TEDxSydney
Suzie Sheehy: The case for curiosity-driven research
スージー・シーヒー: 好奇心を原動力とした研究
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物理学者のスージー・シーヒーは、「一見無駄なように思える研究が、素晴らしい発見に通じることがある」と言います。このトークと技術デモで、現代のテクノロジーの多くが、いかに好奇心に駆り立てられて行われた何百年も前の実験に結びついているか教えてくれます。そして、世の中をもっと深く理解できるように、好奇心を原動力とした研究にもっと投資すべきだと主張します。
Suzie Sheehy - Physicist
Dr. Suzie Sheehy uses accelerator physics to help reinvent technology for applications in medicine, energy and beyond. Full bio
Dr. Suzie Sheehy uses accelerator physics to help reinvent technology for applications in medicine, energy and beyond. Full bio
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00:12
In the late 19th century,
scientists were trying to solve a mystery.
scientists were trying to solve a mystery.
0
873
4760
19世紀後半に科学者たちは
謎を解こうとしていました
謎を解こうとしていました
彼らが発見したのは
このような真空管に
このような真空管に
00:18
They found that if they had
a vacuum tube like this one
a vacuum tube like this one
1
6254
3514
00:21
and applied a high voltage across it,
2
9792
2627
高電圧を通したら
00:24
something strange happened.
3
12443
1715
不思議なことが起こるということです
00:36
They called them cathode rays.
4
24666
2420
これを陰極線と名付けました
00:39
But the question was:
What were they made of?
What were they made of?
5
27531
2798
でも問題は これが
何なのかということでした
何なのかということでした
00:42
In England, the 19th century
physicist, J.J. Thompson,
physicist, J.J. Thompson,
6
30858
3873
イギリスでは 19世紀に
物理学者のＪ・Ｊ・トムソンが
物理学者のＪ・Ｊ・トムソンが
00:46
conducted experiments using
magnets and electricity, like this.
magnets and electricity, like this.
7
34755
4267
磁石や電気を使って
このような実験をしました
このような実験をしました
00:57
And he came to an incredible revelation.
8
45552
2666
そして 素晴らしい発見をしました
01:00
These rays were made
of negatively charged particles
of negatively charged particles
9
48956
3534
この陰極線は
負電気を帯びた粒子でできており
負電気を帯びた粒子でできており
01:04
around 2,000 times lighter
than the hydrogen atom,
than the hydrogen atom,
10
52514
3992
その粒子は知られている中で
最小の水素原子よりも
最小の水素原子よりも
01:08
the smallest thing they knew.
11
56530
1809
２千倍も軽かったのです
01:10
So Thompson had discovered
the first subatomic particle,
the first subatomic particle,
12
58673
4214
こうしてトムソンは初めて
亜原子粒子を発見しました
亜原子粒子を発見しました
01:14
which we now call electrons.
13
62911
1866
今では 電子と呼ばれるものです
01:17
Now, at the time, this seemed to be
a completely impractical discovery.
a completely impractical discovery.
14
65561
3833
当時これは まったく
非実用的な発見に思えました
非実用的な発見に思えました
01:21
I mean, Thompson didn't think
there were any applications of electrons.
there were any applications of electrons.
15
69418
3572
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
できないと思っていたのです
01:25
Around his lab in Cambridge,
he used to like to propose a toast:
he used to like to propose a toast:
16
73653
4273
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
こうして乾杯をしていたくらいです
01:29
"To the electron.
17
77950
1349
「電子に乾杯
誰の役にも立ちませんよう」
誰の役にも立ちませんよう」
01:31
May it never be of use to anybody."
18
79323
2150
01:33
(Laughter)
19
81497
2031
（笑）
01:36
He was strongly in favor of doing research
out of sheer curiosity,
out of sheer curiosity,
20
84085
3921
トムソンは 世の中を
より深く理解できるよう
より深く理解できるよう
01:40
to arrive at a deeper
understanding of the world.
understanding of the world.
