TED-Ed
Adam Savage: How simple ideas lead to scientific discoveries
Filmed:
Readability: 3.6
2,830,544 views
Adam Savage walks through two spectacular examples of profound scientific discoveries that came from simple, creative methods anyone could have followed -- Eratosthenes' calculation of the Earth's circumference around 200 BC and Hippolyte Fizeau's measurement of the speed of light in 1849. Find more TED-Ed videos on our new YouTube channel: youtube.com/TEDEd.
Adam Savage - Maker, critical thinker
Adam Savage is an internationally renowned television producer, host and public speaker. Full bio
Adam Savage is an internationally renowned television producer, host and public speaker. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
(Музыка)
Наш мозг забавен тем,
что от нас не зависит,
что от нас не зависит,
00:14
One of the funny things
about owning a brain
about owning a brain
0
14489
2064
что именно он в себя
вбирает и накапливает,
вбирает и накапливает,
00:16
is that you have
no control over the things
no control over the things
1
16577
2008
00:18
that it gathers and holds onto,
the facts and the stories.
the facts and the stories.
2
18609
2737
какие факты и истории.
И чем ты старше, тем больше там фактов.
И чем ты старше, тем больше там фактов.
00:21
And as you get older, it only gets worse.
3
21370
2046
Иногда что-то сидит в голове годами
00:23
Things stick around for years sometimes
4
23440
2197
до того, как станет понятно,
почему это тебя заинтересовало,
почему это тебя заинтересовало,
00:25
before you understand
why you're interested in them,
why you're interested in them,
5
25661
2527
до того, как станет понятна
значимость этого факта для тебя.
значимость этого факта для тебя.
00:28
before you understand their import to you.
6
28212
2085
Вот три моих примера.
00:30
Here's three of mine.
7
30321
1269
Ричард Фейнман, ещё будучи мальчиком
и живя в Квинсе,
и живя в Квинсе,
00:31
When Richard Feynman
was a young boy in Queens,
was a young boy in Queens,
8
31614
3343
ходил гулять с отцом и брал с собой тележку
00:34
he went for a walk with his dad
and his wagon and a ball.
and his wagon and a ball.
9
34981
3325
с мячиком. Он заметил,
что когда он тянет тележку,
что когда он тянет тележку,
00:38
He noticed that when he pulled the wagon,
the ball went to the back of the wagon.
the ball went to the back of the wagon.
10
38330
3857
мяч в ней откатывается назад.
Он спросил отца:
«Почему мяч откатывается в конец коляски?».
«Почему мяч откатывается в конец коляски?».
00:42
He asked his dad, "Why does
the ball go to the back of the wagon?"
the ball go to the back of the wagon?"
11
42211
3125
Отец ответил: «Из-за инерции».
00:45
And his dad said, "That's inertia."
12
45360
1671
Ричард спросил: «Что такое инерция?».
И отец ответил:
И отец ответил:
00:47
He said, "What's inertia?"
And his dad said, "Ah.
And his dad said, "Ah.
13
47055
2301
«Так учёные называют явление,
00:50
Inertia is the name that scientists give
14
50048
1928
00:52
to the phenomenon of the ball
going to the back of the wagon."
going to the back of the wagon."
15
52000
3576
когда мяч откатывается в конец тележки.
Но, по правде говоря, никто толком не знает».
00:55
(Laughter)
16
55600
1654
00:57
"But in truth, nobody really knows."
17
57278
2431
Феймнман получил научные степени
01:00
Feynman went on to earn degrees
18
60543
1610
в МТИ, Принстоне, он установил
причину катастрофы шаттла «Челленджер»,
причину катастрофы шаттла «Челленджер»,
01:02
at MIT, Princeton, he solved
the Challenger disaster,
the Challenger disaster,
19
62177
3000
он даже получил
Нобелевскую премию по физике
Нобелевскую премию по физике
01:05
he ended up winning
the Nobel Prize in Physics
the Nobel Prize in Physics
20
65200
2835
за диаграммы Фейнмана,
описывающие движение субатомных частиц.
описывающие движение субатомных частиц.
01:08
for his Feynman diagrams, describing
the movement of subatomic particles.
the movement of subatomic particles.
