Brian Cox: Zašto trebamo istraživače

Živimo u teškim i izazovnim ekonomskim vremenima, naravno. I jedna od prvih žrtvi teških ekonomskih vremena, mislim da je javna potrošnja bilo koje vrste, ali sigurno je u prvom redu trenutno javna potrošnja za znanost, a posebno radoznalošću vođena znanost i istraživanje. Stoga, želim vas u ovih 15 minuta pokušati uvjeriti da je to smiješna i bedasta stvar koju činimo.

Ali da bih postavio scenu, želim pokazati - sljedeći slajd nije moj pokušaj da prikažem najgori TED slajd u povijesti TED-a, već je mala zbrka. (Smijeh) Ali zapravo, nije mojom krivicom, to je iz novina Guardian. I to je zapravo prelijepa demonstracija koliko znanost košta. Jer, ako želim od ovoga napraviti razlog, da se nastavi trošiti na znanost i istraživanje vođene radoznalošću trebao bih vam reći koliko sve to košta. Ovo je igra zvana "uoči znanstvene budžete" Ovo je potrošnja vlade UK-a. Vidite ondje, to je otprilike 620 milijardi na godinu.

Znanstveni budžet je zapravo - ako pogledate na vaše lijevo, tamo je set ljubičastih gruda pa onda set žutih gruda. I to je jedna od žutih gruda oko velike žute grudve. To je oko 3.3 milijarde funti na godinu od ukupno 620 milijardi. To financira sve u UK-u od zdravstvenog istraživanja, istraživanja svemira, gdje ja radim, u CERN-u u Ženevi, fiziku čestica, inžinjering, čak umjetnost i društvene znanosti, sve se financira iz znanstvenog budžeta koji je onaj od 3.3 milijarde, ona mala, žuta grudica oko velike narančaste grude lijevo gore na zaslonu. To je ono oko čega raspravljamo. Taj postotak, usput, jednak je u SAD-u, Njemačkoj i Frnacuskoj. I&R ukupno u ekonomiji javno financirani, čine oko 0.6 posto BDP-a. To je ono oko čega mi raspravljamo.

Prvo što želim reći, i to je izravno iz "Čuda solarnog sustava" jest da nam je naše istraživanje solarnog sustava i svemira pokazalo da je on neopisivo lijep. Ovo je slika koja je poslana sa Cassini svemirske sonde oko Saturna, nakon što smo završili snimanje "Čuda solarnog sustava." Zato nije u serijalu. To je slika mjeseca Enceladus. Ta velika, jureća, bijela sfera u kutu je Saturn, koji je zapravo u pozadini slike. A onaj polumjesec tamo je mjesec Enceladus, koji je veliki poput britanskog otočja. Promjera je oko 500 km. Znači, maleni mjesec. Ono što je fascinantno i lijepo... usput, trebam dodati da je ovo neobrađena slika Crno bijela je, izravno iz Saturnove orbite.

Ono što je prelijepo, možete vjerojatno vidjeti onom ekstremitetu poput nejasnog, pramena dima koji se uzdiže iz ekstremiteta. Tako mi to vizualiziramo u "Čudima solarnog sustava" To je prekrasna grafika. Ono što smo pronašli jest da oni nejasni pramenovi su zapravo fontane leda koje se uzdižu sa površine malog mjeseca. To je samo po sebi fascinantno i prelijepo, ali smatramo da mehanizam za pokretanje tih fontana zahtijeva postojanje jezera tekuće vode ispod površine tog mjeseca. I što je važno, jest da, na našem planetu, Zemlja, gdjegod da pronađemo tekuću vodu, pronađemo život. Znači, pronaći čvrsti dokaz tekućine, bezene tekućine, ispod površine mjeseca 750 milijuna milja daleko od Zemlje zapravo je zapanjujuće. Što govorimo, zapravo, jest da je ono možda stanište života u solarnom sustavu. Dozvolite mi da kažem, ono je bila grafika. Želim samo pokazati ovu fotografiju. To je još jedna fotografija Enceladusa. Ovo je kada je Cassini preletjela ispod Enceladusa. Učinila je vrlo nizak let, samo nekoliko stotina kilometara iznad površine. I tako, još jednom, stvarna fotografija ledene fontane koja se uzdiže u svemir, apsolutno prelijepo.

