The case for curiosity-driven research | Suzie Sheehy

Переводчик: Elena McDonnell Редактор: Péter Pallós

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

В XIX веке учёные пытались постичь тайну.

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

Они обнаружили, что если взять вот такую вакуумную трубку

and applied a high voltage across it,

и подать по ней высокое напряжение,

something strange happened.

происходит нечто странное.

They called them cathode rays.

Они назвали это явление катодными лучами.

But the question was: What were they made of?

Но было неизвестно, из чего они состоят.

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

Английский физик XIX века Дж. Дж. Томпсон

conducted experiments using magnets and electricity, like this.

проводил эксперименты с магнитами и электричеством, вот так.

And he came to an incredible revelation.

Он сделал удивительное открытие.

These rays were made of negatively charged particles

Эти лучи состояли из отрицательно заряженных частиц

around 2,000 times lighter than the hydrogen atom,

в 2 000 раз легче, чем атом водорода —

the smallest thing they knew.

мельчайший из известных на тот момент.

So Thompson had discovered the first subatomic particle,

Так Томпсон открыл первую субатомную частицу,

which we now call electrons.

которую мы теперь называем электроном.

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

Но в то время это открытие казалось совершенно бесполезным.

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

То есть Томпсон не думал, что электронам будет найдено какое-то применение.

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

В своей лаборатории в Кембридже он любил произносить тост:

"To the electron.

«За электрон.

May it never be of use to anybody."

Пусть он никогда никому не понадобится».

(Laughter)

(Смех)

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

Он был уверен в том, что исследования, основанные на любопытстве,

to arrive at a deeper understanding of the world.

дают нам более глубокое понимание мира.

And what he found did cause a revolution in science.

Его открытие привело к научной революции,

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

а также ко второй, неожиданной технической революции.

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

Сегодня я хочу поговорить об исследованиях из любопытства,

because without it,

потому что без них

none of the technologies I'll talk about today

ни одна из технологий, которые я затрону сегодня,

would have been possible.

не существовала бы.

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

Открытие Томпсона изменило наше мировоззрение.

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

Я стою на сцене,

and you think you're sitting in a seat.

а вы сидите в креслах.

But that's just the electrons in your body

Но это электроны в вашем теле

pushing back against the electrons in the seat,

противодействуют электронам кресла

opposing the force of gravity.

и противостоят силе притяжения.

You're not even really touching the seat.

На самом деле вы даже не касаетесь кресла.

You're hovering ever so slightly above it.

Вы как бы слегка висите над ним.

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

Но это открытие во многом стало основой современного общества.

I mean, these tubes were the start of electronics.

Эти трубки стали началом электронных устройств.

And then for many years,

На протяжении многих лет

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

они были в каждом доме, помните?

in cathode-ray tube televisions.

В телевизорах с электронно-лучевой трубкой.

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

Но насколько примитивной была бы наша жизнь,

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

если бы единственным применением этого открытия был телевизор?

(Laughter)

(Смех)

Thankfully, this tube was just a start,

Но к счастью, эта трубка была только началом,

because something else happens when the electrons here

потому что происходит следующее,

hit the piece of metal inside the tube.

когда электроны ударяются о металлическую пластинку в трубке.

Let me show you.

Я продемонстрирую.

Pop this one back on.

Надо это включить снова.

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

Когда электроны резко останавливаются в металле,

their energy gets thrown out again

их энергия снова выплёскивается

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

в форме высокомощного света, называемого рентгеновскими лучами.

(Buzzing)

(Гудение)

(Buzzing)

(Гудение)

And within 15 years of discovering the electron,

Через 15 лет после открытия электрона

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

эти лучи начали использоваться для снимков анатомических структур организма,

helping soldiers' lives being saved by surgeons,

помогая хирургам спасать жизни раненых солдат.

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

Теперь они могли находить в их телах осколки пуль и шрапнель.

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

Эта технология никогда не была бы изобретена,

by asking scientists to build better surgical probes.

если перед учёными стояла задача создания улучшенных хирургических зондов.

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

Только исследования, основанные на любопытстве, без конкретной цели,

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

могли дать нам открытие электрона и рентгеновских лучей.

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

Эта трубка также открыла путь к пониманию Вселенной

and the field of particle physics,

и физики элементарных частиц,

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

так как она является первым простейшим ускорителем заряженных частиц.

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

Я физик, и я занимаюсь разработкой ускорителей заряженных частиц

and I try and understand how beams behave.

и пытаюсь выяснить, как ведут себя лучи.

And my field's a bit unusual,

Эта сфера не совсем обычна,

because it crosses between curiosity-driven research

потому что в ней пересекаются исследования на основе любопытства

and technology with real-world applications.

и технологии с практическим применением.

But it's the combination of those two things

Но именно сочетание этих двух направлений —

that gets me really excited about what I do.

это любимая часть моей работы.

Now, over the last 100 years,

В течение последних 100 лет

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

было слишком много примеров, которых даже перечислить невозможно.

But I want to share with you just a few.

Но я поделюсь с вами несколькими из них.

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

В 1928 году физик Поль Дирак столкнулся с чем-то странным в своих уравнениях.

And he predicted, based purely on mathematical insight,

Он предсказал, основываясь только на математическом понимании,

that there ought to be a second kind of matter,

что должен существовать другой вид вещества,

the opposite to normal matter,

противоположный нормальному,

that literally annihilates when it comes in contact:

который буквально уничтожает его при контакте —

antimatter.

