本稿では、カナダにおける自然科学研究 の歴史を概説する。対象となる分野は、物理学、天文学、宇宙科学、地質学、海洋学、化学、生物学、医学研究などである。社会科学および形式科学はここでは扱わない。
初期のヨーロッパの探検家たちは、後にカナダの東海岸と西海岸、そして北極となる地域の大部分を地図に記す責任を負っていました。イギリスの旗の下で航海したイタリアの探検家ジョン・カボットは、1497年と1498年に、現在のニューファンドランドの海岸沿いに北アメリカへの2回の航海を行いました。ポルトガルの探検家ガスパール・コルテ・レアルは、1500年と1501年にニューファンドランド、ラブラドール、グリーンランドの海岸沿いの地域を探検したと考えられています。1524年、フランス旗の下で航海したジョヴァンニ・ダ・ヴェラッツァーノは、ケープフィアーからニューファンドランドまでの北アメリカ東海岸を探検しました。1534年と1535年から1536年の探検航海中に、フランスの探検家ジャック・カルティエは、セントローレンス川を内陸のオチェラガ(モントリオール)まで「発見」し、地図に記しました。サミュエル・ド・シャンプランは、1603年と1604年に行ったセントローレンス川とアカディアの探検でよく知られている。
東洋へと続く伝説の北西航路の探索は、 300年にわたりヨーロッパの探検家たちを魅了してきた。この分野で最初に試みたのは、1576年のイギリス人探検家マーティン・フロビッシャーと1585年のジョン・デイビスである。1610年にはヘンリー・ハドソンが航路を探して不運な航海に出た。 1616年にはウィリアム・バフィンとロバート・バイロットが、後にバフィン島として知られるようになる海域の北極海を航海した。これらの航海は北西航路を発見できなかったという意味では成功しなかったが、北極海の性質に関する貴重な情報を提供した。
1819年のウィリアム・エドワード・パリーと1829年のジョン・ロスの航海は、北極に関する知識の蓄積に貢献した。ハドソン湾会社も北極探検に一役買い、1837年から1839年にかけて、同社のピーター・ウォーレン・ディーズとトーマス・シンプソンは、ポイント・バローからレイ海峡までの北極海沿岸を探検した。1845年、ジョン・フランクリン卿はHMSエレバス号 とHMSテラー号 の2隻の船で北極海峡を目指して出航したが、その試みで命を落とした。
1774年、スペイン船サンティアゴ号に乗船していたフアン・ペレス・エルナンデス船長は、白人として初めて西海岸を探検し、ディクソン海峡まで北上したと伝えられている。翌年、スペインの水路測量士ボデガ・イ・クアドラは、カナダ西海岸の一部を示す最初の海図を作成した。有名なジェームズ・クック船長は、大西洋側ではなく太平洋側から北西航路を見つけようとする試みの一環として、1778年に西海岸を探検した。1791年から1792年にかけて、イギリスのジョージ・バンクーバー船長とスペインのディオニシオ・アルカラ・ガリアーノ、カエタノ・バルデスが、この地域でさらなる調査を行った。
軍医であり博物学者でもあったミシェル・サラザン(1659年~1734年)は、40年以上にわたりケベックに住み、ヌーベルフランスの動植物を初期に記録した人物の一人である。入植者とともに到着した学識豊かなイエズス会士たちも科学に関心を持っていた。特に彼らは1635年にケベック市にケベック大学(後にラヴァル大学として知られるようになる)を設立し、同大学はカナダの13の大規模研究大学グループの一つとなった。この時期に設立された他の将来のG-13メンバーには、 1818年にノバスコシア州ハリファックスに設立されたダルハウジー大学、 1821年にモントリオールに設立されたマギル大学、1827年にトロント大学、1841年にオンタリオ州キングストンに設立されたクイーンズ大学、1848年に設立されたオタワ大学が含まれる。1750年から1850年までの植民地の科学カリキュラムには、天文学、数学、医学、化学、自然哲学、博物学、道徳哲学の基礎研究が含まれていた。19世紀初頭までに植民地が成長するにつれて、特にモントリオールとトロントでは、多くのアマチュア「科学者」が紳士の趣味として自然を記録および研究し始め、地元の学術協会を設立した。
天文学は、北アメリカ北部で最初に実践された科学分野の一つでした。1612年に遡る北極探検家による天体観測の記録や、1618年と1632年には日食を記録したヌーベルフランスのフランス人宣教師による記録があります。マルキ・ド・シャベールは、1750年にルイブール砦に北アメリカで最初の天文台の1つを建設したと伝えられています。1765年には、ジョセフ・デバレスがノバスコシア州キャッスル・フレデリックに小さな天文台を建設しました。[ 1 ]
化学の基礎コースは、1830年にジョン・ホームズ修道院長によってケベック神学校のカリキュラムに導入され、 1842年にはサン=ティアサントのアイザック・デソルニエ修道院長とモントリオール神学校にも導入された。 [ 2 ]
