-
Title:
Argumenten för forskning driven av nyfikenhet
-
Description:
Till synes poänglös vetenskaplig forskning kan leda till makalösa upptäckter, säger fysikern Suzie Sheehy. I denna föreläsning och teknikdemonstration visar hon hur många av våra moderna teknologier är knutna till experiment som gjordes av ren nyfikenhet för flera århundraden sedan -- och argumenterar för att vi borde investera i mer sådant för att få en djupare förståelse för världen.
-
Speaker:
Suzie Sheehy
-
Under sent 1800-tal
försökte vetenskapsmän lösa ett mysterium.
-
De fann att om de hade
ett sånt här rör med vakuum i
-
och ledde högspänning genom det
-
så hände något märkligt.
-
De kallade dem för katodstrålar.
-
Men frågan var: Vad bestod de av?
-
I England genomförde 1800-talsfysikern
J J Thompson experiment
¶
-
med magneter och elektricitet, så här.
-
Han fick en fantastisk uppenbarelse.
-
Dessa strålar bestod av
negativt laddade partiklar
-
som var ungefär 2 000 gånger
lättare än väteatomen,
-
den minsta sak de kände till.
-
Thompson hade upptäckt
den första subatomära partikeln,
-
som vi nu kallar elektron.
-
Då verkade det vara
en helt oanvändbar upptäckt.
¶
-
Thompson trodde inte att elektronen
hade något användningsområde.
-
På sitt labb i Cambridge
brukade han utbringa en skål:
-
"För elektronen.
-
Må den aldrig vara till nytta för någon."
-
-
Han trodde starkt på
att forska av ren nyfikenhet,
¶
-
för att få djupare förståelse för världen.
-
Det han hittade orsakade
en revolution inom vetenskapen.
-
Men det orsakade också en andra,
oväntad revolution inom teknologin.
-
I dag vill jag argumentera för
forskning driven av nyfikenhet,
-
för utan den
-
skulle ingen av teknologierna
jag kommer att prata om i dag
-
ha varit möjliga.
-
Det Thompson hittade har faktiskt
förändrat hur vi ser på verkligheten.
¶
-
Jag tror att jag står på en scen,
-
och ni tror att ni sitter på en stol.
-
Men det är bara elektronerna i era kroppar
-
som trycker ifrån
mot elektronerna i stolen
-
och motverkar tyngdkraften.
-
Ni rör egentligen inte ens vid stolen.
-
Ni svävar en ytterst
liten bit ovanför den.
-
Men på många sätt har vårt moderna
samhälle byggts på denna upptäckt.
-
Dessa rör var startskottet
för elektroniken.
-
Under många år
-
hade de flesta av oss faktiskt en sån här,
om ni minns, i våra vardagsrum,
-
i tv-apparater med bildrör.
-
Men hur fattiga skulle våra liv inte vara
-
om den enda uppfinningen
som föddes ur detta var tv:n?
-
-
Tack och lov var
det här röret bara början,
¶
-
för något annat händer
när elektronerna här
-
träffar metallbiten inne i röret.
-
Låt mig visa er.
-
Vi sätter på den här igen.
-
När elektronerna tvärnitar inne i metallen
-
kastas deras energi ut igen
-
i form av ljus med hög energi,
som vi kallar röntgenstrålning.
-
-
-
Inom 15 år från att
elektronerna upptäcktes
¶
-
användes röntgenstrålning för att göra
bilder av människokroppens insida,
-
vilket hjälpte kirurger
att rädda soldaters liv
-
eftersom kirurgerna kunde hitta bitar av
kulor och splitter i soldaternas kroppar.
-
Men vi skulle absolut inte ha kunnat
komma på den teknologin
-
genom att be forskarna bygga
bättre kirurgiska undersökningsinstrument.
-
Bara forskning som görs av ren nyfikenhet,
utan något användningsområde i åtanke,
-
kunde ha gett oss upptäckten
av elektronen och röntgenstrålning.
-
Det här röret slog också upp portarna
till vår förståelse av universum
¶
-
och till partikelfysiken,
-
för det är också den första,
väldigt enkla, partikelacceleratorn.
-
Jag är acceleratorfysiker,
så jag designar partikelacceleratorer
-
och jag försöker förstå
hur strålar beter sig.
-
Mitt fält är lite ovanligt,
-
för det rör sig mellan
forskning driven av nyfikenhet
-
och teknologi med
användningsområden i verkligheten.
-
Men det är kombinationen av de två sakerna
-
som gör mig väldigt entusiastisk
över det jag gör.
