How to spark your curiosity, scientifically | Nadya Mason

Transcriber: Joseph Geni Reviewer: Joanna Pietrulewicz

翻訳: Yasushi Aoki 校正: Misaki Sato

A friend called me a few weeks ago

何週間か前に友人から電話で 悪い知らせを聞きました

with bad news.

何週間か前に友人から電話で 悪い知らせを聞きました

She dropped her cell phone into the toilet.

携帯をトイレに 落としてしまったんだとか

Anyone here done that before?

やったことある人います？

(Laughter)

(笑)

So it was a bad situation.

まずい状況です

You know, without getting into the details of exactly how that happened

どのように それが起き

どうやって拾い出したのかは 省きますが

or how she got it out,

let's just say it was a bad situation.

まあ まずい状況です

彼女はパニックを 起こしていました

And she panicked because, like for many of us,

her phone is one of the most used and essential tools in her life.

多くの人同様に 携帯は彼女の生活で 最もよく使う 最も必要なものだったからです

But, on the other hand, she had no idea how to fix it,

でもどうやって直せばいいか 分かりませんでした

because it's a completely mysterious black box.

まったく謎の ブラックボックスだったんです

So think about it: what would you do?

考えてほしいんですが 皆さんならどうしますか？

What do you really understand about how your phone works?

携帯の仕組みを本当に 理解しているでしょうか？

What are you willing to test or fix?

自分で どんなテストや修理を しようと思いますか？

For most people, the answer is, nothing.

ほとんどの人は 「何もしない」と答えるでしょう

In fact, one survey found

ある調査によると

that almost 80 percent of smartphone users in this country

アメリカのスマホ利用者の 80%は

have never even replaced their phone batteries,

携帯のバッテリー交換を したことがなく

and 25 percent didn't even know this was possible.

25%はそれが可能だとすら 知りませんでした

Now, I'm an experimental physicist,

私は実験物理学者で

hence the toys.

あちらにあるのは 実験道具です

I specialize in making new types of nanoscale electronic devices

新しいナノスケールの 電子装置を作るのが専門で

to study their fundamental quantum mechanical properties.

その基本的な量子力学的性質を 研究しています

But even I wouldn't know where to start in terms of testing elements on my phone

その私でさえ 携帯の何かが壊れた時

どこから調べ始めたらいいのか 分かりません

if it broke.

And phones are just one example of the many devices that we depend upon

携帯というのは 私達が依存していながら

but can't test, take apart, or even fully understand.

テストや分解ができず ちゃんと 理解さえしていない装置の一例です

Cars, electronics, even toys are now so complicated and advanced

車や 電子機器や おもちゃでさえ 先進的で複雑なものになっていて

that we're scared to open and fix them.

自分で分解修理など 怖くてできません

So here's the problem:

問題は 私達と テクノロジーの間に

there's a disconnect between us and the technology that we use.

断絶があるということです

We're completely alienated from the devices that we most depend upon,

自分が最も依存している装置から 完全に疎外されているというのは

which can make us feel helpless and empty.

無力でむなしく感じられます

In fact, it's not surprising then that one study found

みんなテクノロジーのことを

死よりも恐れているという 調査結果があるのも頷けます

that we are now more afraid of technology

than we are of death.

死よりも恐れているという 調査結果があるのも頷けます

(Laughter)

(笑)

But I think that we can reconnect to our devices,

でも自分の手を使った 実験をすることで

そういう機器と 再び繋がりを持ち

rehumanize them in a sense,

by doing more hands-on experiments.

人間的に感じられるように なると思います

Why? Well, because an experiment is a procedure to test a hypothesis,

なぜか

実験というのは仮説を検証し 事実を明らかにする手順です

demonstrate a fact.

It's the way that we use our senses,

自分の感覚と手を使い

our hands,

自分の感覚と手を使い

to connect the world

世界と繋がって

and figure out how it works.

物事の仕組みを 理解する方法です

And that's the connection that we're missing.

そういう繋がりを 私達は失っているのです

So let me give you an example.

