The case for curiosity-driven research | Suzie Sheehy

翻訳: Christie Thomson 校正: Moe Shoji

In the late 19th century, scientists were trying to solve a mystery.

19世紀後半に科学者たちは 謎を解こうとしていました

They found that if they had a vacuum tube like this one

彼らが発見したのは このような真空管に

and applied a high voltage across it,

高電圧を通したら

something strange happened.

不思議なことが起こるということです

They called them cathode rays.

これを陰極線と名付けました

But the question was: What were they made of?

でも問題は これが 何なのかということでした

In England, the 19th-century physicist J.J. Thompson

イギリスでは 19世紀に 物理学者のＪ・Ｊ・トムソンが

conducted experiments using magnets and electricity, like this.

磁石や電気を使って このような実験をしました

And he came to an incredible revelation.

そして 素晴らしい発見をしました

These rays were made of negatively charged particles

この陰極線は 負電気を帯びた粒子でできており

around 2,000 times lighter than the hydrogen atom,

その粒子は知られている中で 最小の水素原子よりも

the smallest thing they knew.

２千倍も軽かったのです

So Thompson had discovered the first subatomic particle,

こうしてトムソンは初めて 亜原子粒子を発見しました

which we now call electrons.

今では 電子と呼ばれるものです

Now, at the time, this seemed to be a completely impractical discovery.

当時これは まったく 非実用的な発見に思えました

I mean, Thompson didn't think there were any applications of electrons.

トムソンは電子を応用することは できないと思っていたのです

Around his lab in Cambridge, he used to like to propose a toast:

ケンブリッジの研究室で こうして乾杯をしていたくらいです

"To the electron.

「電子に乾杯 誰の役にも立ちませんよう」

May it never be of use to anybody."

(Laughter)

（笑）

He was strongly in favor of doing research out of sheer curiosity,

トムソンは 世の中を より深く理解できるよう

to arrive at a deeper understanding of the world.

好奇心のために研究すべきだと 考えていたのです

And what he found did cause a revolution in science.

トムソンの発見は 科学界に革命を起こしましたが

But it also caused a second, unexpected revolution in technology.

テクノロジーの世界にも 思いがけない革命を起こしました

Today, I'd like to make a case for curiosity-driven research,

今日は 好奇心を原動力とした研究を すべきだと主張したいと思います

because without it,

なぜなら それらなしには

none of the technologies I'll talk about today

今日お話しするような技術は どれひとつとして

would have been possible.

生まれなかったからです

Now, what Thompson found here has actually changed our view of reality.

トムソンによる発見は 実は 私たちの現実観を変えました

I mean, I think I'm standing on a stage,

私は舞台上に立っていて

and you think you're sitting in a seat.

皆さんは椅子に座っていると 思っていますが

But that's just the electrons in your body

それは単に体の中の電子が

pushing back against the electrons in the seat,

椅子の中の電子と押し合っていて

opposing the force of gravity.

重力に抵抗しているだけなのです

You're not even really touching the seat.

実は 椅子に触れてすら いません

You're hovering ever so slightly above it.

ごくわずかに椅子の上に 浮いているのです

But in many ways, our modern society was actually built on this discovery.

でも多くの意味で 現代社会は この発見の上に成り立っています

I mean, these tubes were the start of electronics.

これらの真空管は 家電製品の始まりでした

And then for many years,

それに長い間

most of us actually had one of these, if you remember, in your living room,

ご記憶であれば 私たちの多くが 居間に持っていたのです

in cathode-ray tube televisions.

ブラウン管テレビです

But -- I mean, how impoverished would our lives be

でも くだらないテレビ番組を 見るためにしか

if the only invention that had come from here was the television?

陰極線が応用されなかったら どれほど貧しい人生だったことでしょう

(Laughter)

（笑）

Thankfully, this tube was just a start,

幸い 真空管は 始まりに過ぎませんでした

because something else happens when the electrons here

なぜなら 電子が 真空管の中の金属に触れると

hit the piece of metal inside the tube.

また違うことが起こったからです

Let me show you.

お見せしましょう

Pop this one back on.

これを元に戻します

So as the electrons screech to a halt inside the metal,

電子が金属の内部で 急に止まると

their energy gets thrown out again

そのエネルギーは 再び放出されます

in a form of high-energy light, which we call X-rays.

