Braiens Kokss: Kāpēc mums ir nepieciešami pētnieki

Mēs dzīvojam ekonomiski grūtos un izaicinājumu pilnos laikos. Un viens no pirmajiem upuriem sarežģītos ekonomiskos apstākļos ir valsts izdevumu sadalījums, bet īpaši ass jautājums šobrīd ir līdzekļu novirzījums zinātnei un īpaši, fundamentālajai zinātnei un pētniecībai. Tāpēc nākamajās 15 minūtēs es vēlos jūs pārliecināt, cik tas ir smieklīgi un absurdi.

Bet vispirms, ieskatam, nākamais slaids nav mans mēģinājums parādīt sliktāko TED slaidu tā vēsturē, bet tas ir nedaudz juceklīgs. (Smiekli) Bet patiesībā, tā nav mana vaina, tas ir no "Guardian" laikraksta. Un patiesībā, tā ir brīnišķīga demonstrācija, cik daudz izmaksā zinātne. Tāpēc, ja es gatavojos aizstāvēt nepieciešamību turpināt finansēt fundamentālo zinātni un pētniecību, man vajadzētu jums pateikt, cik tas izmaksā. Tātad, šī spēle saucas "atrodi zinātnes bužetu." Šie ir Lielbritānijas valdības izdevumi. Tur jūs redzat, tie ir apmēram 620 miljardi gadā

Un zinātnes bužets patiesībā ir tur, pa kreisi, tur ir purpura krāsas apļi un tad dzeltenie apļi Un tas ir viens no mazajiem dzeltenajiem apļiem pie lielā dzeltenā apļa. Tie ir apmēram 3,3 miljardi mārciņu gadā no 620 miljardiem. Tas finansē visu Lielbritānijā sākot no medicīnas pētījumiem, kosmosa izpētes, vietu, kur es strādāju, CERN Ženēvā, elementārdaļiņu fiziku, inženierzinātnes, pat māksla un humanitārās zinātnes tiek finansētas no zinātnes budžeta, kas ir šie 3,3 miljardi, šis mazais, niecīgais dzeltenais aplītis blakus oranžajam aplim ekrāna augšējā kreisajā pusē. Šī ir lieta, par ko mēs strīdamies. Procentuāli šis sadalījums ir apmēram vienāds ASV un Vācijā un Francijā. Pētniecībai un attīstībai kopumā tiek novirzīti 0,6% IKP. Šis ir mūsu strīdus objekts.

Pirmā lieta, ko vēlos pateikt, un, kas nāk tieši no programmas "Saules sistēmas brīnumi," ir tas, ka Saules sistēmas un Visuma izpēte mums parādījusi cik neaprakstāmi apbrīnojams tas ir. Šis ir attēls no Kassini kosmosa kuģa Saturna tuvumā, pēc tam, kad mēs pabeidzām filmēt "Saules sistēmas brīnumus". Tāpēc tas nav raidījumā. Tas ir no Saturna pavadoņa Enceladus. Tāpēc šī lielā baltā lode stūrī ir Saturns, kas atrodas attēla fonā. Un šis pusmēness ir pavadonis Enceladus, kas ir apmēram tik pat liels kā Britu salas. Tā diametrs ir apmēram 500 km. Tātad neliels pavadonis. Bet, apbrīnojamais un skaistais... šis, starp citu, ir neapstrādāts attēls. Tas ir melnbalts, tieši no Saturna orbītas.

Kas ir apbrīnojami, jūs iespējams redzat blāvu nelielu strūkliņu, kas ganrīz kā dūmi paceļas no pavadoņa virsmas. Šādi mēs to attēlojam "Saules sistēmas brīnumos". Šī ir brīnišķīga vizualizācija. Mēs atklājām, ka šīs blāvās strūkliņas patiesībā ir ledus strūklakas, kas paceļas no šī nelielā pavadoņa virsmas. Tas ir apbrīnojami un skaisti pats par sevi, bet mēs uzskatām, ka šo strūklaku darbībai nepieciešami šķidra ūdens ezeri zem pavadoņa virsmas. Un, kas ir svarīgi, uz mūsu planētas, uz Zemes, visur, kur ir šķidrs ūdens, ir dzīvība. Tāpēc atrast spēcīgus pierādījumus šķidrumam, šķidriem ezeriem, zem pavadoņa virsmas 750 miljonu jūdžu attālumā no Zemes ir patiešām pārsteidzoši. Tātad, mēs būtībā sakām, ka šī iespējams ir dzīvībai piemērota vide Saules sistēmā. Lūk vēl viens attēls. Tas ir vēl viens attēls no Enceladus. Uzņemts, kad Kassini lidoja zem Encceladus. Tātad tas pārvietojās ļoti zemu, tikai dažus simtus kilometru virs pavadoņa virsmas. Un tad atkal šis — ledus strūklakas tiek izmestas Visumā — pilnībā apburoši.

