ABOUT THE SPEAKER
Murray Gell-Mann - Physicist
Murray Gell-Mann brings visibility to a crucial aspect of our existence that we can't actually see: elemental particles. He won the Nobel Prize in Physics for introducing quarks, one of two fundamental ingredients for all matter in the universe.

Why you should listen

He's been called "the man with five brains" -- and Murray Gell-Mann has the resume to prove it. In addition to being a Nobel laureate, he is an accomplished physicist who's earned numerous awards, medals and honorary degrees for his work with subatomic particles, including the groundbreaking theory that the nucleus of an atom comprises 100 or so fundamental building blocks called quarks.

Gell-Mann's influence extends well beyond his field: He's a member of the National Academy of Sciences, the American Academy of Arts and Sciences, and the Council on Foreign Relations. He also serves on the board of the Wildlife Conservation Society and is a director of Encyclopedia Britannica. Gell-Mann, a professor emeritus of Caltech, now heads the evolution of human languages program at the Santa Fe Institute, which he cofounded in 1984.

A prolific writer -- he's penned scores of academic papers and several books, including The Quark and the Jaguar -- Gell-Mann is also the subject of the popular science biography Strange Beauty: Murray Gell-Mann and the Revolution in 20th-Century Physics.

More profile about the speaker
Murray Gell-Mann | Speaker | TED.com
TED2007

Murray Gell-Mann: Beauty, truth and ... physics?

Murray Gell-Mann zu Schönheit und Wahrheit in der Physik

Filmed:
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Ausgestatted mit einem Sinn für Humor und einer Sprache für Laien, teilt Nobelpreisträger Murray Gell-Mann mit TEDstern einige Einsichten zur Teilchenphysik, indem er Fragen stellt wie: Sind elegante Gleichungen eher richtig als unelegante?
- Physicist
Murray Gell-Mann brings visibility to a crucial aspect of our existence that we can't actually see: elemental particles. He won the Nobel Prize in Physics for introducing quarks, one of two fundamental ingredients for all matter in the universe. Full bio

