[論文レビュー] Fundamental Materials Research and the Course of Human Civilization

Nicola A. Spaldin|arXiv (Cornell University)|Aug 3, 2017

Multiferroics and related materials参考文献 6被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、石器時代からデジタル時代に至る人間文明の主な転換点を駆動したのは、基礎的材料研究であると主張している。歴史的な材料革新を科学的視点から分析することで、スパルディンは、冶金学、半導体、超伝導体といった材料科学分野の飛躍が技術的革命を可能にしたことを示している。今後の世界的な課題に取り組むために、継続的な基礎的材料研究への投資が不可欠であることを強調している。

ABSTRACT

Unless we change direction, we are likely to wind up where we are headed. (Ancient Chinese proverb)

研究の動機と目的

• 材料科学の歴史的役割が文明の進歩をどのように駆動したかを検討すること。
• 人間の歴史における主要な技術的転換を可能にした重要な材料革新を特定すること。
• 今後の世界的な課題に取り組むために、基礎的材料研究への継続的投資が不可欠であると主張すること。
• 材料科学と広範な社会的発展の間のギャップを埋めるために、学際的連携を強調すること。
• 材料研究を長期的な技術的および社会的進歩の基盤として位置づけること。

提案手法

• 材料革新と関連する人間文明の歴史的転換を分析的にレビューすること。
• 石、銅、鉄、シリコン、超伝導体といった、異なる歴史的時代に対応する重要な材料を特定すること。
• 年表的枠組みを用いて、材料の飛躍を社会的変容と関連付けること。
• 物理学、歴史学、材料科学の知見を統合し、材料の進歩と技術的進歩の因果関係を確立すること。
• 長期間にわたる科学的探求を通じて応用的イノベーションを可能にする基礎的研究の役割に焦点を当てる。
• 研究優先順位の再配分の緊急性を強調するために、古代中国の格言をテーマ的核として用いること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 歴史的に、材料革新はどのように主要な文明時代の転換を駆動したか？
• RQ2 基礎的材料研究は、長期的な技術的および社会的進歩をどのように可能にするか？
• RQ3 なぜ、今後の世界的な課題に取り組むために、基本的材料科学への継続的投資が不可欠なのか？
• RQ4 材料科学の飛躍は、新しい技術や経済システムの登場とどのように相関するか？
• RQ5 過去の材料革命から得られる教訓は、将来の研究と政策意思決定をどのように導くべきか？

主な発見

• 新しい材料の開発は、石から銅や鉄の道具への移行といった、人間文明における変革的シフトを一貫して可能にしてきた。
• 半導体およびシリコンベースの技術の発明がデジタル革命を支え、現代のコンピューティングと通信技術を可能にした。
• 超伝導性の発見のような基礎的材料研究は、実用的応用が遅れていたとしても、長期的な技術的飛躍をもたらした。
• 歴史的パターンから、主要な文明的進歩は、応用的工学ではなく、基礎的材料研究の前触れに伴って現れることが明らかになった。
• 本論文は、基本的材料科学への継続的投資がなければ、社会は過去の過ちを繰り返し、将来の課題に対処できなくなると強調している。
• 「方向転換しなければ、私たちは今いる場所へ向かって進むだろう」という古代中国の格言が、研究優先順位を基礎的材料イノベーションへ再配分する緊急性を強調するために用いられている。