Bet šis nav galvenais kandidāts dzīvībai Saules sistēmā. Tā iespējams ir šī vieta — Jupitera pavadonis, Eiropa. Un atkal, mums ir jālido uz Jupitera sistēmu, lai uzzinātu, ka šis pavadonis, kā vairums pavadoņu, ir kaut kas vairāk kā nedzīva akmens lode. Tas patiesībā ir veidots no ledus. Tātad jūs skatāties uz pavadoņa Eiropas virsmu, kas ir bieza ledus plātne, iespējams simts kilometrus bieza. Bet mērījumi rāda, ka tas, kā Eiropa mijiedarbojas ar Jupitera magnētisko lauku, un skatoties uz šīm plaisām ledū, ko jūs redzat attēlā, mēs ar pārliecību secinām, ka tur ir šķidruma okeāns, kas aptver visu Eiropas virsmu. Tātad zem ledus, ir šķidruma okeāns apkārt visam pavadonim. Mēs domājam, ka tas varētu būt simtiem kilometru dziļš. Mēs domājam, ka tas ir sālsūdens, un tas varētu nozīmēt, ka uz šī Jupitera pavadoņa ir vairāk ūdens nekā visos Zemes okeānos kopā ņemot. Tātad tas padara nelielo Jupitera pavadoni par galveno kandidātu dzīvības meklēšanai uz pavadoņiem vai mums zināmajiem debess ķermeņiem ārpus Zemes. Ārkārtējs un brīnišķīgs atklājums.

Saules sistēmas izpēte ir parādījuši, ka Saules sistēma ir brīnišķīga. Šie pētījumi arī var norādīt uz atbildi vienam no būtiskākajiem jautājumiem, ko mēs varam uzdot, tas ir, "Vai mēs esam vieni Visumā"? Vai pētījumiem un zinātnei ir vēl kāds cits pielietojums kā ziņkāres apmierināšana? Jā, ir gan. Šis ir labi pazīstams attēls uzņemts, patiesībā, manos pirmajos Ziemassvētkos, 24. decembrī, 1968. gadā Kad es biju apmēram 8 mēnešus vecs. To uzņēma Apollo 8, tam lidojot apkārt Mēnesim. Zemeslēkts no Apollo 8. Slavena fotogrāfija; daudzi ir teikuši, ka šī ir fotogrāfija, kas izglāba 1968. gadu, kas bija vētrains gads — studentu nemieri Parīzē, asākais laiks Vjetnamas karā. Iemesls, kāpēc daudzi cilvēki šādi domā par šo attēlu, un Als Gors to ir teicis neskaitāmas reizes, patiesībā, uz TED skatuves, ir, ka šī fotogrāfija, iespējams, bija aizsākums vides kustībai. Tāpēc, ka pirmo reizi, mēs redzējām mūsu pasauli, nevis kā, stabilu, nesatricināmu, neiznīcināmu vietu, bet gan, kā nelielu, trausa paskata pasauli, vienu pašu Visuma plašumos.

Kas arī bieži paliek nepateikts par Visuma izpēti, par Apollo programmu, ir tās devums ekonomikā. Kamēr es stāstu, ka tas bija brīnišķīgs un ārkārtējs sasniegums un deva attēlus, kā šis, tas maksāja dārgi, vai ne? Patiesībā, ir veikti daudzi pētījumi par ekonomisko lietderību, Apollo ekonomisko ietekmi. Plašāko no tiem veica Chase Econometrics 1975. gadā. Un tas parādīja, ka katrs dolārs, kas tika iztērēts uz Apollo, ienesa 14 dolārus ASV budžetā. Tātad Apollo programma atmaksājās gan iedvesmojot, gan virzot uz priekšu inženierzinātnes un, manuprāt, arī iedvesmojot jaunus zinātniekus un inženierus vairāk nekā 14 reizes. Tātad pētniecība spēj samaksāt par sevi.