21
68059
3488
И он считал, что тот разговор с отцом
01:12
And he credits that conversation
with his father as giving him a sense
with his father as giving him a sense
22
72204
4310
дал ему понять,
что даже простейшие вопросы
могут бросить вызов человеческим знаниям,
могут бросить вызов человеческим знаниям,
01:16
that the simplest questions could carry
you out to the edge of human knowledge,
you out to the edge of human knowledge,
23
76538
4535
и именно с ними он и хотел играть.
01:21
and that that's where he wanted to play.
24
81097
1905
Так он и играл.
01:23
And play he did.
25
83026
1373
Теперь Эратосфен. Он был третьим главой
Александрийской библиотеки
Александрийской библиотеки
01:25
Eratosthenes was the third librarian
at the great Library of Alexandria,
at the great Library of Alexandria,
26
85543
4130
и внёс большой вклад в науку.
01:29
and he made many contributions to science.
27
89697
2518
Однако вклад, которым он больше всего памятен,
01:32
But the one he is most remembered for
28
92239
1762
начался с письма, которое он получил,
будучи главой библиотеки,
будучи главой библиотеки,
01:34
began in a letter that he received
as the librarian,
as the librarian,
29
94025
3503
из города Сиена к югу от Александрии.
01:37
from the town of Swenet,
which was south of Alexandria.
which was south of Alexandria.
30
97552
3587
В письме упоминался факт,
который не давал покоя Эратосфену.
который не давал покоя Эратосфену.
01:41
The letter included this fact
that stuck in Eratosthenes' mind,
that stuck in Eratosthenes' mind,
31
101163
2953
Автор письма писал, что в полдень
01:44
and the fact was that the writer said,
32
104140
2608
в день солнцестояния,
глядя в глубокий колодец,
глядя в глубокий колодец,
01:46
at noon on the solstice,
when he looked down this deep well,
when he looked down this deep well,
33
106772
2865
он видел внизу свое отражение,
а ещё он видел, что его голова
а ещё он видел, что его голова
01:49
he could see his reflection at the bottom,
34
109661
2054
01:51
and he could also see
that his head was blocking the sun.
that his head was blocking the sun.
35
111739
2740
загораживала солнце.
Надо сказать, что мнение о том, что именно
Христофор Колумб открыл, что Земля круглая, —
Христофор Колумб открыл, что Земля круглая, —
01:54
I should tell you -- the idea
that Christopher Columbus
that Christopher Columbus
36
114503
2609
полный вздор. Здесь нет и доли правды.
01:57
discovered that the world
is spherical is total bull.
is spherical is total bull.
37
117136
2563
На самом деле, каждый образованный человек
понимал, что Земля круглая,
понимал, что Земля круглая,
01:59
It's not true at all.
38
119723
1001
02:00
In fact, everyone who was educated
understood that the world was spherical
understood that the world was spherical
39
120748
3521
ещё со времён Аристотеля,
а Аристотель доказал это
а Аристотель доказал это
02:04
since Aristotle's time.
40
124293
1136
простым наблюдением.
02:05
Aristotle had proved it
with a simple observation.
with a simple observation.
41
125453
2435
Он заметил, что каждый раз,
когда на Луне видна тень от Земли,
когда на Луне видна тень от Земли,
02:07
He noticed that every time you saw
the Earth's shadow on the Moon,
the Earth's shadow on the Moon,
42
127912
3180
она круглая,
02:11
it was circular,
43
131116
1031
02:12
and the only shape that constantly
creates a circular shadow
creates a circular shadow
44
132171
2890
а круглую тень может отбрасывать
только шар, поэтому Земля круглая.
02:15
is a sphere, Q.E.D. the Earth is round.
45
135085
2908
Но никто не знал, какого она размера,
02:18
But nobody knew how big it was
46
138017
1790
пока Эрастофен не получил то самое письмо.
02:19
until Eratosthenes got
this letter with this fact.
this letter with this fact.
47
139831
3352
Он понимал, что Солнце находилось
прямо над Сиеной,
прямо над Сиеной,
02:23
So he understood that the sun
was directly above the city of Swenet,
was directly above the city of Swenet,
48
143207
3529
потому что, если смотреть в колодец,
то видно, что ствол колодца,
то видно, что ствол колодца,
02:26
because looking down a well,
it was a straight line
it was a straight line
49
146760
3106
его голова и Солнце
оказываются на одной прямой.