カナダにおける生物学への関心は、ヨーロッパ人の探検時代にまで遡ります。植物学は、1503年のカルティエ、1576年のクルシウス、1623年のC.ボーアン、1635年のJ.コルヌーティ、1664年のP.ブーシェ、1697年のM.サラザン、1742年のJ.F.ゴーティエ、1785年のA.ミショー、1820年のW.J.フッカー、1821年のA.F.ホームズ、1862年のL.プロヴァンシェ、1883年のJ.マコウンといった探検家や科学者を魅了し、彼らはカナダで発見された様々な植物を収集したり、命名したりしました。動物学もまた、初期の頃は活発な研究対象でした。 1497 年 J. Cabot、1672 年 N. Denys、1660 年 C. Perrault および M. Sarrazin、1784 年 T. Pennent、1819 年 J. Richardson、1840 年 PH Gosse、1849 年 M. Perley による報告書および研究は、カナダの東部および北部地域全体で見られる動物の性質に関連している。[ 3 ]この活動の反映は、1860 年にオンタリオ州キングストンでカナダ植物学会が、1863 年にカナダ昆虫学会が設立されたことに見られる。
カナダにおける科学研究が正式な事業として始まったのは1850年代のことで、政府の科学研究機関の設立、新設大学の設立、そして学問分野の発展といった推進力によって実現した。また、1883年にカナダ王立協会が設立されたことに見られるように、「科学的方法」と「査読」という二つの概念が制度化されることで、科学研究は専門的な地位を確立した。
この時期に設立された科学を専門とする政府機関には、カナダ地質調査所(1841年)、ドミニオン実験農場(1886年)、生物学委員会(水産研究)などがあった。
G-13の将来のメンバーとなる大学が他にも設立された。1878年にはオンタリオ州ロンドンにモントリオール大学とウェスタンオンタリオ大学が、1887年にはオンタリオ州ハミルトンにマクマスター大学が設立された。この時期には大学の科学カリキュラムも変化した。自然哲学は物理学へと発展し、数学と密接に結びつくようになった。博物学は地質学、生物学、動物学、植物学へと発展した。
カナダ初の「全国的な」科学・学術・専門家団体であるカナダ医師会は、この時期にケベックシティで1867年10月に設立された。1882年に設立されたカナダ王立協会は、科学分野における業績などを認め、促進する最初の「全国的な」組織となり、カナダの知的発展の成熟を反映した。
現代科学の特徴は、査読という概念を重視している点にある。これは、科学者の研究が同僚の精査に晒されるという考え方である。この概念は、 1645年に設立されたロンドン王立協会に端を発するとされている。1883年、この組織とフランス学士院に一部影響を受けて、カナダ王立協会が総督であるローン侯爵によって設立された。創設メンバーには、サー・サンフォード・フレミングとサー・ウィリアム・オスラーが含まれていた。査読済みの論文は、1882年に創刊された協会の出版物「Proceedings」に掲載された。
カナダにおける専門的な科学は、1841年にカナダ州議会によってカナダ地質調査所が設立されたことから始まった。ウィリアム・ローガンは1842年に初代所長に任命され、1843年にモントリオールに本部を設立した後、ノバスコシア州ピクトウとカナダのガスペ半島の間の地域で石炭を探すための現地調査を開始した。彼の助手アレクサンダー・ペリーは、ヒューロン湖とエリー湖の間の地域で同様の調査を行った。石炭は発見されなかったものの、これらの調査はカナダの陸地を体系的に研究することの重要性を示した。調査所は1840年代に成長し、1851年にはイギリスのロンドンで開催されたクリスタル・パレス博覧会、1855年にはパリ万国博覧会に参加した。調査所の努力は非常に成功し、1863年には最初の主要な著作である『カナダの地質』を出版することができた。連邦制の成立に伴い、測量局の地理的責任範囲は劇的に拡大し、その評判も高まり、カナダにおける鉱業の確立において重要な役割を担う機関として政府に認められるようになった。この評価により、1881年に本部がオタワに移転した。カナダの拡大に伴い、測量局は新しいカナダ太平洋鉄道のルートや西部および北部の他の地域を調査した。局長ドーソンはブリティッシュコロンビア州とユーコン準州を調査し、ロバート・ベルは北部とハドソン湾およびハドソン海峡の沿岸地域を調査した。地質学者のティレルはアルバータ州で石炭と化石を発見し、J・マッキントッシュ・ベルは1900年にアサバスカ湖からグレートベア湖までの地域を調査した。地質学者のロウはネプチューン号に乗って1903年から1904年にかけて北極諸島を探検した。[ 1 ]
物理学における最初の正教授職は、1879年にハリファックスのダルハウジー大学、1887年にトロント大学、1890年にモントリオールのマギル大学に設立された。これらは主に教育職であったが、研究活動も行われていた。ダルハウジー大学では、同大学で最初に正教授職に就いたJGマクレガー教授が、1879年から1899年までの在任期間中に約50本の論文を発表した。この時期の物理学分野の著名な研究者には、マギル大学のマクドナルド物理学教授であるHLカレンダーとE.ラザフォード、トロント大学のJCマクレナンなどがいる。
この時期、この分野は緩やかな成長を遂げた。新しいが小規模な観測所がいくつか建設された。例えば、 1840年にトロント磁気気象観測所、 1850年にケベックシティのシタデルに、1851年にフレデリクトンのニューブランズウィック大学に、1856年にオンタリオ州キングストンに、1862年にモントリオールに、そして1874年にケベックシティのアブラハム平原にそれぞれ建設された。 [ 2 ]
