In the late 19th century, scientists were trying to solve a mystery. They found that if they had a vacuum tube like this one and applied a high voltage across it, something strange happened. They called them cathode rays. But the question was: What were they made of?
19. yüzyılın sonlarına doğru, bilim insanları bir gizemi çözmeye çalışıyorlardı. Ve şunu buldular; eğer bunun gibi bir vakum tüpleri olsaydı ve içerisinden yüksek voltaj geçirilseydi, böyle ilginç bir şey meydana gelirdi. Bunu katot ışını olarak adlandırdılar. Ancak buradaki soru şu: Bu neyden oluşuyor?
In England, the 19th-century physicist J.J. Thompson conducted experiments using magnets and electricity, like this. And he came to an incredible revelation. These rays were made of negatively charged particles around 2,000 times lighter than the hydrogen atom, the smallest thing they knew. So Thompson had discovered the first subatomic particle, which we now call electrons.
19. yüzyılda İngiltere'de bulunan fizikçi J.J. Thompson, buna benzer bir deneyi elektrik ve mıknatıslar kullanarak gerçekleştirdi. Ve inanılmaz bir şey açığa çıkardı. Bu ışınlar, negatif yüklü parçacıklardan oluşuyordu ve bildikleri en küçük şey olan hidrojen atomundan neredeyse 2.000 kat daha hafifti. Yani Thompson, ilk atomaltı parçacığı keşfetmişti. Yani bu günümüzde bildiğimiz elektron.
Now, at the time, this seemed to be a completely impractical discovery. I mean, Thompson didn't think there were any applications of electrons. Around his lab in Cambridge, he used to like to propose a toast: "To the electron. May it never be of use to anybody."
Tabii, bu o zaman çok da uygulaması olmayan bir keşif gibi düşünüldü. Yani Thompson elektronlar ile pratik bir uygulamanın olmadığını düşündü. Cambridge'teki laboratuvarı etrafındakilere kadeh kaldırırdı: "Elektrona. Kimsenin asla kullanmayacağı bir şey!"
(Laughter)
(Gülüşmeler)
He was strongly in favor of doing research out of sheer curiosity, to arrive at a deeper understanding of the world. And what he found did cause a revolution in science. But it also caused a second, unexpected revolution in technology. Today, I'd like to make a case for curiosity-driven research, because without it, none of the technologies I'll talk about today would have been possible.
Dünyayı daha derinlemesine anlayabilmek için safiyane bir merak ile araştırmalarını yapma taraftarıydı. Ancak bulduğu şey, bilim dünyasında devrim meydana getirdi. Aynı zamanda teknolojide beklenmeyen ikinci büyük devrime sebep oldu. Ben bugün, merak merkezli araştırma konusunda yeni bir konu açmak istiyorum, çünkü merak olmadan, benim bugün konuşacağım teknolojilerin hiçbirisi mümkün olmazdı.
Now, what Thompson found here has actually changed our view of reality. I mean, I think I'm standing on a stage, and you think you're sitting in a seat. But that's just the electrons in your body pushing back against the electrons in the seat, opposing the force of gravity. You're not even really touching the seat. You're hovering ever so slightly above it. But in many ways, our modern society was actually built on this discovery. I mean, these tubes were the start of electronics. And then for many years, most of us actually had one of these, if you remember, in your living room, in cathode-ray tube televisions. But -- I mean, how impoverished would our lives be if the only invention that had come from here was the television?
Burada Thompson'ın bulduğu şey aslında gerçeğe olan bakış açımızı değiştirdi. Demek istediğim, ben şu anda sahnede durduğumu düşünüyorum ve siz de koltuklarınızda oturduğunuzu düşünüyorsunuz. Ancak bu sadece, vücudunuzdaki elektronların yer çekimine karşı, koltuktaki elektronlara doğru bir itiş uygulaması. Hatta koltuklara bile gerçekten dokunmuyorsunuz. Hafifçe üstünde havada duruyorsunuz. Ancak birçok yönden, günümüz modern toplumu aslında bu keşif üzerine kuruldu. Söylemeye çalıştığım şey, bu tüpler elektroniğin başlangıcıydı. Ve sonrasında yıllarca birçoğumuzda bunlardan bir tanesi vardı, eğer oturma odalarınızdaki televizyonu hatırlıyorsanız, bunlar katot tüplüydüler. Ancak söylemeye çalıştığım şey, bundan icat edilen tek buluş televizyon olsaydı, hayatlarımız ne kadar da kısırlaşırdı değil mi?
(Laughter)
(Gülüşmeler)
Thankfully, this tube was just a start, because something else happens when the electrons here hit the piece of metal inside the tube. Let me show you. Pop this one back on. So as the electrons screech to a halt inside the metal, their energy gets thrown out again in a form of high-energy light, which we call X-rays.
Çok şükür ki bu tüp sadece başlangıçtı. Çünkü elektronlar tüpün içinde bir metale çarptığı zaman, başka bir şeyler oluyor. Hadi size göstereyim. Bunu açalım. Elektronlar metalin içerisinde duraksadıklarında cızırdarlar, enerjileri yüksek enerjili ışık olarak dışarı atılır ve biz bunu X ışınları olarak adlandırıyoruz.
