Brian Cox: Prečo potrebujeme výskumníkov

Žijeme v ťažkých a náročných ekonomických časoch. A jednou z prvých obetí ťažkej ekonomickej doby, podľa môjho názoru, sú akékoľvek verejné výdavky, ale momentálne sú to predovšetkým verejné výdavky na vedu, a zvlášť na vedu a výskum hnané zvedavosťou. Takže počas nastávajúcich 15 minút sa vás pokúsim presvedčiť, aká je to absurdná a nezmyselná vec.

Pripravím si pôdu tým, že vám ukážem -- nasledovným snímkom sa nepokúšam ukázať vám najhorší snímok v histórii TEDu, ale je to trochu chaotické. (Smiech) Ale vlastne to nie je moja vina, mám to z denníka Guardian. A je to v skutočnosti krásna ilustrácia toho, koľko stojí veda. Pretože ak mám obhájiť myšlienku potreby ďalšieho podporovania vedy a výskumu hnaného zvedavosťou, mal by som vám povedať, koľko to stojí. Takže toto je hra, ktorá sa volá "nájdi rozpočet pre vedu". Toto sú výdavky vlády Veľkej Británie. Ako môžete vidieť, je to okolo 620 miliárd ročne.

A rozpočet na vedecké účely je - ak sa pozriete vľavo, je tam skupina fialových bubliniek a potom skupina žltých bubliniek. A je to jedna zo žltých bubliniek okolo veľkej žltej bubliny. Je to asi 3,3 miliardy libier ročne zo 620 miliárd. A toto pokrýva všetko vo Veľkej Británií od lekárskeho výskumu, vesmírneho programu, môjho pracovisko časticovej fyziky v CERNe v Ženeve, inžinieringu až po umenie a humanitné vedy. Toto všetko pokrýva rozpočet na vedu čo je tých 3,3 miliár, tá malá malilinká žltá bublinka v okolí oranžovej bubliny vľavo hore na obrazovke. Takže o tomto sa bavíme. Mimochodom, podobné percento z rozpočtu sa míňa aj v USA, v Nemecku a vo Francúzsku. Veda a vývoj celkovo v ekonomike kryté z verejných výdavkov predstavuje 0,6 % z HDP. Takže o tomto sa bavíme.

Najskôr by som chcel povedať, a toto je priamo z "Wonders of the Solar System" (BBC program: Divy slnečnej sústavy), že náš výskum slnečnej sústavy a vesmíru nám ukázal, aký neopísateľne krásny vesmír je. Tento obrázok nám bol zaslaný z vesmírnej sondy Cassini z blízkosti Saturnu po tom, ako sme dokončili natáčanie "Divov slnečnej sústavy". Takže to nie je v dokumente. Je to mesiac Enceladus. A tá veľká ohromná biela guľa v rohu je Saturn, ktorý sa vlastne nachádza v pozadí obrázku. A ten polmesiac je Enceladus, ktorý je asi taký veľký ako sú Britské ostrovy. Má priemer asi 500 km. Čiže je to maličký mesiac. Čo je však fascinujúce a krásne... toto je, mimochodom, neupravená fotografia. Je čiernobiela, priamo z obežnej dráhy Saturnu.

Čo je však krásne, možno vidíte tam na okraji akoby bledé kúdoly dymu stúpajúce z okraja. Takto to vizualizujeme v "Divoch slnečnej sústavy". Je to prekrásna grafika. Zistili sme, že tie bledé kúdoly sú v skutočnosti ľadové gejzíry vyvierajúce z povrchu tohto malého mesiaca. To je fascinujúce a krásne samo o sebe, ale my si myslíme, že mechanizmus, akým sa tieto gejzíry napájajú, si vyžaduje jazerá kvapalnej vody pod povrchom tohto mesiaca. A tu je dôležité si uvedomiť, že na našej planéte, na Zemi, kdekoľvek sa nachádza kvapalná voda, tam je aj život. Takže, nájsť presvedčivý dôkaz o tekutine, celých jazerách, pod povrchom mesiaca, ktorý je od Zeme vzdialený 750 miliónov míľ, je skutočne ohromujúce. Takže v podstate tvrdíme, že možno ide o miesto výskytu života v slnečnej sústave. Ale, ako vravím, toto bola grafika. Chcel by som však ukázať túto fotografiu. Je to ďalší snímok Enceladusu. Záber urobila Cassini, keď letela popod Enceladus. Bol to veľmi nízky prelet, len niečo okolo stovky kilometrov nad povrchom. Takže toto je skutočná fotografia ľadových gejzírov stúpajúcich do vesmíru, úplná nádhera.

