TEDxSydney
Suzie Sheehy: The case for curiosity-driven research
Сюзи Шихи: О пользе исследований, основанных на любопытстве
Filmed:
Readability: 4.8
1,736,184 views
«Научные исследования, на первый взгляд кажущиеся бессмысленными, могут привести к невероятным открытиям,» — говорит физик Сюзи Шихи. В ходе своего выступления она демонстрирует, что многие современные технологие связаны с проведёнными столетия назад экспериментами, основанными только на любопытстве, и советует больше инвестировать в такие исследования, чтобы достичь более глубокого понимания мира.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
In the late 19th century,
scientists were trying to solve a mystery.
scientists were trying to solve a mystery.
0
873
4760
В XIX веке учёные пытались постичь тайну.
00:18
They found that if they had
a vacuum tube like this one
a vacuum tube like this one
1
6254
3514
Они обнаружили, что если взять
вот такую вакуумную трубку
вот такую вакуумную трубку
00:21
and applied a high voltage across it,
2
9792
2627
и подать по ней высокое напряжение,
00:24
something strange happened.
3
12443
1715
происходит нечто странное.
00:36
They called them cathode rays.
4
24666
2420
Они назвали это явление катодными лучами.
00:39
But the question was:
What were they made of?
What were they made of?
5
27531
2798
Но было неизвестно, из чего они состоят.
00:42
In England, the 19th century
physicist, J.J. Thompson,
physicist, J.J. Thompson,
6
30858
3873
Английский физик XIX века Дж. Дж. Томпсон
00:46
conducted experiments using
magnets and electricity, like this.
magnets and electricity, like this.
7
34755
4267
проводил эксперименты с магнитами
и электричеством, вот так.
и электричеством, вот так.
00:57
And he came to an incredible revelation.
8
45552
2666
Он сделал удивительное открытие.
01:00
These rays were made
of negatively charged particles
of negatively charged particles
9
48956
3534
Эти лучи состояли из отрицательно
заряженных частиц
заряженных частиц
01:04
around 2,000 times lighter
than the hydrogen atom,
than the hydrogen atom,
10
52514
3992
в 2 000 раз легче, чем атом водорода —
01:08
the smallest thing they knew.
11
56530
1809
мельчайший из известных на тот момент.
01:10
So Thompson had discovered
the first subatomic particle,
the first subatomic particle,
12
58673
4214
Так Томпсон открыл первую
субатомную частицу,
субатомную частицу,
01:14
which we now call electrons.
13
62911
1866
которую мы теперь называем электроном.
01:17
Now, at the time, this seemed to be
a completely impractical discovery.
a completely impractical discovery.
14
65561
3833
Но в то время это открытие
казалось совершенно бесполезным.
казалось совершенно бесполезным.
01:21
I mean, Thompson didn't think
there were any applications of electrons.
there were any applications of electrons.
15
69418
3572
То есть Томпсон не думал, что электронам
будет найдено какое-то применение.
будет найдено какое-то применение.
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
В своей лаборатории в Кембридже
он любил произносить тост:
он любил произносить тост:
01:29
"To the electron.
17
77950
1349
«За электрон.
01:31
May it never be of use to anybody."
18
79323
2150
Пусть он никогда никому не понадобится».
01:33
(Laughter)
19
81497
2031
(Смех)
01:36
He was strongly in favor of doing research
out of sheer curiosity,
out of sheer curiosity,
20
84085
3921
Он был уверен в том, что исследования,
основанные на любопытстве,
основанные на любопытстве,
01:40
to arrive at a deeper
understanding of the world.
understanding of the world.
21
88030
3333
дают нам более глубокое понимание мира.
01:43
And what he found
did cause a revolution in science.
did cause a revolution in science.
22
91696
3984
Его открытие привело к научной революции,
01:47
But it also caused a second,
unexpected revolution in technology.
unexpected revolution in technology.
23
95704
4901
а также ко второй, неожиданной
технической революции.
технической революции.
01:53
Today, I'd like to make a case
for curiosity-driven research,
for curiosity-driven research,
24
101582
4333
Сегодня я хочу поговорить
об исследованиях из любопытства,
об исследованиях из любопытства,
01:57
because without it,
25
105939
1436
потому что без них
01:59
none of the technologies
I'll talk about today
I'll talk about today
26
107399
2496
ни одна из технологий,
которые я затрону сегодня,
которые я затрону сегодня,
02:01
would have been possible.
27
109919
1666
не существовала бы.