21
88030
3333
好奇心のために研究すべきだと
考えていたのです
考えていたのです
01:43
And what he found
did cause a revolution in science.
did cause a revolution in science.
22
91696
3984
トムソンの発見は
科学界に革命を起こしましたが
科学界に革命を起こしましたが
01:47
But it also caused a second,
unexpected revolution in technology.
unexpected revolution in technology.
23
95704
4901
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
思いがけない革命を起こしました
01:53
Today, I'd like to make a case
for curiosity-driven research,
for curiosity-driven research,
24
101582
4333
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
すべきだと主張したいと思います
01:57
because without it,
25
105939
1436
なぜなら それらなしには
01:59
none of the technologies
I'll talk about today
I'll talk about today
26
107399
2496
今日お話しするような技術は
どれひとつとして
どれひとつとして
02:01
would have been possible.
27
109919
1666
生まれなかったからです
02:04
Now, what Thompson found here
has actually changed our view of reality.
has actually changed our view of reality.
28
112077
4691
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
私たちの現実観を変えました
02:08
I mean, I think I'm standing on a stage,
29
116792
2888
私は舞台上に立っていて
02:11
and you think you're sitting in a seat.
30
119704
2040
皆さんは椅子に座っていると
思っていますが
思っていますが
02:13
But that's just the electrons in your body
31
121768
2024
それは単に体の中の電子が
02:15
pushing back against
the electrons in the seat,
the electrons in the seat,
32
123816
2769
椅子の中の電子と押し合っていて
02:18
opposing the force of gravity.
33
126609
2000
重力に抵抗しているだけなのです
02:21
You're not even really touching the seat.
34
129330
2660
実は 椅子に触れてすら いません
02:24
You're hovering ever so slightly above it.
35
132014
3841
ごくわずかに椅子の上に
浮いているのです
浮いているのです
02:29
But in many ways, our modern society
was actually built on this discovery.
was actually built on this discovery.
36
137260
3801
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
この発見の上に成り立っています
02:33
I mean, these tubes
were the start of electronics.
were the start of electronics.
37
141085
2500
これらの真空管は
家電製品の始まりでした
家電製品の始まりでした
02:35
And then for many years,
38
143609
1494
それに長い間
02:37
most of us actually had one of these,
if you remember, in your living room,
if you remember, in your living room,
39
145127
3712
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
居間に持っていたのです
02:40
in cathode ray tube televisions.
40
148863
2133
ブラウン管テレビです
02:43
But -- I mean, how impoverished
would our lives be
would our lives be
41
151895
2714
でも くだらないテレビ番組を
見るためにしか
見るためにしか
02:46
if the only invention that had come
from here was the television?
from here was the television?
42
154633
3510
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
どれほど貧しい人生だったことでしょう
02:50
(Laughter)
43
158167
2196
（笑）
02:52
Thankfully, this tube was just a start,
44
160387
2682
幸い 真空管は
始まりに過ぎませんでした
始まりに過ぎませんでした
02:55
because something else happens
when the electrons here
when the electrons here
45
163093
2735
なぜなら 電子が
真空管の中の金属に触れると
真空管の中の金属に触れると
02:57
hit the piece of metal inside the tube.
46
165852
2336
また違うことが起こったからです
03:00
Let me show you.
47
168212
1150
お見せしましょう
03:04
Pop this one back on.
48
172599
1400
これを元に戻します
03:07
So as the electrons
screech to a halt inside the metal,
screech to a halt inside the metal,
49
175163
3031
電子が金属の内部で
急に止まると
急に止まると
03:10
their energy gets thrown out again
50
178218
2175
そのエネルギーは
再び放出されます
再び放出されます
03:12
in a form of high-energy light,
which we call X-rays.
which we call X-rays.