оказываются на одной прямой.
02:29
all the way down the well,
right past the guy's head up to the sun.
right past the guy's head up to the sun.
50
149890
3322
Эратосфену был известен и другой факт.
02:33
Eratosthenes knew another fact.
51
153236
1714
Он знал, что палка,
торчащая из земли в Александрии,
торчащая из земли в Александрии,
02:34
He knew that a stick stuck
in the ground in Alexandria
in the ground in Alexandria
52
154974
2694
в то же время, в тот же день, в полдень,
02:37
at the same time
and the same day, at noon,
and the same day, at noon,
53
157692
3055
когда Солнце в зените,
в день солнцестояния,
в день солнцестояния,
02:40
the sun's zenith, on the solstice,
54
160771
1836
отбрасывала тень под углом 7,2° к своей оси.
02:42
the sun cast a shadow that showed
that it was 7.2 degrees off-axis.
that it was 7.2 degrees off-axis.
55
162631
5811
Теперь, если вы знаете,
как вычисляется длина окружности,
как вычисляется длина окружности,
02:49
If you know the circumference of a circle,
and you have two points on it,
and you have two points on it,
56
169763
3808
на которой есть две точки,
расстояние между которыми известно,
02:53
all you need to know is the distance
between those two points,
between those two points,
57
173595
2968
вы можете путём экстраполяции
узнать длину окружности.
узнать длину окружности.
02:56
and you can extrapolate the circumference.
58
176587
2055
Делим 360 градусов на 7,2 и получаем 50.
02:58
360 degrees divided by 7.2 equals 50.
59
178666
3465
Да, получилось круглое число,
поэтому эта история и вызывает у меня подозрения,
поэтому эта история и вызывает у меня подозрения,
03:02
I know it's a little bit
of a round number,
of a round number,
60
182155
2093
но это хорошая история,
так что пойдём дальше.
так что пойдём дальше.
03:04
and it makes me suspicious
of this story too,
of this story too,
61
184272
2111
03:06
but it's a good story,
so we'll continue with it.
so we'll continue with it.
62
186407
2388
Ему нужно было знать расстояние
между Сиеной и Александрией,
между Сиеной и Александрией,
03:08
He needed to know the distance
between Swenet and Alexandria,
between Swenet and Alexandria,
63
188819
2994
что не было проблемой, ведь Эратосфен
хорошо знал географию.
хорошо знал географию.
03:11
which is good because Eratosthenes
was good at geography.
was good at geography.
64
191837
3283
Фактически, он и придумал слово «география».
03:15
In fact, he invented the word geography.
65
195144
2698
Между Сиеной и Александрией
03:17
(Laughter)
66
197866
1222
03:19
The road between Swenet and Alexandria
was a road of commerce,
was a road of commerce,
67
199112
3243
проходил торговый путь,
и торговцам надо было знать,
сколько им понадобится времени.
сколько им понадобится времени.
03:22
and commerce needed to know
how long it took to get there.
how long it took to get there.
68
202379
2962
Им нужно было точное расстояние,
поэтому он очень хорошо знал,
поэтому он очень хорошо знал,
03:25
It needed to know the exact distance,
so he knew very precisely
so he knew very precisely
69
205365
3243
что между двумя городами 800 км.
03:28
that the distance between
the two cities was 500 miles.
the two cities was 500 miles.
70
208632
2955
Умножаем на 50 и получаем 40 000,
03:31
Multiply that times 50, you get 25,000,
71
211611
2365
03:34
which is within one percent
of the actual diameter of the Earth.
of the actual diameter of the Earth.
72
214000
3433
то есть окружность Земли
с погрешностью менее 1 %.
с погрешностью менее 1 %.
Эратосфен сделал это 2200 лет назад.
03:38
He did this 2,200 years ago.
73
218025
2951
Мы живём в эпоху,
когда с помощью оборудования
когда с помощью оборудования
03:42
Now, we live in an age where
74
222302
1674
03:44
multi-billion-dollar pieces of machinery
are looking for the Higgs boson.
are looking for the Higgs boson.
