The case for curiosity-driven research | Suzie Sheehy

번역: ana yun 검토: Jihyeon J. Kim

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

19세기 후반 과학자들은 미스테리를 풀고자 노력했습니다.

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

이런 진공관이 있어서

and applied a high voltage across it,

높은 전압을 흘리면

something strange happened.

무슨 일이 일어나는 것을 발견했습니다.

They called them cathode rays.

과학자들은 음극선이라고 불렀지요.

But the question was: What were they made of?

그런데 궁금한 것은 이게 뭘로 만들어진 걸까요?

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

19세기 영국 물리학자 J.J. 톰슨은

conducted experiments using magnets and electricity, like this.

자석과 전기를 이용해서 이러한 실험을 했습니다.

And he came to an incredible revelation.

그리고 놀라운 발견을 했습니다.

These rays were made of negatively charged particles

이 선들은 음전하 입자로 만들어져

around 2,000 times lighter than the hydrogen atom,

과학자들이 알고있는 가장 작은 원자인

수소 원자보다 약 2,000배나 가벼웠습니다.

the smallest thing they knew.

So Thompson had discovered the first subatomic particle,

그렇게 톰슨은 첫 번째 아원자 입자를 발견했고

which we now call electrons.

그것을 전자라고 부릅니다.

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

그때는 이 발견이 완전히 비현실적으로 보였습니다.

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

톰슨은 전자가 실용적이지 않다고 생각했거든요.

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

캠브리지의 톰슨 연구소에서 톰슨은 건배사로 종종

"To the electron.

"아무짝에 쓸모가 없을 전자를 위하여."라고 했습니다.

May it never be of use to anybody."

(Laughter)

(웃음)

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

그는 순수한 호기심에서 비롯된 연구를 통해

to arrive at a deeper understanding of the world.

세상을 이해하는 깊은 통찰에 무척 다다르고 싶어했습니다.

And what he found did cause a revolution in science.

그리고 그가 발견한 것은 과학에 혁명을 가져왔죠.

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

또한 기술에서 부차적인, 우연한 혁명도 불러왔습니다.

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

오늘날에도 저는 호기심으로 시작한 연구를 하고 싶습니다.

because without it,

호기심이 없다면

none of the technologies I'll talk about today

오늘날 어떤 기술도

would have been possible.

가능하지 못했을 것입니다.

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

톰슨이 발견한 것을 통해 우리가 실제를 보는 관점이 바뀌었습니다.

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

즉, 저는 여기 연단에 서있고

and you think you're sitting in a seat.

여러분은 자리에 앉아있다고 생각됩니다.

But that's just the electrons in your body

하지만 그것은 단지 우리 몸의 전자들이

pushing back against the electrons in the seat,

자리에 기대어 의자의 전자를 밀면서

opposing the force of gravity.

중력을 거스르고 있을 뿐입니다.

You're not even really touching the seat.

여러분은 실제로 의자를 만지고 있지도 않지요.

You're hovering ever so slightly above it.

여러분은 의자 위를 살짝 겉돌고 있을 뿐입니다.

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

하지만 현대 사회에서는 이 발견을 통해 많은 것들을 만들었습니다.

I mean, these tubes were the start of electronics.

즉, 이 튜브는 전자의 시작이었습니다.

And then for many years,

그 후 많은 시간 동안

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

우리 대부분은 하나 정도 가지고 있는 물건이 되었지요.

in cathode-ray tube televisions.

여러분 거실에는 브라운관 텔레비전이 있었을 것입니다.

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

하지만 그 결과가 텔레비전 뿐이었다면

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

우리 삶이 얼마나 별볼일 없었을까요?

(Laughter)

(웃음)

Thankfully, this tube was just a start,

다행히도, 이 튜브를 시작으로

because something else happens when the electrons here

무엇인가 다른 일이 발생합니다.

hit the piece of metal inside the tube.

여기 전자가 튜브 안 금속 조각에 부딪혔을 때 말이지요.

Let me show you.

여러분들에게 보여드리겠습니다.

Pop this one back on.

이것을 켤게요.