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00:12
Thank you for puttingPutten up these picturesBilder of my colleaguesKollegen over here.
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Danke, dass Sie diese Bilder meiner Kollegen hier drüben aufgehangen haben.
00:16
(LaughterLachen) We'llWir werden be talkingim Gespräch about them.
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4000
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(Lachen). Wir werden über sie sprechen.
00:21
Now, I'm going try an experimentExperiment. I don't do experimentsExperimente, normallynormalerweise. I'm a theoristTheoretiker.
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9000
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Ich werde jetzt ein Experiment versuchen. Normalerweise mache ich keine Experimente, ich bin Theoretiker.
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But I'm going see what happensdas passiert if I pressDrücken Sie this buttonTaste.
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Aber ich werde herausfinden was passiert, wenn ich diesen Knopf drücke.
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Sure enoughgenug. OK. I used to work in this fieldFeld of elementaryelementar particlesPartikel.
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Aha. OK. Ich habe in diesem Fach der Elementarteilchen gearbeitet.
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What happensdas passiert to matterAngelegenheit if you chopChop it up very fine?
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4000
Was passiert mit Materie, wenn man sie sehr fein zerstückelt?
00:39
What is it madegemacht of?
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27000
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Woraus besteht sie?
00:41
And the lawsGesetze of these particlesPartikel are validgültig throughoutwährend the universeUniversum,
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Die Gesetze dieser Teilchen sind überall im Universum gültig,
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and they're very much connectedin Verbindung gebracht with the historyGeschichte of the universeUniversum.
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und sie hängen sehr mit der Geschichte des Universums zusammen.
00:49
We know a lot about fourvier forcesKräfte. There mustsollen be a lot more,
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Wir wissen eine Menge über vier Kräfte. Es muss noch viele mehr geben,
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but those are at very, very smallklein distancesEntfernungen,
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40000
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aber jene existieren bei sehr, sehr kleinen Abständen,
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and we haven'thabe nicht really interactedinteragierte with them very much yetnoch.
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42000
3000
und wir haben bislang nicht wirklich mit ihnen interagiert.
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The mainMain thing I want to talk about is this:
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45000
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Hauptsächlich will ich über folgendes reden:
01:01
that we have this remarkablebemerkenswert experienceErfahrung in this fieldFeld of fundamentalgrundlegend physicsPhysik
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dass wir auf dem Gebiet der grundlegenden Physik die bemerkenswerte Erfahrung machen,
01:05
that beautySchönheit is a very successfulerfolgreich criterionKriterium for choosingdie Wahl the right theoryTheorie.
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53000
7000
dass Schönheit ein sehr glücklicher Maßstab ist, die richtigen Theorie auszuwählen.
01:12
And why on earthErde could that be so?
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60000
5000
Und warum in aller Welt kann das so sein?
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Well, here'shier ist an exampleBeispiel from my ownbesitzen experienceErfahrung.
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65000
3000
Nun, hier ein Beispiel das ich selbst erlebt habe.
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It's fairlyziemlich dramaticdramatisch, actuallytatsächlich, to have this happengeschehen.
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Eigentlich ist es recht dramatisch, wenn so was passiert.
01:25
ThreeDrei or fourvier of us, in 1957,
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3000
Drei oder vier von uns schlugen 1957
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put forwardVorwärts- a partiallyteilweise completekomplett theoryTheorie of one of these forcesKräfte, this weakschwach forceKraft.
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76000
5000
eine zum Teil vollständige Theorie einer dieser Kräfte, der schwachen Kraft vor.
01:33
And it was in disagreementMeinungsverschiedenheit with sevenSieben -- sevenSieben, countGraf them, sevenSieben experimentsExperimente.
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81000
6000
Und sie widersprach sieben -- sieben, zählen sie, sieben Experimenten.
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ExperimentsExperimente were all wrongfalsch.
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3000
Die Experimente lagen alle daneben.
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And we publishedveröffentlicht before knowingzu wissen that,
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90000
2000
Und wir veröffentlichten bevor wir das wussten,
01:44
because we figuredabgebildet it was so beautifulschön, it's gottamuss be right!
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3000
weil wir sie für so schön hielten, dass sie richtig sein musste.
01:47
The experimentsExperimente had to be wrongfalsch, and they were.
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95000
3000
Die Experimente mussten falsch sein, und sie waren es auch.
01:50
Now our friendFreund over there, AlbertAlbert EinsteinEinstein,
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98000
3000
Tja unser Freund dort drüben, Albert Einstein,
01:53
used to payZahlen very little attentionAufmerksamkeit when people said,
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101000
4000
machte sich sehr wenig daraus, wenn Leute sagten,
01:57
"You know, there's a man with an experimentExperiment that seemsscheint to disagreenicht zustimmen with specialbesondere relativityRelativität.
27
105000
5000
"Sie wissen, da gibt es jemanden mit einem Experiment, dass im Widerspruch zur speziellen Relativität zu stehen scheint.
02:02