Ali to nije primarni kandidat za život u solarnom sustavu. Vjerojatno je to ovo mjesto, jupiterov mjesec, Europa. I ponovo, morali smo letjeti u Jovianski sustav da bismo shvatili da ovaj mjesec, kao i većina mjeseca, jest sve samo ne mrtva kamena kugla. To je zapravo ledeni mjesec. Ono što gledate jest površina mjeseca Europe, koja je debeli sloj leda, vjerojatno stotinu kilometara debeli. Ali prema mjeri kako Europa međusobno djeluje sa magnetskim omotačem Jupitera i promatrajući kako one pukotine u ledu koje možete vidjeti kako se pomiču na grafici, čvrsto smo zaključili da postoji jedan ocean tekućine koji opasuje čitavu površinu Europe. Ispod leda, nalazi se ocean tekućine oko cijelog mjeseca. Smatramo da bi mogao biti stotine kilometara dubok. Vjerujemo da je slanovodan, a to bi značilo da ima više vode na jupiterovom mjesecu nego što je ima u svim oceanima na Zemlji. Ono mjesto, mali mjesec oko Jupitera je vjerojatno primarni kandidat za pronalaženje života na mjesecu ili tijelu izvan Zemlje, a kojega mi poznajemo. Strašno i prelijepo otkriće.

Naše istraživanje solarnog sustava naučilo nas je da je solarni sustav prelijep. Također nam je možda ukazalo na odgovor na najtemeljnije pitanje koje si možemo postaviti, a to je "Jesmo li sami u svemiru?" Postoji li bilo koja druga svrha znanosti i istraživanja, osim čuđenja? E, pa ima. Ovo je vrlo popularna fotografija snimljena, zapravo, na moj prvi Božić 24. prosinca 1968., kada sam imao otprilike osam mjeseci. Snimio ju je Apollo 8 dok je prolazio iza mjeseca. Uspon Zemlje iz Apolla 8. Famozna fotografija; mnogi ljudi kažu da je to fotografija koja je spasila 1968. turbulentnu godinu - pobune studenata u Parizu, vrhunac Vijetnamskog rata. Razlog zbog kojega ljudi misle tako o toj fotografiji a Al Gore je to mnogo puta rekao, zapravo, ovdje na pozornici TED-a, jest to da je ova slika, pravo rečeno, bila početak pokreta za okoliš. Jer, po prvi puta, vidjeli smo naš svijet, ne kao čvrsto, nepomično, gotovo neuništivo mjesto, nego poput malog, krhkog svijeta koji stoji nasuprot tami svemira.

Ono što se često ne kaže o istraživanju svemira, o programu Apollo, jest njegov ekonomski doprinos. Mislim, možete dokazivati kako je to čudesno i strašno postignuće koje je omogućilo slike poput ovih, ali to je i koštalo, zar ne? Pa, zapravo, napravljene su mnoge studije o ekonomskoj efektivnosti, ekonomskom utjecaju Apolla. Najveći je bio 1975. prema Chase Econometricsu. Pokazalo se da za svaki dolar potrošen na Apollo, 14 ih se vratilo u ekonomiju SAD-a. Znači Apollov program se isplatio u inspiraciji, u inženjerstvu, postignuću i, mislim, u nadahnuću mladih znanstvenika i inženjera svih 14 puta. Istraživanje može biti isplativo.

Što je sa znanstvenim otkrićima? Što je sa usmjeravanjem inovacija? Pa, ovo izgleda poput fotografije gotovo ničega. To je slika spektra vodika. Vidite, 1880-ih, 1890-ih godina mnogo znanstvenika, mnogo promatrača gledalo je svjetlost koju isijavaju atomi. I vidjeli su čudne stvari poput ovih. Ono što vidite kada svjetlost pustite kroz prizmu i kada zagrijete vodik on neće samo isijavati bijelu svjetlost, već emitira svjetlost posebnih boja, crvenu, svjetlo plavu, tamno plavu. To je dovelo do razumijevanja strukture atoma jer način na koji je to objašnjeno jest da je atom jedinstvena jezgra sa elektronima koji kruže nje. A elektroni mogu biti samo na posebnim mjestima. I kada oni poskoče na slijedeće mjesto na kojem mogu biti i pasti opet natrag, oni stvaraju svjetlost osebujnih boja.

I činjenica da atomi, kada ih zagrijete, emitiraju svjetlost samo specifičnih boja, bila je jedna od ključnih vodilja koja je dovela do razvoja kvantne teorije teorije atomske strukture. Ovu sam fotografiju htjeo pokazati zato što je izvanredna. Ovo je zapravo fotografija sunčevog spektra. A sada, ovo je slika atoma u sunčevoj atmosferi koji apsorbiraju svjetlost. I opet, oni apsorbiraju samo svjetlost posebnih boja kada elektroni poskoče i opet padnu. poskoče i padnu dolje. Ali pogledajte broj crnih linija u tom spektru. Kemijski element Helij otkriven je samo zureći u svjetlost sunca iz razloga što su pronađene crne linije koje nisu odgovarale niti jednom poznatom elementu. I zato je Helij nazvan Helij. Zove se "helios" - helios sa sunca.