カナダにおける化学の研究は、1829年にモントリオール総合病院で医学研修の一環として化学の講座が開講されたことから始まった。フレデリクトンのキングス・カレッジ(ニューブランズウィック大学)では、早くも1837年にジェームズ・ロブが、植物学、動物学、鉱物学、地質学の文脈で化学を研究する自然科学の講座を開講した。ノバスコシア州ウォルフビルのアカディア大学のアイザック・チップマンは1840年に同大学で化学を導入し、同じくノバスコシア州ウィンザーのキングス・カレッジのヘンリー・ハウも同様に化学を導入した。ヘンリー・クロフトは1842年にトロントのキングス・カレッジ(トロント大学)で化学および実験哲学の教授に任命され、毒物学と無機化学を専門とした。1843年には、モントリオール医科外科学校のウィリアム・サザーランドがマギル大学とモントリオール大学で化学を独立した科目として教え始めた。その後の数十年間は着実に成長したが、そのペースは緩やかだった。しかし、1890年代までには、化学の研究に特化した設備の整った実験室を備えた建物が建設され、キングストンのクイーンズ大学には1891年にカルザーズ・ホール、トロント大学には1895年に化学棟、モントリオールのマギル大学には1898年にマクドナルド化学・鉱業棟が建てられた。[ 3 ]
カナダ地質調査所もこの分野の専門知識を培い、 1847年に化学者兼鉱物学者としてトーマス・ステリー・ハントを雇用した。彼の後任には、カナダ王立協会の創設メンバーであるG・C・ホフマンが就任した。
カナダにおける専門的な生物学は、1854年と1858年にそれぞれトロント大学とマギル大学に生物学の研究を含む自然史学科が設立されたことに始まります。生物学に対する政府の関心は、1886年にウィリアム・サンダース教授を初代所長として実験農場サービスが設立されたことに反映されています。同年、オタワに中央実験農場が設立され、1887年にはノバスコシア州ナッパン、1888年にはマニトバ州ブランドン、ノースウェスト準州インディアンヘッド、ブリティッシュコロンビア州アガシズに地域農場が設立されました。カナダの農家にとって特に関心のあるトピックを研究するための部門が多数設立され、昆虫学と植物学、園芸学、化学、家禽、穀物、農業、タバコなどが含まれます。[ 4 ]
生物学に対する人々の関心の高まりを受けて、1861年にはオンタリオ州キングストンのクイーンズ・カレッジに植物園が、1887年にはトロントにリバーデール動物園が、同年にはオタワにドミニオン樹木園が、そして1888年にはバンクーバーにスタンレーパーク動物園が設立された。
19世紀のカナダにおける医学研究は小規模なものであった。最初の医学校は19世紀初頭に設立された。モントリオール大学医学部はトロント大学医学部と同様に1824年に設立された。モントリオール大学医学部は1843年にカナダで初めてフランス語による医学講座を開講した。カナダ西部キングストンのクイーンズ大学とノバスコシア州ハリファックスのダルハウジー大学の医学部はそれぞれ1854年と1867年に設立され、その後、1881年にウェスタンオンタリオ大学、1888年にマニトバ大学に医学部が設立された。これらの大学は優れた教育機関であったが、医学研究に対する体系的な重点は置かれていなかった。研究は、ケベックのウィリアム・ボーモントの好奇心から、ほとんど「偶然」始まった。彼は1825年、航海士アレクシス・セント・マーティンの腹部の負傷によってできた瘻孔を通して、胃の消化を調査することができた。
この時代の科学者には、ウィリアム・エドモンド・ローガン(1798~1875年、地質学)、ジョン・ウィリアム・ドーソン(1820~1899年、古植物学)、サンドフォード・フレミング(1827~1915年、エンジニア/発明家)、ウィリアム・オスラー卿(1849~1919年、医学)、C・H・マクラウド(天文学)、W・F・キング(天文学)、オットー・ジュリアス・クロッツ(1852~1923年、天文学)、E・G・D・デヴィル(天文学)などがいる。
20世紀初頭、カナダの大学に「研究室」が導入された。モントリオールのマギル大学に設立された物理学研究所は、アーネスト・ラザフォードによる原子核の発見の地であり、彼はこの功績により1908年にノーベル賞を受賞した。トロント大学にはコノート研究所が設立され、そこでフレデリック・バンティング卿とベストがインスリンを発見し、1923年にノーベル賞を受賞した。同じ大学には1935年にダンラップ天文台が建設された。1938年には、モントリオール微生物衛生研究所(アルマン・フラピエ研究所)が設立された。
新世紀には、将来のG-13校となるアルバータ大学(エドモントン)とブリティッシュコロンビア大学(バンクーバー)(いずれも1908年)が設立され、カナダ化学協会(1917年)も設立されました。カナダ大学協会(Association of Universities and Colleges of Canada)は、とりわけ科学研究の促進を目的として1911年に設立されました。1931年には、フランス語による科学研究の認知と支援の必要性から、カナダ・フランス語科学振興協会(L'association canadienne francaise pour l'avancement des sciences、Acfas)が設立されました。
20世紀初頭、道徳哲学は今日「社会科学」として認識されている経済学、社会学、政治学などへと発展した。この新たな科学研究分野は、大恐慌がカナダの政治経済に及ぼす影響を研究したローウェル=シロワ委員会の活動に大きく貢献した。
