Na 12 succesvolle seizoenen, "The Big Bang Theory" is eindelijk tot een bevredigend einde gekomen, het beëindigen van zijn regeerperiode als de langstlopende sitcom met meerdere camera's op tv.

Als je een van de weinigen bent die de show niet heeft gezien, deze CBS-serie draait om een ​​groep jonge wetenschappers die worden gedefinieerd door vrijwel elk mogelijk stereotype over nerds en geeks. Het hoofdpersonage, Sheldon (Jim Parsons), is theoretisch fysicus. Hij is buitengewoon intelligent, maar ook sociaal onconventioneel, egocentrisch, jaloers en ultra-competitief. Zijn beste vriend, Leonard (Johnny Galecki), is een experimenteel fysicus die, hoewel evenwichtiger, laat ook meer vloeiendheid zien met kwantumfysica dan met gewone sociale situaties.

Hun standvastige vrienden zijn een ruimtevaartingenieur en een astrofysicus. Het verhaal draait om het contrast tussen hun intellect; obsessie met stripboeken, videospelletjes, sciencefiction en fantasie; en worstelt met de basis van menselijke interacties, inclusief die met hun vrouwelijke tegenhangers.

Wetenschap, vooral natuurkunde, is een terugkerend thema in de show en de wetenschappelijke authenticiteit en eigentijdsheid zijn opmerkelijk. Een deel van de eer daarvoor gaat naar David Saltzberg, een professor in de natuurkunde en astronomie aan de UCLA die als technisch adviseur voor de serie diende.

Ook al is het niet bedoeld om op te voeden, De oerknaltheorie verwijst vaak naar echte wetenschap. Veel wetenschapscommunicatoren en vooraanstaande wetenschappers hebben gastoptredens gedaan, van Bill Nye tot Stephen Hawking. Maar misschien is niets meer terugkerend in de show dan het gebruik van de "wetenschapper"-trope als de clou van grap na grap.

Dus hoe zou een natuurkundige zoals ik geïnteresseerd raken in deze show? Het is niet alleen de meest populaire sitcom op de Amerikaanse televisie, maar het is ook een popcultuurbrug naar de wetenschap. Hoewel het niet de eerste keer is dat wetenschap in de reguliere media wordt vertegenwoordigd, De oerknaltheorie is momenteel de meest zichtbare vertegenwoordiging. In aanvulling, het gebeurt gewoon dat het fictieve onderzoek in de show contact maakt met mijn eigen echte onderzoek.

Een wetenschappelijke setting in een populaire show

Ik werd voor het eerst blootgesteld aan De oerknaltheorie door interactie met mensen van buiten de academische wereld, die er vaak naar verwees zodra ze me als een fysicus vasthielden. Meldingen dat hun tienerkinderen dol waren op de show waren heel gewoon.

Maar wat echt mijn aandacht trok, was een Guardian-artikel in 2011 dat suggereerde:zij het anekdotisch, dat de show hielp bij het vergroten van de inschrijving van natuurkunde-majors. Waarom? Mogelijk door het onderwerp onder de aandacht van een breed publiek te brengen of door natuurkunde er cool uit te laten zien. Nu ik de show ken, ik geloof De oerknaltheorie is voor natuurkunde wat "CSI" was voor forensisch onderzoek. Het heeft natuurkunde gebracht, en vooral de mensen die natuurkunde doen, aan een jong publiek van aanstaande bètastudenten.

Als hoogleraar natuurkunde en docent, Ik heb een gevestigde interesse in het aantrekken en koesteren van talenten in de natuurkunde - en zelfs in 2019, televisie kan de keuzes die mensen maken beïnvloeden. Hoewel alleen goed natuurkundeonderwijs en -mentoring geïnteresseerde studenten kunnen veranderen in getalenteerde wetenschappers, een tv-programma zoals De oerknaltheorie kan zijn wat hen in de eerste plaats in de klas brengt.

Het ietwat stereotiepe beeld van natuurkundigen in de show heeft ook zwakke punten, waarvan de belangrijkste het gebruik van vrouwenhaat als een punt van humor en een gebrek aan diversiteit in de hoofdcast zijn. Het in stand houden van stereotypen kan de perceptie versterken dat bepaalde groepen niet thuishoren in de natuurkunde. Een entertainmentshow is niet verplicht om het echte leven te weerspiegelen, maar dit is een gevoelige kwestie omdat de natuurkunde nog steeds te kampen heeft met een gebrek aan diversiteit en de uitval onder bepaalde ondervertegenwoordigde groepen hoog is.

niettegenstaande, naarmate de show zich ontwikkelde, vrouwelijke hoofdrolspelers kwamen op het podium:een aantrekkelijke, nuchtere buurman, een succesvolle microbioloog, en tenslotte, daar was de intelligente, volbracht Amy (Mayim Bialik), een neurobioloog die via een online datingsite werd geselecteerd als de perfecte match van Sheldon. Ze trouwden in de finale van het 11e seizoen.

