształów
02:10
we can understand through the mathematics of symmetry.
44
130330
4000
rozpracowujemy dzięki matematyce symetrii.
02:14
In microbiology you really don't want to get a symmetrical object,
45
134330
2000
W mikrobiologii symetryczne są
02:16
because they are generally rather nasty.
46
136330
2000
zwykle złośliwe obiekty.
02:18
The swine flu virus, at the moment, is a symmetrical object.
47
138330
3000
Wirus świńskiej grypy jest symetryczny.
02:21
And it uses the efficiency of symmetry
48
141330
2000
Korzysta z wydajności symetrii,
02:23
to be able to propagate itself so well.
49
143330
4000
by dobrze się rozmnażać.
02:27
But on a larger scale of biology, actually symmetry is very important,
50
147330
3000
W biologii, symetria jest bardzo ważna,
02:30
because it actually communicates genetic information.
51
150330
2000
bo przekazuje informacje genetyczne.
02:32
I've taken two pictures here and I've made them artificially symmetrical.
52
152330
4000
To dwa, sztucznie symetryczne zdjęcia.
02:36
And if I ask you which of these you find more beautiful,
53
156330
3000
Jeśli spytam, które są ładniejsze
02:39
you're probably drawn to the lower two.
54
159330
2000
wskażecie pewnie te na dole.
02:41
Because it is hard to make symmetry.
55
161330
3000
Trudno jest stworzyć symetrię.
02:44
And if you can make yourself symmetrical, you're sending out a sign
56
164330
2000
Będąc symetryczny komunikujesz
02:46
that you've got good genes, you've got a good upbringing
57
166330
3000
że masz dobre geny i wychowanie,
02:49
and therefore you'll make a good mate.
58
169330
2000
czyli będziesz dobrym partnerem.
02:51
So symmetry is a language which can help to communicate
59
171330
3000
Językiem symetrii przekazujemy
02:54
genetic information.
60
174330
2000
informacje genetyczne.
02:56
Symmetry can also help us to explain
61
176330
2000
Symetria pomaga wyjaśnić,
02:58
what's happening in the Large Hadron Collider in CERN.
62
178330
3000
co dzieje się w Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERN.
03:01
Or what's not happening in the Large Hadron Collider in CERN.
63
181330
3000
Albo co sie tam nie dzieje.
03:04
To be able to make predictions about the fundamental particles
64
184330
2000
Możemy przewidzieć jakie podstawowe cząsteczki tam powstaną.
03:06
we might see there,
65
186330
2000
Możemy przewidzieć jakie podstawowe cząsteczki tam powstaną.
03:08
it seems that they are all facets of some strange symmetrical shape
66
188330
4000
Wydaje się, że to odbicia symetrycznego kształtu
03:12
in a higher dimensional space.
67
192330
2000
z przestrzeni o wyższej ilości wymiarów.
03:14
And I think Galileo summed up, very nicely,
68
194330
2000
Galileusz dobrze podsumował
03:16
the power of mathematics
69
196330
2000
jak matematyka może pomóc
03:18
to understand the scientific world around us.
70
198330
2000
zrozumieć świat nauki.
03:20
He wrote, "The universe cannot be read
71
200330
2000
Pisał: "Wszechświata nie przeczytamy,
03:22
until we have learnt the language
72
202330
2000
nim nie nauczymy się
03:24
and become familiar with the characters in which it is written.
73
204330
3000
jego języka i alfabetu.
03:27
It is written in mathematical language,
74
207330
2000
Napisany jest językiem matematyki,
03:29
and the letters are triangles, circles and other geometric figures,
75
209330
4000
a litery to trójkąty, koła i inne figury
03:33
without which means it is humanly impossible
76
213330
2000
bez których niemożliwe jest
03:35
to comprehend a single word."
77
215330
3000
zrozumieć nawet jedno słowo".
03:38
But it's not just scientists who are interested in symmetry.
78
218330
3000
Nie tylko naukowcy zajmują się symetrią.
03:41
Artists too love to play around with symmetry.
79
221330
3000
Także artyści z niej korzystają.
03:44
They also have a slightly more ambiguous relationship with it.
80
224330
3000
Ale mają do niej inny stosunek.
03:47
Here is Thomas Mann talking about symmetry in "The Magic Mountain."
81
227330
3000
Tomasz Mann mówi o symetrii w "Czarodziejskiej górze".
03:50
He has a character describing the snowflake,
82
230330
3000
Jedna z postaci opisuje płatek śniegu:
03:53
and he says he "shuddered at its perfect precision,
83
233330
3000
"bezwzględnie proporcjonalny
03:56
found it deathly, the very marrow of death."
84
236330
3000
i lodowato regularny, wrogi wobec życia".
03:59
But what artists like to do is to set up expectations
85
239330
2000
Artyści budują oczekiwanie
04:01
of symmetry and then break them.
86
241330
2000
symetrii, by go nie spełnić.
04:03
And a beautiful example of this
87
243330
2000
Przykład napotkałem podczas odwiedzin
04:05
I found, actually, when I visited a colleague of mine
88
245330
2000
Przykład napotkałem podczas odwiedzin
04:07
in Japan, Professor Kurokawa.
89
247330
2000
profesora Kurokawy, w Japonii.