Toto však nie je kandidát číslo jeden na život v slnečnej sústave. Tento post by asi patril tomuto miestu, toto je Jupiterov mesiac, Európa. A opäť sme museli letieť do Joviálneho systému aby sme sa presvedčili, že tento mesiac, ako väčšina mesiacov, bol niečím iným ako mŕtvou skalou. Je to vlastne ľadový mesiac. Teraz sa pozeráte na povrch mesiaca Európa, ktorý tvorí hrubá vrstva ľadu, pravdepodobne stovky kilometrov hrubá. Ale skúmaním spôsobu, akým Európa vzájomne pôsobí s magnetickým poľom Jupitera a sledovaním pohybu tých trhlín v ľade, ktoré môžete vidieť na tejto grafike, sme prišli k záveru, že celý povrch Európy pokrýva oceán tekutiny. Takže pod ľadom sa nachádza oceán tekutiny pokrývajúci celý mesiac. Myslíme si, že môže mať hĺbku stovky kilometrov. Myslíme si, že je to slaná voda a to by znamenalo, že že na tomto Jupiterovom mesiaci je viac vody ako vo všetkých oceánoch na Zemi dokopy. Takže toto miesto, malý mesiac pri Jupiteri, je pravdepodobne kandidátom číslo jeden pri hľadaní života na mesiaci, alebo na telese mimo Zeme, o ktorom máme vedomosť. Úžasný a nádherný objav.

Náš výskum slnečnej sústavy nás naučil, že slnečná sústava je krásna. Tiež nám naznačil cestu k odpovediam na jednu z najzávažnejších otázok, ktoré si kladieme, a to: "Sme vo vesmíre sami?" Existuje aj iné využitie výskumu a vedy, okrem pocitu úžasu nad objavom? Áno, existuje. Toto je veľmi známa fotka ktorá vznikla na môj prvý Štedrý deň, 24. decembra,1968, keď som mal asi osem mesiacov. Urobilo ju Apollo Osem keď obchádzalo zadnú stranu mesiaca. Východ Zeme z Apolla 8. Slávna fotografia, mnohí vravia, že práve tento záber zachránil rok 1968, ktorý bol inak dosť pohnutý - študentské nepokoje v Paríži, vojna vo Vietname vrcholila. Dôvod, prečo si to mnohí myslia o tomto zábere, a Al Gore to už veľakrát spomínal aj na javisku na TEDe, je to, že tento obrázok znamenal pravdepodobne začiatok environmentálneho hnutia. Lebo po prvýkrát sme videli náš svet nielen ako pevné, nehybné, takpovediac nezničiteľné miesto, ale ako malý, krehko vyzerajúci svet, ktorý visí v temnote vesmíru.

Taktiež sa často nespomína, aký mal vesmírny výskum a program Apollo ekonomický úžitok. Chcem povedať, že sa môžme síce baviť o tom, aký úžasný a neskutočný úspech to bol a ukazovať pritom zábery ako je tento, ale bolo to dosť drahé, nie? V skutočnosti boli vypracované mnohé štúdie o ekonomickej efektívnosti, ekonomickom dopade Apolla. Najväčšiu štúdiu vypracoval v roku 1975 Chase Econometrics. Táto štúdia dokázala, že každý dolár, ktorý sa minul na Apollo, sa americkej ekonomike vrátil 14krát. Takže Apollo sa oplatilo z hľadiska inšpirácie, inžinieringu, úspechu a myslím aj inšpirácie mladých vedcov a inžinierov štrnásťnásobne. Takže výskum sa oplatí.

Čo však vedecké objavy? Čo inovácie? No, toto vyzerá ako obrázok ničoho. Je to však záber spektra vodíka. Viete, v 80., 90. rokoch 19. storočia mnoho vedcov a výskumníkov pozorovalo svetlo, ktoré vydávajú atómy. A videli zvláštne obrázky, ako je tento. A keď pozorujete jeho rozklad hranolom, vidíte, že pri zohriatí vodík nežiari iba bielym svetlom, ale vydáva svetlo určitých farieb, červené, svetlomodré, tmavomodré. A toto viedlo k porozumeniu štruktúry atómu, pretože sa to vysvetľuje tak, že atómy sú samostatné jadrá s obiehajúcimi elektrónmi. A tieto elektróny sa môžu nachádzať len na určitých miestach. Takže keď vyskočia na iné miesto, kde môžu byť a vracajú sa späť, vydávajú pritom svetlo určitých farieb.

Takže fakt, že atómy, keď ich zohrejete, vydávajú svetlo určitých farieb, bol hlavným motorom, ktorý viedol k vývoju kvantovej teórie, teórie o štruktúre atómov. Chcel som vám ukázať tento pozoruhodný záber. Je to vlastne zobrazenie slnečného spektra. A toto je záber atómov v slnečnej atmosfére, ktoré absorbujú svetlo. A opäť absorbujú svetlo len v určitých farbách, keď elektróny vyskočia a vracajú sa späť, vyskočia a spadnú naspäť. Ale všimnite si množstvo čiernych čiar v tom spektre. A prvok hélium bol objavený práve sledovaním svetla zo Slnka, pretože sa objavilo pár tých čiernych čiar, ktoré nekorešpondovali so žiadnym známym prvkom. A preto sa hélium volá hélium. Zo slova "hélios" - Slnko.