DCDC MillerMiller. What about that?" And he would say, "AwAww, that'lldas werde go away." (LaughterLachen)
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110000
9000
DC Miller. Wie steht es damit?" Er sagte dann, "Ach, das geht vorbei" (Lachen)
02:11
Now, why does stuffSachen like that work? That's the questionFrage.
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119000
3000
Also, warum funktioniert so was? Das ist die Frage.
02:14
Now, yeah, what do we mean by beautifulschön? That's one thing.
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122000
5000
Nun, ja, was meinen wir mit schön? Das ist eine Sache.
02:19
I'll try to make that clearklar -- partiallyteilweise clearklar.
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127000
3000
Ich werde versuchen das deutlich zu machen - teilweise deutlich.
02:22
Why should it work, and is this something to do with humanMensch beingsWesen?
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130000
5000
Warum sollte das funktionieren, und hängt es mit den Menschen zusammen?
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I'll let you in on the answerAntworten to the last one that I offerAngebot,
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135000
3000
Ich werde sie in meine Antwort zu letzterem einweihen,
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and that is, it has nothing to do with humanMensch beingsWesen.
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2000
und die ist, dass es nicht mit den Menschen zu tun hat.
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SomewhereIrgendwo in some other planetPlanet, orbitingumkreisen some very distantentfernt starStar,
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140000
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Irgendwo auf einem anderen Planeten, der eine sehr ferne Sonne umkreist
02:37
maybe in a anotherein anderer galaxyGalaxis,
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145000
2000
mag es eine andere Galaxy geben,
02:39
there could well be entitiesEntitäten that are at leastam wenigsten as intelligentintelligent as we are,
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147000
4000
in der sehr wohl Wesen leben könnten die wenigstens so intelligent sind wie wir,
02:43
and are interestedinteressiert in scienceWissenschaft. It's not impossibleunmöglich; I think there probablywahrscheinlich are lots.
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151000
5000
und sich für Wissenschaft interessieren. Das ist nicht unmöglich; ich denke es gibt wahrscheinlich viele.
02:48
Very likelywahrscheinlich, nonekeiner is closeschließen enoughgenug to interactinteragieren with us.
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156000
3000
Sehr wahrscheinlich ist keine nah genug um sich mit uns auszutauschen.
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But they could be out there, very easilyleicht.
40
159000
5000
Aber sie könnten ohne Weiteres dort draußen sein.
02:56
And supposeannehmen they have, you know, very differentanders sensorysensorisch apparatusApparat, and so on.
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164000
6000
Nehmen wir einmal an sie haben, nun ja, gänzlich andere Sinnesorgane und dergleichen.
03:02
They have sevenSieben tentaclesTentakeln, and they have 14 little funny-lookinglustig aussehende compoundVerbindung eyesAugen,
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170000
5000
Sie haben sieben Tentakeln, und sie haben 14 kleine komisch aussehende Facettenaugen,
03:07
and a brainGehirn shapedgeformt like a pretzelBrezel.
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und ein Gehirn in der Form eines Brezels.
03:11
Would they really have differentanders lawsGesetze?
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179000
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Würden sie wirklich andere Gesetze haben?
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There are lots of people who believe that, and I think it is uttervöllige baloneyQuatsch.
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4000
Eine Menge Leute glauben das, aber ich halte das für völligen Unsinn
03:18
I think there are lawsGesetze out there,
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2000
Ich denke es gibt dort draußen Gesetze,
03:20
and we of courseKurs don't understandverstehen them at any givengegeben time very well
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188000
6000
und wir verstehen sie natürlich nicht immer ganz recht
03:26
-- but we try. And we try to get closernäher and closernäher.
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194000
3000
-- aber wir bemühen uns. Und wir versuchen näher und näher zu kommen.
03:29
And somedayirgendwann mal, we maykann actuallytatsächlich figureZahl out the fundamentalgrundlegend unifiedeinheitlich theoryTheorie
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197000
4000
Und eines Tages kommen wir vielleicht hinter die fundamentale einheitliche Theorie
03:33
of the particlesPartikel and forcesKräfte, what I call the "fundamentalgrundlegend lawRecht."
50
201000
5000
der Teilchen und Kräfte, die ich "Fundamentales Gesetz" nenne.
03:38
We maykann not even be terriblyfürchterlich farweit from it.
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206000
2000
Wir sind vielleicht nicht mal sehr weit davon entfernt.
03:40
But even if we don't runLauf acrossüber it in our lifetimesLebenszeiten,
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208000
3000
Aber auch wenn wir zu Lebzeiten nicht darauf stoßen,
03:43
we can still think there is one out there,
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211000
3000
können wir uns immerhin vorstellen, dass dort draußen eine ist,
03:46
and we're just tryingversuchen to get closernäher and closernäher to it.
54
214000
2000
und wir nur versuchen ihr näher und näher zu kommen.
03:48
I think that's the mainMain pointPunkt to be madegemacht.
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216000
3000
Ich glaube, damit ist das Wesentliche gesagt.
03:51
We expressausdrücken these things mathematicallymathematisch.
56
219000
3000
Wir drücken diese Dinge mathematisch aus.
03:54
And when the mathematicsMathematik is very simpleeinfach --
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222000
2000
Und wenn die Mathematik sehr einfach ist --
03:56
when in termsBegriffe of some mathematicalmathematisch notationNotation,
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224000
4000
wenn man bezüglich einer mathematischen Darstellung
04:00
you can writeschreiben the theoryTheorie in a very briefkurz spacePlatz, withoutohne a lot of complicationKomplikation --