02:04
Now, what Thompson found here
has actually changed our view of reality.
has actually changed our view of reality.
28
112077
4691
Открытие Томпсона изменило
наше мировоззрение.
наше мировоззрение.
02:08
I mean, I think I'm standing on a stage,
29
116792
2888
Я стою на сцене,
02:11
and you think you're sitting in a seat.
30
119704
2040
а вы сидите в креслах.
02:13
But that's just the electrons in your body
31
121768
2024
Но это электроны в вашем теле
02:15
pushing back against
the electrons in the seat,
the electrons in the seat,
32
123816
2769
противодействуют электронам кресла
02:18
opposing the force of gravity.
33
126609
2000
и противостоят силе притяжения.
02:21
You're not even really touching the seat.
34
129330
2660
На самом деле вы даже не касаетесь кресла.
02:24
You're hovering ever so slightly above it.
35
132014
3841
Вы как бы слегка висите над ним.
02:29
But in many ways, our modern society
was actually built on this discovery.
was actually built on this discovery.
36
137260
3801
Но это открытие во многом стало
основой современного общества.
основой современного общества.
02:33
I mean, these tubes
were the start of electronics.
were the start of electronics.
37
141085
2500
Эти трубки стали началом
электронных устройств.
электронных устройств.
02:35
And then for many years,
38
143609
1494
На протяжении многих лет
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
они были в каждом доме, помните?
02:40
in cathode ray tube televisions.
40
148863
2133
В телевизорах
с электронно-лучевой трубкой.
с электронно-лучевой трубкой.
02:43
But -- I mean, how impoverished
would our lives be
would our lives be
41
151895
2714
Но насколько примитивной
была бы наша жизнь,
была бы наша жизнь,
02:46
if the only invention that had come
from here was the television?
from here was the television?
42
154633
3510
если бы единственным применением этого
открытия был телевизор?
открытия был телевизор?
02:50
(Laughter)
43
158167
2196
(Смех)
02:52
Thankfully, this tube was just a start,
44
160387
2682
Но к счастью, эта трубка
была только началом,
была только началом,
02:55
because something else happens
when the electrons here
when the electrons here
45
163093
2735
потому что происходит следующее,
когда электроны ударяются
о металлическую пластинку в трубке.
о металлическую пластинку в трубке.
02:57
hit the piece of metal inside the tube.
46
165852
2336
03:00
Let me show you.
47
168212
1150
Я продемонстрирую.
03:04
Pop this one back on.
48
172599
1400
Надо это включить снова.
03:07
So as the electrons
screech to a halt inside the metal,
screech to a halt inside the metal,
49
175163
3031
Когда электроны резко
останавливаются в металле,
останавливаются в металле,
03:10
their energy gets thrown out again
50
178218
2175
их энергия снова выплёскивается
03:12
in a form of high-energy light,
which we call X-rays.
which we call X-rays.
51
180417
3646
в форме высокомощного света,
называемого рентгеновскими лучами.
называемого рентгеновскими лучами.
03:16
(Buzzing)
52
184087
2610
(Гудение)
03:19
(Buzzing)
53
187793
1150
(Гудение)
03:21
And within 15 years
of discovering the electron,
of discovering the electron,
54
189661
3226
Через 15 лет после открытия электрона
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
эти лучи начали использоваться для
снимков анатомических структур организма,
снимков анатомических структур организма,
03:29
helping soldiers' lives
being saved by surgeons,
being saved by surgeons,
56
197530
4292
помогая хирургам спасать жизни
раненых солдат.
раненых солдат.
03:33
who could then find pieces of bullets
and shrapnel inside their bodies.
and shrapnel inside their bodies.
57
201846
3612
Теперь они могли находить в их телах
осколки пуль и шрапнель.
осколки пуль и шрапнель.
03:38
But there's no way we could have
come up with that technology
come up with that technology
58
206236
2985
Эта технология никогда
не была бы изобретена,
не была бы изобретена,
если перед учёными стояла задача создания
улучшенных хирургических зондов.
улучшенных хирургических зондов.
03:41
by asking scientists to build
better surgical probes.
better surgical probes.
59
209245
3373
03:45
Only research done out of sheer curiosity,
with no application in mind,
with no application in mind,
60
213220
4881
Только исследования, основанные
на любопытстве, без конкретной цели,
на любопытстве, без конкретной цели,
03:50
could have given us the discovery
of the electron and X-rays.
of the electron and X-rays.