04:09
And he took me up to the temples in Nikko.
90
249330
3000
Zabrał mnie do świątyń w Nikko.
04:12
And just after this photo was taken we walked up the stairs.
91
252330
3000
Po zrobieniu zdjęcia, wszedłem schodami.
04:15
And the gateway you see behind
92
255330
2000
Brama widoczna za mną
04:17
has eight columns, with beautiful symmetrical designs on them.
93
257330
3000
ma 8 kolumn o symetrycznych wzorach.
04:20
Seven of them are exactly the same,
94
260330
2000
Siedem takich samych,
04:22
and the eighth one is turned upside down.
95
262330
3000
a ósma jest do góry nogami.
04:25
And I said to Professor Kurokawa,
96
265330
2000
Powiedziałem do profesora:
04:27
"Wow, the architects must have really been kicking themselves
97
267330
2000
"Architekt musiał być wściekły,
04:29
when they realized that they'd made a mistake and put this one upside down."
98
269330
3000
widząc, że przez pomyłkę obrócili kolumnę".
04:32
And he said, "No, no, no. It was a very deliberate act."
99
272330
3000
Odpowiedział: "To celowy manewr".
04:35
And he referred me to this lovely quote from the Japanese
100
275330
2000
Odesłał mnie do XIV-nych
04:37
"Essays in Idleness" from the 14th century,
101
277330
3000
japońskich "Rozpraw o bezczynności",
04:40
in which the essayist wrote, "In everything,
102
280330
2000
gdzie napisano: "We wszystkim,
04:42
uniformity is undesirable.
103
282330
3000
jednolitość jest nieporządana.
04:45
Leaving something incomplete makes it interesting,
104
285330
2000
Niedokończenie czegoś czyni to ciekawym,
04:47
and gives one the feeling that there is room for growth."
105
287330
3000
daje uczucie, że jest miejsce na rozwój.
04:50
Even when building the Imperial Palace,
106
290330
2000
Nawet przy budowie
04:52
they always leave one place unfinished.
107
292330
4000
Pałacu Cesarskiego, zawsze zostawia się coś niedokończonego".
04:56
But if I had to choose one building in the world
108
296330
3000
Jeśli miałbym wybrać jeden budynek,
04:59
to be cast out on a desert island, to live the rest of my life,
109
299330
3000
by spędzić resztę życia na pustyni,
05:02
being an addict of symmetry, I would probably choose the Alhambra in Granada.
110
302330
4000
wybrałbym pałac Alhambra w Granadzie.
05:06
This is a palace celebrating symmetry.
111
306330
2000
Ten pałac to świątynia symetrii.
05:08
Recently I took my family --
112
308330
2000
Niedawno zabrałem rodzinę...
05:10
we do these rather kind of nerdy mathematical trips, which my family love.
113
310330
3000
Kochamy jeździć na wycieczki matematyczne.
05:13
This is my son Tamer. You can see
114
313330
2000
To mój syn Tamer.
05:15
he's really enjoying our mathematical trip to the Alhambra.
115
315330
3000
Podoba mu się wycieczka do Alhambry.
05:18
But I wanted to try and enrich him.
116
318330
3000
Chciałem wzbogacić jego percepcję.
05:21
I think one of the problems about school mathematics
117
321330
2000
Problemem matematyki w szkołach
05:23
is it doesn't look at how mathematics is embedded
118
323330
2000
jest, że nie pokazuje się jak jest wtopiona w nasz świat.
05:25
in the world we live in.
119
325330
2000
jest, że nie pokazuje się jak jest wtopiona w nasz świat.
05:27
So, I wanted to open his eyes up to
120
327330
2000
Chciałem mu uświadomić,
05:29
how much symmetry is running through the Alhambra.
121
329330
3000
ile symetrii można dostrzec w Alhambrze.
05:32
You see it already. Immediately you go in,
122
332330
2000
Od wejścia widać
05:34
the reflective symmetry in the water.
123
334330
2000
symetryczne odbicie w wodzie.
05:36
But it's on the walls where all the exciting things are happening.
124
336330
3000
Ale najciekawsze są rzeczy na ścianach.
05:39
The Moorish artists were denied the possibility
125
339330
2000
Mauretańscy artyści nie mogli
05:41
to draw things with souls.
126
341330
2000
przedstawiać rzeczy z duszą.
05:43
So they explored a more geometric art.
127
343330
2000
Stąd eksperymentowali z geometrią.
05:45
And so what is symmetry?
128
345330
2000
Czym jest symetria?
05:47
The Alhambra somehow asks all of these questions.
129
347330
3000
Alhambra zadaje wszystkie te pytania.
05:50
What is symmetry? When [there] are two of these walls,
130
350330
2000
Czym jest symetria? Czy 2 ściany mają takie same symetrie?
05:52
do they have the same symmetries?
131
352330
2000
Czym jest symetria? Czy 2 ściany mają takie same symetrie?
05:54
Can we say whether they discovered
132
354330
2000
Czy udało się odkryć
05:56
all of the symmetries in the Alhambra?
133
356330
3000
wszystkie symetrie Alhambry?
05:59
And it was Galois who produced a language
134
359330
2000
To właśnie Galois stworzył język,
06:01
to be able to answer some of these questions.