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228000
6000
die Theorie auf sehr kleinem Raum schreiben kann, ohne viel Komplikation --
04:06
that's essentiallyim Wesentlichen what we mean by beautySchönheit or eleganceEleganz.
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234000
4000
das ist im Wesentlichen was wir mit Schönheit oder Eleganz meinen.
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Here'sHier ist what I was sayingSprichwort about the lawsGesetze. They're really there.
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238000
6000
Hier ist was ich über diese Gesetze gesagt habe. Es gibt sie wirklich.
04:16
NewtonNewton certainlybestimmt believedglaubte that.
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244000
2000
Newton glaubte das sicherlich.
04:18
And he said, here, "It is the businessGeschäft of naturalnatürlich philosophyPhilosophie to find out those lawsGesetze."
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246000
10000
Und er sagte, hier, "Es ist Sache der Naturphilosophie diese Gesetze heraus zu finden"
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The basicBasic lawRecht, let's say -- here'shier ist an assumptionAnnahme.
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256000
3000
Das grundlegende Gesetzt, nun ja -- wir vermuten folgendes:
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The assumptionAnnahme is that the basicBasic lawRecht really takes the formbilden
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259000
3000
Wir vermuten, dass das grundlegende Gesetz wirklich die Gestalt
04:34
of a unifiedeinheitlich theoryTheorie of all the particlesPartikel.
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262000
3000
einer einheitlichen Theorie aller Teilchen annimmt.
04:37
Now, some people call that a theoryTheorie of everything.
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265000
3000
Nun, manche nennen das eine Theorie von allem.
04:40
That's wrongfalsch because the theoryTheorie is quantumQuantum mechanicalmechanisch.
68
268000
5000
Das ist falsch, denn die Theorie ist quantenmechanisch.
04:45
And I won'tGewohnheit go into a lot of stuffSachen about quantumQuantum mechanicsMechanik and what it's like, and so on.
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273000
4000
Und ich werde zur Quantenmechanik nicht viel sagen, wie sie ist, und so.
04:49
You've heardgehört a lot of wrongfalsch things about it anywaysowieso. (LaughterLachen)
70
277000
5000
Sie haben ohnehin eine Menge Falsches darüber gehört. (Lachen).
04:54
There are even moviesFilme about it with a lot of wrongfalsch stuffSachen.
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282000
3000
Es gibt sogar Filme darüber mit einer Menge Unsinn.
04:57
But the mainMain thing here is that it predictsprognostiziert probabilitiesWahrscheinlichkeiten.
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285000
5000
Hauptsache ist jedoch, dass sie Wahrscheinlichkeiten vorhersagt.
05:02
Now, sometimesmanchmal those probabilitiesWahrscheinlichkeiten are nearin der Nähe von certaintiesGewissheiten.
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290000
3000
Also, manchmal sind diese Wahrscheinlichkeiten beinah Gewissheiten.
05:05
And in a lot of familiarfamiliär casesFälle, they of courseKurs are.
74
293000
3000
Und bei einer Menge wohlbekannter Fälle sind sie es natürlich.
05:08
But other timesmal they're not, and you have only probabilitiesWahrscheinlichkeiten for differentanders outcomesErgebnisse.
75
296000
6000
Ansonsten sind sie es nicht, und man hat nur Wahrscheinlichkeiten für unterschiedliche Ergebnisse.
05:14
So what that meansmeint is that the historyGeschichte of the universeUniversum is not determinedentschlossen just by the fundamentalgrundlegend lawRecht.
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302000
6000
Das bedeutet, dass die Geschichte des Universums nicht allein vom fundamentalen Gesetz bestimmt wird.
05:20
It's the fundamentalgrundlegend lawRecht and this incrediblyunglaublich long seriesSerie of accidentsUnfälle,
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308000
5000
Sondern vom fundamentalen Gesetz und dieser unglaublich langen Reihe von Zufällen
05:25
or chanceChance outcomesErgebnisse, that are there in additionZusatz.
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313000
5000
oder zufälligen Ergebnissen, die noch dazu kommen.
05:30
And the fundamentalgrundlegend theoryTheorie doesn't includeeinschließen those chanceChance outcomesErgebnisse; they are in additionZusatz.
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318000
6000
Dabei schließt die fundamentale Theorie diese zufälligen Ergebnisse nicht ein, sie sind zusätzlich.
05:36
So it's not a theoryTheorie of everything. And in factTatsache, a hugeenorm amountMenge of the informationInformation
80
324000
4000
Es ist also keine Theorie von allem. Denn tatsächlich rührt ein großer Teil der Information
05:40
in the universeUniversum around us comeskommt from those accidentsUnfälle,
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328000
4000
im Universum um uns von diesen Zufällen her,
05:44
and not just from the fundamentalgrundlegend lawsGesetze.
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332000
3000
und nicht nur vom fundamentalen Gesetz.
05:47
Now, it's oftenhäufig said that gettingbekommen closernäher and closernäher
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335000
8000
Oft wird gesagt, dass eine Annäherung
05:55
to the fundamentalgrundlegend lawsGesetze by examiningPrüfung phenomenaPhänomene at lowniedrig energiesEnergien, and then higherhöher energiesEnergien,
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343000
5000
an das fundamentale Gesetz durch Untersuchung der Erscheinungen bei niedrigen Energien, und höheren Energien,
06:00
and then higherhöher energiesEnergien, or shortkurz distancesEntfernungen, and then shorterkürzer distancesEntfernungen,
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348000
3000
und noch höhreren Energien, oder kurzen Abständen, und kürzeren Abständen
06:03
and then still shorterkürzer distancesEntfernungen, and so on, is like peelingPeeling the skinHaut of an onionZwiebel.
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351000
4000
und immer noch kürzeren Abständen, und so fort, dem Schälen einer Zwiebel gleicht.
06:07
And we keep doing that,
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355000
2000
Wir machen weiter,
06:09
and buildbauen more powerfulmächtig machinesMaschinen, acceleratorsBeschleuniger for particlesPartikel.
88
357000
4000
und bauen stärkere Apparate, Beschleuniger für Teilchen.
06:13
We look deeperTiefer and deeperTiefer into the structureStruktur of particlesPartikel,
