この記事では、カナダの技術革新の歴史を概説する。ここで取り上げる技術分野は、おおよそ順に、輸送、通信、エネルギー、材料、産業、公共事業、公共サービス(医療)、家庭用/消費者向け技術、防衛技術である。
以下で説明する「時代」を表す用語は、文字通りの意味と比喩的な意味の両方を含んでいます。これらの用語は、当該期間を支配した技術を説明するだけでなく、同時期に導入された数多くの他の技術をも代表するものです。また、技術の発明期間は、控えめな始まりから、その導入された「時代」をはるかに超えて続く可能性があることも注目すべき点です。一貫性を保つため、発明に関する包括的な考察は、その発明が支配的であった「時代」の文脈の中で行われます。
カナダで最初の革新者と発明家は、14,000年前に到着した先住民でした。彼らは、非常に新しく、ほとんどが敵対的な環境で生き残るための技術を革新しました。これには、食料の入手、衣服の製作、広大な領土を横断する新しい方法が含まれていました。注目すべき発明には、カヌー、スノーシュー、イグルー、ペミカンなどがあります。西海岸の先住民は、重厚な木材の使用を含む建築技術を革新し、東部の部族は定住農業技術を発展させました。[ 1 ]
ヨーロッパ人の到来は、革新と発明に新たな推進力をもたらした。
最初の金属加工工場であるレ・フォルジュ・ド・サン・モーリスは、植民地で使用する金属製品を開発した。ケベックシティの1666年と1746年の王立造船所とともに、複雑な構造物の建設に関連する問題を解決するためにチームで働く熟練した産業労働者の最初のグループを構成した。[ 2 ]
漁業技術、木材の伐採・運搬技術が改良された。寒冷な気候に対応するための耕作技術にも革新が見られた。
この時代は、蒸気機関車や蒸気船の設計における実験の時代を到来させた。
カナダに蒸気機関が初めて導入されたのは、外輪式の蒸気船を通してだった。モントリオールのイーグル鋳造所で完全に建造され、1809年に進水した外輪船「アコモデーション号」は、カナダの海域を航行した最初の蒸気船であり、同年、モントリオールからケベックまで36時間で処女航海を成し遂げた。
19世紀後半、革新的な建造技術と設計のおかげで、大型木造外洋航行帆船の建造は、カナダ大西洋沿岸地方において非常に成功した事業となった。
サンドフォード・フレミングは標準時を発明した。
1844年、ノバスコシア州でチャールズ・フェナーティが木材パルプから作られた新聞用紙を発明し、1846年にはハリファックスでアブラハム・ゲスナーが灯油を発明した。
トーマス・ウィルソンはアセチレン製造技術を革新した。オンタリオ州キングストンの王立軍事大学(RMC)ではX線技術の実験が行われた。ヘンリー・ルッタンは建物や鉄道車両の暖房・換気技術を改良した。アメリカでは、カナダ人のジェームズ・リーがライフル弾倉を発明した。
マシュー・エヴァンスとヘンリー・ウッドワードは、1874年にトロントで白熱電球を発明し特許を取得し、後にその特許をエジソンに売却した。これが、エジソンの有名な電気照明事業の基礎となった。トーマス・ウィルソンはこの時期にアーク灯を発明した。
1876年、アレクサンダー・グラハム・ベルが電話を発明した。ベル(スコットランド生まれ)は当時カナダに実家があったが、研究の多くはボストンの貸し研究所で行っていた。グリエルモ・マルコーニはニューファンドランド島とケープブレトン島で大洋横断無線通信の実験を行っていた。アメリカでは、カナダ人のレジナルド・フェッセンデンが、現在FM放送と呼ばれるものの研究を行っていた。カナダ人のフレデリック・クリードは1902年にテレプリンターを発明した。
ウィキペディアのページにも記載されているように、「オンタリオ州ブラントフォードは、かつてこの街に住んでいたアレクサンダー・グラハム・ベルが1876年にこの街からオンタリオ州パリへの初の遠距離電話を行ったことから、『電話の街』という愛称で呼ばれることがある。」