1930年代には、数学界の「ノーベル賞」とも呼ばれるフィールズ賞が1935年に創設された。この賞は、トロント大学の著名な数学者であり、フィールズ賞の受賞者として知られるジョン・チャールズ・フィールズにちなんで名付けられた。
この時期、物理学の発展は著しいものであった。
物理学史上最大の発見の一つであり、カナダ物理学史上最大の出来事でもある画期的な出来事は、 1898年から1907年までマギル大学物理学科長を務めたアーネスト・ラザフォードによる原子核の発見であった。
もう一つの非常に重要な発展は、イタリアの発明家グリエルモ・マルコーニによる電磁放射の分野での実験と、1901年12月12日にイギリスのコーンウォールの送信機からニューファンドランドのセントジョンズの受信機まで大西洋を横断する無線信号の「送信」でした。[ 5 ]
1906年から1932年までトロント大学の物理学研究所所長を務めたJC McLennanは、大気伝導率と陰極線の研究を行っていたが、1912年にボーアの研究に触発され、原子分光法の研究に着手した。彼はGM Shrumとともに、北米で最初のヘリウム液化装置を製作し、これは金属や固体ガスの極低温研究に用いられた。 1920年代から1930年代にかけてEF Burtonとその学生たちが行ったコロイド物理学の研究は、北米初の電子顕微鏡の製作につながった。この時期、L. Gilchristもトロント大学で地球物理学の研究を行っていた。マギル大学では、LV Kingが数理物理学を研究し、DA KeysとAS Eveが地球物理学の研究を、JS Marshallが大気物理学の研究を行った。マギル大学はまた、カナダの大学で最初の理論物理学グループを設立した。アルバータ大学では、1912年にRWボイルが初代物理学教授となり、超音波の研究を行った。一方、F.アレンはマニトバ大学に物理学科を設立し、生理学の物理学に力を注いだ。サスカチュワン大学では、ELハリントンが1924年から1956年まで初代物理学科長を務め、その間、同大学は1932年にBWカリーによって始められた高層大気研究の専門知識を発展させた。1935年から1945年まで、ゲルハルト・ヘルツベルクは同大学で原子分子物理学を研究した。クイーンズ大学では、ALクラークの研究で物理学が始まり、JAグレイ、BWサージェント、ATスチュワートらが同大学で核研究を行った。ダルハウジー大学の学科長HLブロンソンは、1910年から1956年まで物理学研究に積極的に携わった。
カナダ初の重要な天文施設であるドミニオン天文台は、1905年に連邦政府によってオタワに建設されました。屈折望遠鏡と反射太陽望遠鏡を備えていました。これに続いて、1918年にはブリティッシュコロンビア州ビクトリア近郊に新しいドミニオン天体物理観測所が建設されました。そこにある1.88メートル(72インチ)の反射望遠鏡は、1910年にジョン・プラスケットが国際太陽研究協力連合の支援を受けて提案・設計したもので、運用開始当初は一時的に世界最大の望遠鏡でした。トロント大学は1904年にカナダの大学で最初の天文学科を設立し、学科長のチャントの尽力とある民間人の寛大さにより、1935年に大規模な施設であるデイビッド・ダンラップ天文台が建設されました。[ 6 ]
20世紀初頭は、カナダの地質学にとって困難な時代でした。第一次世界大戦の圧力により政府の関心が他の分野に集中したため、地質調査所は資金と人員の確保に苦労しました。しかし、現地調査では鉱物資源の重要性が強調され続け、資源が逼迫しているにもかかわらず、調査所の活動は実り多いものとなりました。不況の厳しい時代には、年間予算は数十万ドル程度で推移しました。1935年、経済を活性化し雇用を創出するために、調査所の予算は100万ドルに大幅に増額され、現地調査は10倍に増加しました。この時期に、調査所は活動に初めて航空機を利用しました。[ 7 ]
この時期に、地質学史上屈指の偉大な発見の一つがなされました。1909年、チャールズ・ドゥーリトル・ウォルコットは、ブリティッシュコロンビア州フィールド近郊で、後にバージェス頁岩として知られるようになる岩層を発見しました。この岩層には、カンブリア紀の動物の化石が良好な状態で保存されていました。
20世紀初頭に、カナダ水路測量局と、漁業研究委員会の前身である生物学委員会という2つの専門科学組織が設立されたことが、現代カナダ海洋学の始まりとなった。ジョージア湾での悲惨な海難事故の結果、カナダ政府は1883年にジョージア湾測量局を設立し、同湾とヒューロン湖での安全な航行のための信頼できる航海図を作成した。同局は1891年に西海岸の水路測量を開始し、1893年に潮汐と潮流の計測を開始し、1905年にケベック市より下流のセントローレンス川の測量を開始した。1904年に枢密院令により、権限が拡大されたカナダ水路測量局となった。
1908年、連邦政府は、東西海岸の漁業の科学的研究のために、ニューブランズウィック州セントアンドリュース(セントアンドリュース生物学ステーション)とブリティッシュコロンビア州ナナイモに恒久的な生物学研究フィールドステーションを設立した。これらの事業は、1912年に設立され、1937年に漁業研究評議会と改称された生物学委員会によって管理された。当初は大学の夏季学生ボランティアによって運営されていたが、1920年代には専門の常勤科学スタッフが雇用され、漁業と食品加工に関連する研究所が両海岸に設立された。ジョセフ=エルゼア・ベルニエは、アークティック号に乗って1904年、1907年、1909年に北極への航海を行った。後者の航海中に、彼はメルビル島で銘板を除幕し、北極諸島をカナダの一部であると主張した。[ 8 ]