Sada, to zvuči ezoterično, i bila je to ezoterična potjera ali je kvantna teorija brzo dovela do razumijevanja ponašanja elektrona u raznim materijalima poput npr. silicija. Način na koji se silicij ponaša, činjenica da možete izrađivati tranzistore jest čisti kvantni fenomen. Stoga, bez radoznaslošću-pobuđenog razumijevanja strukture atoma koja je dovela do prilično ezoterične teorije, kvantne mehanike, ne bismo imali tranzistore, silicijske čipove, ne bismo imali temelj naše moderne ekonomije.

Ima još jedan prekrasan zaokret u toj priči. U "Čudima solarnog sustava" naglašavali smo univerzalnost zakona fizike. To je jedna je od najnevjerojatnijih stvari u fizici i razumijevanje prirode koje steknete na Zemlji možete transportirati, ne samo na planete, već i na najdalje zvijezde i galaksije. Jedno zapanjujuće predviđanje kvantne mehanike, samo gledajući strukturu atoma - jedna te ista teorija koja opisuje tranzistore - jest da u svemiru ne mogu postojati zvijezde koje su dostigle kraj svojeg života a da su, specifično, 1.4 puta veće od mase Sunca. To je limit koji je nametnut masi zvijezda. Možete to izračunati na komadiću papira u laboratoriju, uzmite teleskop, okrenite ga ka nebu i vidjeti ćete da nema mrtvih zvijezda većih od 1.4 puta mase Sunca. To je nevjerojatno predskazanje.

Što se dogodi kada imate zvijezdu koja je na rubu te mase? Pa, ovo je fotografija jedne takve zvijezde. Ovo je fotografija galaksije, uobičajena "iz našeg vrta" galaksija sa, koliko?, 100 milijardi zvijezda poput našeg sunca. Samo je jedna od milijardu galaksija u svemiru. Ima miijardu zvijezda u središtu galaksije i zato tako jako blješte. To je otprilike 50 milijuna svjetlosnih godina udaljena, pa je jedna od naših susjednih galaksija. Ali ona svijetla zvijezda tamo jest zapravo jedna od zvijedza u galaksiji. I ta zvijezda je također udaljena 50 milijuna svjetlosnih godina. Dio je one galaksije, i sjaji žarko kao i centar galaksije sa svojih milijardu sunca. Ono je vrsta 1a supernova eksplozije. To je nevjerojatan fenomen, jer to je zapravo zvijezda. zove se patuljak od ugljika i kisika. On je, recimo, 1.3 puta veći od mase Sunca. I ima binarnog druga koji se kreće oko njega, velika zvijezda, velika lopta plina. I ono što čini jest isisuje plin iz svog druga, dok ne dostigne limit nazvan Chandrasekarov limit, i onda eksplodira. Eksplodira, i sjaji tako žarko poput milijarde sunca gotovo dva tjedna, i otpušta, ne samo energiju, već veliku količinu kemijskih elemenata u svemir. Zapravo, to je patuljak od ugljika i kisika.

Sada, nije bilo ugljika i kisika u svemiru za vrijeme Big Banga. I nije bilo ugljika i kisika u svemiru kroz prvu generaciju zvijezdi. Stvoreni su u zvijezdama poput ovih, zaključani, pa onda vraćeni svemiru u takvim eksplozijama da bi se opet zgusnuli u planete, zvijezde, nove solarne sustave, i, zapravo, u ljude poput nas. Smatram to izvanrednom demonstracijom moći, ljepote i univerzalnosti zakona fizike, jer mi smo taj proces razumijeli zato što razumijemo strukturu atoma ovdje na Zemlji.

Ovo je lijepi citat kojeg sam pronašao- ovdje je govor o slučajom otkriću - Aleksandra Fleminga. "Kada sam se probudio odmah nakon sumraka 28 rujna 1928., svakako nisam planirao preokrenuti medicinu pronalaskom prvog svjetskog antibiotika." Istraživači svijeta atoma nisu namjeravali izumiti tranzistor. I sigurno nisu naumili opisati mehaniku supernova eksplozije, koja nam je na kraju pokazala gdje su se temelji života sintetizirali u svemiru. Smatram da znanost može biti - slučajna otkrića su važna. može biti lijepa. može razotkriti zapanjujuće stvari. Može također, u konačnici otkriti najvažnije ideje o našem mjestu u svemiru i stvarnu vrijednost našeg rodnog planeta.