135
361330
3000
w którym można odpowiedzieć na te pytania.
06:04
For Galois, symmetry -- unlike for Thomas Mann,
136
364330
3000
W przeciwieństwie do Manna, dla którego
06:07
which was something still and deathly --
137
367330
2000
była czymś martwym i śmiercionośnym...
06:09
for Galois, symmetry was all about motion.
138
369330
3000
Dla Galoisa symetria była ruchem.
06:12
What can you do to a symmetrical object,
139
372330
2000
Co można zrobić z symetrycznym obiektem?
06:14
move it in some way, so it looks the same
140
374330
2000
Poruszyć, by wyglądał tak samo jak wcześniej.
06:16
as before you moved it?
141
376330
2000
Poruszyć, by wyglądał tak samo jak wcześniej.
06:18
I like to describe it as the magic trick moves.
142
378330
2000
Nazywam to magicznymi trikami.
06:20
What can you do to something? You close your eyes.
143
380330
2000
Co można z czymś zrobić? Zamykacie oczy.
06:22
I do something, put it back down again.
144
382330
2000
Ja coś zmieniam i odkładam.
06:24
It looks like it did before it started.
145
384330
2000
Wygląda tak jak wcześniej.
06:26
So, for example, the walls in the Alhambra --
146
386330
2000
Na przykład ściany w Alhambrze...
06:28
I can take all of these tiles, and fix them at the yellow place,
147
388330
4000
Można wziąć wszystkie te kafelki, postawić żółty punkt,
06:32
rotate them by 90 degrees,
148
392330
2000
obrócić wokół niego o 90 stopni,
06:34
put them all back down again and they fit perfectly down there.
149
394330
3000
położyć z powrotem i nadal będą pasować.
06:37
And if you open your eyes again, you wouldn't know that they'd moved.
150
397330
3000
Nie wiedzielibyście, że się przesunęły.
06:40
But it's the motion that really characterizes the symmetry
151
400330
3000
To ruch charakteryzuje
06:43
inside the Alhambra.
152
403330
2000
symetrię w Alhambrze.
06:45
But it's also about producing a language to describe this.
153
405330
2000
Chodzi o stworzenie języka opisu.
06:47
And the power of mathematics is often
154
407330
3000
Matematyka często polega na zmianie
06:50
to change one thing into another, to change geometry into language.
155
410330
4000
jednej rzeczy w drugą, geometrii w język.
06:54
So I'm going to take you through, perhaps push you a little bit mathematically --
156
414330
3000
Wyjaśnię to przez matematyczne wyzwanie,
06:57
so brace yourselves --
157
417330
2000
także przygotujcie się...
06:59
push you a little bit to understand how this language works,
158
419330
3000
Wyjaśnię jak działa język
07:02
which enables us to capture what is symmetry.
159
422330
2000
pozwalający zrozumieć czym jest symetria.
07:04
So, let's take these two symmetrical objects here.
160
424330
3000
Oto dwa symetryczne obiekty.
07:07
Let's take the twisted six-pointed starfish.
161
427330
2000
To 6-kątna rozgwiazda.
07:09
What can I do to the starfish which makes it look the same?
162
429330
3000
Co można z nią zrobić, by wyglądała tak samo?
07:12
Well, there I rotated it by a sixth of a turn,
163
432330
3000
Obracam ją o 60 stopni
07:15
and still it looks like it did before I started.
164
435330
2000
i wygląda tak samo.
07:17
I could rotate it by a third of a turn,
165
437330
3000
Mógłbym ją obrócić o 120 stopni,
07:20
or a half a turn,
166
440330
2000
o 180 stopni,
07:22
or put it back down on its image, or two thirds of a turn.
167
442330
3000
czy 240 stopni.
07:25
And a fifth symmetry, I can rotate it by five sixths of a turn.
168
445330
4000
Piąta symetria, obrót o 300 stopni.
07:29
And those are things that I can do to the symmetrical object
169
449330
3000
To można zrobić z symetrycznym obiektem,
07:32
that make it look like it did before I started.
170
452330
3000
by wyglądał tak samo, jak wcześniej.
07:35
Now, for Galois, there was actually a sixth symmetry.
171
455330
3000
Według Galoisa, jest też 6 symetria.
07:38
Can anybody think what else I could do to this
172
458330
2000
Ktoś wie, co jeszcze można zrobić?
07:40
which would leave it like I did before I started?
173
460330
3000
Ktoś wie, co jeszcze można zrobić?
07:43
I can't flip it because I've put a little twist on it, haven't I?
174
463330
3000
Nie położę spodem do góry, bo jest skręcona.
07:46
It's got no reflective symmetry.
175
466330
2000
Nie ma lustrzanej symetrii.
07:48
But what I could do is just leave it where it is,
176
468330
3000
Mogę po prostu nie zrobić nic,
07:51
pick it up, and put it down again.
177
471330
2000
podnieść ją i położyć z powrotem.
07:53
And for Galois this was like the zeroth symmetry.
178
473330
3000
Dla Galoisa to symetria zerowa.
07:56
Actually, the invention of the number zero
179
476330
3000
Wynalazek zera samego w sobie,
07:59
was a very modern concept, seventh century A.D., by the Indians.