ニューブランズウィック州サックビルのチャールズ・C・バーンズは、回転羽根ポンプを発明し、1874年6月16日にその装置の特許を取得した。
この時期に電気化学の分野を専門とした独創的なカナダ人化学者には、WT ギブス、TL ウィルソン、EA ルシュールなどがいる。
1907年、研究者チャールズ・E・サンダースが、丈夫な生育特性を持つ遺伝子組み換えマーキス小麦を発明したことで、大草原地帯における生育阻害という問題を克服するのに役立った。
アレクサンダー・グラハム・ベルは、ノバスコシア州のブラス・ドールス湖で航空機と高速水上艇の実験を行った。1909年、カナダ初の重航空機であるAEAシルバー・ダートがここで初飛行を果たした。
ピーター・ロバートソンは、1908年にオンタリオ州ミルトンで、四角いヘッドを持つロバートソン式ドライバーを発明した。
第一次世界大戦における発明と革新には、ウォレス・ルパート・ターンブルが開発した可変ピッチプロペラ、ニューファンドランド王立連隊のクルーニー・マクファーソンが発明したガスマスク、1916年にピーター・ノーマン・ニッセンが発明した「ニッセン小屋」 、カーチス・カナダ爆撃機、そして不運なロス小銃などがあった。ロス小銃を後にフオット自動小銃として知られるようになるものに改造する試みが行われたが、実戦投入される前に戦争は終結した。
20世紀初頭、主にオンタリオ州南部に拠点を置く数十人の個人や小規模企業が除雪機の革新を試みた。そのうちの一人、オシャワのサミュエル・マクラフリンは、後にカナダのゼネラルモーターズの基礎となった。ニューブランズウィック州フレデリクトンのSLCコールマンは、 1919年に自動車のサスペンションを改良する装置であるスウェイバーを発明した。ダンプトラックは、1920年にニューブランズウィック州セントジョンでロバート・T・マウィニーによって発明された。モントリオールでは、アレクシス・ニホンがチューブレスタイヤを発明した。
このような背景のもと、ケベック州のジョセフ・ボンバルディエは雪上用の自動車、すなわち「スノーモービル」を発明し、ボンバルディエ社を設立しました。この会社は、世紀後半にはカナダの産業研究の巨人となりました。1925年には、ケベック州サント・テレーズのアーサー・シカールが除雪機を発明しました。
マイクロホンによる電気的な音声録音の実験は、1919年にホレス・オーウェン(1888年オンタリオ州ハミルトン生まれ、1972年オタワ没)とライオネル・ゲストによって行われた。
この時期には、トロントでエドワード・S・ロジャース・シニアが「電池不要」のラジオを開発し、モントリオールのカナディアン・マルコーニ社がラジオ技術をさらに革新した。1932年には、アルフォンス・ウイメがモントリオールでテレビ送信の実験を行った。1937年には、ドナルド・ヒングスが後にウォーキートーキーとなるものを発明した。
家庭の分野では、ハーバート・マクールが1932年にレジーナでイージーオフオーブンクリーナーを発明し[ 3 ]、トロントの小児病院のフレデリック・F・ティスダル医師、TGHドレイク医師、パール・サマーフェルト医師、アラン・ブラウン医師が1930年に離乳食を発明した。
イーライ・フランクリン・バートンは、学生のジェームズ・ヒリアー、セシル・ホール、アルバート・プレバスとともに、1938年にトロント大学で電子顕微鏡を発明し、ヒュー・ル・ケインは1945年に音楽シンセサイザーを発明した。1940年代には、フランク・フォワードがニッケルとコバルトの精製技術を発明した。
しかし、規模の点では、19世紀後半から20世紀前半にかけてカナダの革新を牽引した巨大企業、モントリオールのカナディアン・パシフィック・アンガス機関車工場に匹敵するものはなかった。この巨大企業は、偉大なカナディアン・パシフィック鉄道会社のために数多くの蒸気機関を設計、開発、製造した。