Kā ar zinātniskiem atklājumiem? Kā ar inovācijām? Labi, šis būtībā izskatās, kā "nekā" attēls. Patiesībā, šeit redzams ūdeņraža spektrs. Redzat, 1880-os, 1890-os gados daudzi zinātnieki, daudzi pētnieki pētīja gaismu, ko izstaro atomi. Un viņi ieraudzīja dīvainus attēlu, kā šis. Tas, ko jūs redzat, kad to izlaižat caur prizmu, ir, kad jūs uzsildāt ūdeņradi un tas neizstaro tikai balto gaismu, tas izstaro gaismu noteiktās krāsās — sarkanā, gaiši zilā, dažos tumši zilos toņos. Tagad tas ir ļāvis izprast atomu uzbūvi tāpēc, ka, kā tas tiek skaidrots, atoms sastāv no kodola, kam apkārt riņķo elektroni. Šie elektroni var atrasties tikai noteiktās vietās. Kad tie pārvietojas vienu vietu augstāk vai nokrīt vienu vietu zemāk, tie izstaro gaismu noteiktā krāsā.

Un fakts, ka atomi, kad tie tiek uzsildīti, izstaro gaismu ļoti īpatnējās krāsās bija viens no atklājumiem, kas noveda pie kvantu teorijas izstrādes, teorijas par atomu uzbūvi. Es tikai vēlējos parādīt šo bildi, jo tā ir ievērojama. Tas patiesībā ir Saules spektra attēls. Šajā fotogrāfijā attēloti atomi Saules atmosfērā absorbējot gaismu. Un atkal, tie absorbē tikai noteiktas gaismas krāsas kad elektroni pārvietojas augšup vai lejup, augšup vai lejup. Un skatieties uz daudzajām melnajām līnijām spektrā. Un elements hēlijs tika atklāts tikai skatoties uz Saules spektru tāpēc, ka dažas no šīm melnajām līnijām atbilda nezināmam elementam. Un tāpēc hēliju sauc par hēliju. Tas tiek saukts "helios" — hēlijs no Saules.

Nu tas izklausās ezotēriski, un patiešām, tam bija ezotēriska izcelsme, bet kvantu teorija ātri vien ļāva izprast elektronu uzvedību materiālos, piemēram silikonā. Tas, kā silikons uzvedas, fakts, ka iespējams uzbūvēt tranzistorus, ir patiess kvantu fenomens. Tāpēc bez fundamentālas atomu uzbūves izpratnes, kas noveda pie šīs diezgan ezotēriskās teorijas, kvantu mehānikas, mums nebūtu tranzistoru, mums nebūtu silikona čipu, mums nebūtu pamatu mūsdienu ekonomikai.

Lūk vēl viens, manuprāt, brīnišķīgs pagrieziens mūsu stāstam. "Saules sistēmas brīnumos", mēs turpinājām uzsvērt, ka fizikas likumi ir universāli. Tas ir viens no brīnišķīgākajiem fizikas aspektiem un izprotot dabas norises uz Zemes, tos iespējams attiecināt, ne tikai uz citām planētām, bet arī uz pašām attālākajām zvaigznēm un galaktikām. Un viens no satriecošākajiem kvantu mehānikas paredzējumiem, tikai pēc atomu struktūras izpētes — tās pašas teorijas, kas apraksta tranzistorus — ir, ka Visumā nevar būt zvaigžņu, kas sasniegušas savas pastāvēšanas beigas, un ir lielākas par 1,4 reizēm no Saules masas. Tas ir ierobežojums, ko nosaka zvaigžņu masa. Jūs to varat laboratorijā izskaitļot uz papīra lapas, paņemt teleskopu, pavērst to pret debesīm un atklāt, ka tur nav mirušu zvaigžņu, kas lielākas par 1,4 reizēm no Saules masas. Tas ir pārsteidzošs paredzējums.

