Finalen i Big Bang Theory:Sheldon og Amys fiktive fysik er parallelle med ægte videnskab

Efter 12 succesfulde sæsoner, "The Big Bang Theory" er endelig kommet til en tilfredsstillende afslutning, afsluttede sin regeringstid som den længst kørende multikamera sitcom på tv.

Hvis du er en af ​​de få, der ikke har set showet, denne CBS-serie centrerer sig om en gruppe unge videnskabsmænd defineret af stort set alle mulige stereotyper om nørder og nørder. Hovedpersonen, Sheldon (Jim Parsons), er teoretisk fysiker. Han er usædvanlig intelligent, men også socialt ukonventionelle, egocentrisk, misundelige og ultra-konkurrencedygtige. Hans bedste ven, Leonard (Johnny Galecki), er en eksperimentel fysiker, som selvom mere afbalanceret, viser også mere flydende med kvantefysik end med almindelige sociale situationer.

Deres standhaftige venner er en rumfartsingeniør og en astrofysiker. Historien kredser om kontrasten mellem deres intellekt; besættelse af tegneserier, computerspil, science fiction og fantasy; og kæmper med det grundlæggende i menneskelig interaktion, inklusive dem med deres kvindelige kolleger.

Videnskab, især fysik, er et gennemgående tema i forestillingen, og den videnskabelige autenticitet og samtidighed er bemærkelsesværdig. En del af æren for det går til David Saltzberg, en professor i fysik og astronomi ved UCLA, der fungerede som teknisk rådgiver for serien.

Selvom det ikke er beregnet til at uddanne, Big Bang teorien refererer ofte til ægte videnskab. Mange videnskabsformidlere og fremtrædende videnskabsmænd har gjort gæsteoptrædener, fra Bill Nye til Stephen Hawking. Men måske er intet mere tilbagevendende i showet end brugen af ​​"videnskabsmand"-tropen som punchline af joke efter joke.

Så hvordan ville en fysiker som mig blive interesseret i dette show? Ikke alene er det den mest populære sitcom på amerikansk tv, men det er også en popkulturel bro til videnskaben. Selvom det ikke er første gang, videnskab er repræsenteret i mainstream-medier, Big Bang teorien er i øjeblikket dens mest synlige repræsentation. Ud over, det sker bare, at den fiktive forskning i serien får kontakt til min egen virkelige forskning.

En videnskabsagtig indstilling på et populært show

Jeg blev først udsat for Big Bang teorien gennem interaktioner med mennesker uden for den akademiske verden, som ofte ville henvise til det, så snart de pegede mig som fysiker. Rapporter om, at deres teenagebørn elskede showet, var almindelige.

Men det, der virkelig fik min opmærksomhed, var en Guardian-artikel i 2011, der foreslog, omend anekdotisk, at showet var med til at øge tilmeldingen af ​​fysikfag. Hvorfor? Eventuelt ved at gøre et bredt publikum opmærksom på emnet eller ved at få fysikken til at se cool ud. Nu hvor jeg er bekendt med showet, Jeg tror Big Bang teorien er for fysik, hvad "CSI" var for retsmedicin. Det har bragt fysik, og især de mennesker, der laver fysik, til et ungt publikum af kommende naturvidenskabelige studerende.

Som fysikprofessor og pædagog, Jeg har en egeninteresse i at tiltrække og pleje talenter inden for fysik – og endda i 2019, tv kan påvirke folks valg. Mens kun god fysikundervisning og mentorordninger kan konvertere interesserede studerende til talentfulde videnskabsmænd, et tv-program som Big Bang teorien kan være det, der får dem ind i klasseværelset i første omgang.

Showets lidt stereotype billede af fysikere har også svagheder, hvoraf de mest betydningsfulde er brugen af ​​kvindehad som et punkt for humor og mangel på mangfoldighed i hovedrollen. Fastholdelsen af ​​stereotyper kan forstærke opfattelsen af, at visse grupper ikke hører hjemme i fysikken. Et underholdningsshow er ikke forpligtet til at afspejle det virkelige liv, men dette er et følsomt emne, fordi fysikken stadig lider under mangel på mangfoldighed, og frafaldsraterne er høje blandt visse underrepræsenterede grupper.

Uanset, som showet udviklede sig, førende kvindelige karakterer indtog scenen:en attraktiv, jordnær nabo, en succesfuld mikrobiolog, og endelig, der var den intelligente, gennemførte Amy (Mayim Bialik), en neurobiolog udvalgt gennem en online datingside som Sheldons perfekte match. De giftede sig i finalen i den 11. sæson.

