Квантова физика за седемгодишни| Доминик Валиман | TEDxEastVan

В тази забавна беседа Доминик Валиман ни дава четири водещи принципа за лесна комуникация в науката и развенчава мита, че квантовата физика е трудна за разбиране - всичко зависи от това как я обясняваш.
Доминик Валиман е физик и автор на книги за наука, печелили награди. Той получава докторската си степен по физика на квантовите устройства в Университета на Бирмингам и в момента работи в D-Wave Systems Inc., компания за квантови компютри във Ванкувър. Доминик израства, четейки книги за наука и ясно помни вълнението при откриване на изумителните обяснения за вселената, които науката ни дава. Ако успее да предаде това чудо и удоволствие на следващото поколение, той ще смята работата си за добре свършена.

Случвало ли ви се е

да си говорите с някого

и той да ви разказва нещо по тема,
по която е много запален

или знае много

и вие го изслушвате.

После, в един момент разбирате, че
някак си сте изпуснали нишката.

И така, седите там

и осъзнавате, че нямате никаква
представа за какво ви говорят.

(Смях)

Скоро ми се случи с един приятел,
който знае много за инвестициите.

Те са нещо, за което
не знам безкрайно много,

а информацията е много важна,
много полезна.

Но той започна да говори за някакъв
диверсифициран инвестиционен портфейл -

дрън-дрън.

(Смях)

За съжаление си тръгнах
без полезна информация.

Мисля, че тази ситуация
е позната на всички ни

и за щастие има какво да се направи,
за да се променят нещата -

ето за това ще говоря днес.

И така, аз съм учен.
Работя в сферата на квантовата физика.

Бил съм и от двете страни
в това взаимоотношение.

Бил съм човекът, който обяснява
много сложна материя на някого,

но съм бил и слушател

на различни разгорещени научни
дискусии с колегите ми.

И когато комуникацията
прекъсне по този начин,

забелязвам нещо интересно

и то е, че като човек,
който е спрял да разбира,

се чувствам някак виновен за това.

Но, ако помислим,
това е напълно погрешно,

това е грешният подход,
защото в този момент

наистина няма какво да направим,
за да разберем по-добре.

Но другата страна има какво да направи,
за да ни помогне да разберем,

като намери по-добър начин
да обясни това, за което говори.

И така,

опитът ми в науката показва,

че единственият начин да оцелеете е
да имате смелостта

учтиво да прекъснете човека,
който обяснява,

например: "Извинявай, не разбирам
това, което казваш",

после да се върнете назад и да започнете
оттам, където сте изгубили нишката.

За това се изисква малко кураж,

защото един вид си признавате,
че не познавате въпросната материя.

Но мисля, че всичко е наред и
страховете ми са били съвсем неоправдани.

Обикновено хората ви уважават,
ако много държите

да получите вярната информация

или държите да я разберете напълно.

Мисля, че не трябва никога да се
чувстваме зле за това, че не знаем нещо

и не трябва никога да се чувстваме зле
за това, че задаваме въпроси.

Занимавам се много с научна комуникация

и науката наистина има
комуникационен проблем,

защото като цяло
материята е много сложна.

Може би знаете, че учените
непрекъснато се оплакват

как проучванията им са
представяни неточно от медиите,

като например "Пиенето на вино
лекува рак."

(Смях)

Въобще не го лекува между другото.

Но от друга страна
можем да разберем защо

журналистите ще опростят много нещата
или ще ги разберат погрешно -

защото, за да обясните
иновативни проучвания,

имате нужда предварително
от докторска степен в областта,

а това не е нещо, което се очаква
медиите, журналистите да имат

във всичките различни
научни дисциплини.

Затова мисля, че на света много добре
ще му послужат много хора,

които са истински добри
в научната комуникация,

хора, които разбират науката,
но могат и да я обясняват по начин,

който широката публика разбира.

Това е важно по много причини,

но една от тях е, може би знаете,

че почти всички научни изследвания,
които се провеждат по света

се финансират от обществото.

Затова би било хубаво
хората да разбират

дейността, за която
отиват парите им.

Но за мен, по-важната причина
научната комуникация да е добра,

е защото е интересно.

Текущите изследвания са толкова
вълнуващи, че е хубаво хората да знаят.

Да вземем, например, моята област -
квантовата физика.

Намирам квантовата физика
за много интересен предмет,

но тя има репутацията на
изключително трудна.

И наистина е така, става сложно,
когато стигнем до подробностите,

но това не означава, че въобще
не можем да говорим за нея.