51
180417
3646
エネルギー価の高い
Ｘ線という光線になるのです
Ｘ線という光線になるのです
03:16
(Buzzing)
52
184087
2610
（カタカタする音）
03:19
(Buzzing)
53
187793
1150
（カタカタする音）
03:21
And within 15 years
of discovering the electron,
of discovering the electron,
54
189661
3226
そして 電子が発見されてから
15年のうちに
15年のうちに
03:24
these X-rays were being used
to make images inside the human body,
to make images inside the human body,
55
192911
4595
Ｘ線は人体の内部を
映し出すのに使われるようになり
映し出すのに使われるようになり
03:29
helping soldiers' lives
being saved by surgeons,
being saved by surgeons,
56
197530
4292
医師たちが兵士の体内から
銃弾や爆弾の破片を
銃弾や爆弾の破片を
03:33
who could then find pieces of bullets
and shrapnel inside their bodies.
and shrapnel inside their bodies.
57
201846
3612
見つけるのに役立ち
命を救うことになったのです
命を救うことになったのです
03:38
But there's no way we could have
come up with that technology
come up with that technology
58
206236
2985
でも 先進的な手術用の
探測技術を作るように
探測技術を作るように
03:41
by asking scientists to build
better surgical probes.
better surgical probes.
59
209245
3373
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
こんな技術は生まれなかったでしょう
03:45
Only research done out of sheer curiosity,
with no application in mind,
with no application in mind,
60
213220
4881
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
好奇心に動かされた研究だからこそ
03:50
could have given us the discovery
of the electron and X-rays.
of the electron and X-rays.
61
218125
3896
電子やＸ線のような発見が
生まれたのです
生まれたのです
03:54
Now, this tube also threw open the gates
for our understanding of the universe
for our understanding of the universe
62
222990
5071
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
素粒子物理学の分野への扉も
04:00
and the field of particle physics,
63
228085
2198
開いてくれました
04:02
because it's also the first,
very simple particle accelerator.
very simple particle accelerator.
64
230307
4553
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
最初の粒子加速器でもあるからです
04:07
Now, I'm an accelerator physicist,
so I design particle accelerators,
so I design particle accelerators,
65
235785
4174
私は加速器物理学者なので
粒子加速器を設計して
粒子加速器を設計して
04:11
and I try and understand how beams behave.
66
239983
2510
粒子線の動きを
理解しようとしています
理解しようとしています
04:15
And my field's a bit unusual,
67
243229
1724
私の分野が少し変わっているのは
04:16
because it crosses between
curiosity-driven research
curiosity-driven research
68
244977
3672
好奇心を原動力とした研究と
04:20
and technology with
real-world applications.
real-world applications.
69
248673
3276
実用的な技術の応用の
折衷であるからです
折衷であるからです
04:24
But it's the combination
of those two things
of those two things
70
252586
2103
でも この２つの組み合わせこそが
04:26
that gets me really excited
about what I do.
about what I do.
71
254713
3207
私が研究に熱中する理由なのです
04:30
Now, over the last 100 years,
72
258704
1731
過去100年の間に
04:32
there have been far too many examples
for me to list them all.
for me to list them all.
73
260459
2909
紹介できないくらいに
多くの実例がありました
多くの実例がありました
04:35
But I want to share with you just a few.
74
263392
2153
少しだけ皆さんに
紹介したいと思います
紹介したいと思います
04:37
In 1928, a physicist named Paul Dirac
found something strange in his equations.
found something strange in his equations.
75
265569
5731
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
方程式に不思議なことを見つけました
04:43
And he predicted, based purely
on mathematical insight,
on mathematical insight,
76
271938
4405
そして純粋に数学的直観だけで
予測を立てたのです
予測を立てたのです
04:48
that there ought to be
a second kind of matter,
a second kind of matter,
77
276367
2770
別の種類の物質が
あるはずだと考えました
あるはずだと考えました
04:51
the opposite to normal matter,
78
279161
2178
通常の物質とは正反対の物質で
04:53
that literally annihilates
when it comes in contact:
when it comes in contact:
79
281363
3467
接触すると
何もかもを消滅させる物質―
何もかもを消滅させる物質―
04:57
antimatter.