化学と物理化学の学科は、トロント大学(1900年)、アルバータ大学(エドモントン、1909年)、サスカチュワン大学(1910年)、マギル大学(1912年)、ブリティッシュコロンビア大学(バンクーバー、1915年)、モントリオール大学(1920年)、マクマスター大学(ハミルトン、1930年)、サー・ジョージ・ウィリアムズ・カレッジ(モントリオール、1936年)、神経化学(ウェスタンオンタリオ大学(オンタリオ州ロンドン、1947年)、ビショップ大学(1948年)など、多くの大学に設立された。
独創的な研究を重視する化学の大学院課程も導入され、その中には、1900 年マギル大学の修士課程、1901 年トロント大学の博士課程、1909 年マクマスター大学の修士課程、1910 年マギル大学の博士課程、1915 年アルバータ大学エドモントンの修士課程、1923 年サスカチュワン大学の修士課程、1948 年ニューブランズウィック大学フレデリクトンの修士課程、1949 年マニトバ大学ウィニペグ校の修士課程などがある。[ 9 ]
当時の著名な大学化学者とその学科への着任年月日には、アルバータ大学のALF Lehmann(1909年)、サスカチュワン大学のRD MacLaurin(1910年)、マギル大学のRF Ruttan(1912年)、トロント大学のLash Miller(1914年)、ブリティッシュコロンビア大学バンクーバー校のD. McIntosh(1915年)、サスカチュワン大学のT. Thorvaldson(1919年)、モントリオール大学のG. Baril(1920年)、マクマスター大学ハミルトン校のCE Burke(1930年)などが挙げられる。この時期、化学は物理化学と生化学の専門分野が確立され、発展を遂げた。
国立研究評議会は、この時期に化学分野に関与するようになった。1929年、評議会はGS・ウィットビーを所長とする工業化学部門を設立した。同部門は、1932年にオタワのサセックス通りに新設された研究所を用いて、マグネシウム、天然ガス、アスベスト、羊毛、メープル製品、ゴムなどの工業生産と用途を研究した。1939年、EWR・ステイシーが化学部門の所長に就任し、困難な戦時中、同部門を率いた。彼は評議会の独立性と純粋科学研究の重要性を擁護した。
生物学の化学的基礎である生化学は、この時期に大きく発展した。トロント大学(1907年)、ロンドン・ウェスタン大学(1921年)、マギル大学(1922年)、マニトバ大学(ウィニペグ、1923年)、ダルハウジー大学(ハリファックス、1923年)、モントリオール大学(1925年)、ラバル大学(ケベックシティ、1928年)、クイーンズ大学(キングストン、1937年)、サスカチュワン大学(1946年)、オタワ大学(1946年)に学科が設立された。これらの学科の研究は、それぞれの生物学科の研究と密接に関連していた。
実験農場局は、21世紀初頭に飛躍的に成長した。全国各地で多数の農場が設立されました。ブリティッシュコロンビア州のサマーランド (1914 年)、バンクーバー (1925 年)、カムループス (1935 年)、クレストン (1940 年)、プリンスジョージ (1940 年)、アルバータ州のレスブリッジ (1906 年)、ラコム (1907 年)、フォートバーミリオン (1907 年)、サスカチュワン州のロスターン (1909 年)、サスカトゥーン (1917 年)、スイフトカレント (1921 年)、レジーナ (1931 年)、メルフォート (1935 年)、マニトバ州のモーデン (1918 年)、ウィニペグ (1924 年)、ポーテージラプレーリー (1944 年)、オンタリオ州のハロー (1913 年)、カプスカシング (1916 年)、デリー (1933 年)、サンダーベイ (1937 年)、ラポカティエール (1912 年)、レノックスビル (1914 年) など。ケベック州のラソンプション(1928年)、ニューブランズウィック州のフレデリクトン(1912年)、シャーロットタウン(1909年)、プリンスエドワードアイランド州およびノバスコシア州のケントビル(1911年)に拠点が設けられた。また、1914年には、畑作物の害虫、森林の害虫、外来害虫、貯蔵食品の害虫の防除を研究するための昆虫学部門が設立された。1937年には、細菌学、生物学および植物病理学、動物病理学、化学、昆虫学および森林生物学の各部門を含む科学部門が設立された。[ 10 ]特に注目すべきは、この時期に研究者チャールズ・E・サンダースによってマーキス小麦が開発されたことである。
20世紀初頭、カナダでは森林研究が始まりました。189年にカナダ森林局(CFS)が設立され、エリフ・スチュワートが初代連邦木材主任検査官に任命されました。初期の頃、森林局は土壌保全、積雪管理、作物の安定化に重点を置き、1901年から1920年にかけて、5,000万本以上の苗木をプレーリーの農家に配布しました。1930年代には、JGライトが森林管理技術として制御された森林火災に関する最初の研究を実施しましたが、これは当時大きな論争を巻き起こしました。森林局のWEDハリデーは森林分類を研究し、1937年に画期的な研究である『カナダの森林分類』を出版しました。森林局は害虫管理に関する集中的な研究を行い、 REバルチによるヨーロッパトウヒノコギリバエに関する研究や、ダグラス・エンブリーによるカナダ東部森林における冬蛾の防除に関する研究で注目すべき成果を上げました。