75
224000
4703
стоимостью в миллиарды долларов
ищут бозон Хиггса,
ищут бозон Хиггса,
мы открываем частицы, которые,
возможно, быстрее света,
возможно, быстрее света,
03:48
We're discovering particles
76
228727
1312
03:50
that may travel faster
than the speed of light,
than the speed of light,
77
230063
2278
и все эти открытия стали возможными
03:52
and all of these discoveries
are made possible
are made possible
78
232365
2746
благодаря технологиям,
разработанным за последние десятилетия.
разработанным за последние десятилетия.
03:55
by technology that's been developed
in the last few decades.
in the last few decades.
79
235135
3609
Но на протяжении большей части
истории человечества
истории человечества
03:58
But for most of human history,
80
238768
2480
нам приходилось совершать открытия,
пользуясь только глазами, ушами и разумом.
пользуясь только глазами, ушами и разумом.
04:01
we had to discover these things using
our eyes and our ears and our minds.
our eyes and our ears and our minds.
81
241272
4336
Арман Физо занимался
экспериментальной физикой в Париже.
экспериментальной физикой в Париже.
04:06
Armand Fizeau was
an experimental physicist in Paris.
an experimental physicist in Paris.
82
246439
3537
По сути, он специализировался на уточнении
и подтверждении результатов чужих работ,
и подтверждении результатов чужих работ,
04:10
His specialty was actually refining
and confirming other people's results,
and confirming other people's results,
83
250803
4204
что может звучать так,
будто он был на вторых ролях,
будто он был на вторых ролях,
04:15
and this might sound
like a bit of an also-ran,
like a bit of an also-ran,
84
255031
2341
но на самом деле
в этом вся сущность науки,
в этом вся сущность науки,
04:17
but in fact, this is the soul of science,
85
257396
2101
потому что факт без независимого
подтверждения — это не факт.
подтверждения — это не факт.
04:19
because there is no such thing as a fact
that cannot be independently corroborated.
that cannot be independently corroborated.
86
259521
3905
Он был знаком с опытами Галилея,
04:23
And he was familiar
with Galileo's experiments
with Galileo's experiments
87
263450
2836
пытавшегося определить,
обладает свет скоростью или нет.
обладает свет скоростью или нет.
04:26
in trying to determine
whether or not light had a speed.
whether or not light had a speed.
88
266310
3187
А Галилей провёл поистине
замечательный эксперимент.
замечательный эксперимент.
04:29
Galileo had worked out this
really wonderful experiment
really wonderful experiment
89
269521
3206
Он и его помощник
04:32
where he and his assistant had a lamp,
each one of them was holding a lamp.
each one of them was holding a lamp.
90
272751
3538
держали по лампе.
Галилей открывал свою, а помощник — свою.
Галилей открывал свою, а помощник — свою.
04:36
Galileo would open his lamp,
and his assistant would open his.
and his assistant would open his.
91
276313
2937
Они очень старательно засекали время
04:39
They got the timing down really good.
92
279274
1802
и знали время своей реакции.
А затем, стоя на вершинах двух холмов
А затем, стоя на вершинах двух холмов
04:41
They just knew their timing.
93
281100
1471
04:42
And then they stood at two hilltops,
94
282595
2062
на расстоянии 3 км друг от друга,
они делали то же самое, исходя из
они делали то же самое, исходя из
04:44
two miles distant,
and they did the same thing,
and they did the same thing,
95
284681
2423
предположения Галилея о том,
что, если свет обладает определяемой скоростью,
что, если свет обладает определяемой скоростью,
04:47
on the assumption from Galileo
that if light had a discernible speed,
that if light had a discernible speed,
96
287128
3349
он заметит задержку обратного света
от лампы помощника.
от лампы помощника.
04:50
he'd notice a delay in the light
coming back from his assistant's lamp.
coming back from his assistant's lamp.
97
290501
3334
Но свет был слишком быстрым для Галилея.
04:53
But light was too fast for Galileo.
98
293859
2160
Он ошибся на несколько порядков, предположив,
04:56
He was off by several orders
of magnitude when he assumed
of magnitude when he assumed
99
296043
2869
что свет примерно в 10 раз быстрее звука.