80
285379
1150
反物質です
04:59
I mean, the idea sounded ridiculous.
81
287760
2214
当時は ばかばかしい考えに
思われましたが
思われましたが
05:02
But within four years, they'd found it.
82
290427
2396
４年後に発見されました
05:04
And nowadays, we use it
every day in hospitals,
every day in hospitals,
83
292847
2286
現在では 陽電子放射断層撮影や
05:07
in positron emission tomography,
or PET scans, used for detecting disease.
or PET scans, used for detecting disease.
84
295157
4719
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
毎日病院で使われています
05:13
Or, take these X-rays.
85
301655
1666
Ｘ線もまたそうです
05:15
If you can get these electrons
up to a higher energy,
up to a higher energy,
86
303861
2524
電子のエネルギーを
もっと上げて
もっと上げて
05:18
so about 1,000 times higher
that this tube,
that this tube,
87
306409
2727
真空管の千倍くらいに強めれば
05:21
the X-rays that those produce
88
309160
2825
そこから生じるＸ線は
05:24
can actually deliver enough
ionizing radiation to kill human cells.
ionizing radiation to kill human cells.
89
312009
3877
ヒトの細胞を殺せるほどの
電離放射線を起こせます
電離放射線を起こせます
05:28
And if you can shape and direct
those X-rays where you want them to go,
those X-rays where you want them to go,
90
316588
3457
このＸ線を生み出し
照射対象を制御できたら
照射対象を制御できたら
05:32
that allows us to do an incredible thing:
91
320069
2984
すごいことができるようになります
05:35
to treat cancer without drugs or surgery,
92
323077
3079
薬や手術に頼らず
がんを治療できるのです
がんを治療できるのです
05:38
which we call radiotherapy.
93
326180
2064
放射線治療と呼ばれるものです
05:40
In countries like Australia and the UK,
94
328268
2722
オーストラリアや
イギリスのような国では
イギリスのような国では
05:43
around half of all cancer patients
are treated using radiotherapy.
are treated using radiotherapy.
95
331014
4436
がん患者の半数は
放射線療法で治療されています
放射線療法で治療されています
05:47
And so, electron accelerators
are actually standard equipment
are actually standard equipment
96
335474
4015
ですから 粒子加速器は
ほとんどの病院で
ほとんどの病院で
05:51
in most hospitals.
97
339513
1200
標準装備されているのです
05:53
Or, a little closer to home:
98
341680
2318
また より身近なもので言えば
05:56
if you have a smartphone or a computer --
99
344022
2534
スマホやパソコンをお持ちなら―
05:58
and this is TEDx, so you've got
both with you right now, right?
both with you right now, right?
100
346580
4301
TEDxですから 皆さんは
今どちらも持っているでしょう
今どちらも持っているでしょう
06:03
Well, inside those devices
101
351855
2060
そのような機器の中には
06:06
are chips that are made
by implanting single ions into silicon,
by implanting single ions into silicon,
102
354720
4236
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―
単イオンをシリコンに注入して作られた―
06:10
in a process called ion implantation.
103
358980
2272
チップが入っています
06:13
And that uses a particle accelerator.
104
361617
3047
これに粒子加速器が
利用されるのです
利用されるのです
06:18
Without curiosity-driven research, though,
105
366546
3722
好奇心を原動力とした研究がなかったら
06:22
none of these things would exist at all.
106
370292
3729
こういう物は何ひとつ
存在しなかったでしょう
存在しなかったでしょう
06:27
So, over the years, we really learned
to explore inside the atom.
to explore inside the atom.
107
375660
5825
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
探ることができるようになりました
06:33
And to do that, we had to learn
to develop particle accelerators.
to develop particle accelerators.
108
381509
4163
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
発展させる必要があったのです
06:37
The first ones we developed
let us split the atom.
let us split the atom.