第二次世界大戦では、科学と産業が敵との戦いに活用された。第一次世界大戦中に政府への産業研究に関する助言を行うために設立されたカナダ国立研究評議会(NRC)は、カナダの軍需産業の発展とともに飛躍的に成長し、両者の間には緊密な関係が築かれた。
NRC自体も、レーダー、近接信管、爆薬RDX、高速砲、射撃管制コンピュータ、潜水艦探知装置などの開発に貢献した。NRCの検査部門は暗号学の分野で革新を起こした。NRCの原子力プロジェクトは、世界で最も強力な研究用原子炉(NRX )の開発、および米国以外で最初の原子炉(ZEEP)のチョークリバー原子力研究所での稼働開始により、原子力時代を到来させた(下記参照)。[ 4 ]
極秘のジェットエンジン開発企業であるクラウン・コーポレーション・ターボ・リサーチ(オレンダ)は、カナダ空軍機向けのTR.1、TR.2、TR.3、TR.5などのジェット動力装置を開発するために、1944年にトロント近郊のリーサイドに設立された。
カナダのフォード・モーター・カンパニーなどの企業は、特殊用途の軍用輸送車両を開発・製造した。オンタリオ州サーニアのポリマー・コーポレーションは、新型合成ゴムの先駆けとなった。モントリオールのカナディアン・インダストリーズ・リミテッドは新型爆薬を開発し、カナディアン・マルコーニ・カンパニーはレーダーという新分野で革新を起こした。ノーザン・テレコム(ノーテル)は通信機器を開発した。東西海岸の造船会社は、米国と英国の設計と建造技術を応用して船舶の大量建造を行った。ウィルバー・R・フランクスはトロントで航空用防灯服を発明し、細菌兵器と化学兵器の実験はケベック州グロス・アイルと現在のアルバータ州サフィールド空軍基地で行われた。
リサーチ・エンタープライズ・リミテッド(1940年設立)のような専門的な政府系企業や、ナショナル・エレクトリック・カンパニー(NEC)のような電子機器メーカーは、光学システムや通信機器など、現在でいう「ハイテク」製品を開発・製造した。
ティザード使節団の結果としてイギリスとアメリカとの間で秘密協定が結ばれ、カナダの産業界は原子爆弾の開発に参加し、特にウラン精製技術の革新に貢献した。国立研究評議会の庇護の下、1942年にモントリオール大学に極秘の核研究所が設立された。その後、オンタリオ州チョークリバーに極秘のチョークリバー研究所核研究施設が建設され、1945年にここでZEEP原子炉が臨界に達し、カナダはアメリカに次いで世界で2番目に原子炉を建設した国となった。[ 5 ]
戦後、オンタリオ州キッチナーのエレクトロホーム社をはじめとする多くの革新的な企業が、テレビやエンターテイメントシステムを消費者に提供した。1950年代には、アンソニー・バリンジャーが鉱物資源の空中探査に使用される電磁装置INPUTを発明した。
トロント地域では、ジェット機の設計を中心とした初期の軍事産業複合体が形成されていた。アブロ・カナダは、アブロ・カナダ・ジェットライナーとCF-100ジェット戦闘機を開発した。オレンダ(オレンダ・エアロスペース)ジェットエンジン工場は、新型機用のジェットエンジンを開発した。この事業規模は、巨大なCF-105長距離高高度迎撃機とその関連ベルベットグローブ空対空ミサイルの開発によって劇的に拡大したが、1959年にプロジェクトが中止されると、あっという間に崩壊した。同時に、アブロは米国からの資金援助を受けて、空飛ぶ円盤をベースとした超音速戦闘機、アブロ・アロー・アブロカーを開発していた。しかし、コストが不当に高騰したため、プロジェクトは頓挫した。
東海岸の造船業者は、セントローレンス級駆逐艦やレスティグーシュ級駆逐艦などの新しいクラスの軍艦の建造で革新を続けた。カナダ海軍は革新的なHMCSブラス・ドールを開発したが、この艦は就役しなかった。オタワでは、国防研究委員会が産業界の支援を受けて、カナダ初の衛星アルエット1号とアルエット2号、そしてブラックブラント(ロケット)を開発した。1960年代と1970年代には、ジェラルド・ブルが長距離砲の実験を行った。枯葉剤エージェントオレンジは、1950年代初頭から1990年代にかけて、ニューブランズウィック州ガゲタウンで米陸軍によって試験された。