(Buzzing)
(Cızırtı sesi)
(Buzzing)
(Cızırtı sesi)
And within 15 years of discovering the electron, these X-rays were being used to make images inside the human body, helping soldiers' lives being saved by surgeons, who could then find pieces of bullets and shrapnel inside their bodies. But there's no way we could have come up with that technology by asking scientists to build better surgical probes. Only research done out of sheer curiosity, with no application in mind, could have given us the discovery of the electron and X-rays.
Ve elektronların keşfinden itibaren 15 yıl içerisinde, X-ışınları insan vücudunun içini görüntülemek için kullanılmaya başlandı, cerrahlar tarafından askerlerin vücutlarındaki mermi ve şarapnel parçalarını bulmak için ve hayatlarını kurtabilmek için kullanıldı. Ancak bu teknolojiye bilim insanlarına daha iyi cerrahi araçlar geliştirmelerini söyleyerek ulaşmak mümkün değildir. Herhangi bir uygulama hedefi gütmeden, yalnızca saf merak ile yapılan araştırmalar, elektron ve X-ışınlarının keşfine yardımcı oldu.
Now, this tube also threw open the gates for our understanding of the universe and the field of particle physics, because it's also the first, very simple particle accelerator. Now, I'm an accelerator physicist, so I design particle accelerators, and I try and understand how beams behave. And my field's a bit unusual, because it crosses between curiosity-driven research and technology with real-world applications. But it's the combination of those two things that gets me really excited about what I do. Now, over the last 100 years, there have been far too many examples for me to list them all. But I want to share with you just a few.
Bugün bu tüp, evrenin anlaşılması için, parçaçık fiziği alanında yeni kapıların açılmasına yardımcı oluyor, çünkü bu tüp aynı zamanda ilk ve oldukça basit bir parçacık ivmelendiricisi. Ben bir ivmelendirme fizikçisiyim, ivmelendiriciler tasarlıyorum ve ışınların davranışlarını anlamaya çalışıyorum. Ancak benim alanım biraz alışılagelenin dışında, çünkü merak temelli araştırma ve teknoloji ile gerçek dünya uygulamalarının kesişiminde bulunuyor. Ama bu iki alanın karışımı olması yaptığım iş konusunde beni gerçekten çok heyecanlandırıyor. Şimdi 100 yılın üstünde, bugüne kadar sıralayabileceğim birçok örnek var. Ama sizinle sadece birkaçını paylaşmak istiyorum.
In 1928, a physicist named Paul Dirac found something strange in his equations. And he predicted, based purely on mathematical insight, that there ought to be a second kind of matter, the opposite to normal matter, that literally annihilates when it comes in contact: antimatter. I mean, the idea sounded ridiculous. But within four years, they'd found it. And nowadays, we use it every day in hospitals, in positron emission tomography, or PET scans, used for detecting disease.
1928 yılında, fizikçi Paul Dirac denklemlerinde ilginç bir şey keşfetti. Ve tamamen sadece saf matematik kullanarak ikinci tür bir madde olabileceğini öngördü, bu bilinen maddeye tamamen karşıt ve tam anlamıyla temas kurulduğunda ortadan anında kaybolan: Karşı-madde. Aslında bu fikir oldukça saçma geliyor. Ancak takip eden dört yıl içerisinde bunu buldular. Ve günümüzde bunu, hergün hastanelerde kullanıyoruz, pozitron emisyonlu tomografide, PET tarayıcılarda, hastalığı tanımlamak için kullanılıyor.
Or, take these X-rays. If you can get these electrons up to a higher energy, so about 1,000 times higher than this tube, the X-rays that those produce can actually deliver enough ionizing radiation to kill human cells. And if you can shape and direct those X-rays where you want them to go, that allows us to do an incredible thing: to treat cancer without drugs or surgery, which we call radiotherapy. In countries like Australia and the UK, around half of all cancer patients are treated using radiotherapy. And so, electron accelerators are actually standard equipment in most hospitals.
Hatta bu X ışınlarını ele alalım. Eğer bu elektronlar ile daha yüksek enerjilere çıkabilirseniz, mesela, bu tüpten yaklaşık 1.000 kat daha fazla, burada üretilen X ışınları insan hücrelerini öldürebilecek kadar iyonlaştırıcı radyasyon yayabilir. Ve eğer bu X ışınlarını istediğiniz yöne yönlendirebilirseniz, bu inanılmaz bir şey yapabilmemize yarar: Kanseri ilaç ve ameliyat olmadan tedavi edebiliriz. Buna biz radyoterapi diyoruz. Avustralya ve Birleşik Krallık gibi ülkelerde, kanser hastalarının yaklaşık yarısı radyoterapi ile tedavi edilir. Ve çoğu hastanede elektron ivmelendirici de aslında oldukça sıradan ekipmanlardandır.
Or, a little closer to home: if you have a smartphone or a computer -- and this is TEDx, so you've got both with you right now, right? Well, inside those devices are chips that are made by implanting single ions into silicon, in a process called ion implantation. And that uses a particle accelerator.