Kas notiek ar zvaigzni, kas atrodas tieši uz šīs masas robežas? Jūs to redzat šajā attēlā. Šeit attēlota galaktika, parasta galaktika ar, cik?, 100 miljardiem zvaigžņu kā mūsu Saule. Tā ir viena no miljardiem galaktiku Visumā. Tur ir miljardi zvaigžņu galaktikas kodolā, kā dēļ tā mirdz tik gaiši. Tā ir apmēram 50 miljonus gaismas gadu attālumā, tātad viena no mūsu kaimiņu galaktikām. Bet šī gaišā zvaigzne ir viena no zvaigznēm galaktikā. Tātad arī šī zvaigzne ir 50 miljonu gaismas gadu attālumā. Tā spīd tikpat gaiši kā galaktikas centrs, kas sastāv no miljardiem zvaigžņu. Tas ir Ia tipa supernovas sprādziens. Tas ir neticams fenomens, jo tā ir zvaigzne, kas atrodas tur. To sauc par oglekļa-skābekļa punduri. Tas atrodas tur, apmēram, 1,3 reizes no Saules masas. Un tam apkārt riņķo dubultzvaigzne, tātad liela zvaigzne, liela gāzes bumba. Un tas, ko tā dara ir gāzes uzsūkšana no tās kompanjona zvaigznes, līdz sasniedz robežu, ko sauc par Čandrasekara limitu, un tad tā uzsprāgst. Un, kad tā uzsprāgst, tā spīd tik spoži kā miljards sauļu apmēram divas nedēļas, un Visumā izsviež ne tikai enerģiju, bet arī milzīgu daudzumu ķīmisku elementu. Patiesībā, šis ir oglekļa-skābekļa punduris.

Un, ziniet, Visumā nebija ne oglekļa, ne skābekļa, kad notika Lielais Sprādziens. Un Visumā nebija ne oglekļa, ne skābekļa, kad veidojās pirmās zvaigznes. Tie tika radīti zvaigzēs, kā šī, un tad atgriezti Visumā caur sprādzieniem, kā šis lai izveidotu planētas, zvaigznes un jaunas saules sistēmas un, patiešām, arī cilvēkus, kā mēs. Es domāju, ka tas parāda apbrīnojamo spēku, skaistumu un universalitāti, kas piemīt fizikas likumiem, tāpēc, ka mēs saprotam procesu, tāpēc, ka mēs saprotam atomu uzbūvi šeit uz Zemes.

Esmu atradis brīnišķīgu citātu — tas ir par talantu atklāt — to ir teicis Aleksandram Flemingam "Kad es pamodos, tūlīt pēc rītausmas 1928. gada 28. septembrī, es pilnīgi noteikti neplānoju revolucionizēt medicīnu atklājot pirmo antiobiku pasaulē". Tāpat atomu pasaules atklājēji nemēģināja izgudrot tranzistoru. Un viņi pavisam noteikti nemēģināja aprakstīt supernovas sprādzienu mehāniku, kas galu galā mums pastāstīja par to, kur Visumā tika sintezēti dzīvības pamatelementi. Tāpēc, es domāju, ka zinātne var būt — nozīmīgs ir talants atklāt. Zinātne ir brīnišķīga. Tā var atklāt pavisam pārsteidzošas lietas. Tā var arī, galu galā, mums atklāt visdziļākās patiesības par mūsu vietu Visumā un par mūsu planētas nozīmi.

Šis ir iespaidīgs mūsu planētas attēls. Tā gan neizskatās pēc mūsu planētas. Tā izskatās pēc Saturna, tāpēc, ka tas ir Saturns. To uzņēma Kassini kosmosa zonde. Bet tā ir slavena fotogrāfija, nevis apbrīnojamo un majestātisko Saturna gredzenu dēļ, bet tāpēc, ka neliels blāvs ķermenis atrodas zem viena no šiem gredzeniem. Un, ja es to palielinu, tad tas izskatās pēc pavadoņa, bet patiesībā tas ir Zemes attēls. Tas bija Zemes attēls, kas notverts fotografējot Saturnu. Tā ir mūsu planēta no 750 miljonu jūdžu attāluma. Manuprāt, Zemei piemīt dīvaina īpašība, jo tālāk tā atrodas, jo brīnišķīgāk izskatās.