例をお見せしましょう

Here's an experiment that I did recently

これはタッチスクリーンの 仕組みを考えるために

to think about how a touchscreen works.

最近やった実験です

It's just two metal plates,

２枚の金属板があって

and I can put charge on one of the plates from a battery.

１枚に電池を繋ぎます

OK.

この電圧計で２枚の 電位差を計測できます

And I can measure the charge separation with this voltmeter here.

この電圧計で２枚の 電位差を計測できます

Now -- let's make sure it's working.

ちゃんと動いてるかな

So when I wave my hand near the plates,

金属板の近くで手を動かすと

you can see that the voltage changes

電圧が変わるのが分かります

just like the touchscreen responds to my hand.

タッチスクリーンが 指に反応するのと同じように―

But what is it about my hand? Now I need to do more experiments.

手の何がそうさせているのでしょう？ 実験が必要です

So I can, say, take a piece of wood

木製のスティックで 金属板に触れてみても

and touch one of the plates and see that not much happens,

変化がありません

but if I take a piece of metal and touch the plate,

でも金属の棒を使うと

電圧が大きく変わります

then the voltage changes dramatically.

So now I can do further experiments to see what the difference is

木と金属の違いは何なのか 調べるための実験をさらに行えば

between the wood and the metal,

木と金属の違いは何なのか 調べるための実験をさらに行えば

and I should find out that the wood is not conducting

木は電気を通さないけど

金属や手は電気を通すのが 分かるでしょう

but the metal is conducting like my hand.

And, you see, I build up my understanding.

そうやって理解していきます

Like, now I can see why I can't use a touchscreen with gloves,

たとえば手袋をしていると タッチスクリーンが使えないのは

because gloves aren't conducting.

手袋が電気を通さないせいだ ということも分かります

But I've also broken down some of the mystery behind the technology

そうやってテクノロジーの裏にある 謎を少し解明し

and built up my agency,

自分の効力を高め

my personal input and interactions with the basis of my devices.

機器の基礎にあるものとのやり取りや 個人的な入力を積み上げていくのです

But experimenting is a step beyond just taking things apart.

実験は分解よりも 一歩進んだことで

It's testing and doing hands-on critical thinking.

それは試し 批判的思考を実践することです

And it doesn't really matter whether I'm testing how a touchscreen works

タッチスクリーンの仕組みを 調べるのでも

or if I'm measuring how conducting different types of materials are,

様々な物質の導電性の違いを 計るのでも

or even if I'm just using my hands to see how hard it is to break

厚みの違いで強度がどう変わるか 自分の手で確かめるのでも

different thicknesses of materials.

違いはありません

In all cases, I'm gaining control and understanding

いずれの場合も 自分が使っている物への

of the basis of the things that I use.

基本的な理解と制御を 手にするのです

And there's research behind this.

それを裏付ける研究もあります

For one, I'm using my hands,

たとえば手を使う活動によって

which seem to promote well-being.

健康が増進されるとか

I'm also engaging in hands-on learning,

自分の手を使う学習は

which has been shown to improve understanding and retention,

理解と記憶を高め

脳のより多くの部分を 活性化させることも示されています

and even activate more parts of your brain.

So hands-on thinking through experiments

実験を通した実践的思考は

connects our understanding,

私達の理解や活力の感覚を

even our sense of vitality,

周りの世界や 私達が使う物と 結び合わせるのです

to the physical world and the things that we use.

周りの世界や 私達が使う物と 結び合わせるのです

Looking things up on the internet

ネットで調べるだけでは

does not have the same effect.

同じ効果は得られません

Now, for me this focus on experiments

私の実験へのこだわりは

is also personal.

個人的なものでもあります

I didn't grow up doing experiments.

実験して育ったわけでも

物理学者の仕事を 知っていたわけでもありません

I didn't know what a physicist did.

I remember my sister had a chemistry set that I always wanted to use

姉は化学実験セットを持っていて 使ってみたかったけど

but she never let me touch.

触らせてくれませんでした

I felt mentally disconnected from the world

なぜか分からないけれど

私は世界から切り離されたように 感じていました

and didn't know why.