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

그래서 전자가 금속에 닿아 멈추면

their energy gets thrown out again

전자의 에너지는 다시

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

X선이라 부르는 고에너지 빛의 형태를 내뿜습니다.

(Buzzing)

(윙윙)

(Buzzing)

(윙윙)

And within 15 years of discovering the electron,

전자를 발견하고서 15년간

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

X선은 인체 내부 영상 촬영에 활용되어

helping soldiers' lives being saved by surgeons,

외과의사들이 군인을 구하려 할 때

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

체내의 총탄과 파편을 발견하는데 도움을 주었습니다.

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

하지만 우리가 그 기술보다

by asking scientists to build better surgical probes.

과학자들이 더 좋은 수술 방법을 만들어 내도록 방법은 없었지요.

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

활용을 고려하지 않은 순수한 호기심에서 비롯된 연구만이

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

전자와 X선의 발견을 이끌 수 있었습니다.

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

이제, 이 튜브 또한 우주와 입자물리학을 이해하는

and the field of particle physics,

발판이 될 수 있습니다.

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

왜냐하면 이 튜브 또한 매우 간단한 분자 가속기이기 때문이지요.

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

입자 가속 물리학자로서 저는 분자 가속기를 설계하고

and I try and understand how beams behave.

빛줄기가 어떻게 이동하는지 이해하려고 노력합니다.

And my field's a bit unusual,

제 연구 분야는 조금 특이한데

because it crosses between curiosity-driven research

호기심으로 시작된 연구와

and technology with real-world applications.

실제로 활용되는 기술 사이에 있는 분야입니다.

But it's the combination of those two things

하지만 그 두 부분을 조합하는

that gets me really excited about what I do.

제 일이 저는 정말 흥미롭습니다.

Now, over the last 100 years,

지난 100년간

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

나열하기 힘들만큼 너무도 많은 예들이 있습니다.

But I want to share with you just a few.

여러분과 조금만 이야기 해보지요.

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

1928년 폴 디락이란 물리학자는 방정식에서 이상한 것을 발견했습니다.

And he predicted, based purely on mathematical insight,

디락이 순수하게 수학적 직관에 기반하여 추측하기에

that there ought to be a second kind of matter,

그것은 두 번째 종류의 물질이 있어야만 가능한 것으로

the opposite to normal matter,

보통의 물질과는 반대되며

that literally annihilates when it comes in contact:

접촉하면 말그대로 섬멸시켜 버리는

antimatter.

반물질이었습니다.

I mean, the idea sounded ridiculous.

그 아이디어는 터무니없게 들렸습니다.

But within four years, they'd found it.

하지만 4년 내로 그들은 반물질을 찾아냈습니다.

And nowadays, we use it every day in hospitals,

그리고 오늘날 우리는 반물질을 병원에서 매일

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

질병을 발견하려는 단층촬영이나, PET 스캔에 활용합니다.

Or, take these X-rays.

또는 X선 촬영을 하지요.

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

이 전자들에 고에너지를 주어서

so about 1,000 times higher than this tube,

이 튜브보다 1,000배 더 높은 에너지를 부과하면

the X-rays that those produce

생성되는 X선으로

can actually deliver enough ionizing radiation to kill human cells.

세포를 죽이는 전리 방사선을 만들 수 있습니다.

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

이 X선을 원하는 곳에 직접 투과하면

that allows us to do an incredible thing:

놀라운 것을 발견할 것입니다:

to treat cancer without drugs or surgery,

약이나 수술이 아닌 방법으로 암을 치료하는

which we call radiotherapy.

방사선 치료라 부르는 것이지요.

In countries like Australia and the UK,

호주와 영국과 같은 국가들에서는

around half of all cancer patients are treated using radiotherapy.

암 환자의 절반 정도가 방사선 치료로 치료를 받습니다.

And so, electron accelerators are actually standard equipment

따라서 전자 가속기가 대부분의 병원에서 사실상 표준 장비입니다.

in most hospitals.

Or, a little closer to home:

가까이 보면 가정에서

if you have a smartphone or a computer --

핸드폰이나 컴퓨터,

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

TEDx 여러분은 지금 모두 가지고 계시죠?