04:58
that light was roughly ten times
as fast as the speed of sound.
as fast as the speed of sound.
100
298936
3040
Физо знал о его опыте.
Он жил в Париже,
Он жил в Париже,
05:02
Fizeau was aware of this experiment.
101
302873
1880
05:04
He lived in Paris, and he set up
two experimental stations,
two experimental stations,
102
304777
4303
и там он установил
две экспериментальных станции
две экспериментальных станции
на расстоянии
примерно 8,5 км друг от друга.
примерно 8,5 км друг от друга.
05:09
roughly 5.5 miles distant, in Paris.
103
309104
3058
И он решил задачу Галилея,
05:12
And he solved this problem of Galileo's,
104
312186
2435
воспользовавшись для этого
весьма незамысловатым оборудованием.
весьма незамысловатым оборудованием.
05:14
and he did it with a really relatively
trivial piece of equipment.
trivial piece of equipment.
105
314645
3096
Он использовал вот такую штуку.
05:19
He did it with one of these.
106
319915
1640
Я на секунду спрячу пульт,
05:21
I'm going to put away
the clicker for a second
the clicker for a second
107
321579
2143
потому что мне нужно,
чтобы вы сейчас подключили мозг.
чтобы вы сейчас подключили мозг.
05:23
because I want to engage
your brains in this.
your brains in this.
108
323746
2128
Вот зубчатое колесо.
У него много впадин
У него много впадин
05:25
So this is a toothed wheel.
109
325898
1410
05:27
It's got a bunch of notches
and it's got a bunch of teeth.
and it's got a bunch of teeth.
110
327332
2930
и много зубьев.
Таким образом, Физо придумал,
как посылать отдельные световые импульсы.
как посылать отдельные световые импульсы.
05:30
This was Fizeau's solution
to sending discrete pulses of light.
to sending discrete pulses of light.
111
330286
3059
Он помещал источник света за одним из зубьев.
05:33
He put a beam behind one of these notches.
112
333369
2506
Если направить луч через впадину на зеркало
05:35
If I point a beam
through this notch at a mirror,
through this notch at a mirror,
113
335899
3179
в 8 километрах, луч отразится от зеркала
05:39
five miles away, that beam
is bouncing off the mirror
is bouncing off the mirror
114
339102
2779
и вернётся ко мне через эту впадину.
05:41
and coming back to me through this notch.
115
341905
2120
Но когда он вращал колесо быстрее,
происходило нечто интересное.
происходило нечто интересное.
05:44
But something interesting happens
as he spins the wheel faster.
as he spins the wheel faster.
116
344049
3157
Он заметил, что как будто
начинает закрываться дверь
начинает закрываться дверь
05:47
He notices that it seems
like a door is starting to close
like a door is starting to close
117
347230
3335
перед лучом света,
возвращающимся к его глазу.
возвращающимся к его глазу.
05:50
on the light beam
that's coming back to his eye.
that's coming back to his eye.
118
350589
2387
Почему так?
05:53
Why is that?
119
353968
1000
Потому что импульс света возвращается
05:55
It's because the pulse
of light is not coming back
of light is not coming back
120
355200
2733
не через ту же впадину.
На самом деле, он попадает в зубец.
На самом деле, он попадает в зубец.
05:57
through the same notch.
121
357957
1287
05:59
It's actually hitting a tooth.
122
359268
1483
И, вращая колесо достаточно быстро,
06:00
And he spins the wheel fast enough
and he fully occludes the light.
and he fully occludes the light.
123
360775
4282
он полностью отсекал свет.
Так по расстоянию между двумя станциями,
06:05
And then, based on the distance
between the two stations
between the two stations
124
365081
2895
06:08
and the speed of his wheel
and the number of notches in the wheel,
and the number of notches in the wheel,
125
368000
3143
скорости своего колеса
и числу впадин у колеса
и числу впадин у колеса
он вычислил скорость света с погрешностью
2 % относительно её реального значения.
2 % относительно её реального значения.
06:11
he calculates the speed of light
to within two percent of its actual value.
to within two percent of its actual value.
126
371167
4247
И сделал он это в 1849 г.
06:16
And he does this in 1849.