エネルギー価の高い Ｘ線という光線になるのです

(Buzzing)

（カタカタする音）

(Buzzing)

（カタカタする音）

And within 15 years of discovering the electron,

そして 電子が発見されてから 15年のうちに

these X-rays were being used to make images inside the human body,

Ｘ線は人体の内部を 映し出すのに使われるようになり

helping soldiers' lives being saved by surgeons,

医師たちが兵士の体内から 銃弾や爆弾の破片を

who could then find pieces of bullets and shrapnel inside their bodies.

見つけるのに役立ち 命を救うことになったのです

But there's no way we could have come up with that technology

でも 先進的な手術用の 探測技術を作るように

by asking scientists to build better surgical probes.

依頼するだけでは こんな技術は生まれなかったでしょう

Only research done out of sheer curiosity, with no application in mind,

応用の仕方など考えない 好奇心に動かされた研究だからこそ

could have given us the discovery of the electron and X-rays.

電子やＸ線のような発見が 生まれたのです

Now, this tube also threw open the gates for our understanding of the universe

真空管は 宇宙に対する理解や 素粒子物理学の分野への扉も

and the field of particle physics,

開いてくれました

because it's also the first, very simple particle accelerator.

なぜなら これは非常に簡素な 最初の粒子加速器でもあるからです

Now, I'm an accelerator physicist, so I design particle accelerators,

私は加速器物理学者なので 粒子加速器を設計して

and I try and understand how beams behave.

粒子線の動きを 理解しようとしています

And my field's a bit unusual,

私の分野が少し変わっているのは

because it crosses between curiosity-driven research

好奇心を原動力とした研究と

and technology with real-world applications.

実用的な技術の応用の 折衷であるからです

But it's the combination of those two things

でも この２つの組み合わせこそが

that gets me really excited about what I do.

私が研究に熱中する理由なのです

Now, over the last 100 years,

過去100年の間に

there have been far too many examples for me to list them all.

紹介できないくらいに 多くの実例がありました

But I want to share with you just a few.

少しだけ皆さんに 紹介したいと思います

In 1928, a physicist named Paul Dirac found something strange in his equations.

1928年に物理学者ポール・ディラックが 方程式に不思議なことを見つけました

And he predicted, based purely on mathematical insight,

そして純粋に数学的直観だけで 予測を立てたのです

that there ought to be a second kind of matter,

別の種類の物質が あるはずだと考えました

the opposite to normal matter,

通常の物質とは正反対の物質で

that literally annihilates when it comes in contact:

接触すると 何もかもを消滅させる物質―

antimatter.

反物質です

I mean, the idea sounded ridiculous.

当時は ばかばかしい考えに 思われましたが

But within four years, they'd found it.

４年後に発見されました

And nowadays, we use it every day in hospitals,

現在では 陽電子放射断層撮影や

in positron emission tomography, or PET scans, used for detecting disease.

PET検査など 病気を検出するために 毎日病院で使われています

Or, take these X-rays.

Ｘ線もまたそうです

If you can get these electrons up to a higher energy,

電子のエネルギーを もっと上げて

so about 1,000 times higher than this tube,

真空管の千倍くらいに強めれば

the X-rays that those produce

そこから生じるＸ線は

can actually deliver enough ionizing radiation to kill human cells.

ヒトの細胞を殺せるほどの 電離放射線を起こせます

And if you can shape and direct those X-rays where you want them to go,

このＸ線を生み出し 照射対象を制御できたら

that allows us to do an incredible thing:

すごいことができるようになります

to treat cancer without drugs or surgery,

薬や手術に頼らず がんを治療できるのです

which we call radiotherapy.

放射線治療と呼ばれるものです

In countries like Australia and the UK,

オーストラリアや イギリスのような国では

around half of all cancer patients are treated using radiotherapy.

がん患者の半数は 放射線療法で治療されています

And so, electron accelerators are actually standard equipment

ですから 粒子加速器は ほとんどの病院で

in most hospitals.

標準装備されているのです

Or, a little closer to home:

また より身近なもので言えば

if you have a smartphone or a computer --

スマホやパソコンをお持ちなら―

and this is TEDx, so you've got both with you right now, right?

TEDxですから 皆さんは 今どちらも持っているでしょう

Well, inside those devices

そのような機器の中には

are chips that are made by implanting single ions into silicon,

イオン注入という過程で 単イオンをシリコンに注入して作られた―

in a process called ion implantation.