Well, inside those devices

이러한 기기들 안에는

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

단일 철을 실리콘에 주입하여 만든 칩이 있는데

in a process called ion implantation.

이 과정을 이온 주입이라 부릅니다.

And that uses a particle accelerator.

여기서 전자 가속기가 이용됩니다.

Without curiosity-driven research, though,

호기심이 불러온 연구가 아니었다면

none of these things would exist at all.

이 모든 일은 전혀 일어날 수 없었을 것입니다.

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

수년간 우리는 원자 내부를 탐구하였습니다.

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

그리고 우리는 전자 가속기를 개발하여야만 했습니다.

The first ones we developed let us split the atom.

일세대 전자 가속기는 원자를 분해시키도록 개발했습니다.

And then we got to higher and higher energies;

그리고는 고 에너지를 주입하도록

we created circular accelerators that let us delve into the nucleus

원형 가속기를 개발하여 핵을 연구하고

and then create new elements, even.

새로운 원소를 만들어내기까지 했습니다.

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

이 지점에서 원자 내부만 연구하는 것이 아닙니다.

We'd actually learned how to control these particles.

이 입자들을 통제하는 방법을 알았습니다.

We'd learned how to interact with our world

실제 세계와

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

너무 작아서 인류가 보거나 만질 수 없으며 실제로 있는지

or even sense that it's there.

알 수도 없는 것을 교류하는 방법을 알았습니다.

And then we built larger and larger accelerators,

그리고 더 큰 가속기를 개발하는데

because we were curious about the nature of the universe.

이는 세계의 본질이 궁금하였기 때문입니다.

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

더 깊이 알아갈 수록 새로운 입자는 계속 나타났습니다.

Eventually, we got to huge ring-like machines

마침내 거대한 반지 모양의 기계를 개발하여

that take two beams of particles in opposite directions,

입자에 반대 방향에서 두 개의 빛을 쏘이고

squeeze them down to less than the width of a hair

머리카락 두께보다 얇게 눌러서

and smash them together.

서로 충돌하게 합니다.

And then, using Einstein's E=mc2,

아인슈타인의 공식 E=mc2을 이용하여

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

충돌 에너지를 새로운 물질에 전환시킬 수 있습니다.

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

새로운 물질은 새로운 입자로 우리가 꺼낸 세계의 기본 구조입니다.

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

오늘날 전세계적으로 35,000개의 가속기가 있으며

not including televisions.

이는 물론 텔레비전을 제외한 숫자입니다.

And inside each one of these incredible machines,

이 놀라운 기계 안에는

there are hundreds of billions of tiny particles,

수천억 개의 작은 입자들이 있으며

dancing and swirling in systems that are more complex

우주 형성보다도 더 복잡한 시스템에서

than the formation of galaxies.

춤추고 소용돌이 치고 있습니다.

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

이것이 얼마나 놀라운지 말로 표현할 수 조차 없네요.

that we can do this.

우리가 해내었다니 말이죠.

(Laughter)

(웃음)

(Applause)

(박수)

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

그래서 저는 여러분이 여러분의 시간과 에너지를

in people that do curiosity-driven research.

호기심이 이끈 연구를 하는 사람에게 투자하기를 바랍니다.

It was Jonathan Swift who once said,

이것은 조나단 스위프트가 말했듯이

"Vision is the art of seeing the invisible."

"상상은 보이지 않는 것을 보는 예술이다."

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

한 세기 전에 J.J.톰슨이

when he pulled back the veil on the subatomic world.

아원자 세상의 베일을 벗겼던 것처럼

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

우리는 호기심이 이끈 연구에 투자해야만 합니다.

because we have so many challenges that we face.

우리에게는 다가올 많은 문제들이 있기 때문이지요.

And we need patience;

그리고 기다려야 합니다.

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

과학자들에게 시간, 공간,

to continue their quest,

탐구를 계속할 수단을 주어야 하죠.

because history tells us

왜냐하면 역사적으로

that if we can remain curious and open-minded

호기심 가득하고 열린 마음일 때의 연구 결과가

about the outcomes of research,

the more world-changing our discoveries will be.

더욱 세상을 바꿀 발견으로 이끌었기 때문이죠

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)