180
479330
3000
jest czymś nowym - Hindusi, VII wiek.
08:02
It seems mad to talk about nothing.
181
482330
3000
To szalone mówić o niczym.
08:05
And this is the same idea. This is a symmetrical --
182
485330
2000
Tu chodzi o to samo.
08:07
so everything has symmetry, where you just leave it where it is.
183
487330
2000
Wszystko ma symetrię jeśli zostawi się to w miejscu.
08:09
So, this object has six symmetries.
184
489330
3000
To ma 6 symetrii.
08:12
And what about the triangle?
185
492330
2000
A co z trójkątem?
08:14
Well, I can rotate by a third of a turn clockwise
186
494330
4000
Można go obrócić o 120 stopni w prawo
08:18
or a third of a turn anticlockwise.
187
498330
2000
lub tyle samo w lewo.
08:20
But now this has some reflectional symmetry.
188
500330
2000
Ma też lustrzaną symetrię.
08:22
I can reflect it in the line through X,
189
502330
2000
Wg. osi przechodzącej przez x,
08:24
or the line through Y,
190
504330
2000
przez y
08:26
or the line through Z.
191
506330
2000
i przez z.
08:28
Five symmetries and then of course the zeroth symmetry
192
508330
3000
5 symetrii i ta zerowa,
08:31
where I just pick it up and leave it where it is.
193
511330
3000
kiedy się tylko podnosi i kładzie z powrotem.
08:34
So both of these objects have six symmetries.
194
514330
3000
Obie figury mają po 6 symetrii.
08:37
Now, I'm a great believer that mathematics is not a spectator sport,
195
517330
3000
Matematyka nie jest do oglądania,
08:40
and you have to do some mathematics
196
520330
2000
musicie sami się nią zająć,
08:42
in order to really understand it.
197
522330
2000
by ją zrozumieć.
08:44
So here is a little question for you.
198
524330
2000
Oto pytanie.
08:46
And I'm going to give a prize at the end of my talk
199
526330
2000
Obiecuję nagrodę temu,
08:48
for the person who gets closest to the answer.
200
528330
2000
kto będzie najbliżej odpowiedzi.
08:50
The Rubik's Cube.
201
530330
2000
Kostka Rubika.
08:52
How many symmetries does a Rubik's Cube have?
202
532330
3000
Ile symetrii ma kostka Rubika?
08:55
How many things can I do to this object
203
535330
2000
Ile rzeczy można z nią zrobić,
08:57
and put it down so it still looks like a cube?
204
537330
2000
by wyglądała tak samo?
08:59
Okay? So I want you to think about that problem as we go on,
205
539330
3000
Pomyślcie o tym, kiedy będę mówił
09:02
and count how many symmetries there are.
206
542330
2000
i policzcie liczbę symetrii.
09:04
And there will be a prize for the person who gets closest at the end.
207
544330
4000
Nagroda dla tego, kto będzie najbliżej odpowiedzi.
09:08
But let's go back down to symmetries that I got for these two objects.
208
548330
4000
Wróćmy do symetrii tych figur.
09:12
What Galois realized: it isn't just the individual symmetries,
209
552330
3000
Galois zrozumiał, że to nie pojedyńcze symetrie,
09:15
but how they interact with each other
210
555330
2000
a to jak na siebie oddziałują,
09:17
which really characterizes the symmetry of an object.
211
557330
4000
charakteryzuje symetrię obiektu.
09:21
If I do one magic trick move followed by another,
212
561330
3000
Jeśli zrobię jeden trik po drugim,
09:24
the combination is a third magic trick move.
213
564330
2000
ich kombinacja to trzeci trik.
09:26
And here we see Galois starting to develop
214
566330
2000
Oto jak Galois zaczął tworzyć
09:28
a language to see the substance
215
568330
3000
język, by opisać esencję
09:31
of the things unseen, the sort of abstract idea
216
571330
2000
niewidzialnego - abstrakcyjnej idei,
09:33
of the symmetry underlying this physical object.
217
573330
3000
leżącej u podstaw fizyczności obiektu.
09:36
For example, what if I turn the starfish
218
576330
3000
Co jeśli obrócę rozgwiazdę
09:39
by a sixth of a turn,
219
579330
2000
o 60 stopni
09:41
and then a third of a turn?
220
581330
2000
a potem o 120?
09:43
So I've given names. The capital letters, A, B, C, D, E, F,
221
583330
3000
Nadałem rotacjom nazwy, litery A, B, C, D, E, F.
09:46
are the names for the rotations.
222
586330
2000
Nadałem rotacjom nazwy, litery A, B, C, D, E, F.
09:48
B, for example, rotates the little yellow dot
223
588330
3000
B przesuwa żółtą kropkę
09:51
to the B on the starfish. And so on.
224
591330
3000
na B na rozgwieździe, itd.
09:54
So what if I do B, which is a sixth of a turn,
225
594330
2000
Co jeśli wykonam B, 60 stopni,
09:56
followed by C, which is a third of a turn?
226
596330
3000
a potem C, czyli 120 stopni?
09:59
Well let's do that. A sixth of a turn,
227
599330
2000
Zobaczmy. 60 stopni,
10:01
followed by a third of a turn,
228
601330
2000
i 120 stopni,
10:03
the combined effect is as if I had just rotated it by half a turn in one go.