Dezelfde aflevering markeert ook een van de meest gevierde momenten van de serie:Sheldon en Amy's toevallige ontdekking die hen op het goede spoor zette voor een Nobelprijs voor natuurkunde.

Een fictieve theorie die een Nobel waardig is

Het begint allemaal met de moeite van bruidegom Sheldon om zijn vlinderdas recht te trekken. Amy zegt tegen hem:"Ik denk niet dat het gelijk hoort te zijn. Soms ziet een beetje asymmetrie er goed uit. In de Renaissance, ze noemden het 'sprezzatura.'"

Als hij later aan zijn moeder uitlegt waarom hij het een beetje vreemd laat, ze zegt, "Soms zijn het de onvolmaakte dingen die dingen perfect maken." Het is een van de beste regels van de hele show, en degene die Sheldon de laatste aanwijzing gaf voor hun wetenschappelijke doorbraak:

Sheldon:Mijn vergelijkingen hebben geprobeerd een onvolmaakte wereld te beschrijven, en de enige manier om dat te doen is om imperfectie in de onderliggende theorie te introduceren.

Amy:Dus, in plaats van supersymmetrie, het zou super asymmetrie zijn?!

Sheldon:Super asymmetrie! Dat is het!!

Het hele laatste seizoen draait om de verdiensten van "superasymmetrie" en de bedreigingen van een concurrerende groep die er de eer voor krijgt. In werkelijkheid, er bestaat geen theorie met deze naam, maar de naam was duidelijk geïnspireerd door supersymmetrie, wat doet.

Supersymmetrie betreft subatomaire deeltjes waaruit al het andere is gemaakt. Het stelt voor dat elk subatomair deeltje in het huidige standaardmodel van de deeltjesfysica een zogenaamde supersymmetrische partner heeft - in wezen extra deeltjes die naast de reeds geïdentificeerde bestaan. Dit betekent dat de onderliggende vergelijkingen ongewijzigd zouden blijven onder bepaalde transformaties, die diepgaande voorspellende implicaties heeft. Supersymmetrie is nog niet experimenteel bewezen.

Nutsvoorzieningen, hoe aannemelijk is de superasymmetrie van Amy en Sheldon als een natuurkundige theorie? Afhankelijk van hoe je interpreteert wat in de show wordt beschreven, het is ofwel niet correct of enigszins triviaal in de subatomaire wereld. Echter, het is hoogst niet-triviaal voor collectief gedrag, wat toevallig mijn onderzoeksonderwerp is.

De echte fysica van asymmetrie

Ik ben een interdisciplinaire fysicus die collectief gedrag bestudeert in natuurlijke en geconstrueerde systemen. Denk aan hartcellen die tegen elkaar slaan, een elektriciteitsnet dat als één systeem werkt, scholen vissen samen scholen, genen in een cel die hun activiteiten coördineren enzovoort.

Voor een aantal jaar, Ik heb geprobeerd te begrijpen waarom dergelijke systemen kunnen vertonen wat we gedragssymmetrie – of homogeniteit – noemen, hoewel de systemen zelf helemaal niet symmetrisch – of homogeen – zijn. Bijvoorbeeld, je circadiane klok kan goed worden gesynchroniseerd met de 24-uurscyclus, ondanks het feit dat de individuele neuronen in het circadiane systeem behoorlijk van elkaar verschillen. Ze vertonen alleen dezelfde periode wanneer ze met elkaar in wisselwerking staan.

En hier is hoe mijn onderzoek zich verhoudt tot de hypothetische theorie van Amy en Sheldon. Over het algemeen wordt aangenomen dat individuele entiteiten meer kans hebben om hetzelfde gedrag te vertonen als ze gelijk of vergelijkbaar zijn met elkaar. Stel je voor dat lasers samen pulseren, vogels die dezelfde tonen zingen, en agenten die consensus proberen te bereiken. Mijn onderzoek toont aan dat deze veronderstelling in feite over het algemeen onjuist is wanneer de entiteiten met elkaar interageren. Gelijk zijn betekent niet dat ze synchroon lopen. Aangezien individuele verschillen alomtegenwoordig zijn en vaak onvermijdelijk zijn in echte systemen, een dergelijke asymmetrie (of imperfectie) kan de onverwachte bron van gedragssymmetrie zijn.

Er zijn gevallen waarin het waargenomen gedrag van het systeem alleen symmetrisch kan zijn als het systeem zelf dat niet is. Mijn medewerker en ik noemden dit effect asymmetrie-geïnduceerde symmetrie, maar had het een vorm van superasymmetrie kunnen noemen, omdat het het idee belichaamt dat onvolkomenheden dingen perfect maken. Asymmetrie-geïnduceerde symmetrie legt scenario's bloot in fysieke en biofysische systemen waarin we consensus waarnemen vanwege - niet ondanks - verschillen, waardoor een nieuwe dimensie wordt toegevoegd aan het voordeel van diversiteit.

De oerknaltheorie loopt af, maar de boodschap van het meest begaafde stel op televisie blijft:we leven in een 'perfect onvolmaakt universum'.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.