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361000
5000
Wir sehen tiefer und tiefer in den Aufbau der Teilchen,
06:18
and in that way we get probablywahrscheinlich closernäher and closernäher to this fundamentalgrundlegend lawRecht.
90
366000
7000
und so kommen wir wohl näher und näher an dieses fundamentale Gesetz.
06:25
Now, what happensdas passiert is that as we do that, as we peelschälen these skinsSkins of the onionZwiebel,
91
373000
6000
Was passiert ist, während wir das tun, während wir diese Zwiebelhäute entfernen
06:31
and we get closernäher and closernäher to the underlyingzugrunde liegenden lawRecht,
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379000
3000
und wir dem zu Grunde liegenden Gesetz näher und näher kommen
06:34
we see that eachjede einzelne skinHaut has something in commonverbreitet with the previousbisherige one,
93
382000
5000
sehen wir, dass jede Haut etwas mit der vorigen gemein hat,
06:39
and with the nextNächster one. We writeschreiben them out mathematicallymathematisch,
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387000
4000
und mit der nächsten. Wir schreiben sie mathematisch hin
06:43
and we see they use very similarähnlich mathematicsMathematik.
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391000
3000
und erkennen, dass sie sehr ähnliche Mathematik nutzen.
06:46
They requireerfordern very similarähnlich mathematicsMathematik.
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394000
3000
Sie bedürfen sehr ähnlicher Mathematik.
06:49
That is absolutelyunbedingt remarkablebemerkenswert, and that is a centralzentral featureFeature
97
397000
4000
Das ist durchaus bemerkenswert und das ist ein wesentliches Merkmal
06:53
of what I'm tryingversuchen to say todayheute.
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401000
5000
dessen was ich heute zu sagen versuche.
06:58
NewtonNewton callednamens it -- that's NewtonNewton, by the way -- that one.
99
406000
3000
Newton nannte es -- dass ist übrigens Newton -- der da.
07:01
This one is AlbertAlbert EinsteinEinstein. HiHallo, AlAl! And anywaysowieso,
100
409000
7000
Der ist Albert Einstein. Hallo Al! Jedenfalls,
07:08
he said, "natureNatur conformablekonform to herselfSie selber" -- personifyingpersonifiziert natureNatur as a femaleweiblich.
101
416000
7000
er sagte, "Die Natur entspricht sich selbst" -- er personifizierte die Natur als weiblich.
07:15
And so what happensdas passiert is that the newneu phenomenaPhänomene,
102
423000
5000
Also was passiert, ist, dass die neuen Phänomene,
07:20
the newneu skinsSkins, the innerinnere skinsSkins of the slightlyleicht smallerkleiner skinsSkins of the onionZwiebel
103
428000
6000
die neuen Häute, die inneren Häute der nur wenig kleineren Zwiebelhäute
07:26
that we get to, resembleähneln the slightlyleicht largergrößer onesEinsen.
104
434000
4000
die wir erreichen, den wenig größeren ähnlich sind.
07:30
And the kindArt of mathematicsMathematik that we had for the previousbisherige skinHaut
105
438000
6000
Und die Art Mathematik, die wir für die vorige Haut hatten
07:36
is almostfast the samegleich as what we need for the nextNächster skinHaut.
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444000
4000
ist beinah die gleiche wie jene, die wir für die nächste Haut brauchen.
07:40
And that's why the equationsGleichungen look so simpleeinfach.
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448000
4000
Und deshalb sehen die Gleichungen so einfach aus.
07:44
Because they use mathematicsMathematik we alreadybereits have.
108
452000
3000
Weil sie die Mathematik benutzen die wir schon haben.
07:47
A trivialtrivial exampleBeispiel is this: NewtonNewton foundgefunden the lawRecht of gravitySchwerkraft,
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455000
5000
Ein einfach Beispiel ist dieses: Newton fand das Gesetz der Schwerkraft,
07:52
whichwelche goesgeht like one over the squarePlatz of the distanceEntfernung betweenzwischen the things gravitatedgravitierte.
110
460000
5000
das funktioniert wie 1 geteilt durch das Quadrat des Abstandes zwischen den einander anziehenden Objekten.
07:57
CoulombCoulomb, in FranceFrankreich, foundgefunden the samegleich lawRecht for electricelektrisch chargesGebühren.
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465000
5000
In Frankreich fand Coulomb dasselbe Gesetz für elektrische Ladungen.
08:02
Here'sHier ist an exampleBeispiel of this similarityÄhnlichkeit.
112
470000
2000
Hier ein Beispiel dieser Gleichartigkeit.
08:04
You look at gravitySchwerkraft, you see a certainsicher lawRecht.
113
472000
3000
Wenn sie die Gravitation ansehen, sehen sie ein bestimmtes Gesetz.
08:07
Then you look at electricityElektrizität. Sure enoughgenug. The samegleich ruleRegel.
114
475000
3000
Dann schauen Sie zur Elektrizität. Tatsächlich. Dieselbe Regel.
08:10
It's a very simpleeinfach exampleBeispiel.
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Das ist ein sehr einfaches Beispiel.
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There are lots of more sophisticatedanspruchsvoll examplesBeispiele.
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480000
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Es gibt viele anspruchsvollere Beispiele.
08:16
SymmetrySymmetrie is very importantwichtig in this discussionDiskussion.
117
484000
2000
Symmetrie ist sehr wichtig bei dieser Diskussion.
08:18
You know what it meansmeint. A circleKreis, for exampleBeispiel,
118
486000
3000
Sie wissen was das bedeutet. Zum Beispiel ist ein Kreis
08:21
is symmetricsymmetrische underunter rotationsRotationen about the centerCenter of the circleKreis.
119
489000
4000
rotationssymmetrisch zum Mittelpunkt des Kreises.
08:25
You rotatedrehen around the centerCenter of the circleKreis, the circleKreis remainsbleibt bestehen unchangedunverändert.
120
493000
5000
Wenn man um den Mittelpunkt des Kreises dreht, bleibt der Kreis unverändert.
08:30
You take a sphereKugel, in threedrei dimensionsMaße, you rotatedrehen around the centerCenter of the sphereKugel,
121
498000
3000
Nimmt man eine Kugel, dreidimensional, man dreht um das Zentrum der Kugel,
08:33
and all those rotationsRotationen leaveverlassen the sphereKugel aloneallein.
122
501000
4000
und all diese Drehungen lassen die Kugel wie sie ist.
08:37
They are symmetriesSymmetrien of the sphereKugel.
123
505000
1000
Sie sind Symmetrien der Kugel.
08:38
So we say, in generalGeneral, that there's a symmetrySymmetrie
124
506000
4000
Folglich sagen wir, allgemein, dass es eine Symmetrie gibt
08:42
underunter certainsicher operationsOperationen if those operationsOperationen leaveverlassen the phenomenonPhänomen,
125
510000
4000
bei bestimmten Verfahren, wenn diese Verfahren die Erscheinung