61
218125
3896
могли дать нам открытие электрона
и рентгеновских лучей.
и рентгеновских лучей.
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
Эта трубка также открыла путь
к пониманию Вселенной
к пониманию Вселенной
04:00
and the field of particle physics,
63
228085
2198
и физики элементарных частиц,
04:02
because it's also the first,
very simple particle accelerator.
very simple particle accelerator.
64
230307
4553
так как она является первым простейшим
ускорителем заряженных частиц.
ускорителем заряженных частиц.
04:07
Now, I'm an accelerator physicist,
so I design particle accelerators,
so I design particle accelerators,
65
235785
4174
Я физик, и я занимаюсь разработкой
ускорителей заряженных частиц
ускорителей заряженных частиц
04:11
and I try and understand how beams behave.
66
239983
2510
и пытаюсь выяснить, как ведут себя лучи.
04:15
And my field's a bit unusual,
67
243229
1724
Эта сфера не совсем обычна,
04:16
because it crosses between
curiosity-driven research
curiosity-driven research
68
244977
3672
потому что в ней пересекаются
исследования на основе любопытства
исследования на основе любопытства
04:20
and technology with
real-world applications.
real-world applications.
69
248673
3276
и технологии с практическим применением.
04:24
But it's the combination
of those two things
of those two things
70
252586
2103
Но именно сочетание этих
двух направлений —
двух направлений —
04:26
that gets me really excited
about what I do.
about what I do.
71
254713
3207
это любимая часть моей работы.
04:30
Now, over the last 100 years,
72
258704
1731
В течение последних 100 лет
было слишком много примеров,
которых даже перечислить невозможно.
которых даже перечислить невозможно.
04:32
there have been far too many examples
for me to list them all.
for me to list them all.
73
260459
2909
04:35
But I want to share with you just a few.
74
263392
2153
Но я поделюсь с вами несколькими из них.
04:37
In 1928, a physicist named Paul Dirac
found something strange in his equations.
found something strange in his equations.
75
265569
5731
В 1928 году физик Поль Дирак столкнулся
с чем-то странным в своих уравнениях.
с чем-то странным в своих уравнениях.
04:43
And he predicted, based purely
on mathematical insight,
on mathematical insight,
76
271938
4405
Он предсказал, основываясь только
на математическом понимании,
на математическом понимании,
04:48
that there ought to be
a second kind of matter,
a second kind of matter,
77
276367
2770
что должен существовать
другой вид вещества,
другой вид вещества,
04:51
the opposite to normal matter,
78
279161
2178
противоположный нормальному,
04:53
that literally annihilates
when it comes in contact:
when it comes in contact:
79
281363
3467
который буквально уничтожает
его при контакте —
его при контакте —
04:57
antimatter.
80
285379
1150
антивещество.
04:59
I mean, the idea sounded ridiculous.
81
287760
2214
Эта идея тогда казалась просто смешной.
05:02
But within four years, they'd found it.
82
290427
2396
Но через четыре года
антивещество было обнаружено.
антивещество было обнаружено.
05:04
And nowadays, we use it
every day in hospitals,
every day in hospitals,
83
292847
2286
Сегодня оно ежедневно
используется в больницах,
используется в больницах,
05:07
in positron emission tomography,
or PET scans, used for detecting disease.
or PET scans, used for detecting disease.
84
295157
4719
в позитронно-эмиссионной томографии,
или ПЭТ, для распознавания заболеваний.
или ПЭТ, для распознавания заболеваний.
05:13
Or, take these X-rays.
85
301655
1666
Или эти рентгеновские лучи.
05:15
If you can get these electrons
up to a higher energy,
up to a higher energy,
86
303861
2524
Если повысить энергию этих электронов
05:18
so about 1,000 times higher
that this tube,
that this tube,
87
306409
2727
приблизительно в 1 000 раз выше,
чем в этой трубке,
чем в этой трубке,
05:21
the X-rays that those produce
88
309160
2825
полученные в результате этого
рентгеновские лучи подадут
рентгеновские лучи подадут
05:24
can actually deliver enough
ionizing radiation to kill human cells.
ionizing radiation to kill human cells.
89
312009
3877
достаточно ионизирующего излучения,
чтобы уничтожить клетки организма.
чтобы уничтожить клетки организма.