109
385696
3389
当初の加速器では
原子を分裂させることができました
原子を分裂させることができました
06:41
And then we got to higher
and higher energies;
and higher energies;
110
389474
3506
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
どんどん高められるようになりました
06:45
we created circular accelerators
that let us delve into the nucleus
that let us delve into the nucleus
111
393004
4303
原子核の中を探ることのできる
円形加速器を作って
円形加速器を作って
06:49
and then create new elements, even.
112
397331
3520
新しい粒子を
生み出すこともできました
生み出すこともできました
06:53
And at that point, we were no longer
just exploring inside the atom.
just exploring inside the atom.
113
401717
4360
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
ただ原子の内部を研究するばかりではなく
06:58
We'd actually learned
how to control these particles.
how to control these particles.
114
406542
2738
さまざまな粒子を
操作できるようになったのです
操作できるようになったのです
07:01
We'd learned how to interact
with our world
with our world
115
409304
2622
人間にの目には見えず
触れられもせず
触れられもせず
07:03
on a scale that's too small
for humans to see or touch
for humans to see or touch
116
411950
4563
そこにあることさえ
知覚できないほどの微細な規模で
知覚できないほどの微細な規模で
07:08
or even sense that it's there.
117
416537
2302
世界と関わり合えるようになったのです
07:12
And then we built larger
and larger accelerators,
and larger accelerators,
118
420276
3735
そして より大きい粒子加速器を
作りました
作りました
07:16
because we were curious
about the nature of the universe.
about the nature of the universe.
119
424035
3574
宇宙の性質について
知りたかったからです
知りたかったからです
07:19
As we went deeper and deeper,
new particles started popping up.
new particles started popping up.
120
427633
4674
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
新しい粒子が発見されました
07:24
Eventually, we got to huge
ring-like machines
ring-like machines
121
432823
2921
最終的には 巨大な輪のような機械が
作られました
作られました
07:27
that take two beams of particles
in opposite directions,
in opposite directions,
122
435768
3407
２つの粒子線を
反対方向に進ませるもので
反対方向に進ませるもので
07:31
squeeze them down
to less than the width of a hair
to less than the width of a hair
123
439199
2468
粒子線を髪の毛よりも
細い幅に凝縮して
細い幅に凝縮して
07:33
and smash them together.
124
441691
1761
衝突させるのです
07:35
And then, using Einstein's E=mc2,
125
443476
2592
そして アインシュタインの公式
E=mc2 を使って
E=mc2 を使って
07:38
you can take all of that energy
and convert it into new matter,
and convert it into new matter,
126
446092
4160
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
新たな物質へと変換するのです
07:42
new particles which we rip
from the very fabric of the universe.
from the very fabric of the universe.
127
450276
5460
宇宙そのものから採取した
新しい粒子です
新しい粒子です
07:48
Nowadays, there are
about 35,000 accelerators in the world,
about 35,000 accelerators in the world,
128
456791
4408
現在では 世界中に
３万５千台もの粒子加速器があり
３万５千台もの粒子加速器があり
07:53
not including televisions.
129
461223
1549
これにテレビは含まれません
07:55
And inside each one of these
incredible machines,
incredible machines,
130
463450
3540
それぞれの
素晴らしい機械の中では
素晴らしい機械の中では
07:59
there are hundreds and billions
of tiny particles,
of tiny particles,
131
467014
3619
何千億もの微細な粒子が
08:02
dancing and swirling in systems
that are more complex
that are more complex
132
470657
3722
銀河の誕生よりも
複雑なシステムの中を
複雑なシステムの中を
08:06
than the formation of galaxies.
133
474403
2292
踊ったり回ったりしています
08:08
You guys, I can't even begin to explain
how incredible it is
how incredible it is
134
476719
3401
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
いかにすごいか言葉で言い表せないほどです
08:12
that we can do this.