In fact, when I was nine years old,

９歳のとき祖母に唯我論者だと 言われましたが

my grandmother called me a solipsist,

９歳のとき祖母に唯我論者だと 言われましたが

which is something I had to look up.

調べないと意味が 分かりませんでした

It means that you think that yourself is all that exists.

自分自身が唯一存在するものだと 考えているということです

And at the time I was pretty offended,

その時は腹を立てたものです

because whose grandmother calls them that?

そんなこと言う祖母なんて いるでしょうか？

(Laughter)

(笑)

But I think that it was true.

でも当たっていたと思います

And it wasn't until years later,

ずっと後になって

when I was in college and studying basic physics,

大学で物理の基礎を 学んでいるときに

that I had a revelation

ハッと気づいたんです

that the world,

世界は―少なくとも物理の世界は

at least the physical world,

テストして理解することが できるんだと

could be tested and understood,

テストして理解することが できるんだと

that I started to gain a completely different sense

世界がどう動いていて

その中の自分の位置が どこなのかについて

of how the world worked

and what my place was in it.

まったく違った感覚を 得るようになりました

And then later, when I was able my own testing

後に研究を通して

独自のテストや理解が できるようになり

and understanding through research,

a big part of my connection to the world was complete.

自分の世界との繋がりは より完全なものになりました

Now, I know that not everyone is an experimental physicist by profession,

誰もが実験物理学者ではないのは 分っていますが

but I think that everyone could be doing more hands-on experiments.

みんなもっと手を使った実験を してもいいと思います

And actually I think we sort of --

別の例をお見せしましょう

I'll give you another example.

別の例をお見せしましょう

I was recently working with some middle school students,

最近 中学生相手に 磁力を教えるため

helping them learn about magnetism,

最近 中学生相手に 磁力を教えるため

and I gave them a Magna Doodle to take apart.

お絵かきボードを 分解するように渡しました

Remember one of these things?

こういうやつを 覚えていますか？

So at first, none of them wanted to touch it.

最初は誰も手を 触れようとしません

They'd been told for so long not to break things

ずっと物を壊さないように 言われてきて

that they're accustomed to just passive using.

受け身で使うことに 慣れているのです

But then I started asking them questions.

それで質問しました

You know, how does it work? What parts are magnetic?

これはどんな仕組みなのか？ どこに磁石が使われているのか？

Can you make a hypothesis and test it?

仮説を立てて検証できるか？

But they still didn't want to break it open.

それでも分解しようとはしません

They wanted to take it home with them, really.

お家に持ち帰りたかったみたいです

Until, one kid finally sliced it through and found really cool stuff inside.

でも やがて一人が切って開けて 中にすごいものを見つけたんです

And so this is something we can do here together.

ここで一緒にやってみましょう

They're pretty easy to take apart.

簡単に分解できます

See, there's a magnet inside, and I can just cut this open.

中に磁石があります 切って開けてみます

Cut it open again, you can split it.

割ってみると

OK, so when I do that -- I don't know if you can see this,

見えるか分かりませんが

but there is sort of -- there it is, this oozy white stuff in here.

どろどろの白いものがあります

Now you can see it on my finger.

指についてるのが 見えるでしょう

And when I drag the pen on it,

ペンを滑らせると

you can see that these filaments are attached to it.

繊維みたいなものが くっつきます

So the kids saw this,

子供たちはこれを見て

and at this point they're like, this is really cool.

すごいと興奮していました

They got excited.

すごいと興奮していました

They all started ripping them open and taking them apart

みんな切って開けて 分解し

and yelling out the things that they discovered,

発見したことに 声を上げました

how these magnetic filaments connected to the magnetic pen

磁性繊維が磁石のペンに くっつくことで書け

and that's how it wrote.

磁性繊維が磁石のペンに くっつくことで書け

Or, how the oozy white stuff kept things dispersed so it could write.

どろどろの白いものによって 散らばった状態になるのだと

And as they were leaving the room,

教室を出ていくとき

two of them turned to me and said,

２人の生徒が振り向いて言いました

"We loved that.