Det samme afsnit markerer også et af de mest fejrede øjeblikke i serien:Sheldon og Amys serendipitære opdagelse, der satte dem på sporet til en Nobelpris i fysik.

En fiktiv teori, der er en Nobel værdig

Det hele starter med gommen Sheldons vanskeligheder med at rette sin butterfly ud. Amy fortæller ham:"Jeg tror ikke, det er meningen, at det skal være lige. Nogle gange ser lidt asymmetri godt ud. I renæssancen, de kaldte det 'sprezzatura'."

Da han senere forklarer sin mor, hvorfor han lader det stå lidt skævt, hun siger, "Nogle gange er det de uperfekte ting, der gør tingene perfekte." Det er en af ​​de bedste replikker i hele showet, og den, der gav Sheldon det sidste fingerpeg om deres videnskabelige gennembrud:

Sheldon:Mine ligninger har forsøgt at beskrive en uperfekt verden, og den eneste måde at gøre det på er at indføre ufuldkommenhed i den underliggende teori.

Amy:Så i stedet for supersymmetri, det ville være super asymmetri?!

Sheldon:Super asymmetri! Det er det!!

Hele sidste sæson drejer sig om fordelene ved "super-asymmetri" og truslerne om, at en konkurrerende gruppe får æren for det. I virkeligheden, der findes ingen teori med dette navn, men navnet var tydeligvis inspireret af supersymmetri, som gør.

Supersymmetri vedrører subatomære partikler, hvorfra alt andet er lavet. Den foreslår, at hver subatomare partikel i den nuværende standardmodel for partikelfysik har en såkaldt supersymmetrisk partner - i det væsentlige ekstra partikler, der eksisterer i tandem med de allerede identificerede. Dette betyder, at de underliggende ligninger ville forblive uændrede under visse transformationer, som har dybe forudsigende implikationer. Supersymmetri er endnu ikke blevet bevist eksperimentelt.

Nu, hvor plausibel er Amy og Sheldons superasymmetri som fysisk teori? Afhængigt af hvordan du fortolker det, der er beskrevet i showet, det er enten ikke sundt eller noget trivielt i den subatomære verden. Imidlertid, det er meget ikke-trivielt for kollektiv adfærd, hvilket bare tilfældigvis er mit forskningsemne.

Asymmetriens virkelige fysik

Jeg er en tværfaglig fysiker, der studerer kollektiv adfærd i naturlige og manipulerede systemer. Tænk på hjerteceller, der slår sammen, et elnet, der fungerer som et enkelt system, stimer af fiskeskoler sammen, gener i en celle, der koordinerer deres aktiviteter og så videre.

I en årrække, Jeg har arbejdet på at forstå, hvorfor sådanne systemer kan udvise det, vi kalder adfærdssymmetri – eller homogenitet – selvom systemerne i sig selv ikke er symmetriske – eller homogene – overhovedet. For eksempel, dit døgn-ur kan godt synkroniseres med 24-timers cyklus på trods af, at de enkelte neuroner i døgnsystemet er ret forskellige fra hinanden. De udviser kun den samme periode, når de interagerer med hinanden.

Og her er, hvordan min forskning relaterer sig til Amy og Sheldons hypotetiske teori. Det antages generelt, at individuelle enheder er mere tilbøjelige til at udvise den samme adfærd, hvis de er ens eller ligner hinanden. Forestil dig lasere, der pulserer sammen, fugle synger de samme toner, og agenter, der forsøger at nå konsensus. Min forskning viser, at denne antagelse faktisk generelt er falsk, når entiteterne interagerer med hinanden. At være lige betyder ikke, at de vil synkronisere. Da individuelle forskelle er allestedsnærværende og ofte uundgåelige i virkelige systemer, sådan asymmetri (eller ufuldkommenhed) kan være den uventede kilde til adfærdssymmetri.

Der er tilfælde, hvor systemets observerede adfærd kun kan være symmetrisk, når selve systemet ikke er det. Min samarbejdspartner og jeg kaldte denne effekt asymmetri-induceret symmetri, men kunne have henvist til det som en form for super asymmetri, da det er indbegrebet af forestillingen om, at ufuldkommenheder gør tingene perfekte. Asymmetri-induceret symmetri afslører scenarier i fysiske og biofysiske systemer, hvor vi observerer konsensus på grund af – ikke på trods af – forskelle, dermed tilføje en ny dimension til fordelen ved mangfoldighed.

Big Bang teorien slutter, men budskabet fra det mest begavede par på fjernsynet står tilbage:Vi lever i et "perfekt uperfekt univers."

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.