Toto znie trochu ezotericky, a skutočne, toto bádanie bolo ezoterické, ale kvantová teória rýchlo viedla k pochopeniu správania sa elektrónov v materiáloch, akým je napríklad silikón. Spôsob, akým sa správa silikón, fakt, že môžeme vyrábať tranzistory, je čisto kvantový fenomén. Takže bez zvedavosťou hnaného pochopenia štruktúry atómov, ktoré viedlo k tejto takpovediac ezoterickej teórii, kvantovej mechanike, by sme nemali tranzistory, nemali by sme silikónové čipy, v podstate by sme nemali základ našej modernej ekonomiky.

Tento príbeh skrýva, myslím, ešte jednu úžasnú pointu. V "Divoch slnečnej sústavy" neustále zdôrazňujeme, že fyzikálne zákony sú univerzálne. Jednou z najúžasnejších vecí na fyzike a na pochopení prírody tu na Zemi je, že ho možno preniesť nielen na planéty, ale aj na najvzdialenejšie hviezdy a galaxie. A jednou z úžasných predpovedí kvantovej mechaniky, len skúmaním štruktúry atómov - úplné rovnakej teórie, ktorá opisuje tranzistory - je, že vo vesmíre neexistuje hviezda, ktorá by bola ku koncu svojho života väčšia ako, úplne presne, 1,4 násobok veľkosti Slnka. Takáto je hraničná veľkosť hviezd. Môžete ju vypočítať na papieri v laboratóriu, potom vziať teleskop, zamieriť ho na oblohu a zistíte, že tam nie je žiadna mŕtva hviezda väčšia ako 1,4 násobok veľkosti Slnka. To je úplne neuveriteľný odhad.

Čo sa teda stane, ak máte hviezdu, ktorej veľkosť je presne na hranici? Vidíte to na tomto obrázku. Toto je fotografia galaxie, bežnej galaxie ako je tá naša s povedzme 100 miliardami hviezd podobných našemu Slnku. Je to len jedna z miliárd galaxií vo vesmíre. V galaktickom jadre je miliarda hviezd, preto tak jasne svieti. Vzdialená je asi 50 miliónov svetelných rokov, čiže je to jedna z našich susedných galaxií. Ale tá žiarivá hviezda tam je vlastne jedna z hviezd v galaxii. Čiže tá hviezda je tiež vzdialená 50 miliónov svetelných rokov. Je súčasťou tej galaxie a svieti tak jasne ako stred galaxie s miliardou sĺnk. Ide o explóziu supernovy typu Ia. Tento fenomén je neuveriteľný, pretože je to hviezda, ktorá tam visí .. ..nazývame ju uhlíkovo-kyslíkový trpaslík. Takže visí tam, povedzme 1,3 krát väčšia ako Slnko. A okolo nej obieha jej binárny spoločník, čiže veľká hviezda, veľká plynová guľa A tento trpaslík vysáva plyn z jej spoločníka, až kým nedosiahne hranicu, ktorú nazývame Chandrasekharova medza a potom exploduje. Exploduje a žiari tak jasne ako miliardy sĺnk po dobu asi dvoch týždňov a uvoľňuje pritom do vesmíru nielen energiu, ale aj obrovské množstvo chemických prvkov. V skutočnosti, táto hviezda je uhlíkovo-kyslíkový trpaslík.

Ale vo vesmíre nebol v čase Veľkého tresku žiadny uhlík či kyslík. Nebol tam žiadny uhlík a kyslík ani počas prvej generácie hviezd. Vznikli vo hviezdach ako je táto, najskôr uzavreté v nich a potom sa vracajúce do vesmíru v explóziách, ako je táto, aby sa znovu skondenzovali do planét, hviezd, nových slnečných sústav a pravdaže, ľudí ako sme my. Myslím, že je to pozoruhodná ukážka sily a krásy a univerzálnosti fyzikálnych zákonov, pretože rozumieme tomu procesu vďaka tomu, že rozumieme štruktúre atómov tu na Zemi.

Mám tu krásny citát, čo som našiel - týka sa náhodných objavov - od Alexandra Fleminga. "Keď som sa zobudil tesne po úsvite ráno 28. septembra 1928, určite som neplánoval obrátiť celú medicínu naruby tým, že objavím prvé antibiotikum na svete." Čiže výskumníci sveta atómov nezamýšľali vynájsť tranzistor. A celkom určite nezamýšlali opísať mechanizmus zániku supernov, z ktorého sme sa nakoniec dozvedeli, kde sa vo vesmíre zlúčili základné kamene života. Takže, myslím si, že veda môže byť - náhodné objavy sú dôležité. Môže byť krásna. Môže odhaliť úplne neuveriteľné veci. A môže nám nakoniec odkryť najzávažnejšie otázky o našom mieste vo vesmíre a o skutočnej hodnote našej domácej planéty.