229
603330
5000
to tak jakby jeden obrót o 180 stopni.
10:08
So the little table here records
230
608330
2000
Oto wyniki w tabelce,
10:10
how the algebra of these symmetries work.
231
610330
3000
algebra tych symetrii.
10:13
I do one followed by another, the answer is
232
613330
2000
Robiąc jeden obrót po drugim
10:15
it's rotation D, half a turn.
233
615330
2000
powstaje D, pół obrotu.
10:17
What I if I did it in the other order? Would it make any difference?
234
617330
3000
A jeśli zmienię kolejność?
10:20
Let's see. Let's do the third of the turn first, and then the sixth of a turn.
235
620330
4000
Zobaczmy. Najpierw 120 stopni, a potem 60 stopni.
10:24
Of course, it doesn't make any difference.
236
624330
2000
Oczywiście nie ma różnicy.
10:26
It still ends up at half a turn.
237
626330
2000
To nadal pół obrotu.
10:28
And there is some symmetry here in the way the symmetries interact with each other.
238
628330
5000
Jest symetria w tym jak działają na siebie te symetrie.
10:33
But this is completely different to the symmetries of the triangle.
239
633330
3000
Lecz to zupełnie inne niż symetrie trójkąta.
10:36
Let's see what happens if we do two symmetries
240
636330
2000
Zobaczmy co się stanie,
10:38
with the triangle, one after the other.
241
638330
2000
jeśli zrobimy to samo z trójkątem.
10:40
Let's do a rotation by a third of a turn anticlockwise,
242
640330
3000
Obracamy o 120 stopni w lewo,
10:43
and reflect in the line through X.
243
643330
2000
i odbijamy według osi x.
10:45
Well, the combined effect is as if I had just done the reflection in the line through Z
244
645330
4000
Powstaje to samo, co po odbiciu trójkąta
10:49
to start with.
245
649330
2000
przez oś z.
10:51
Now, let's do it in a different order.
246
651330
2000
Zmieńmy kolejność.
10:53
Let's do the reflection in X first,
247
653330
2000
Najpierw odbijamy przez oś x,
10:55
followed by the rotation by a third of a turn anticlockwise.
248
655330
4000
a potem przekręcamy o 120 stopni w lewo.
10:59
The combined effect, the triangle ends up somewhere completely different.
249
659330
3000
Tym razem rezultat jest inny.
11:02
It's as if it was reflected in the line through Y.
250
662330
3000
Tak jabym odbił przez oś y.
11:05
Now it matters what order you do the operations in.
251
665330
3000
Tym razem kolejność ma znaczenie.
11:08
And this enables us to distinguish
252
668330
2000
Pozwala to odróżnić
11:10
why the symmetries of these objects --
253
670330
2000
symetrie tych figur.
11:12
they both have six symmetries. So why shouldn't we say
254
672330
2000
Obie mają ich 6, ale dlaczego
11:14
they have the same symmetries?
255
674330
2000
nie są takie same?
11:16
But the way the symmetries interact
256
676330
2000
Sposób wzajemnego
11:18
enable us -- we've now got a language
257
678330
2000
oddziaływania symetrii pozwala
11:20
to distinguish why these symmetries are fundamentally different.
258
680330
3000
odróżnić dlaczego są one inne.
11:23
And you can try this when you go down to the pub, later on.
259
683330
3000
Spróbujcie jak pójdziecie do pubu.
11:26
Take a beer mat and rotate it by a quarter of a turn,
260
686330
3000
Weźcie podstawkę do piwa obróćcie o 90 stopni,
11:29
then flip it. And then do it in the other order,
261
689330
2000
połóżcie na drugiej stronie i zmieńcie kolejność,
11:31
and the picture will be facing in the opposite direction.
262
691330
4000
obrazek będzie odwrócony w drugą stronę.
11:35
Now, Galois produced some laws for how these tables -- how symmetries interact.
263
695330
4000
Galois stworzył prawa współoddziaływania symetrii.
11:39
It's almost like little Sudoku tables.
264
699330
2000
To prawie jak Sudoku.
11:41
You don't see any symmetry twice
265
701330
2000
Żadna symetria nie pojawia się 2 razy,
11:43
in any row or column.
266
703330
2000
ani w rzędzie ani w kolumnie.
11:45
And, using those rules, he was able to say
267
705330
4000
Dzięki tym zasadom mógł stwierdzić,
11:49
that there are in fact only two objects
268
709330
2000
że są tylko 2 obiekty
11:51
with six symmetries.
269
711330
2000
z 6 symetriami.
11:53
And they'll be the same as the symmetries of the triangle,
270
713330
3000
Będą miały takie same symetrie
11:56
or the symmetries of the six-pointed starfish.
271
716330
2000
jak trójkąt czy rozgwiazda.
11:58
I think this is an amazing development.
272
718330
2000
To wielki postęp.
12:00
It's almost like the concept of number being developed for symmetry.
273
720330
4000
Jakby idea numeru powstała dla symetrii.
12:04
In the front here, I've got one, two, three people
274
724330
2000
Mam tutaj 3 osoby
12:06
sitting on one, two, three chairs.