チップが入っています

And that uses a particle accelerator.

これに粒子加速器が 利用されるのです

Without curiosity-driven research, though,

好奇心を原動力とした研究がなかったら

none of these things would exist at all.

こういう物は何ひとつ 存在しなかったでしょう

So, over the years, we really learned to explore inside the atom.

長年をかけて 原子の内部を 探ることができるようになりました

And to do that, we had to learn to develop particle accelerators.

そのためには 粒子加速器を 発展させる必要があったのです

The first ones we developed let us split the atom.

当初の加速器では 原子を分裂させることができました

And then we got to higher and higher energies;

それから使うエネルギーを どんどん高められるようになりました

we created circular accelerators that let us delve into the nucleus

原子核の中を探ることのできる 円形加速器を作って

and then create new elements, even.

新しい粒子を 生み出すこともできました

And at that point, we were no longer just exploring inside the atom.

その頃には もはや ただ原子の内部を研究するばかりではなく

We'd actually learned how to control these particles.

さまざまな粒子を 操作できるようになったのです

We'd learned how to interact with our world

人間にの目には見えず 触れられもせず

on a scale that's too small for humans to see or touch

そこにあることさえ 知覚できないほどの微細な規模で

or even sense that it's there.

世界と関わり合えるようになったのです

And then we built larger and larger accelerators,

そして より大きい粒子加速器を 作りました

because we were curious about the nature of the universe.

宇宙の性質について 知りたかったからです

As we went deeper and deeper, new particles started popping up.

深く突き詰めれば 突き詰めるほど 新しい粒子が発見されました

Eventually, we got to huge ring-like machines

最終的には 巨大な輪のような機械が 作られました

that take two beams of particles in opposite directions,

２つの粒子線を 反対方向に進ませるもので

squeeze them down to less than the width of a hair

粒子線を髪の毛よりも 細い幅に凝縮して

and smash them together.

衝突させるのです

And then, using Einstein's E=mc2,

そして アインシュタインの公式 E=mc2 を使って

you can take all of that energy and convert it into new matter,

ここから得られたエネルギーで 新たな物質へと変換するのです

new particles which we rip from the very fabric of the universe.

宇宙そのものから採取した 新しい粒子です

Nowadays, there are about 35,000 accelerators in the world,

現在では 世界中に ３万５千台もの粒子加速器があり

not including televisions.

これにテレビは含まれません

And inside each one of these incredible machines,

それぞれの 素晴らしい機械の中では

there are hundreds of billions of tiny particles,

何千億もの微細な粒子が

dancing and swirling in systems that are more complex

銀河の誕生よりも 複雑なシステムの中を

than the formation of galaxies.

踊ったり回ったりしています

You guys, I can't even begin to explain how incredible it is

皆さん こんなことができるのが いかにすごいか言葉で言い表せないほどです

that we can do this.

(Laughter)

（笑）

(Applause)

（拍手）

So I want to encourage you to invest your time and energy

ですから 皆さんに是非とも 好奇心を原動力とした研究をする人たちに

in people that do curiosity-driven research.

時間とエネルギーを 投じていただきたいと思います

It was Jonathan Swift who once said,

ジョナサン・スウィフトは かつて こう言いました

"Vision is the art of seeing the invisible."

「ビジョンとは 見えないものを 見る技術である」と

And over a century ago, J.J. Thompson did just that,

まさに100年以上前に Ｊ・Ｊ・トムソンが

when he pulled back the veil on the subatomic world.

亜原子世界を解明したときに やってのけたことです

And now we need to invest in curiosity-driven research,

現在 好奇心を原動力とした研究に 投資するべきであるのは

because we have so many challenges that we face.

さまざまな難題に 直面しているからです

And we need patience;

忍耐力も必要です

we need to give scientists the time, the space and the means

科学者たちが この探求を続けられるように

to continue their quest,

時間や場所 手段などを与えるべきです

because history tells us

だって歴史が教えてくれているのです

that if we can remain curious and open-minded

私たちが研究結果に 好奇心を持って

about the outcomes of research,

開かれた考え方を持ち続けられれば

the more world-changing our discoveries will be.

もっと世界を変えるような発見が 生まれるものだと

Thank you.

ありがとうございました

(Applause)

（拍手）