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
Если вы можете формировать и направлять
эти лучи туда, куда вам нужно,
эти лучи туда, куда вам нужно,
05:32
that allows us to do an incredible thing:
91
320069
2984
это позволяет добиться невероятного —
05:35
to treat cancer without drugs or surgery,
92
323077
3079
излечивать раковые заболевания
без лекарств и операций,
без лекарств и операций,
05:38
which we call radiotherapy.
93
326180
2064
и это называется радиотерапией.
05:40
In countries like Australia and the UK,
94
328268
2722
В Австралии и Соединённом Королевстве
05:43
around half of all cancer patients
are treated using radiotherapy.
are treated using radiotherapy.
95
331014
4436
около половины онкологических пациентов
получают лечение этим способом.
получают лечение этим способом.
05:47
And so, electron accelerators
are actually standard equipment
are actually standard equipment
96
335474
4015
Поэтому электронные ускорители
являются стандартным оборудованием
являются стандартным оборудованием
05:51
in most hospitals.
97
339513
1200
в большинстве больниц.
05:53
Or, a little closer to home:
98
341680
2318
Или более повседневный пример:
05:56
if you have a smartphone or a computer --
99
344022
2534
если у вас есть смартфон или компьютер —
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
а мы на TEDx, поэтому, скорее всего,
у вас собой оба, да?
у вас собой оба, да?
06:03
Well, inside those devices
101
351855
2060
Так вот, внутри этих устройств
06:06
are chips that are made
by implanting single ions into silicon,
by implanting single ions into silicon,
102
354720
4236
есть чипы, при создании которых отдельные
ионы вставляются в кремний.
ионы вставляются в кремний.
06:10
in a process called ion implantation.
103
358980
2272
Этот процесс называется
ионной имплантацией.
ионной имплантацией.
06:13
And that uses a particle accelerator.
104
361617
3047
Для него необходим
ускоритель заряженных частиц.
ускоритель заряженных частиц.
06:18
Without curiosity-driven research, though,
105
366546
3722
Однако без подстрекаемых
любопытством исследований
любопытством исследований
06:22
none of these things would exist at all.
106
370292
3729
ничего этого бы не существовало.
06:27
So, over the years, we really learned
to explore inside the atom.
to explore inside the atom.
107
375660
5825
Мы годами учились правильно
исследовать содержание атома.
исследовать содержание атома.
06:33
And to do that, we had to learn
to develop particle accelerators.
to develop particle accelerators.
108
381509
4163
Для этого нам пришлось
разработать ускорители частиц.
разработать ускорители частиц.
06:37
The first ones we developed
let us split the atom.
let us split the atom.
109
385696
3389
Первые из них позволили
нам расщепить атом.
нам расщепить атом.
06:41
And then we got to higher
and higher energies;
and higher energies;
110
389474
3506
Затем мы стали достигать
более высокой энергии.
более высокой энергии.
06:45
we created circular accelerators
that let us delve into the nucleus
that let us delve into the nucleus
111
393004
4303
Мы создали циклические ускорители,
позволявшие нам заглянуть в ядро
позволявшие нам заглянуть в ядро
06:49
and then create new elements, even.
112
397331
3520
и даже создать новые химические элементы.
06:53
And at that point, we were no longer
just exploring inside the atom.
just exploring inside the atom.
113
401717
4360
После этого мы уже
не просто исследовали атом.
не просто исследовали атом.
06:58
We'd actually learned
how to control these particles.
how to control these particles.
114
406542
2738
Мы научились контролировать эти частицы.
07:01
We'd learned how to interact
with our world
with our world
115
409304
2622
Мы научились взаимодействовать
с миром на уровне,
с миром на уровне,
07:03
on a scale that's too small
for humans to see or touch
for humans to see or touch
116
411950
4563
который не виден и не ощутим человеком,
07:08
or even sense that it's there.
117
416537
2302
на уровне, о котором сложно
даже подозревать.
даже подозревать.
07:12
And then we built larger
and larger accelerators,
and larger accelerators,
118
420276
3735
Потом мы начали строить
всё более крупные ускорители,
всё более крупные ускорители,
07:16
because we were curious
about the nature of the universe.
about the nature of the universe.
119
424035
3574
потому что мы хотели узнать
сущность Вселенной.
сущность Вселенной.
07:19
As we went deeper and deeper,
new particles started popping up.
new particles started popping up.
120
427633
4674
По мере того, как мы копали всё глубже,
начали открываться новые частицы.
начали открываться новые частицы.