антивещество.

I mean, the idea sounded ridiculous.

Эта идея тогда казалась просто смешной.

But within four years, they'd found it.

Но через четыре года антивещество было обнаружено.

And nowadays, we use it every day in hospitals,

Сегодня оно ежедневно используется в больницах,

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

в позитронно-эмиссионной томографии, или ПЭТ, для распознавания заболеваний.

Or, take these X-rays.

Или эти рентгеновские лучи.

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

Если повысить энергию этих электронов

so about 1,000 times higher than this tube,

приблизительно в 1 000 раз выше, чем в этой трубке,

the X-rays that those produce

полученные в результате этого рентгеновские лучи подадут

can actually deliver enough ionizing radiation to kill human cells.

достаточно ионизирующего излучения, чтобы уничтожить клетки организма.

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

Если вы можете формировать и направлять эти лучи туда, куда вам нужно,

that allows us to do an incredible thing:

это позволяет добиться невероятного —

to treat cancer without drugs or surgery,

излечивать раковые заболевания без лекарств и операций,

which we call radiotherapy.

и это называется радиотерапией.

In countries like Australia and the UK,

В Австралии и Соединённом Королевстве

around half of all cancer patients are treated using radiotherapy.

около половины онкологических пациентов получают лечение этим способом.

And so, electron accelerators are actually standard equipment

Поэтому электронные ускорители являются стандартным оборудованием

in most hospitals.

в большинстве больниц.

Or, a little closer to home:

Или более повседневный пример:

if you have a smartphone or a computer --

если у вас есть смартфон или компьютер —

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

а мы на TEDx, поэтому, скорее всего, у вас собой оба, да?

Well, inside those devices

Так вот, внутри этих устройств

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

есть чипы, при создании которых отдельные ионы вставляются в кремний.

in a process called ion implantation.

Этот процесс называется ионной имплантацией.

And that uses a particle accelerator.

Для него необходим ускоритель заряженных частиц.

Without curiosity-driven research, though,

Однако без подстрекаемых любопытством исследований

none of these things would exist at all.

ничего этого бы не существовало.

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

Мы годами учились правильно исследовать содержание атома.

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

Для этого нам пришлось разработать ускорители частиц.

The first ones we developed let us split the atom.

Первые из них позволили нам расщепить атом.

And then we got to higher and higher energies;

Затем мы стали достигать более высокой энергии.

we created circular accelerators that let us delve into the nucleus

Мы создали циклические ускорители, позволявшие нам заглянуть в ядро

and then create new elements, even.

и даже создать новые химические элементы.

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

После этого мы уже не просто исследовали атом.

We'd actually learned how to control these particles.

Мы научились контролировать эти частицы.

We'd learned how to interact with our world

Мы научились взаимодействовать с миром на уровне,

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

который не виден и не ощутим человеком,

or even sense that it's there.

на уровне, о котором сложно даже подозревать.

And then we built larger and larger accelerators,

Потом мы начали строить всё более крупные ускорители,

because we were curious about the nature of the universe.

потому что мы хотели узнать сущность Вселенной.

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

По мере того, как мы копали всё глубже, начали открываться новые частицы.

Eventually, we got to huge ring-like machines

Наконец, мы создали огромные кольцевые устройства,

that take two beams of particles in opposite directions,

посылающие два пучка лучей из частиц в противоположном направлении,

squeeze them down to less than the width of a hair

сжимающие их до диаметра меньше диаметра волос

and smash them together.

и сталкивающие их друг с другом.

And then, using Einstein's E=mc2,

Используя формулу Эйнштейна E = mc²,

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

можно всю эту энергию преобразовать в новое вещество,

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

новые частицы, буквально вырванные из ткани Вселенной.

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

На сегодняшний день в мире около 35 000 ускорителей,

not including televisions.

не считая телевизоры.

And inside each one of these incredible machines,

Внутри каждой этой невероятной машины —

there are hundreds of billions of tiny particles,

сотни и миллиарды крохотных частиц,

dancing and swirling in systems that are more complex

танцующих и кружащихся внутри систем,

более сложных, чем формирование галактик.

than the formation of galaxies.

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

У меня не хватает слов, чтобы описать, насколько невероятно то,

that we can do this.

что мы на такое способны!

(Laughter)

(Смех)

(Applause)

(Аплодисменты)

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

Поэтому я хочу попросить вас вкладывать своё время и энергию в людей,

in people that do curiosity-driven research.

занимающихся исследованиями, основанными на любопытстве.

It was Jonathan Swift who once said,

Джонатан Свифт говорил:

"Vision is the art of seeing the invisible."

«Видения есть искусство видеть невидимое».

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

Около века назад Дж. Дж. Томпсону удалось это сделать,

when he pulled back the veil on the subatomic world.

когда он заглянул в субатомный мир.

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

Теперь нам нужно инвестировать в такие исследования,

because we have so many challenges that we face.

потому что на нашем пути стоит много препятствий.

And we need patience;

Нам нужно запастись терпением;

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

дать учёным время, место и средства,

to continue their quest,

необходимые для их работы,

because history tells us

потому что история учит нас,

that if we can remain curious and open-minded

что чем больше мы ведомы любопытством и остаёмся непредвзятыми

about the outcomes of research,

в отношении результатов исследований,

the more world-changing our discoveries will be.

тем более значимыми будут наши открытия.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)