127
376329
3034
Вот это по-настоящему вдохновляет меня в науке.
06:21
This is what really gets me
going about science.
going about science.
128
381375
2239
Каждый раз, когда мне бывает трудно что-то понять,
я обращаюсь к историям открывших это людей
я обращаюсь к историям открывших это людей
06:23
Whenever I'm having trouble
understanding a concept,
understanding a concept,
129
383638
2429
06:26
I go back and I research
the people that discovered that concept.
the people that discovered that concept.
130
386091
3096
и изучаю их путь к пониманию этого.
06:29
I look at the story of how
they came to understand it.
they came to understand it.
131
389211
2733
И когда узнаёшь,
о чём думали исследователи,
о чём думали исследователи,
06:31
What happens when you look
132
391968
1273
06:33
at what the discoverers
were thinking about
were thinking about
133
393265
2453
делая свои открытия, понимаешь,
06:35
when they made their discoveries,
134
395742
1635
06:37
is you understand that
they are not so different from us.
they are not so different from us.
135
397401
3575
что они не так уж отличаются от нас.
Все мы состоим из мяса и воды.
Все мы в начале пользуемся одинаковыми средствами.
Все мы в начале пользуемся одинаковыми средствами.
06:42
We are all bags of meat and water.
We all start with the same tools.
We all start with the same tools.
136
402360
3392
Мне очень нравится, что разные направления в науке
называют полями деятельности.
называют полями деятельности.
06:46
I love the idea that different branches
of science are called fields of study.
of science are called fields of study.
137
406421
3981
Большинство воспринимают науку
как закрытый черный ящик,
как закрытый черный ящик,
06:50
Most people think of science
as a closed, black box,
as a closed, black box,
138
410426
3315
тогда как на самом деле это открытое поле.
06:53
when in fact it is an open field.
139
413765
2574
И все мы исследователи.
06:56
And we are all explorers.
140
416363
1821
Люди, совершившие эти открытия,
просто чуть усерднее думали о том,
просто чуть усерднее думали о том,
06:58
The people that made these discoveries
just thought a little bit harder
just thought a little bit harder
141
418208
3538
с чем имели дело,
и они были чуть любознательнее.
и они были чуть любознательнее.
07:01
about what they were looking at,
and they were a little bit more curious.
and they were a little bit more curious.
142
421770
3618
Их любознательность изменила
представление людей о мире,
представление людей о мире,
07:05
And their curiosity changed the way
people thought about the world,
people thought about the world,
143
425412
3185
изменив таким образом сам мир.
07:08
and thus it changed the world.
144
428621
1787
Они изменили мир.
И вы тоже можете его изменить.
И вы тоже можете его изменить.
07:10
They changed the world, and so can you.
145
430432
2544
Спасибо.
07:14
Thank you.
146
434057
1092
07:15
(Applause)
147
435173
3000
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
Adam Savage - Maker, critical thinkerAdam Savage is an internationally renowned television producer, host and public speaker.
Why you should listen
Adam Savage's mother is a psychologist; his father was a celebrated artist, painter and filmmaker. From the youngest age they encouraged his flights of fancy. Savage has been a paperboy, a projectionist, juggler, unicycle rider, sculptor, graphic designer, scenic painter, robot builder, welder, carpenter, machinist, prop maker, toy designer, actor, writer, executive producer and director. He spent six years in theater and 10 years in commercial and film special effects working for clients such as Nike, Corning, Hershey's, and Coca-Cola, and films like Star Wars, The Matrix films, A.I., Space Cowboys, Terminator 3 and Galaxy Quest.
Savage has built everything from theater sets to miniature particle accelerators. From spaceships to animatronic arms. He's made Rube Goldberg machines, hand props and spacesuits. His online videos have generated over 230 million page views. He's written for Popular Mechanics, the Wall Street Journal and Wired Magazine, among others. His program "Mythbusters" produced 270 episodes that aired in over 100 countries for 14 years. Adam shares his builds, his love for movie props and costumes, and passion for the transformative power of making on his award winning website Tested.com. He lives in San Francisco with his wife Julia, his twin boys Thing1 and Thing2, and two amazing dogs.
(Photo: Michael Shindler)
Adam Savage | Speaker | TED.com