民間航空分野でも発展が見られた。1950年代にはデ・ハビランド・カナダがブッシュプレーンを開発し、その後1960年代と1970年代にはSTOL機を開発した。CAEは航空機シミュレーターの分野で革新を起こし、プラット・アンド・ホイットニー・カナダは代表的なPT-6シリーズの航空機エンジンを開発した。テレサット・カナダは通信用の国内衛星「アニク」シリーズの開発を先導した。原子力エネルギー分野では、カナダ原子力公社がCANDUシリーズの原子炉を開発した。
キャノーラは、1970年代にカナダでキース・ダウニーとバルドゥル・ステファンソンによって菜種から開発され、エルカ酸とグルコシノレートの含有量が少ない油の生産に用いられています。北米では主要な換金作物となっています。除草剤耐性を持たせるための改良を加えたキャノーラの品種が、1996年にカナダに導入されました。
ジョン・ホップスは1951年にトロントで心臓病患者用の人工ペースメーカーを発明し、トロントのハロルド・エルフォード・ジョンズ研究所はソークワクチンの大量生産技術を革新した。ノルディオンは医療用放射性同位元素を開発した。
ジェラルド・ヘファーナンは、ミニミル製鉄法として知られる製鉄技術を発明した。米国では、エバレディ社に勤務していたカナダ人のルイス・アリーがアルカリ電池とリチウム電池を発明した。同じく米国では、ベル研究所に勤務していたカナダ人のウィラード・ボイルが電荷結合素子(CCD)を発明し、これがデジタル写真や天体望遠鏡の改良における重要な技術となった。
カナダのケベック州ポワントクレールに所在するカナダ森林工学研究所とカナダパルプ・製紙研究所は、パルプ・製紙業界における革新的な技術開発に貢献してきた。
20世紀後半は、情報技術、電気通信、医薬品の分野における発展が顕著であった。
カナダの企業は、HyperionのようなモデルでPC分野の初期の革新者でした。AESはワードプロセッサを開発しました。連邦政府は、NAPLPS (北米プレゼンテーションレベルプロトコル構文)規格に基づいたTelidonビデオテキストサービスに関与しました。ATI Technologiesなどのチップメーカーは、コンピュータゲーム用の強力なビデオカードを開発しました。1983年に設立されたトロントのAlias Research( Alias Systems Corporation )などの企業が開発したビジネスインテリジェンスおよび映画特殊効果ソフトウェア製品は大きな成功を収めており、 Corel Draw 、トロントのDelrina Corporationのソフトウェア、および多くの電子ゲームなど、消費者向けの製品も数多く成功を収めています。
ノーザン・エレクトリックは革新的な姿勢を維持し、ノーザン・テレコムへと社名を変更した。そして、ベル・ノーザン・リサーチへの出資を通じて、デジタル交換機をはじめとする通信技術の開発におけるリーダーとなった。
ファイザー・カナダ社、グラクソ・スミスクライン社、メルク・フロスト・カナダ社、バイオベイル社、アストラゼネカ・カナダ社、サノフィ・パスツール社などの製薬会社は、医薬品研究に数億ドルを投資した。
宇宙研究開発により、スペースシャトルと国際宇宙ステーション向けにそれぞれカナダアームとカナダアーム2 、そしてRADARSAT-1とRADARSAT-2が開発された。NRCとヒューズ社は、1995年に移動通信衛星MSATを開発・製造した。
カナダ人はIMAX映画館を発明したほか、深海潜水服の改良にも貢献しており、例えばフィル・ヌイッテンが1987年に開発したニュートスーツなどが挙げられる。バンクーバーのバラード・パワー・システムズ社は燃料電池技術において数々の革新的な成果を上げてきた。マイケル・ブルックは1987年に「インフィニット・ギター」を発明した。