275
726330
2000
siedzące na 3 krzesłach.
12:08
The people and the chairs are very different,
276
728330
3000
Ludzie na krzesłach są różni,
12:11
but the number, the abstract idea of the number, is the same.
277
731330
3000
ale liczba, pozostaje taka sama.
12:14
And we can see this now: we go back to the walls in the Alhambra.
278
734330
3000
Wróćmy do ścian w Alhambrze.
12:17
Here are two very different walls,
279
737330
2000
Oto dwie różne ściany,
12:19
very different geometric pictures.
280
739330
2000
z różnymi geometrycznymi wzorami.
12:21
But, using the language of Galois,
281
741330
2000
Używając języka Galoisa,
12:23
we can understand that the underlying abstract symmetries of these things
282
743330
3000
widać, że podstawowe abstrakcyjne symetrie
12:26
are actually the same.
283
746330
2000
są tu takie same.
12:28
For example, let's take this beautiful wall
284
748330
2000
Spójrzmy na tę ścianę,
12:30
with the triangles with a little twist on them.
285
750330
3000
z falującymi trójkątami.
12:33
You can rotate them by a sixth of a turn
286
753330
2000
Można je obrócić o 60 stopni.
12:35
if you ignore the colors. We're not matching up the colors.
287
755330
2000
Nie zwracamy tu uwagi na kolory.
12:37
But the shapes match up if I rotate by a sixth of a turn
288
757330
3000
Kształty pasują jeśli obrót o 60 stopni
12:40
around the point where all the triangles meet.
289
760330
3000
wykonamy wokół punktu zetknięcia sie trójkątów.
12:43
What about the center of a triangle? I can rotate
290
763330
2000
A co ze środkiem trójkąta?
12:45
by a third of a turn around the center of the triangle,
291
765330
2000
Obrócę o 120 stopni wokół środka
12:47
and everything matches up.
292
767330
2000
i wszystko pasuje.
12:49
And then there is an interesting place halfway along an edge,
293
769330
2000
Jest takie miejsce w połowie krawędzi,
12:51
where I can rotate by 180 degrees.
294
771330
2000
gdzie mogę obrócić o 180 stopni
12:53
And all the tiles match up again.
295
773330
3000
i wszystkie nadal będą pasować.
12:56
So rotate along halfway along the edge, and they all match up.
296
776330
3000
Obracam wokół niego i pasuje.
12:59
Now, let's move to the very different-looking wall in the Alhambra.
297
779330
4000
To inna ściana w Alhambrze.
13:03
And we find the same symmetries here, and the same interaction.
298
783330
3000
Ma podobne symetrie i oddziaływania między nimi.
13:06
So, there was a sixth of a turn. A third of a turn where the Z pieces meet.
299
786330
5000
To obrót o 60 stopni. O 120 gdzie spotykają się kształty Z.
13:11
And the half a turn is halfway between the six pointed stars.
300
791330
4000
I półobrót w półowie drogi między gwiazdkami.
13:15
And although these walls look very different,
301
795330
2000
Mimo, że te ściany są inne,
13:17
Galois has produced a language to say
302
797330
3000
Galois stworzył język, którym
13:20
that in fact the symmetries underlying these are exactly the same.
303
800330
3000
można wyjaśnić, że ich symetrie są takie same.
13:23
And it's a symmetry we call 6-3-2.
304
803330
3000
Tę symetrię nazywamy 6-3-2.
13:26
Here is another example in the Alhambra.
305
806330
2000
Oto inny przykład w Alhambrze.
13:28
This is a wall, a ceiling, and a floor.
306
808330
3000
Ściana, sufit i podłoga.
13:31
They all look very different. But this language allows us to say
307
811330
3000
Wyglądają inaczej, ale dzięki temu językowi
13:34
that they are representations of the same symmetrical abstract object,
308
814330
4000
widzimy, że reprezentują ten sam abstrakcyjny obiekt,
13:38
which we call 4-4-2. Nothing to do with football,
309
818330
2000
zwany 4-2-2. Bez związku z piłką nożną..
13:40
but because of the fact that there are two places where you can rotate
310
820330
3000
Bo są 2 miejsca, wokół których można obrócić
13:43
by a quarter of a turn, and one by half a turn.
311
823330
4000
o 90 stopni, i 1 gdzie zrobimy półobrót.
13:47
Now, this power of the language is even more,
312
827330
2000
Moc tego języka jest większa,
13:49
because Galois can say,
313
829330
2000
bo Galois mógłby spytać:
13:51
"Did the Moorish artists discover all of the possible symmetries
314
831330
3000
"Czy Maurowie odkryli w Alhambrze
13:54
on the walls in the Alhambra?"
315
834330
2000
wszystkie możliwe symetrie?"
13:56
And it turns out they almost did.
316
836330
2000
Okazuje się, że prawie tak.
13:58
You can prove, using Galois' language,
317
838330
2000
Dzięki językowi Galoisa wiemy,
14:00
there are actually only 17
318
840330
2000
że jest tylko 17 rodzajów symetrii
14:02
different symmetries that you can do in the walls in the Alhambra.
319
842330
4000
występujących na ścianach Alhambry.