-
Under de senaste 100 åren
har det funnits alldeles för många exempel
-
för att jag ska kunna berätta om alla.
-
Men jag vill dela med mig
av ett par stycken.
-
År 1928 hittade fysikern Paul Dirac
något konstigt i sina ekvationer.
¶
-
Han förutsade, enbart baserat
på matematisk insikt,
-
att det borde finnas
en andra sorts materia,
-
motsatsen till normal materia,
-
som bokstavligen förintar
vanlig materia när de kommer i kontakt:
-
antimateria.
-
Tanken lät löjlig.
-
Men inom fyra år hade de hittat den.
-
Nuförtiden använder vi den
varje dag på sjukhus,
-
i positronemissionstomografi, eller PET,
som används för att hitta sjukdomar.
-
Eller, ta de här röntgenstrålarna.
¶
-
Om man kan ge de här
elektronerna högre energi,
-
ungefär 1 000 gånger högre
än i det här röret,
-
kan röntgenstrålarna som de producerar
-
ge tillräckligt mycket joniserande
strålning för att döda mänskliga celler.
-
Om man kan forma och rikta
de röntgenstrålarna dit man vill,
-
då får vi möjlighet
att göra något fantastiskt:
-
att behandla cancer
utan läkemedel eller operation,
-
vilket vi kallar strålbehandling.
-
I länder som Australien och Storbritannien
-
behandlas ungefär hälften av alla
cancerpatienter med strålning.
-
Elektronacceleratorer
är faktiskt standardutrustning
-
på de flesta sjukhus.
-
Eller, lite mer vardagligt:
¶
-
om du har en smartphone eller dator -
-
och det här är TEDx, så ni har
båda grejerna med er, eller hur?
-
I de enheterna
-
finns chipp som tillverkas genom att
man implanterar enskilda joner i silikon,
-
genom en process
som kallas jonimplantation.
-
Den använder en partikelaccelerator.
-
Men utan forskning driven av nyfikenhet
¶
-
skulle ingen av de här sakerna finnas.
-
Med tiden har vi verkligen lärt oss
att utforska inuti atomen.
-
För att göra det behövde vi lära oss
att utveckla partikelacceleratorer.
-
De första vi utvecklade
lät oss klyva atomer.
-
Sedan kunde vi skapa högre
och högre energier;
-
vi skapade cirkulära acceleratorer
som lät oss fördjupa oss i atomkärnan
-
och sedan till och med skapa
nya grundämnen.
-
Vid det laget utforskade vi
inte bara längre inuti atomen.
-
Vi hade faktiskt lärt oss
att kontrollera dessa partiklar.
-
Vi hade lärt oss
att interagera med vår värld
-
på en skala som är för liten för att se
eller ta på för en människa,
-
eller ens uppfatta att den finns där.
-
Sedan byggde vi större
och större acceleratorer,
¶
-
eftersom vi var nyfikna på
universums natur.
-
I takt med att vi tog oss djupare
började nya partiklar dyka upp.
-
Så småningom kom vi till
enorma ringlika maskiner
-
som tar två partikelstrålar
i olika riktningar,
-
trycker ihop dem tunnare än ett hårstrå
och slår ihop dem.
-
Och sedan, med hjälp av Einsteins E=mc2,
-
kan man ta all den energin
och konvertera den till ny materia,
-
nya partiklar som vi sliter
rakt ur tomma intet.
-
Nuförtiden finns det ungefär
35 000 acceleratorer i världen,
¶
-
om vi inte räknar tv-apparater.
-
Inuti var och en
av dessa fantastiska maskiner
-
finns miljarder pyttesmå partiklar
-
som dansar och virvlar i system
som är mer komplexa
-
än skapandet av en galax.
-
Hörni, jag kan inte ens nästan
förklara hur fantastiskt det är
-
att vi kan göra det här.
-
-
-
Så jag vill uppmuntra er
att investera er tid och energi
¶
-
i människor som utför
forskning baserad på nyfikenhet
-
Jonathan Swift sade en gång:
-
"Vision är konsten att se det osynliga."
-
För mer än hundra år sedan
gjorde J J Thompson just det,
-
när han avtäckte den subatomära världen.
-
Nu måste vi investera i
forskning driven av nyfikenhet,
¶
-
för vi har så många
utmaningar framför oss.
-
Och vi behöver tålamod;
-
vi behöver ge forskarna tiden,
utrymmet och medlen
-
för att fortsätta sitt sökande,
-
för historien visar oss
-
att om vi kan vara
nyfikna och öppensinnade
-
kring forskningens resultat,
-
så kommer våra upptäckter
förändra världen desto mer.
-
-