1928年、カナダ国立研究評議会は生物学・農業部門を設立した。当初はアルバータ大学で活動していた同部門は、1932年にオタワに新設された研究所に移転し、小麦さび病、グルテンタンパク質、穀物の突然変異などの生化学を研究した。
新世紀に入ると、医学研究は劇的に発展した。レントゲンがX線を発見した直後の1896年2月8日には、モントリオールで臨床検査にX線が用いられた。また、 1907年にはモントリオール総合病院で敗血症の研究が行われた。1926年にはJBコリップが副甲状腺ホルモンを単離し、マギル大学のモード・アボットは先天性心疾患を研究した。1929年にはトロントのルーカスとヘンダーソンがシクロプロパンの麻酔作用を発見し、モントリオールのノーマン・ベチューンは最初の血液バンクと戦場での輸血技術を開発した。
この時期に、医学研究の3つの主要な機関が設立された。1917年にトロントに設立されたコナート研究所、1934年に設立されたモントリオール神経研究所、そしてモントリオール微生物学研究所である。
1914年、ジョン・フィッツジェラルドはトロントに天然痘、狂犬病、ジフテリア、破傷風のワクチンを製造するための研究所を設立した。この施設は1917年、当時総督を退任したばかりのコノート公アルバート王子に敬意を表して、コノート研究所と名付けられた。1922年からは、新たに発見されたホルモンであるインスリンの大量生産が開始された。
1921年から1922年にかけて、トロント大学のカーネギー財団の資金援助を受けた研究室で、フレデリック・バンティング卿、C・H・ベスト、J・J・R・マクラウド、J・B・コリップによってインスリンが発見されたことは、カナダの医学研究における画期的な出来事として位置づけられている。
1934年、マギル大学は米国ロックフェラー財団からの100万ドルの助成金を受けて、モントリオール神経研究所を設立した。この施設において、ワイルダー・ペンフィールドはてんかんの外科的治療に関する研究と、人間の脳の側頭葉の性質に関する科学的探究を行った。
1938年、アルマン・フラピエは、微生物学の教育、研究、そしてワクチンの工業生産を目的としたモントリオール微生物学研究所の設立に向けた長年の努力の末、ケベック州政府から7万5000ドルの資金を獲得した。1941年、新設されたモントリオール大学の施設に移転した後、同研究所はジフテリア、破傷風、腸チフスのワクチンに加え、戦時体制のための血漿の生産を開始した。
1875年にトロントに設立された小児病院は、1918年に栄養研究室を設立しました。ここで、1930年に研究者のアラン・ブラウン、フレッド・ティスダル、テオ・ドレイクは、パブラムとして知られるようになった調理済みのベビーシリアルを発明し、何千人もの子供たちの命を救いました。1934年には、ティスダルとドレイクは、牛乳にビタミンDを添加することの利点を実証しました。また、この病院は、1937年のポリオ流行の犠牲となったオンタリオ州の子供たちのために、30台以上の鉄の肺を製作しました。[ 11 ]
カナダがん協会は、カナダ国民にがんの初期兆候について啓発するために1938年に設立され、現在ではカナダにおけるがん研究の資金提供において主要な役割を担っている。
1936年、カナダ国立研究機構(NRC)は、カナダにおける医学研究への資金提供を目的として、医学研究諮問委員会を設立した。この組織は1956年に医学研究部となり、1960年には医学研究評議会へと発展した。
この時期に名を残した科学者には、チャールズ・オーガスタス・チャント(1865~1956年、天文学)、ジョン・スタンレー・プラスケット(1865~1941年、天文学)、チャールズ・E・サンダース(1867~1937年、植物学)、ハリエット・ブルックス(1867~1933年、原子物理学)、モード・アボット(1869~1940年、医学)、スティーブン・リーコック(1869~1944年、経済学)、フランシス・ガートルード・マクギル(1882~1959年、法医学)、オズワルド・エイブリー(1877~1955年、生物学)、アリス・ウィルソン(1881~1964年、地質学)、フレール・マリー・ヴィクトリン(1885~1944年、生物学)、マーガレット・ニュートンなどがいる。 1887年~1971年(生物学)、ワイルダー・ペンフィールド(1891年~1976年、神経学)、ハロルド・イニス(1894年~1952年、経済学)。
第二次世界大戦中の科学研究の盛衰は、一概には言えなかった。
社会科学分野は苦戦を強いられた。カナダ社会科学連盟(1940年設立)と、それと密接な関係にあるカナダ社会科学研究評議会、そしてカナダ人文科学連盟(1943年設立)と、それと関連のあるカナダ人文科学研究評議会は、いずれもカナダの大学における社会科学と人文科学への資金提供を脅かす戦時下の状況に対抗するために設立された。皮肉なことに、両研究評議会は、 1957年にカナダ研究評議会が設立されるまで、ロックフェラー財団やカーネギー財団といった米国の慈善団体からの資金援助に頼ってプログラムを運営していた。
特筆すべきは、この時期にカナダ国立研究評議会が戦争研究要員を強く求めたことで、カナダの大学の科学系職員が不足する恐れがあったという事実である。
しかし、戦時中の原子研究の規模と成果が、1945年のカナダ物理学会とカナダ数学会の設立を促したことも特筆すべきである。