軍事技術革新としては、ハリファックス級フリゲート艦、LAV III軽装甲車、対空対戦車システム、CRV-7ロケット、そして安全な通信システムなどが挙げられる。アメリカ空軍は1980年代にカナダ西部で巡航ミサイルの試験を行った。
2000年代初頭、オンタリオ州ウォータールーに拠点を置くBlackBerry Ltd (旧Research in Motion)社は、 BlackBerryブランドのスマートフォンとタブレットの導入により、スマートフォン技術のリーダーとなった。 [ 6 ] 2000年代を通じて、競合するスマートフォンが導入され、BlackBerryの市場シェアは減少した。2013年には、同社の米国個人消費者市場におけるシェアは3.8%にまで減少した。2001年、シェルブルック大学工学部は、適応型マルチレート広帯域(AMR-WB)音声圧縮アルゴリズムを開発した。この技術は、携帯電話の音声品質の世界標準の基礎となった。[ 7 ]
最初のウェブ検索プログラム「Archie」(Archie検索エンジン)は、1990年にマギル大学の学生であったアラン・エムテージによって開発されました。21世紀初頭、インターネットは勢いを増し、 CANARIEなどのネットワークの構築に利用することで、カナダの産業研究活動に大きく貢献しました。CognosやOpen Text Corporationなどの産業用ソフトウェアメーカーは、それぞれビジネスインテリジェンスソフトウェアとエンタープライズコンテンツ管理ソフトウェアの分野で継続的に成功を収めています。2007年、ブリティッシュコロンビア州バーナビーに拠点を置くD-Wave Systems社は、世界初の量子コンピュータであると主張するOrionを実証しました。[ 8 ]オンタリオ州ウォータールーにある量子コンピューティング研究所では、量子コンピューティング技術の研究が行われています。
医薬品およびバイオテクノロジーの分野では、アポテックス社やウィニペグに拠点を置くカンジーン社などの企業が、それぞれジェネリック医薬品およびバイオ医薬品の開発において世界のリーダーとなっている。
2008年、AECLは先進CANDU炉(ACR-1000)原子力発電炉を導入し、ノルディオンは医療用同位体の製造を目的とした多目的応用物理格子実験(MAPLE)原子炉の開発に着手したが、これは失敗に終わった。この計画の中止は、2007年と2009年に医療用同位体が不足した要因の一つとなった。
21世紀の幕開けは、ナノテクノロジー分野の研究が急速に発展した時期としても特筆すべきである。バンクーバー、カルガリー、トロント、オタワ、モントリオールに拠点を置く約140社の中小企業がこの分野の製品開発に取り組んでおり、中には民間資金で運営されている企業もあれば、エドモントンの国立ナノテクノロジー研究所の支援を受けている企業もある。
2008年には、ケベック州サン・ジェロームで製造されたZenn(ゼロエミッション、無騒音)軽量電気自動車と、ケベック州サント・テレーズで製造されたNemo軽量電気トラックがカナダおよび国際市場に導入された。[ 9 ]
1998年以来、マーズ・ソサエティは、デボン島のホートン湖にある模擬基地で、火星における人類の生活確立に関連する手順の実験を行ってきた。2008年、マン島に拠点を置くオデッセイ・ムーンは、グーグル・ルナXプライズ・チャレンジの参加者として、ブリティッシュコロンビア州リッチモンドのマクドナルド・デトウィラー・アンド・アソシエイテッド社を主契約者として、月探査機「ムーンI(M-1)」を建造する計画を発表した。
カナダにおける軍事研究は、2000年にカナダ国防研究委員会の再編の結果として設立されたカナダ国防研究開発機構によって推進されてきた。
カナダ政府は、産業研究開発を促進するための税制優遇措置を導入している。現在、産業研究はカナダにおける研究開発費全体の約50%を占めている。