Roots of Technology
Since: December 7th, 2008
Last updated: December 27, 2008
"電子と光"の
最新技術や研究のルーツ
それぞれの先端技術や研究が始まった時代は、いつだろう?
始まった場所は、どこだろう?
*** 大学生・大学院生の皆さんへ ***
「こんなにたくさん、暗記するの??」
「いいえ!」
もしも仮に、19世紀・20世紀そして21世紀の科学と技術の発見や発明の順番が、偶然だとしたら... ちっとも面白くないだろうねえ。
実際には、1つの発見が次の発明の契機となり、1つの発明が次の発見の動機となっています。
大きな発見・発明・実用化の場合、1つの時代が生み出されてから次の時代が生み出されるまでに、10年、20年、場合により30年以上の年月が経っています。
インターネットやパソコンが生まれてから30年近く経っているけれど、まだまだ複雑過ぎて、用語もごちゃごちゃで、使いにくいでしょ? (vistaからxpへダウングレード権?? 誰が何のために??)
17世紀
1687年、Isaac Newtonが、運動の法則と万有引力の法則を集大成し、発表した (Europe)。
18世紀
1785年、Charles de Coulombがクーロンの法則を発見。重力・磁力・電気力の全てが距離の逆2乗に比例することが判明した (Europe)。
19世紀の前半
1799~1800年、Voltaが、起電力1.1Vの一次電池の原理を発明・発表した (Europe)。
現在最先端の
リチウム電池
、ボタン電池、燃料電池などの あらゆる高性能電池のルーツである。
1849年、フィゾーが、"光の速度"を、人類史上初めて実験室内で測定 (Europe)。
19世紀の後半
1856年、ガイスラーが、放電管(ガイスラー管)を製作した(Europe)。
現在の
蛍光灯、液晶バックライト、プラズマディスプレイ
のルーツである。
1865年、Maxwellが、
電磁波
の基礎理論を完成・発表した (Europe)。
1868年、明治維新 Meiji Restoration (Japan)。
1869年、科学雑誌ネイチャーが創刊された (Europe)。
1869年、メンデレーエフが、元素の周期律を発見 (Europe)。
1878~1880年代、スワン、エジソン、フィリップスらが
白熱電球
を実用化した (Europe-North America)。
特にエジソンがきわめて多数の
特許権
を出願・登録した。
1888年、Heinrich Herzが、人類史上初めての無線電磁波の発生と検出に成功した (Europe)。
20世紀の前半
1901年、Marconiらが、人類初の(地球規模の超長距離の)
無線通信
に成功した。
これにより、無線電波信号が大西洋を横断した (Europe)。
1905~1915年、Albert EinsteinやNiels Bohrが、
前期量子力学
と相対論を生み出した (Europe)。
1908年、ヘンリー・フォードが、T型フォード乗用車の製造を始めた。
人類初の
自動車産業
と
大量生産技術
が誕生した (North America)。
1912年、タイタニック号が沈没する直前に無線通信機でSOS救難信号発信し、 これを受信した付近の船舶が多数の人命を救助した。
1946年、人類初の
半導体トランジスタ
の増幅作用が発見・発表された (North America)。
20世紀の後半
1953年、ワトソンとクリックが、DNAの2重らせん構造を解明した (N.America)。
その後の
分子生物学
のルーツである。
1956年、人類初の原子力平和利用(商用原子力発電所)が始まった (N.America-Europe)。
1960年、Meimanらが人類初のレーザ発振を達成・発表した (N.America)。
これにより、多くの新しい研究分野(
量子エレクトロニクス、非線形光学など
)が、誕生した。
1962年、人類初の半導体レーザ発振が達成・発表された (ただし絶対温度77度の極低温下に限られた)。
1964~76年、人類初の
スーパーコンピュータ
が開発された (第1世代, N. America-Japan)。
1970年、林厳雄とM.B. Panishが、実用的な半導体DHレーザ構造を発明、室温レーザ発振を達成した (Bell研究所, New Jersey, USA)。
1960~1970年に誕生した光エレクトロニクス研究が、現在の
半導体レーザ・発光ダイオード・太陽電池
のルーツである。