最後に、第二次世界大戦の動員は、科学の驚異的な力(原子爆弾)、大規模な組織構造、複雑な管理手法、そして戦後の大学や産業界の研究を特徴づけることになる国家主導の資金援助プログラムに対する国民の強い認識を生み出した。戦争の終結とともに、これらの要因が抑圧されていた需要の解放につながったのである。
1943年、カナダ王立協会はヘンリー・マーシャル・トーリー・メダルを創設した。この賞は、自然科学分野で傑出した業績を残したカナダ人研究者に2年ごとに授与される。
理論物理学と応用物理学の活用は、原子力開発に関わる活動に反映されているように、カナダの戦争努力において極めて重要な部分を占めていた。戦時中の同盟国間の科学協力を促進するために北米を訪れた英国の科学者と軍事専門家からなるティザード使節団は、1940年にオタワでカナダ国立研究評議会(NRC)の核物理学者ジョージ・ローレンスと会談した。この会談の結果、1942年から、カナダ国立研究評議会の支援の下、モントリオールを拠点とする英加共同プロジェクトが重水原子炉の建設に着手した。黒鉛制御棒を備えた実験装置であるZEEP(Zero Energy Experimental Pile)は、終戦前にオンタリオ州チョークリバーに建設され、1945年9月5日に「米国以外で初めてとなる自己持続的な核反応」を達成した。この歴史的な出来事に続き、1947年には、同じくチョークリバーに、より大型の本格的な原子炉であるNRXが建設された。レーダーと光学に関する研究も重要であり、これらの努力の実際的な成果は、国営企業であるリサーチ・エンタープライズ・リミテッドが製造したレーダー装置や測距儀に見られた。
応用物理学の研究は、極秘のジェットエンジン開発企業であるターボ・リサーチ(オレンダ)の活動の中心であった。この国営企業は1944年にトロント近郊のリーサイドに設立され、カナダ空軍機向けにTR.1、TR.2、TR.3、TR.5などの動力装置を開発した。
学術研究の本拠地である大学は、学生、ベビーブーム世代、公的資金の増加により、新たに設立されたキャンパス内の理学部や研究機関が急増し、爆発的な成長を遂げた。この成長の一例として、生物学分野における学会の増加が挙げられる。その数は、1957年にカナダ生物学会連合という包括的な組織が設立されるに至った。同様に、7つのカナダの地球科学学会の連合体であるカナダ地球科学評議会が1972年に設立され、そのメンバーには1947年に設立されたカナダ地質学会も含まれている。特に注目すべきは、1960年代における社会科学の成長である。
この時期に設立された将来のG-13加盟校には、 1957年にオンタリオ州ウォータールーに設立されたウォータールー大学と、 1966年にアルバータ州カルガリーに設立されたカルガリー大学が含まれる。
同時に、国立研究評議会から連邦政府の研究機関がいくつか分離独立した。これらには、通信保安局(1946年)、国防研究委員会(1947年)、カナダ原子力公社(1952年)、カナダ医学研究評議会(1966年)などがある。州政府も研究機関の設立を続け、1944年にブリティッシュコロンビア州研究評議会、1946年にノバスコシア州研究財団、 1947年にサスカチュワン州研究評議会が設立された。ケベック州政府は1967年に国立科学研究所を設立した。
カナダ先端研究所は、1982年に設立された民間の仮想組織であり、宇宙論、ナノテクノロジー、生物多様性などに関するテーマを研究している。
戦前、カナダ国立研究評議会(NRC)は、自然科学、工学、医学分野の大学研究への資金提供にわずかな資源しか提供していなかった。戦後、この状況は一変した。医学研究への資金提供は、1960年に設立された医学研究評議会の責任となった。自然科学と工学への資金提供は、 1977年に自然科学・工学研究評議会に移管された。1957年に設立されたカナダ評議会が担当していた大学社会科学研究への資金提供は、1977年に新設された人文社会科学研究評議会に移管された。
1977年、カナダ研究コンソーシアムは、カナダ全土の高等教育機関、政府機関、民間企業による科学研究への資金提供を促進するために設立されました。このコンソーシアムは、カナダ国内の約5万人の研究者を代表する22の加盟団体で構成されており、その活動は、カナダ物理学会、カナダ大学教員協会、カナダ人文社会科学連盟、カナダ生物学会連盟、カナダ心理学会、カナダ化学協会からのメンバーで構成される運営委員会によって運営されています。
NRCは、活動規模が大きくなり、1952年に原子力研究のみを専門とする新設組織であるカナダ原子力公社(AECL)に移管されるまで、チョークリバー研究所で原子力研究を継続した。カナダは核兵器の設計、製造、試験を行うための科学的、工学的、産業的手段を有していたが、政府はこの選択肢を追求しないことを決定した。AECLはNRXの運営責任を引き継いだが、偶然にも移管直後にその原子炉は深刻な事故に見舞われた。原子炉は修理され、再建された。1957年、AECLはチョークリバーに重水減速冷却型国立研究汎用原子炉(NRU)という新しい研究施設を稼働させた。1963年、マニトバ州ピンワにホワイトシェル原子力研究施設という新しいサイトが稼働を開始した。ここでは、有機冷却・運転型の新しい研究用原子炉が建設され、スローポーク原子炉とトリウム燃料サイクルの開発作業が行われた。1978年には、核廃棄物の安全な貯蔵に関する研究が開始された。[ 12 ]