И така, нека да вдигнем ръце.

Вдигнете ръка, ако не знаете
какво е квантова физика.

И ако не знаете, не се чувствайте зле.

Вдигнете ръка.
Незнанието ви

е напълно в реда на нещата.

Добре, добре, така.

Квантовата физика описва
най-малките неща във вселената ни.

Ако сега погледнем отблизо
по-малките от клетка частици

от мащаба на молекули, атоми
и това, от което са направени атомите -

субатомни частици, протони,
неутрони, електрони,

тя просто обяснява как работят те
и как си взаимодействат със светлината.

И интересното при квантовата физика е,

че тя отговаря на фундаменталните
закони на вселената

и все пак, нещата, които се случват
там са толкова странни.

Ще ви разкажа за някои от текущите
феномени в квантовата физика.

Един от тях, за който може да сте чували,
се нарича корпускулярно-вълнов дуализъм.

Представете си всички
субатомни частици -

протоните, неутроните, електроните
като малки подскачащи топки,

които тупкат наоколо и
отскачат една от друга.

Но понякога трябва да ги разглеждаме
като разпростиращи се вълни.

Те сякаш са и двете неща едновременно
и трудно можем да си го представим.

Ще го опиша нагледно.

Представете си, че пускаме една от
подскачащите топки в езеро.

Топката ще изчезне,

а по повърхността ще се появят леки
вълни, които се движат навън.

Сега си представете, че една от вълните
удря, да кажем, пръчка.

Всички вълни по повърхността изчезват

и изведнъж до тази пръчка
топката излиза отново.

Това ни изглежда някак странно, нали?

Но това е обичайното поведение

в субатомния свят през цялото време.

Друг феномен, за който може да сте чували,
се нарича тунелен преход.

Представете си, че хвърлям една от
тези топки към прозореца.

Ще имаме тупкане - о, извинете -

хвърляне, тупкане, хващане,

хвърляне, тупкане, хващане,

хвърляне...

топката минава през стъклото.

Не го счупва.
Въобще не взаимодейства с него.

Просто изведнъж се оказва
от другата страна на стъклото

и я виждате как отлита.

(Смях)

Ако видим това, ще го помислим
за лудост, нали?

Но това се случва в субатомния свят
през цялото време.

Всъщност, благодарение на това ни има.

Може би знаете, че Слънцето

произвежда енергия
чрез ядрен синтез.

Ядрен синтез се получава, когато
се съберат два водородни атома

и протоните в ядрата им
се отблъснат взаимно.

Ако не беше тунелният преход,

те щяха да се отблъскват взаимно
без нищо да се случва.

Но на практика те извършват
преход една в друга

и това им позволява да се слеят
и да излъчат слънчева светлина,

а без слънчевата светлина
нямаше да съществуваме.

Нека да благодарим на тунелния преход
за съществуването си.

Друг феномен е суперпозицията.

Това е една фантастична дума, която

означава нещо, което може да прави
противоположни неща едновременно.

Например,

мога да се завъртя в едната посока,

мога да се завъртя и в другата посока,

но как би изглеждало, ако

се завъртя в двете посоки едновременно?

(Смях)

Не можем да направим това,
не можем да си го представим,

но субатомните частици го правят
през цялото време.

На практика, ние донякъде го правим -
поне някои части от нас.

Ако някога сте били на магнитен резонанс,

той прави това - открива всички
водородни атоми в тялото ви

и ги кара да се завъртят
в двете посоки едновременно

в суперпозиция.

Това ни позволява да погледнем
вътре в телата на хората.

Интересното е, че цялата тази физика
изглежда толкова абстрактна

и далечна от обичайния ни живот.

А всъщност тя се случва в телата ни,
направени сме от квантов материал.

Случва се навсякъде около нас.

И не само при магнитния резонанс
използваме квантова физика.

Има цяло множество други технологии,
които се появяват

благодарение на разбирането
на квантовата физика.

Една от тях, свързана със силиция,

ни е дала възможност да изобретим
интегралната схема,

каквато има във всеки компютър в света.

Цялата световна компютърна
инфраструктура съществува,

защото разбираме от квантова физика.

Тя е и на други места - в лазерите,
които са доста полезни

и в атомните електроцентрали.

Може би сте чували другото твърдение
за квантовата физика -

че никой в действителност не я разбира.

Това не е вярно.

Много добре разбираме квантовата физика

и вероятно се надявате да е така,

щом тя е в основата на ядрено-магнитния
резонанс и атомните централи.