14:06
And they, if you try to produce a different wall with this 18th one,
320
846330
3000
Budując ścianę z 18-stym rodzajem,
14:09
it will have to have the same symmetries as one of these 17.
321
849330
5000
będzie musiała ona zawierać jedną z 17-nastu.
14:14
But these are things that we can see.
322
854330
2000
To jest to, co możemy zobaczyć.
14:16
And the power of Galois' mathematical language
323
856330
2000
Moc matematyki Galoisa
14:18
is it also allows us to create
324
858330
2000
pozwala nam też tworzyć
14:20
symmetrical objects in the unseen world,
325
860330
3000
symetryczne obiekty w niewidzialnym świecie,
14:23
beyond the two-dimensional, three-dimensional,
326
863330
2000
poza tym 2- czy 3-wymiarowym,
14:25
all the way through to the four- or five- or infinite-dimensional space.
327
865330
3000
nawet w przestrzeni o 4, 5 czy nieskończonej liczbie wymiarów.
14:28
And that's where I work. I create
328
868330
2000
To właśnie robię.
14:30
mathematical objects, symmetrical objects,
329
870330
2000
Buduję matematyczne, symetryczne obiekty,
14:32
using Galois' language,
330
872330
2000
używając języka Galoisa,
14:34
in very high dimensional spaces.
331
874330
2000
w wielowymiarowych przestrzeniach.
14:36
So I think it's a great example of things unseen,
332
876330
2000
To przykład czegoś niewidzialnego,
14:38
which the power of mathematical language allows you to create.
333
878330
4000
co można stworzyć dzięki językowi matematyki.
14:42
So, like Galois, I stayed up all last night
334
882330
2000
Poprzedniej nocy, jak Galois, nie spałem
14:44
creating a new mathematical symmetrical object for you,
335
884330
4000
tworząc nowy matematyczny, symetryczny obiekt.
14:48
and I've got a picture of it here.
336
888330
2000
Oto on.
14:50
Well, unfortunately it isn't really a picture. If I could have my board
337
890330
3000
Niestety to nie zdjęcie.
14:53
at the side here, great, excellent.
338
893330
2000
Proszę o tablicę...
14:55
Here we are. Unfortunately, I can't show you
339
895330
2000
Niestety, nie mogę pokazać
14:57
a picture of this symmetrical object.
340
897330
2000
zdjęcia tego obiektu.
14:59
But here is the language which describes
341
899330
3000
Lecz istnieje język opisujący
15:02
how the symmetries interact.
342
902330
2000
oddziaływanie jego symetrii.
15:04
Now, this new symmetrical object
343
904330
2000
Ten nowy obiekt
15:06
does not have a name yet.
344
906330
2000
nie ma jeszcze nazwy.
15:08
Now, people like getting their names on things,
345
908330
2000
Ludzie lubią nadawać swoje imię
15:10
on craters on the moon
346
910330
2000
kraterom na księżycu,
15:12
or new species of animals.
347
912330
2000
nowym gatunkom zwierząt.
15:14
So I'm going to give you the chance to get your name on a new symmetrical object
348
914330
4000
Dam wam szansę, by ten nowy, nienazwany obiekt
15:18
which hasn't been named before.
349
918330
2000
otrzymał wasze imię.
15:20
And this thing -- species die away,
350
920330
2000
Gatunki wymierają,
15:22
and moons kind of get hit by meteors and explode --
351
922330
3000
księżyce uderzane przez meteory wybuchają,
15:25
but this mathematical object will live forever.
352
925330
2000
ale ten obiekt będzie żył wiecznie.
15:27
It will make you immortal.
353
927330
2000
Unieśmiertelni was.
15:29
In order to win this symmetrical object,
354
929330
3000
By wygrać ten przywilej,
15:32
what you have to do is to answer the question I asked you at the beginning.
355
932330
3000
musicie odpowiedzieć na pytanie:
15:35
How many symmetries does a Rubik's Cube have?
356
935330
4000
Ile jest symetrii w kostce Rubika?
15:39
Okay, I'm going to sort you out.
357
939330
2000
Oto jak to zrobimy.
15:41
Rather than you all shouting out, I want you to count how many digits there are
358
941330
3000
Zamiast krzyczeć, policzcie ile jest cyfr
15:44
in that number. Okay?
359
944330
2000
w tym numerze, OK?
15:46
If you've got it as a factorial, you've got to expand the factorials.
360
946330
3000
Jeśli to ułamek, rozszerzcie go.
15:49
Okay, now if you want to play,
361
949330
2000
Kto bierze udział niech wstanie, OK?
15:51
I want you to stand up, okay?
362
951330
2000
Kto bierze udział niech wstanie, OK?
15:53
If you think you've got an estimate for how many digits,
363
953330
2000
Jeśli masz tylko przybliżoną wartość...
15:55
right -- we've already got one competitor here.
364
955330
3000
Proszę pierwszy zawodnik.
15:58
If you all stay down he wins it automatically.
365
958330
2000
Jak nikt nie wstanie, to on wygra.
16:00
Okay. Excellent. So we've got four here, five, six.
366
960330
3000
Świetnie, mamy czterech, sześciu.
16:03
Great. Excellent. That should get us going. All right.
367
963330
5000
W porządku.