Toto je jedinečný záber na našu domovskú planétu. Teda, toto nevyzerá ako naša domovská planéta. Vyzerá to ako Saturn a samozrejme, aj je. Záber urobila vesmírna sonda Cassini. Ale tento snímok je známy nie kvôli kráse a majestátnosti saturnových prstencov, ale kvôli maličkej bledej škvrnke, ktorá sa nachádza pod jedným z prstencov. Keď na ňu takto ukážem, môžete ju vidieť. Vyzerá ako mesiac, ale v skutočnosti je to záber Zeme. Je to obraz Zeme zachytený v ráme Saturnu. Toto je naša planéta zo 750 miliónov míľovej diaľky. Myslím, že Zem má tú zvláštnu vlastnosť, že čím viac sa od nej vzdialite, tým krajšia sa zdá.

Toto však nie je najvzdialenejší ani najznámejší záber našej planéty. Ten odfotografovala táto vec, ktorá sa volá sonda Voyager. A toto je fotka mňa pred ňou - na porovnanie. Voyager je maličký stroj. V súčasnosti sa nachádza 10 miliárd míľ od Zeme, vysiela pomocou tohto satelitu, ktorý má výkon 20 wattov, a sme s ním stále v kontakte. Navštívila však Jupiter, Saturn, Urán a Neptún. A potom, čo navštívila všetky štyri tieto planéty, Carl Sagan, jeden z mojich veľkých hrdinov, mal úžasný nápad otočiť Voyager a odfotiť každú planétu, ktorú navštívil. A tak vznikla táto fotografia Zeme. Ťažko tu rozoznať Zem, volá sa to záber "bledej modrej bodky", ale Zem sa skrýva v tom lúči svetla. Toto je Zem zo vzdialenosti 4 miliárd míľ.

Na záver by som Vám rád prečítal, čo o tom napísal Sagan, lebo ja nenájdem také krásne slová, akými opísal čo videl na tej fotografii, ktorú urobil. Povedal, "Zamyslite sa opäť nad tou bodkou. To je tu. To je domov. To sme my. Na nej sú všetci, čo milujete, každý, koho poznáte, každý, o kom ste kedy počuli, každá ľudská bytosť, ktorá kedy bola a prežila svoj život. Je v nej všetka radosť a utrpenie tisícky sebavedomých náboženstiev, ideológií a ekonomických doktrín, každý lovec, aj chovateľ, každý hrdina a zbabelec, každý stvoriteľ aj ničiteľ civilizácie, každý kráľ a poddaný, každý zaľúbený párik, každá matka a otec, nádejné dieťa, vynálezca a výskumník, každý moralista, každý skorumpovaný politik, každá celebrita, každý popredný vodca, každý svätý a hriešnik v histórií nášho druhu, žili tam, na tej smietke prachu, ktorá sa skýva v slnečnom lúči. Vraví sa, že astronómia je pokorujúci a charakter budujúci zážitok. Možno neexistuje lepšia ukážka pomýlenosti ľudskej ješitnosti, ako je tento vzdialený obrázok nášho maličkého sveta. Pre mňa to zdôrazňuje našu zodpovednosť správať sa k sebe milšie a zachovať a vážiť si bledú modrú bodku, jediný domov, aký máme."

Krásne slová o sile vedy a výskumu. Vždy sa argumentovalo, aj sa argumentuje, že už vieme o vesmíre dosť. Mohli sme si to povedať v 20. rokoch 20. storočia, a nemali by sme penicilín. Mohli sme si to povedať v 90. rokoch 19. storočia, a nemali by sme tranzistor. A argumentuje sa tak aj dnes v týchto náročných ekonomických časoch. Iste, vieme dosť. Nepotrebujeme už objaviť nič iné o našom vesmíre.

Dovoľte mi prenechať posledné slová niekomu, kto sa stáva mojim hrdinom, Humphrey Davy-mu, ktorý bol vedcom na sklonku 19. storočia. On bol celý čas tvrdo kritizovaný. Vieme predsa dosť na sklonku 19. storočia. Stačí len z toho ťažiť, len budovať. On povedal toto, povedal: "Nič nebrzdí vývoj ľudskej mysle tak, ako predpoklad, že naše vedecké poznanie je konečné, že naše víťazstvá sú kompletné že v prírode už niet viac záhad, a že už nejestvujú nové svety, ktoré treba dobyť".

Ďakujem.

(Potlesk)