08:46
or its descriptionBeschreibung, unchangedunverändert.
126
514000
3000
oder ihre Beschreibung unverändert lassen.
08:49
Maxwell'sMaxwell equationsGleichungen are of courseKurs symmetricalsymmetrisch
127
517000
3000
Maxwells Gleichungen sind natürlich symmetrisch
08:52
underunter rotationsRotationen of all of spacePlatz.
128
520000
2000
bezüglich Rotationen im gesamten Raum.
08:54
Doesn't matterAngelegenheit if we turnWende the wholeganze of spacePlatz around by some angleWinkel,
129
522000
4000
Es macht keinen Unterschied ob wir den gesamten Raum um einen Winkel drehen,
08:58
it doesn't leaveverlassen the -- doesn't changeVeränderung the phenomenonPhänomen of electricityElektrizität or magnetismMagnetismus.
130
526000
4000
es bleibt das -- es verändert das Phänomen der Elektrizität oder des Magnetismus nicht.
09:02
There's a newneu notationNotation in the 19thth centuryJahrhundert that expressedausgedrückt this,
131
530000
4000
Im 19. Jahrhundert bringt eine neue Darstellung dies zum Ausdruck,
09:06
and if you use that notationNotation, the equationsGleichungen get a lot simplereinfacher.
132
534000
4000
und wenn man diese Darstellung benutzt, werden die Gleichungen sehr viel einfacher.
09:10
Then EinsteinEinstein, with his specialbesondere theoryTheorie of relativityRelativität,
133
538000
3000
Damals hat Einstein mit seiner speziellen Relativitätstheorie
09:13
lookedsah at a wholeganze setSet of symmetriesSymmetrien of Maxwell'sMaxwell equationsGleichungen,
134
541000
3000
eine ganze Reihe Symmetrien der Maxwell'schen Gleichungen betrachtet,
09:16
whichwelche are callednamens specialbesondere relativityRelativität.
135
544000
3000
die spezielle Relativität genannt werden.
09:19
And those symmetriesSymmetrien, then, make the equationsGleichungen even shorterkürzer, and even prettierhübscher, thereforedeswegen.
136
547000
5000
Und diese Symmetrien, mithin, machen die Gleichungen noch kürzer, und daher noch schöner.
09:24
Let's look. You don't have to know what these things mean, doesn't make any differenceUnterschied.
137
552000
3000
Sehn wir mal. Sie müssen nicht wissen, was diese Dinge bedeuten, es macht keinen Unterschied.
09:27
But you can just look at the formbilden. (LaughterLachen) You can look at the formbilden.
138
555000
4000
Aber Sie können einfach die Form betrachten. (Lachen). Sie können auf die Form achten.
09:31
You see aboveüber, at the topoben, a long listListe
139
559000
2000
Darüber sehen Sie, ganz oben, eine lange Liste
09:33
of equationsGleichungen with threedrei componentsKomponenten for the threedrei directionsRichtungen of spacePlatz: x, y and z.
140
561000
6000
von Gleichungen mit drei Komponenten für die drei Richtungen des Raums: x,y und z.
09:39
Then, usingmit vectorVektor analysisAnalyse, you use rotationalRotations- symmetrySymmetrie, and you get this nextNächster setSet.
141
567000
6000
Dann, mit Vektor Analysis, nutzt man Rotationssymmetrie und bekommt die nächste Gruppe.
09:45
Then you use the symmetrySymmetrie of specialbesondere relativityRelativität and you get an even simplereinfacher setSet
142
573000
4000
Dann nutzt man die Symmetrie der speziellen Relativität und bekommt eine noch einfachere Gruppe
09:49
down here, showingzeigt that symmetrySymmetrie exhibitsAusstellungen better and better.
143
577000
4000
hier unten, die zeigt, dass die Symmetrie mehr und mehr hervor tritt.
09:53
The more and more symmetrySymmetrie you have, the better you exhibitAusstellungsstück the simplicityEinfachheit and eleganceEleganz of the theoryTheorie.
144
581000
6000
Je mehr Symmetrie man hat, umso besser stellt man die Einfachheit und Eleganz der Theorie heraus.
09:59
The last two, the first equationGleichung sayssagt that electricelektrisch chargesGebühren and currentsStrömungen
145
587000
4000
Die letzten beiden, die erste Gleichung sagt, dass elektrische Ladungen und Ströme
10:03
give riseerhebt euch to all the electricelektrisch and magneticmagnetisch fieldsFelder.
146
591000
4000
alle elektrischen und magnetischen Felder erzeugen.
10:07
The nextNächster -- secondzweite -- equationGleichung sayssagt that there is no magnetismMagnetismus other than that.
147
595000
5000
Die nächste -- zweite -- Gleichung sagt, dass es keinen anderen Magnetismus als diesen gibt.
10:12
The only magnetismMagnetismus comeskommt from electricelektrisch chargesGebühren and currentsStrömungen.
148
600000
3000
Der einzige Magnetismus rührt von elektrischen Ladungen und Strömen her.
10:15
SomedayEines Tages we maykann find some slightleicht holeLoch in that argumentStreit.
149
603000
5000
Eines Tages mögen wir ein kleines Loch in dieser Argumentation finden.
10:20
But for the momentMoment, that's the caseFall.
150
608000
4000
Aber vorläufig ist dem so.
10:24
Now, here is a very excitingaufregend developmentEntwicklung that manyviele people have not heardgehört of.
151
612000
4000
Hier also eine sehr spannende Entwicklung von der viele Leute noch nicht gehört haben.
10:28
They should have heardgehört of it, but it's a little trickyschwierig to explainerklären in technicaltechnisch detailDetail,
152
616000
5000
Sie sollten davon gehört haben, aber es ist etwas knifflig technisch detailliert zu erklären,
10:33
so I won'tGewohnheit do it. I'll just mentionerwähnen it. (LaughterLachen)
153
621000
3000
also lass ich's. Ich werde es nur erwähnen. (Lachen).
10:36
But ChenChen NingNing YangYang, callednamens by us "FrankFrank" YangYang -- (LaughterLachen)
154
624000
10000
Aber Chen Ning Yang, von uns "Frank" Yang genannt -- (Lachen)
10:46
-- and BobBob MillsMills put forwardVorwärts-, 50 yearsJahre agovor,
155
634000
4000
-- und Bob Mills schlugen vor 50 Jahren
10:50
this generalizationGeneralisierung of Maxwell'sMaxwell equationsGleichungen, with a newneu symmetrySymmetrie.
156
638000
4000
diese Verallgemeinerung der Maxwell'schen Gleichungen vor, mit einer neuen Symmetrie.
10:54
A wholeganze newneu symmetrySymmetrie.
157
642000
2000
Einer ganz anderen Symmetrie.
10:56
MathematicsMathematik very similarähnlich, but there was a wholeganze newneu symmetrySymmetrie.
158
644000
3000
Die Mathematik sehr ähnlich, jedoch gab es eine ganz andere Symmetrie.
10:59
They hopedgehofft that this would contributebeitragen somehowirgendwie to particlePartikel physicsPhysik
159
647000
5000
Sie hofften, dass dies irgendwie der Teilchenphysik zutragen würde
11:04
-- didn't. It didn't, by itselfselbst, contributebeitragen to particlePartikel physicsPhysik.
160
652000
4000
-- tat's aber nicht. Für sich allein hat es nicht zur Teilchenphysik beigetragen.
11:08
But then some of us generalizedgeneralisierte it furtherdes Weiteren. And then it did!
161
656000
5000
Dann jedoch vereinfachten einige von uns es weiter. Und dann hat es!