Тези думи имат предвид,

че когато се опитаме да си представим как

едно нещо може да бъде частица и вълна
едновременно или

как нещо може да се върти в две посоки
едновременно,

на нас ни е много трудно да го нарисуваме
във въображението си.

Но можем много добре да го опишем
с математика.

Очарователно е как нещо може да е толкова
против интуицията от една страна

и да е толкова практически
полезно от друга.

Наистина обичам да обяснявам
наука на хората.

Правя YouTube клипчета
и също пиша книги за деца

на възраст около седем до
единайсет години

и наистина ми харесва да се старая,
не се пестя за науката,

харесва ми да обяснявам най-сложната
материя на деца на тази възраст.

Квантова физика, нанотехнологии,
относителност, ракети,

такива неща.

И стигнах до извода,

че можем да обясним много добре
всичко на всеки,

ако подходим правилно

и си създадох няколко принципа,
които спазвам, за да постигна това.

Ще ги споделя с вас.

Това са моите четири принципа
на добрата комуникация в науката.

Казвам в науката, но би могла да бъде
всякаква друга техническа комуникация.

Добре.

Номер едно -

започнете от правилното място.

Всички имат различна среда,

различни знания.

Наша работа е да обясним информацията

на език, който те вече разбират.

Не е хубаво да оставяте празнина
и да започвате оттам,

защото те няма да ви последват.

По-добре е да включите в информацията
неща, които те вече разбират.

Как да направите това?

Просто е - задавате им въпроси
за това какво знаят

или дори започвате да обяснявате
и после питате:

"Разбирате ли това?" или
"Това говори ли ви нещо?"

Ако говорите пред публика,

ще трябва да гадаете

и вдигането на ръце
също може да е полезно.

Винаги е по-добре да прекалите
с предпазливостта.

Хората като цяло нямат нищо против
да чуят информация, която вече знаят.

Добре.

Втори принцип -

не oтивайте твърде далече.

Хората могат да възприемат само
определено количество информация наведнъж

и трябва просто да сме реалисти.

По-добре е да обясните, да кажем,
три неща,

които някой да разбере и запомни,

отколкото да ги бомбардирате
с тонове информация -

това някак си разваля добрата ви работа
като начало.

Можех да продължа да говоря
за квантова физика,

но, надявам се, ви дадох достатъчно
примери, които възбудиха интереса ви

и ще отнесете със себе си.

Така.

Номер три -

яснотата е по-важна от точността.

Когато обясняваме нещата с примери,

се изкушаваме да дадем най-точното
от научна гледна точка обяснение,

но обясненията обикновено са дълги
и някак заплетени.

По-добре е да измислите
по-просто обяснение,

което може би технически
не е съвсем вярно,

но предава смисъла.

Представете си, че те са тук,
а пълното обяснение е тук.

Всичко, което искате, е просто
да ги изведете на този път.

Например, когато говорех за
въртенето в квантовите системи,

истината, всъщност,
е малко по-абстрактна,

за въртенето при субатомните частици,

но аз ви давам добра картина

и ако на хората все още им е интересно,

винаги можете да изгладите
детайлите по-късно.

Добре.

Номер четири -

обяснете защо мислите, че е страхотно.

(Смях)

Ако обяснявате нещо на някого,

има причина да го правите.

Или мислите, че е супер важно
или много, много интересно.

И колкото по-добре
предадете това на някого,

толкова по-вероятно е той да го запомни
и да извлече някаква полза от него.

Можете да го направите по много начини.

Един от тях е просто да покажете
ентусиазма си по въпроса.

Друг начин е да покажете с примери
как да го приложат в живота си.

Квантовата физика, например -
всеки път щом включите телефона си,

призовавате фундаменталните закони
на природата да работят за вас -

(Смях)

докато публикувате в Туитър снимки
на котката си.

(Смях)

Това са моите четири принципа.

Бих искал да завърша с един анекдот.

Когато се срещам с някого за пръв път

и се представям,
казвам, че съм физик

най-често предизвиквам
следната реакция:

"Оо, физика. Бях много зле
по физика в училище"

(Смях)

И се случва толкова често,
толкова е жалко.

Не би трябвало да има значение
дали си добър в науката или не.

Би трябвало да има значение
само дали ти е интересно.

И така, ако науката ви притеснява
или ви е притеснявала,

ще ви окуража - днес има изнесена
толкова много добра информация.

Просто изберете темата,
която ви интересува,

намерете някакъв материал

и после просто следвайте любопитството си.

Благодаря ви.

(Аплодисменти)