Ya da biraz evlerimize bakarsak: Eğer akıllı telefon veya bilgisayarınız varsa -- burası TEDx zaten, ikisi de yanınızda değil mi? Evet, bu cihazların içerisinde tekil iyonların silikona yerleştirildiği devreler bulunuyor. Bu işleme de iyon yerleştirme deniyor. Bu tamamen parçacık ivmelendirici kullanıyor.
Without curiosity-driven research, though, none of these things would exist at all. So, over the years, we really learned to explore inside the atom. And to do that, we had to learn to develop particle accelerators. The first ones we developed let us split the atom. And then we got to higher and higher energies; we created circular accelerators that let us delve into the nucleus and then create new elements, even. And at that point, we were no longer just exploring inside the atom. We'd actually learned how to control these particles. We'd learned how to interact with our world on a scale that's too small for humans to see or touch or even sense that it's there.
Eğer merak temelli araştırmalar olmasaydı, bu cihazlar asla var olamazdı. Yıllar boyunca atomun içini gerçekten keşfetmeyi öğrendik. Ama bunu öğrenebilmemiz için de, parçacık ivmelendiricisi geliştirmemiz gerekiyordu. İlk önce geliştirilenler atomu parçalamaya izin verdi. Sonra daha ve daha yüksek enerjilere ulaştık. Hatta çekirdeğin içini de kazarak, yeni elementler oluşturmak için dairesel ivmelendiriciler oluşturduk. Ve bu noktadan sonra, sadece atomun içerisini keşfetmiyorduk. Aslında bu parçacıkları nasıl kontrol edebileceğimizi de öğrendik. İnsanın görmeyeceği, dokunamayacağı, hatta orada bir şeyler olduğunu algılayamayacağı boyutlar ile nasıl etkileşime geçilebileceğini öğrendik.
And then we built larger and larger accelerators, because we were curious about the nature of the universe. As we went deeper and deeper, new particles started popping up. Eventually, we got to huge ring-like machines that take two beams of particles in opposite directions, squeeze them down to less than the width of a hair and smash them together. And then, using Einstein's E=mc2, you can take all of that energy and convert it into new matter, new particles which we rip from the very fabric of the universe.
Sonrasında daha da büyük ivmelendiriciler tasarladık. Çünkü evrenin doğasını merak ediyorduk. Daha da derinlere gittikçe, yeni parçacıklar da çıkmaya başladı. Sonunda dev bir yüzük şeklinde makinelerimiz oldu ve bunlarla iki parçacık ışınını, birbirine zıt yönlerde saçın kalınlığından daha ince şekilde sıkıştırıyor ve paramparça ediyoruz. Ve sonra Einstein'ın E=mc2 formulü ile, bütün bu enerjiyi alarak yeni bir malzemeye dönüştürebilirsiniz. Evrenin kumaşından söktüğümüz yani parçacıklar.
Nowadays, there are about 35,000 accelerators in the world, not including televisions. And inside each one of these incredible machines, there are hundreds of billions of tiny particles, dancing and swirling in systems that are more complex than the formation of galaxies. You guys, I can't even begin to explain how incredible it is that we can do this.
Günümüzde televizyonların dışında Dünya'da neredeyse 35.000 tane ivmelendirici var. Ve bu inanılmaz makinelerin her birinin içerisinde, yüzlerce, milyarlarca küçük parçacık bulunuyor. Bunlar galaksilerden bile daha karmaşık bir şekilde sistemler içerisinde akıyor ve dans ediyor. Arkadaşlar inanın, bu yaptığımızın ne kadar inanılmaz olduğunu size açıklayamam bile.
(Laughter)
(Gülüşmeler)
(Applause)
(Alkışlar)
So I want to encourage you to invest your time and energy in people that do curiosity-driven research. It was Jonathan Swift who once said, "Vision is the art of seeing the invisible." And over a century ago, J.J. Thompson did just that, when he pulled back the veil on the subatomic world.
Bu yüzden sizi, merak temelli araştırmalar yapan insanlara zamanınızı ve enerjinizi harcamanız için cesaretlendirmek istiyorum. Jonathan Swift'in söylediği gibi, "Öngörü görünmezi gören bir sanattır." Ve bir asır kadar önce, atomaltı dünyanın perdesini araladığında J.J. Thompson işte bunu yaptı.
And now we need to invest in curiosity-driven research, because we have so many challenges that we face. And we need patience; we need to give scientists the time, the space and the means to continue their quest, because history tells us that if we can remain curious and open-minded about the outcomes of research, the more world-changing our discoveries will be.
Şimdi biz de merak temelli araştırmalara yatırım yapmalıyız. Çünkü daha yüzleşmemiz gereken daha bir sürü zorluk var. Ama sakin olmalıyız; bilim insanlarına araştırmalarına devam etmeleri için zaman, alan ve araçlar vermeliyiz. Çünkü tarih bize diyor ki; araştırmaların sonuçları için meraklı ve açık görüşlü olursak, yaptığımız keşifler dünyayı daha da değiştirebilir olacak.
Thank you.
Teşekkürler.
(Applause)
(Alkışlar)