11:13
And it gavegab a very beautifulschön descriptionBeschreibung of the strongstark forceKraft and of the weakschwach forceKraft.
162
661000
5000
Und es beschrieb wunderschön die starke Kraft und die schwache Kraft.
11:18
So here we say, again, what we said before:
163
666000
3000
Nun hier sagen wir nochmal, was wir zuvor gesagt haben:
11:21
that eachjede einzelne skinHaut of the onionZwiebel showszeigt an a similarityÄhnlichkeit to the adjoiningAngrenzend an skinsSkins.
164
669000
4000
dass jede Zwiebelhaut eine Gemeinsamkeit mit der benachbarten Haut aufweist.
11:25
So the mathematicsMathematik for the adjoiningAngrenzend an skinsSkins is very similarähnlich to what we need for the newneu one.
165
673000
5000
Daher ist die Mathematik für die angrenzenden Häute der für neue gebrauchten sehr ähnlich.
11:30
And thereforedeswegen it lookssieht aus beautifulschön
166
678000
2000
Und daher sieht es schön aus.
11:32
because we alreadybereits know how to writeschreiben it in a lovelyschön, conciseprägnante way.
167
680000
4000
Weil wir bereits wissen es auf eine schöne, prägnante Weise zu schreiben.
11:36
So here are the themesThemen. We believe there is a unifiedeinheitlich theoryTheorie underlyingzugrunde liegenden all the regularitiesRegelmäßigkeiten.
168
684000
9000
Hier also die Themen. Wir glauben es gibt eine einheitliche Theorie die all den Gesetzmäßigkeiten zugrunde liegt.
11:45
StepsSchritte towardzu unificationVereinigung exhibitAusstellungsstück the simplicityEinfachheit.
169
693000
4000
Schritte zur Vereinheitlichung zeigen die Einfachheit.
11:49
SymmetrySymmetrie exhibitsAusstellungen the simplicityEinfachheit.
170
697000
2000
Symmetrie zeigt die Einfachheit.
11:51
And then there is self-similaritySelbstähnlichkeit acrossüber the scalesWaage -- in other wordsWörter,
171
699000
4000
Und dann gibt es Selbstähnlichkeit über die Größenordungen hinweg -- in anderen Worten,
11:55
from one skinHaut of the onionZwiebel to anotherein anderer one.
172
703000
2000
von einer Zwiebelhaut zur nächsten.
11:57
ProximateProximate self-similaritySelbstähnlichkeit. And that accountsKonten for this phenomenonPhänomen.
173
705000
5000
Annähernde Selbstähnlichkeit. Und das ist verantwortlich für dieses Phänomen.
12:02
That will accountKonto for why beautySchönheit is a successfulerfolgreich criterionKriterium for selectingAuswahl the right theoryTheorie.
174
710000
7000
Das ist der Grund warum Schönheit ein glücklicher Maßstab ist, die richtige Theorie auszuwählen.
12:09
Here'sHier ist what NewtonNewton himselfselbst said:
175
717000
1000
Newton selbst sagte dazu:
12:10
"NatureNatur is very consonantKonsonanten and conformablekonform to her selfselbst."
176
718000
4000
"Die Natur ist sehr konsonant und konform mit sich selbst."
12:14
One thing he was thinkingDenken of is something that mostdie meisten of us take for grantedgewährt todayheute,
177
722000
4000
Eine Sache an die er dachte nehmen die meisten von uns heute als gegeben,
12:18
but in his day it wasn'twar nicht takengenommen for grantedgewährt.
178
726000
3000
aber zu seiner Zeit war das nicht selbstverständlich.
12:21
There's the storyGeschichte, whichwelche is not absolutelyunbedingt certainsicher to be right, but a lot of people told it.
179
729000
6000
Es gibt diese Geschichte, die nicht mit absoluter Gewissheit richtig ist, aber eine Menge Leute haben sie erzählt.
12:27
FourVier sourcesQuellen told it. That when they had the plaguePest in CambridgeCambridge,
180
735000
4000
Vier Quellen berichteten, dass als die Pest in Cambridge war,
12:31
and he wentging down to his mother'sMutter farmBauernhof -- because the universityUniversität was closedabgeschlossen --
181
739000
4000
und er zur Farm seiner Mutter hinabging -- weil die Universität geschlossen war --
12:35
he saw an appleApfel fallfallen from a treeBaum, or on his headKopf or something.
182
743000
4000
er einen Apfel vom Baum fallen sah, oder auf seinen Kopf oder so.
12:39
And he realizedrealisiert suddenlyplötzlich that the forceKraft that drewzeichnete the appleApfel down to the earthErde
183
747000
4000
Und plötzlich wurde ihm klar, dass die Kraft, die den Apfel zu Boden zieht,
12:43
could be the samegleich as the forceKraft regulatingzur Regelung the motionsAnträge of the planetsPlaneten and the moonMond.
184
751000
6000
dieselbe sein könnte, wie die Kraft, welche die Bewegungen der Planeten und des Mondes bestimmt.
12:49
That was a biggroß unificationVereinigung for those daysTage, althoughobwohl todayheute we take it for grantedgewährt.
185
757000
5000
Das war für damalige Zeiten eine große Vereinheitlichung, obschon es für uns heute selbstverständlich ist.
12:54
It's the samegleich theoryTheorie of gravitySchwerkraft.
186
762000
4000
Es ist dieselbe Theorie der Schwerkraft.
12:58
So he said that this principlePrinzip of natureNatur, consonanceKonsonanz:
187
766000
5000
Daher sagte er, dass dieses Prinzip der Natur, Konsonanz:
13:03
"This principlePrinzip of natureNatur beingSein very remoteentfernt from the conceptionsKonzeptionen of philosophersPhilosophen,
188
771000
5000
"Da dieses Prinzip der Natur weit entfernt ist von den Ideen der Philosophen,
13:08
I forboreverzichtet to describebeschreiben it in that bookBuch,
189
776000
3000
unterließ ich seine Beschreibung in diesem Buch,
13:11
lestdamit I should be accountedberücksichtigt an extravagantextravagante freakFreak ... "
190
779000
4000
um nicht als extravaganter Sonderling zu gelten ... "
13:15
That's what we all have to watch out for, (LaughterLachen) especiallyinsbesondere at this meetingTreffen.
191
783000
5000
Davor müssen wir alle auf der Hut sein. (Lachen). Besonders hier bei dieser Veranstaltung.
13:20
" ... and so prejudiceVorurteil my readersLeser againstgegen all those things whichwelche were the mainMain designEntwurf of the bookBuch."
192
788000
5000
" ... und so meine Leser gegen all die Dinge einnehme, welche der Hauptentwurf des Buches waren."
13:25
Now, who todayheute would claimAnspruch that as a merebloß conceitDünkel of the humanMensch mindVerstand?
193
793000
4000
Nun, wer würde das heute als reine Einbildung des menschlichen Geistes beanspruchen?
13:29
That the forceKraft that causesUrsachen the appleApfel to fallfallen to the groundBoden
194
797000
4000
Das die Kraft, die den Apfel zu Boden fallen lässt,
13:33
is the samegleich forceKraft that causesUrsachen the planetsPlaneten and the moonMond to moveBewegung around,
195
801000
3000
dieselbe Kraft ist, die Planeten und den Mond umher bewegt,
13:36
and so on? EverybodyAlle knowsweiß that. It's a propertyEigentum of gravitationGravitation.
196
804000
5000
und so fort? Jeder weiß das. Es ist eine Eigenschaft der Schwerkraft.
13:41