1970年、大阪万博で、日本電信電話公社(現NTT)が、日本で初めての
携帯電話機
を出展(ワイヤレスフォン)。
1971年、Intel社が、人類初の集積信号処理回路, integrated signal processor (Intel 4004)を製品開発・発表した。
約2,000個の電子トランジスタを集積した。
現在のパソコンの
CPU、DRAM、携帯電話の信号処理チップ、 デジカメ受像チップ(CCD)、フラッシュメモリ、ICカード、無線タグチップ
のルーツ。
1954~1972年、初期のfortranからC言語までのコンピュータ言語が完成し、人類初の
コンピュータサイエンス
が誕生した。
1975~1985年、半導体超格子、
半導体量子井戸(Quntum Well)、半導体量子箱(Quantum Dot)
などの研究が、いくつかの研究機関で始まり、次第に盛んになった。
1978~1981年、人類初の小型コンピュータ"パーソナルコンピュータ"が製品化された(富士通1978年、NEC1979年、IBM1981年)。これが大きな契機となり、技術開発の中心が大型・中型事務用コンピュータ機から小型汎用コンピュータへと、移り始める。
1980年、通商産業省(現在の経済産業省)が、火力と原子力に代わる代替エネルギー源の開発を目的とする、開発研究支援団体(現在のNEDO)を設立し、
太陽電池・風力発電・地熱発電方式
の研究開発の強力な支援を、開始。
発足当初のプロジェクト名称は、"サンシャイン計画"。国家規模の設立の動機は、第1次・第2次オイルショックの危機だった。
1983年、DarpanetのプロトコルがTCP/IPに切り換えられ、 人類初の
TCP/IPネットワーク(インターネット)
が誕生した。
1989年、人類初の地球規模の
光通信ネットワーク
(大西洋横断海底ケーブル, TPC-3)が建設された。
これ以降の地球規模の通信ネットワークの大多数は、陸上無線網と衛星無線網から、陸上光通信網・大陸間海底光通信網へ、完全移行した。 これ以降の広域ネットワークの殆ど全てが、光通信に支えられている。
1989-1993年、日本国内の民間企業が、電子メール送受信を、本格的に運用開始した。
この時期に、
携帯電話機
の小型化と低価格化が進み、爆発的普及が始まった。
1995年前後、日本国内の民間企業が、
ウェブサイト
を本格的に運用開始した。
北米や欧州各国にかなり遅れた日本の教育研究機関・地方自治体・政府機関も、
犯罪と故障に注意を払いつつ、ウェブサイトの本格運用を開始。
1996年~2004年、日本国政府が、フェムト秒プロジェクト(経産省/NEDO)、トータル光通信プロジェクト(総務省/NICT)など、 次世代の光伝送通信方式開発を主目的とする
国家研究プロジェクト群 (第1世代プロジェクト群)
を発足させ、これに参加した多数の産学官研究機関が、 革新的な基礎研究成果を生み出した。この分野は日本の得意分野であり、日本の独創的な成果が世界をリードしている。
1997年、地球温暖化防止京都会議(COP3)を、日本が議長国として主催し、温室効果ガス(CO2など)削減とその目標値を決議した(通称、
京都議定書
)。150カ国以上が批准・締結。しかし米国政府は国内の製造産業界の強い反発を受けたため、賛同しなかった。
⇒ 2008年7月、再び日本が議長国として主催した北海道洞爺湖サミットで、さらに厳しい削減目標を議決。 米国政府は、国内製造産業界の反対意見を抑え、初めて賛意を表明した。
21世紀の前半
2001年、人類史上初めて、毎秒10テラビットの光ファイバー伝送に成功, 日本のTAO(現NICT)-NECプロジェクト、など。 技術課題は、光信号のまま高速信号処理することがとても難しいこと。
2004年、人類史上初めて、
日本国内の光インターネット回線
の契約者総数が、ADSL回線契約者総数を、上回った。
2008年9月15日、国際企業 リーマン(米国, 金融業)が膨大な不良不動産債権を抱えて倒産。世界各国を巻き込む金融不況・産業構造不況が発生。
高速ネットワーク技術
の将来は:
光信号のまま高速・省エネルギーに信号処理する「革新的な材料とデバイス方式」を発見・発明する努力が、世界各地の研究機関で、続けられています。
現在現役の大学生・大学院生が、元気良く活躍する時代は:
2008年現在から、2040年~2050年以降までの30年以上だよ
!
(17世紀~19世紀の科学史の主な出典: 小山慶太、科学史年表、中公新書 2003年)
電気通信大学 電子工学科/電子工学専攻
超高速光ロジック研究室
上野 芳康