Bet tas nav visattālākais vai vispazīstamākais mūsu planētas attēls. Tas tika uzņemts ar šo ierīci - Voyager kosmosa kuģi. Un tas esmu es, tā priekšā, mēroga dēļ. Voyager ir neliela ierīce. Šobrīd tā atrodas 10 miljardu jūdžu attālumā no Zemes, pārraida signālus ar šo šķīvi, kura jauda ir 20 vati, un mums joprojām ar to ir sakari. Bet tas ir apmeklējis Jupiteru, Saturnu, Urānu un Neptūnu. Un pēc tam, kad tas apmeklējis visas četras šīs planētas, Karlam Saganam, kurš ir viens no maniem lielākajiem varoņiem, radās brīnišķīgā ideja apgriezt Voyager apkārt un uzņemt attēlu no visām tā apmeklētajām planētām. Un tas uzņēma arī šo Zemes attēlu. Zemi šeit saskatīt ir ļoti sarežģīti, to sauc par "blāvā, zilā punkta" attēlu, bet Zeme atrodas šajā gaismas strēlē. Tā ir Zeme no 4 miljardu jūdžu attāluma.

Un es vēlos nolasīt, ko Sagans par to rakstīja, tāpēc, ka es to nevaru izteikt tik brīnišķīgos vārdos, kā viņš aprakstīja redzēto šajā attēlā. Viņš teica: "Aplūkojiet atkal šo punktu. Tas ir šeit. Tās ir mūsu mājas. Tie esam mēs. Uz tā atrodas, ikviens, ko tu esi mīlējis, ikviens, ko tu pazīsti, ikviens par kuru esi dzirdējis, ikviens cilvēks, kas jebkad ir dzīvojis. Tajā sakopots viss prieks un ciešanas, tūkstošiem pārliecinātu reliģiju, ideoloģiju un ekonomisko doktorīnu, ikviens mednieks un vācējs, ikviens varonis un gļēvulis, ikviens civilizācijas radītājs un iznīcinātājs, ikviens karalis un zemnieks, ikviens iemīlējies pāris, ikviena māte un tēvs, cerību pilns bērns, izgudrotājs un pētnieks, ikviens tikumu skolotājs, ikviens uzpērkams politiķis, ikviena superzvaigzne, ikviens izcils vadonis, ikviens svētais un grēcinieks mūsu sugas vēsturē, dzīvojis šeit, uz šīs putekļu daļiņas, kas lidinās saulesstarā. Saka, ka astronomija iedveš pazemību un audzina raksturu. Iespējams nekas uzskatāmāk neparāda cilvēka augstprātīgo muļķību, kā šis attālais mūsu pasaules attēls. Man, tas uzsver mūsu atbildību būt laipnākiem vienam pret otru kā arī saudzēt un mīlēt šo blāvo zilo punktu — vienīgās mājas, ko mēs jebkad esam pazinuši."

Brīnišķīgi vārdi par zinātnes un pētniecības nozīmi. Vienmēr pastāvējis arguments, un tas viemēr tiks atkārtots, ka mēs jau zinām pietiekami daudz par Visumu. Tas varēja tikt izteikts 1929-os gados; tad mums nebūtu penicilīna. Tas varēja tikt izteikts 1890-os gados; mums nebūtu tranzistoru. Un tas atkal parādās šobrīd, šajos ekonomiski sarežģītajos laikos. Protams, mēs zinām pietiekami. Nav nekādas vajadzības turpināt pētīt Visumu.

Ļaujiet man pateikt vēl pēdējos vārdus kādam, kurš ātri vien kļuvis par manu varoni, Hamfrijs Deivijs, kurš nodarbojās ar zinātni 19.gs sākumā. Viņu nepārprotami visu laiku vajāja sabiedrības viedoklis: mēs zinām pietiekami 19.gs sākumā. Zināšanas ir tikai jāizmanto, lietas tikai jābūvē. Turpretī viņš teica: "Nekas nav nāvējošāks cilvēka prāta attīstībai kā uzskats, ka mūsu zinātniskie uzskati ir neapstrīdami, ka mūsu uzvaras ir pilnīgas, ka dabā nav vairāk noslēpumu un, ka nav vairāk jaunu pasauļu, ko iekarot."

Paldies.

(Aplausi)