Ovo je spektakularna fotografija nešeg rodnog planeta. Ne izgleda poput našeg planeta. Već izgleda poput Saturna, jer zapravo, to i jest. Snimljena je svemirskom sondom Cassini. Ali popularna je fotografija, ne zbog ljepote i veličanstva Saturnovih prstena, ali zapravo zbog sičušne, naprimjetne grudice koja stoji ispod jednog prstena. I ako uvećam, vidite ga. Izgleda poput mjeseca, ali zapravo, to je fotografija Zemlje. Bila je to fotografija Zemlje snimljena u Saturnovom okruženju. To je naš planet na udaljenosti od 750 milijuna milja. mislim da Zemlja ima čudnu osobitost da što se više od nje udaljite sve je ljepša.

Ali to nije najdalja i najpopularnija fotografija našeg planeta. Snimljena je ovom svemirskom letjelicom, koja se zove Voyager. A ovo je fotografija mene ispred nje, radi usporedbe. Voyager je mali stroj. Trenutno je 10 milijardi milja udaljen od Zemlje, odašiljajući sa onim tanjurom, snage 20 wata, i još smo u kontaktu s njim. A posjetio je Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Nakon što je posjetio sva četiri ta planeta, Carl Sagan, koji je jedan od mojih heroja, ima je fantastičnu zamisao da okrene Voyager natrag i da snimi fotografije svakog planeta kojega je posjetio. I snimio je ovu fotografiju Zemlje. Teško je vidjeti Zemlju, fotografija se zove "Neprimjetna plava točka", ali to je Zemlja uzdignuta u onom svjetlosnom stupu. To je Zemlja sa udaljenosti od četiri milijarde milja.

I želio bih vam pročitati što je Sagan o njoj napisao, za kraj, jer ja neznam izreći riječi lijepe poput ovih da bih opisao što smo vidjeli u fotografiji koju smo snimili. Rekao je "Razmotrite ponovo onu točku. To je ovdje. To je doma. To smo mi. Na njoj, svi koje volite, svi koje poznajete, svi o kojima ste čuli, svako ljudsko biće koje je ikada živjelo svoj život. Gomile radosti i patnje tisuće pouzdanih religija, ideologija i ekonomskih doktrina, svaki lovac i tragač za hranom, svaki heroj i kukavica, svaki stvaraoc i razarač civilizacije, svaki kralj i seljak, svaki mladi zaljubljeni par, sve majke i očevi, nadobudna djeca, izumitelj i istraživač, svaki učitelj morala, svaki korumpirani političar, svaka "zvijezda", svaki vrhunski vođa, svaki svetac i griješnik u povijesti naše vrste, živjeli su ondje, na čestici prašine, uzdignutoj zrakom sunca. Rečeno je da je astronomija ponižavajuće i iskustvo koje gradi karakter. Možda nema bolje demonstracije za glupost ljuske uobraženosti od ove daleke fotografije našeg sičušnog svijeta. Za mene, to podcrtava našu odgovornost da se što ljubaznije odnosimo jedni prema drugima i da očuvamo i njegujemo blijedu plavu točku jedini dom kojega znamo."

Lijepe riječi o snazi znanosti i istraživanja. Zagovara se da, i uvijek će, da mi već dovoljno znamo o svemiru. Mogli se tako u 1920-ima; i nebiste imali penicilin. Mogli ste tako u 1890-ima; i nebiste imali tranzistor. A i danas se tako misli, u ovim teškim ekonomskim vremenima. Sigurno, znamo dovoljno. Ne moramo otkriti ništa više o svemiru.

Dozvolite da zadnje riječi ostavim nekome tko ubrzano postaje mojim herojem, Humphrey Davy, koji je svoju znanost istraživao na kraju 19-og stoljeća. Jasno da je stalno bio napadan. Mi znamo dovoljno na kraju 19-og stoljeća. Samo iskorištavajte, gradite stvari. Rekao je to, rekao je, "Ništa nije toliko fatalno za razvoj ljudskog uma od pretpostavke da su naši pogledi na znanost konačni, da su naše pobjede završene, da nema misterija u prirodi, i da nema novih svjetova za osvojiti."

Hvala vam.

(Pljesak)