It's not something in the humanMensch mindVerstand. The humanMensch mindVerstand can, of courseKurs, appreciateschätzen it
197
809000
4000
Nicht etwas im menschlichen Geist. Der menschliche Geist kann es natürlich verstehen
13:45
and enjoygenießen it, use it, but it's not -- it doesn't stemStengel from the humanMensch mindVerstand.
198
813000
5000
und sich daran erfreuen, es gebrauchen, aber es ist nicht -- es entstammt nicht dem menschlichen Geist.
13:50
It stemsStiele from the characterCharakter of gravitySchwerkraft.
199
818000
2000
Es entstammt dem Wesen der Schwerkraft.
13:52
And that's truewahr of all the things we're talkingim Gespräch about.
200
820000
2000
Und das gilt für alle Dinge über die wir sprechen.
13:54
They are propertiesEigenschaften of the fundamentalgrundlegend lawRecht.
201
822000
2000
Sie sind Merkmale des Grundlegenden Gesetztes.
13:56
The fundamentalgrundlegend lawRecht is sucheine solche that the differentanders skinsSkins of the onionZwiebel resembleähneln one anotherein anderer,
202
824000
6000
Das grundlegende Gesetz ist so, dass die verschiedenen Zwiebelhäute einander ähneln,
14:02
and thereforedeswegen the mathMathe for one skinHaut allowserlaubt you to expressausdrücken beautifullyschön and simplyeinfach
203
830000
4000
und daher die Mathematik für eine Haut es ihnen erlaubt, schön und einfach
14:06
the phenomenonPhänomen of the nextNächster skinHaut.
204
834000
3000
das Phänomen der nächsten Haut zu beschreiben.
14:09
I say here that NewtonNewton did a lot of things that yearJahr:
205
837000
3000
Hier sage ich , dass Newton eine Menge Dinge in diesem Jahr getan hat:
14:12
gravitySchwerkraft, the lawsGesetze of motionBewegung, the calculusKalkül, whiteWeiß lightLicht composedverfasst of all the colorsFarben of the rainbowRegenbogen.
206
840000
6000
Schwerkraft, Bewegungsgesetze, Analysis, Weißes Licht bestehend aus allen Farben des Regenbogens.
14:18
And he could have writtengeschrieben quiteganz an essayEssay on "What I Did Over My SummerSommer VacationUrlaub."
207
846000
6000
Er hätte auch einen ganz beachtlichen Essay schreiben können über "Was ich während meiner Sommerferien getan habe."
14:24
(LaughterLachen)
208
852000
4000
(Lachen).
14:28
So we don't have to assumeannehmen these principlesPrinzipien as separategetrennte metaphysicalmetaphysisch postulatesPostulate.
209
856000
10000
Wir müssen diese Prinzipien also nicht als eigenständige metaphysische Axiome annehmen.
14:38
They followFolgen from the fundamentalgrundlegend theoryTheorie.
210
866000
6000
Sie folgen aus der grundlegenden Theorie.
14:44
They are what we call emergentEmergent propertiesEigenschaften.
211
872000
2000
Sie sind was wir emergente Eigenschaften nennen.
14:46
You don't need -- you don't need something more to get something more.
212
874000
7000
Man braucht nicht -- man braucht nicht noch etwas, um noch etwas zu bekommen.
14:53
That's what emergenceEntstehung meansmeint.
213
881000
2000
Das bedeutet Emergenz.
14:55
Life can emergeentstehen from physicsPhysik and chemistryChemie, plusPlus a lot of accidentsUnfälle.
214
883000
9000
Das Leben kann aus Physik und Chemie entstehen, plus eine Menge Zufälle.
15:04
The humanMensch mindVerstand can ariseentstehen from neurobiologyNeurobiologie and a lot of accidentsUnfälle,
215
892000
5000
Der menschliche Geist kann aus Neurobiologie und einer Mene Zufälle entspringen,
15:09
the way the chemicalchemisch bondBindung arisesentsteht from physicsPhysik and certainsicher accidentsUnfälle.
216
897000
7000
so wie chemische Verbindungen aus Physik und bestimmten Zufällen entstehen.
15:16
It doesn't diminishvermindern the importanceBedeutung of these subjectsFächer
217
904000
4000
Es schmälert nicht die Bedeutung dieser Fächer
15:20
to know that they followFolgen from more fundamentalgrundlegend things, plusPlus accidentsUnfälle.
218
908000
6000
zu wissen, dass sie grundlegenderen Gesetzen folgen, und Zufällen.
15:26
That's a generalGeneral ruleRegel, and it's criticallykritisch importantwichtig to realizerealisieren that.
219
914000
5000
Das ist die allgemeine Regel und es ist von entscheidender Bedeutung, dass zu erkennen.
15:31
You don't need something more in orderAuftrag to get something more.
220
919000
4000
Man braucht nicht etwas mehr, um etwas mehr zu bekommen.
15:35
People keep askingfragen that when they readlesen my bookBuch, "The QuarkQuark and the JaguarJaguar,"
221
923000
4000
Leute die mein Buch 'Das Quark und der Jaguar' gelesen haben fragen mich oft danach.
15:39
and they say, "Isn't there something more beyonddarüber hinaus what you have there?"
222
927000
4000
Sie sagen dann, "Gibt es nicht noch etwas jenseits dem was sie zeigen?"
15:43
PresumablyVermutlich, they mean something supernaturalübernatürlich.
223
931000
4000
Vermutlich meinen sie etwas übernatürliches.
15:47
AnywayWie auch immer, there isn't. (LaughterLachen)
224
935000
2000
Jedenfalls gibt es nichts. (Lachen).
15:49
You don't need something more to explainerklären something more.
225
937000
5000
Man braucht nicht noch etwas, um noch etwas zu erklären.
15:54
Thank you very much. (ApplauseApplaus)
226
942000
3000
Ich danke Ihnen vielmals. (Beifall)
Translated by Lex Asobo
Reviewed by Valentina Wellbrock

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ABOUT THE SPEAKER
Murray Gell-Mann - Physicist
Murray Gell-Mann brings visibility to a crucial aspect of our existence that we can't actually see: elemental particles. He won the Nobel Prize in Physics for introducing quarks, one of two fundamental ingredients for all matter in the universe.

Why you should listen

He's been called "the man with five brains" -- and Murray Gell-Mann has the resume to prove it. In addition to being a Nobel laureate, he is an accomplished physicist who's earned numerous awards, medals and honorary degrees for his work with subatomic particles, including the groundbreaking theory that the nucleus of an atom comprises 100 or so fundamental building blocks called quarks.

Gell-Mann's influence extends well beyond his field: He's a member of the National Academy of Sciences, the American Academy of Arts and Sciences, and the Council on Foreign Relations. He also serves on the board of the Wildlife Conservation Society and is a director of Encyclopedia Britannica. Gell-Mann, a professor emeritus of Caltech, now heads the evolution of human languages program at the Santa Fe Institute, which he cofounded in 1984.

A prolific writer -- he's penned scores of academic papers and several books, including The Quark and the Jaguar -- Gell-Mann is also the subject of the popular science biography Strange Beauty: Murray Gell-Mann and the Revolution in 20th-Century Physics.

More profile about the speaker
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