135
480144
1470
08:14
(Laughter)
136
482125
2000
（笑）
08:16
(Applause)
137
484149
3291
（拍手）
08:23
So I want to encourage you
to invest your time and energy
to invest your time and energy
138
491531
4061
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
好奇心を原動力とした研究をする人たちに
08:27
in people that do
curiosity-driven research.
curiosity-driven research.
139
495616
3770
時間とエネルギーを
投じていただきたいと思います
投じていただきたいと思います
08:31
It was Jonathan Swift who once said,
140
499777
2822
ジョナサン・スウィフトは
かつて こう言いました
かつて こう言いました
08:34
"Vision is the art
of seeing the invisible."
of seeing the invisible."
141
502623
3160
「ビジョンとは 見えないものを
見る技術である」と
見る技術である」と
08:38
And over a century ago,
J.J. Thompson did just that,
J.J. Thompson did just that,
142
506300
2895
まさに100年以上前に
Ｊ・Ｊ・トムソンが
Ｊ・Ｊ・トムソンが
08:41
when he pulled back the veil
on the subatomic world.
on the subatomic world.
143
509219
3413
亜原子世界を解明したときに
やってのけたことです
やってのけたことです
08:45
And now we need to invest
in curiosity-driven research,
in curiosity-driven research,
144
513965
3603
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
投資するべきであるのは
08:49
because we have so many
challenges that we face.
challenges that we face.
145
517592
2945
さまざまな難題に
直面しているからです
直面しているからです
08:52
And we need patience;
146
520561
1911
忍耐力も必要です
08:54
we need to give scientists the time,
the space and the means
the space and the means
147
522496
3532
科学者たちが
この探求を続けられるように
この探求を続けられるように
08:58
to continue their quest,
148
526052
2286
時間や場所 手段などを与えるべきです
09:00
because history tells us
149
528362
2128
だって歴史が教えてくれているのです
09:02
that if we can remain
curious and open-minded
curious and open-minded
150
530514
3158
私たちが研究結果に
好奇心を持って
好奇心を持って
09:05
about the outcomes of research,
151
533696
2365
開かれた考え方を持ち続けられれば
09:08
the more world-changing
our discoveries will be.
our discoveries will be.
152
536085
2913
もっと世界を変えるような発見が
生まれるものだと
生まれるものだと
09:11
Thank you.
153
539397
1150
ありがとうございました
09:12
(Applause)
154
540571
2738
（拍手）
ABOUT THE SPEAKER
Suzie Sheehy - PhysicistDr. Suzie Sheehy uses accelerator physics to help reinvent technology for applications in medicine, energy and beyond.
Why you should listen
Dr. Suzie Sheehy designs particle accelerators. She's fascinated by using accelerator physics to help us reinvent technology for applications in areas such as medicine and energy. Her research projects have ranged from the design of new cancer treatment accelerators to building a scaled-down experiment that models particle beams -- answering fundamental questions about the physics of beams that are beyond reach of computer simulations.
Sheehy is currently a Royal Society University Research Fellow at the University of Oxford, where she also teaches graduate-level accelerator physics. She completed her undergraduate degree at the University of Melbourne in her native Australia (BSc Hons 2006) and DPhil at the University of Oxford in the John Adams Institute for Accelerator Science (2010). She has held fellowships from the Royal Commission for the Exhibition of 1851 (Brunel fellow 2010-2013) as well as her current Royal Society Fellowship.
Alongside her research, Sheehy is a prolific public speaker, presenter and science communicator, for which she has received a number of awards including the British Science Association Lord Kelvin Award, Institute of Physics HEPP Group Science in Society Award and the University of Oxford Vice Chancellors Civic Award. She is an expert TV presenter for Impossible Engineering on Discovery Channel and has cowritten and delivered live headline shows for tens of thousands of students at the Big Bang Fair alongside well known BBC TV presenters. She regularly presents public and schools lectures around the UK and further afield at major science festivals and venues like the Royal Institution.
Suzie Sheehy | Speaker | TED.com