「すごく楽しかったです

Me and her are going home this weekend to do more experiments."

週末に家でもっと 実験しようと思います」

(Laughter)

(笑)

Yeah, I know, the parents in there are worried about it,

親御さんは不安かもしれませんが

but it's a good thing!

これはいいことなんです

Experimenting is good, and actually I found it extremely gratifying,

実験するのは素敵で 満足を与えてくれます

and I think hopefully it was very life-enriching for them.

それで子供たちの人生も より豊かになると思います

Because, even a basic magnet

磁石みたいな基本的なものも 家で実験ができます

is something that we can experiment with at home.

磁石みたいな基本的なものも 家で実験ができます

They're both simple and complex at the same time.

シンプルで同時に 複雑なものです

For example, you can ask yourself,

たとえば同じものがどうやって 引き寄せ 同時に反発するのかとか

how can the same material both attract and repel?

たとえば同じものがどうやって 引き寄せ 同時に反発するのかとか

If I take a magnet, is it useful if I can get one of them

磁石を手に取って それで他の磁石を回したりできるのは

to rotate the other, for example?

便利ではないでしょうか

Or, you can take this dollar bill over here,

１ドル紙幣がありますが

and I can take a set of magnets,

磁石を近づけると

and you can see that the dollar bill gets lifted by the magnets.

紙幣が持ち上がります

偽造防止のため 磁性インクが使われているんです

There's magnetic ink hidden in here that prevents counterfeiting.

Or, here I have some crushed-up bran cereal. OK?

砕いたブランの シリアルがありますが

And that's also magnetic. Right?

これも磁石にくっつきます

That has iron in it.

鉄分が入っているんです

(Laughter)

(笑)

And that can be good for you, right?

体にいいんですよね？

OK, here's something else.

また別のものですが

This thing over here is not magnetic.

これは磁石にくっつきません

I can't lift it up with the magnet.

持ち上がりません

But now I'm going to make it cold.

でもこれを冷やしてやると どうでしょう

The same thing in here, cold,

この中に冷やした 同じものがありますが

and when I make it cold,

この中に冷やした 同じものがありますが

and put it on top of the magnet,

磁石の上に置くと―

so --

ほら

(Applause)

(拍手)

It's amazing.

面白いでしょう

That's not magnetic,

磁性はないけど

but somehow it's interacting with a magnet.

磁石と反応するんです

So clearly understanding this is going to take many more experiments.

明確に理解するためには たくさんの実験をする必要があり

In fact, this is something that I've spent much of my career studying.

私はこれをずっと 研究してきました

超伝導体と言います

It's called a superconductor.

Now, superconductors can be complex,

超伝導体は難しい かもしれませんが

but even simple experiments can connect us better to the world.

簡単な実験でも 世界との繋がりを深められるのです

So now if I tell you that flash memory works by rotating small magnets,

今ならフラッシュメモリは 磁石の反転で 記録すると言えば想像ができるでしょう

then you can imagine it. You've seen it.

見たからです

Or, if I say that MRI machines

MRI 装置は磁力を使って

use magnetism to rotate magnetic particles in your body,

磁性のある体内の粒子を 回転させると言えば

you've seen it done.

どういうことか 分かるでしょう

You've interacted with the technology and understood the basis of these devices.

テクノロジーとのやり取りを通じて そういう装置の基礎を理解したのです

Now, I know that it's hard to add more things to our lives,

生活の中にこれ以上 何かを詰め込むのは難しく

especially experiments.

実験などは 殊にそうでしょうが

But I think that the challenge is worth it.

その価値はあると思います

Think about how something works, then take it apart to test it.

物の仕組みを考え 分解し実験してみるのです

Manipulate something and prove some physical principle to yourself.

何かを操作し 物理的原理を 自分で証明してみましょう

Put the human back in the technology.

テクノロジーを 人間的なものにしましょう

You'll be surprised at the connections that you make.

作り出した繋がりに きっと驚きます

Thank you.

ありがとうございました

(拍手)

(Applause)