07:24
Eventually, we got to huge
ring-like machines
ring-like machines
121
432823
2921
Наконец, мы создали огромные
кольцевые устройства,
кольцевые устройства,
07:27
that take two beams of particles
in opposite directions,
in opposite directions,
122
435768
3407
посылающие два пучка лучей из частиц
в противоположном направлении,
в противоположном направлении,
07:31
squeeze them down
to less than the width of a hair
to less than the width of a hair
123
439199
2468
сжимающие их до диаметра
меньше диаметра волос
меньше диаметра волос
07:33
and smash them together.
124
441691
1761
и сталкивающие их друг с другом.
07:35
And then, using Einstein's E=mc2,
125
443476
2592
Используя формулу Эйнштейна E = mc²,
07:38
you can take all of that energy
and convert it into new matter,
and convert it into new matter,
126
446092
4160
можно всю эту энергию
преобразовать в новое вещество,
преобразовать в новое вещество,
07:42
new particles which we rip
from the very fabric of the universe.
from the very fabric of the universe.
127
450276
5460
новые частицы, буквально
вырванные из ткани Вселенной.
вырванные из ткани Вселенной.
07:48
Nowadays, there are
about 35,000 accelerators in the world,
about 35,000 accelerators in the world,
128
456791
4408
На сегодняшний день в мире
около 35 000 ускорителей,
около 35 000 ускорителей,
07:53
not including televisions.
129
461223
1549
не считая телевизоры.
07:55
And inside each one of these
incredible machines,
incredible machines,
130
463450
3540
Внутри каждой этой невероятной машины —
07:59
there are hundreds and billions
of tiny particles,
of tiny particles,
131
467014
3619
сотни и миллиарды крохотных частиц,
танцующих и кружащихся внутри систем,
08:02
dancing and swirling in systems
that are more complex
that are more complex
132
470657
3722
более сложных, чем формирование галактик.
08:06
than the formation of galaxies.
133
474403
2292
У меня не хватает слов, чтобы описать,
насколько невероятно то,
насколько невероятно то,
08:08
You guys, I can't even begin to explain
how incredible it is
how incredible it is
134
476719
3401
08:12
that we can do this.
135
480144
1470
что мы на такое способны!
08:14
(Laughter)
136
482125
2000
(Смех)
08:16
(Applause)
137
484149
3291
(Аплодисменты)
08:23
So I want to encourage you
to invest your time and energy
to invest your time and energy
138
491531
4061
Поэтому я хочу попросить вас
вкладывать своё время и энергию в людей,
вкладывать своё время и энергию в людей,
08:27
in people that do
curiosity-driven research.
curiosity-driven research.
139
495616
3770
занимающихся исследованиями,
основанными на любопытстве.
основанными на любопытстве.
08:31
It was Jonathan Swift who once said,
140
499777
2822
Джонатан Свифт говорил:
08:34
"Vision is the art
of seeing the invisible."
of seeing the invisible."
141
502623
3160
«Видения есть искусство видеть невидимое».
08:38
And over a century ago,
J.J. Thompson did just that,
J.J. Thompson did just that,
142
506300
2895
Около века назад Дж. Дж. Томпсону
удалось это сделать,
удалось это сделать,
08:41
when he pulled back the veil
on the subatomic world.
on the subatomic world.
143
509219
3413
когда он заглянул в субатомный мир.
08:45
And now we need to invest
in curiosity-driven research,
in curiosity-driven research,
144
513965
3603
Теперь нам нужно инвестировать
в такие исследования,
в такие исследования,
08:49
because we have so many
challenges that we face.
challenges that we face.
145
517592
2945
потому что на нашем пути
стоит много препятствий.
стоит много препятствий.
08:52
And we need patience;
146
520561
1911
Нам нужно запастись терпением;
08:54
we need to give scientists the time,
the space and the means
the space and the means
147
522496
3532
дать учёным время, место и средства,
08:58
to continue their quest,
148
526052
2286
необходимые для их работы,
09:00
because history tells us
149
528362
2128
потому что история учит нас,
09:02
that if we can remain
curious and open-minded
curious and open-minded
150
530514
3158
что чем больше мы ведомы любопытством
и остаёмся непредвзятыми
и остаёмся непредвзятыми
09:05
about the outcomes of research,
151
533696
2365
в отношении результатов исследований,
09:08
the more world-changing
our discoveries will be.
our discoveries will be.
152
536085
2913
тем более значимыми будут наши открытия.
09:11
Thank you.
153
539397
1150
Спасибо.
(Аплодисменты)
09:12
(Applause)
154
540571
2738
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