16:08
Anybody with five or less digits, you've got to sit down,
368
968330
3000
Kto ma mniej niż 5 cyfr może usiąść,
16:11
because you've underestimated.
369
971330
2000
to za mało.
16:13
Five or less digits. So, if you're in the tens of thousands you've got to sit down.
370
973330
4000
Jeśli to w dziesiątkach tysięcy usiądźcie.
16:17
60 digits or more, you've got to sit down.
371
977330
3000
Więcej niż 60 cyfr, usiądźcie,
16:20
You've overestimated.
372
980330
2000
to zbyt dużo.
16:22
20 digits or less, sit down.
373
982330
4000
Mniej niż 20, usiądźcie.
16:26
How many digits are there in your number?
374
986330
5000
Ile cyfr jest w twojej liczbie?
16:31
Two? So you should have sat down earlier.
375
991330
2000
Dwie? Powinieneś już siedzieć.
16:33
(Laughter)
376
993330
1000
(Śmiech)
16:34
Let's have the other ones, who sat down during the 20, up again. Okay?
377
994330
4000
Dobra, kto usiadł jak pytałem kto ma poniżej 20?
16:38
If I told you 20 or less, stand up.
378
998330
2000
Proszę wstańcie.
16:40
Because this one. I think there were a few here.
379
1000330
2000
Bo pamiętam, że było kilkoro.
16:42
The people who just last sat down.
380
1002330
3000
Ci, którzy ostatni usiedli.
16:45
Okay, how many digits do you have in your number?
381
1005330
5000
Ile cyfr jest w twojej liczbie?
16:50
(Laughs)
382
1010330
3000
(Śmieje się)
16:53
21. Okay good. How many do you have in yours?
383
1013330
2000
21. A w twojej?
16:55
18. So it goes to this lady here.
384
1015330
3000
18. Nagroda dla tej pani.
16:58
21 is the closest.
385
1018330
2000
21 jest najbliżej
17:00
It actually has -- the number of symmetries in the Rubik's cube
386
1020330
2000
Liczba cyfr w tym numerze
17:02
has 25 digits.
387
1022330
2000
to 25.
17:04
So now I need to name this object.
388
1024330
2000
Trzeba go nazwać.
17:06
So, what is your name?
389
1026330
2000
Jak się nazywasz?
17:08
I need your surname. Symmetrical objects generally --
390
1028330
3000
Twoje nazwisko.
17:11
spell it for me.
391
1031330
2000
Przeliteruj proszę.
17:13
G-H-E-Z
392
1033330
7000
G-H-E-Z
17:20
No, SO2 has already been used, actually,
393
1040330
2000
Nie SO2 już wykorzystano
17:22
in the mathematical language. So you can't have that one.
394
1042330
2000
w matematyce, więc odpada.
17:24
So Ghez, there we go. That's your new symmetrical object.
395
1044330
2000
Więc oto Ghez, nowy symetryczny obiekt,
17:26
You are now immortal.
396
1046330
2000
Jesteś nieśmiertelna.
17:28
(Applause)
397
1048330
6000
(Brawa)
17:34
And if you'd like your own symmetrical object,
398
1054330
2000
Jeśli chcecie własny symetryczny obiekt,
17:36
I have a project raising money for a charity in Guatemala,
399
1056330
3000
zbieram pieniędze dla organizacji w Gwatemali,
17:39
where I will stay up all night and devise an object for you,
400
1059330
3000
nie śpię całą noc projektując obiekty,
17:42
for a donation to this charity to help kids get into education in Guatemala.
401
1062330
4000
które możecie otrzymać donując pieniądze na edukację dzieci w Gwatemali.
17:46
And I think what drives me, as a mathematician,
402
1066330
3000
Jako matematyka, pasjonują mnie
17:49
are those things which are not seen, the things that we haven't discovered.
403
1069330
4000
rzeczy jeszcze nieodkryte.
17:53
It's all the unanswered questions which make mathematics a living subject.
404
1073330
4000
Pytania bez odpowiedzi, które ożywiają matematykę.
17:57
And I will always come back to this quote from the Japanese "Essays in Idleness":
405
1077330
3000
Zawsze wracam do cytatu z "Rozpraw o bezczynności"
18:00
"In everything, uniformity is undesirable.
406
1080330
3000
"We wszsytkim, jednolitość jest nieporządana.
18:03
Leaving something incomplete makes it interesting,
407
1083330
3000
Niedokończenie czegoś czyni to ciekawym,
18:06
and gives one the feeling that there is room for growth." Thank you.
408
1086330
3000
daje uczucie, że jest miejsce na rozwój". Dziękuję.
18:09
(Applause)
409
1089330
7000
(Brawa)
O tej stronie

Na tej stronie poznasz filmy z YouTube, które są przydatne do nauki języka angielskiego. Zobaczysz lekcje angielskiego prowadzone przez najlepszych nauczycieli z całego świata. Kliknij dwukrotnie na angielskie napisy wyświetlane na stronie każdego filmu, aby odtworzyć film od tego miejsca. Napisy przewijają się synchronicznie z odtwarzaniem filmu. Jeśli masz jakieś uwagi lub prośby, skontaktuj się z nami za pomocą formularza kontaktowego.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7