1974年、インドはAECLが1956年にボンベイに建設したNRX型原子炉の商用版であるCIRUSで製造されたプルトニウムを用いて原子爆弾を爆発させた。その結果、カナダ政府はインドとの原子力協力関係を解消した。
戦時中の物理学研究、特にシュタルク効果に関する研究で知られる科学者J.S.フォスターの尽力により、1949年にマギル大学にカナダ初のサイクロトロン(原子粉砕装置)を備えた放射線研究所が設立された。原子核物理学者のJ.M.ロブソンはマギル大学の物理学科長であり、R.E.ベルは同研究所の所長であった。
戦後、トロント大学では、MF クロフォード、HL ウェルシュ、エリザベス J. アリン、BP ストイチェフらが分光法、光学、レーザーの研究を行った。1960年代初頭には大気物理学の研究が始まり、KG マクニールとAE リザーランドは高エネルギー素粒子物理学の研究に積極的に取り組んだ。HE ジョンズは生物物理学者として名声を確立した。
ブリティッシュコロンビア大学は、戦後、1938年から1961年まで学科長を務めたGMシュラム教授をはじめ、GMヴォルコフ、M・ブルーム、RDラッセル、JBウォーレンといった教授陣の活躍により、物理学分野で目覚ましい地位を築き上げた。彼らの努力の結果、1970年代には、カナダ屈指の粒子加速器であるトライユニバーシティ・メソン施設の建設地としてブリティッシュコロンビア大学が選ばれた。
オンタリオ州ハミルトンにあるマクマスター大学も、物理学科長のHG Thodeの指導の下、その名声を高めた。Thodeは質量分析法と同位体に関する研究を行い、同大学のMW Johns、HE Duckworth、BN Brockhouseによる原子核物理学の研究の道を開いた。1957年には、英連邦初の大学研究用原子炉がマクマスター大学に建設され、1970年代には粒子加速器研究所が建設された。マクマスター大学は、AB McLay、MH Preston、J. Carbotteらの研究を通して、分光法、固体物理学、生物物理学、理論物理学などの分野で名声を確立した。
戦後のフランス語圏の大学も重要な研究拠点となった。ラヴァル大学の物理学は、1939年から1947年にかけてのF・ラセッティと、1947年から1950年にかけての同僚E・ペルシコの尽力によって発展した。その他、J・L・ケルウィン、P・マルメ、A・ボワヴァンらは、原子核物理学、理論物理学、原子分子物理学、光学の分野で研究を行った。モントリオール大学では、P・デメール、P・ロランらが原子核物理学とプラズマ物理学を研究した。
マニトバ大学は戦後、発展を遂げた。RWプリングルによる原子核物理学の研究は、BG ホッグによる同分野のさらなる研究につながった。磁気学は AH モリッシュによって研究された。サスカチュワン大学では、1948 年に建設されたカナダ初のベータトロン (25 MeV) 施設を用いた光核物理学および医療放射線療法の研究が、HE ジョンズらによるコバルト 60 装置の開発につながった。1964 年にサスカチュワン加速器研究所(SAL) が完成し、1999 年まで稼働していた。その後、カナダ光源シンクロトロンに統合された。
ロンドンにあるウェスタンオンタリオ大学の物理学は、戦時中にRC・ディアール、GA・ウーントンらがレーダー研究を開始したことで大きく発展した。戦後、PA・フォーサイスの下で行われたこの分野の研究は、1967年に電波科学センターの設立につながり、同センターでは大気物理学や電離層物理学の研究も行われた。JW・マクゴーワンは同センターで陽電子散乱の研究を行った。
この時期の物理学の発展は、1974年から1985年の間にカナダの28の大学から1075件の物理学博士号が授与されたという事実からも測ることができる。そのうち約3分の1はトロント大学で授与された。
電波天文学は、1959年にオンタリオ州アルゴンキン州立公園にアルゴンキン電波天文台が建設されたことで、戦後カナダの天文学において重要な位置を占めるようになった。著名な天文学者アーサー・コビントンの指揮のもと建設されたこの施設は、直径150フィート(46メートル)の大型受信アンテナを備えていた。その直後に建設されたブリティッシュコロンビア州ペンティクトンにあるドミニオン電波天体物理観測所は、干渉計電波望遠鏡、26メートルの単一アンテナ、太陽フラックスモニターを備えている。1962年には、ビクトリアにあるドミニオン天体物理観測所に、クーデ焦点と部屋サイズの分光器を備えた48インチ反射望遠鏡という別の光学望遠鏡が追加された。 1975年にカナダ国立研究評議会によってヘルツベルク天体物理学研究所が設立されたことで、同研究所におけるカナダの天文学の研究が統合され、この新しい組織はハワイのマウナケア山に建設された新しいカナダ・フランス・ハワイ望遠鏡の建設の原動力となり、1979年に初観測が行われた。[ 13 ]
カナダの宇宙科学における初期の成果は、軍事的な取り組みの結果として得られたものでした。カナダ北部全域に張り巡らされた無線通信と巨大な防空レーダー網の有効性は電離層の電気的特性に影響を受けるため、1950年代にはこれらの特性の研究が行われました。1954年、カナダ陸軍はマニトバ州北部にチャーチルロケット研究場を建設し、上層大気の研究を目的としたペイロードを搭載したロケットの打ち上げを開始しました。1957年と1958年には、国際地球観測年へのカナダの参加の一環として、さらに打ち上げが行われました。この場所は、1970年代と1980年代には、カナダ上層大気研究計画の一環として、国立研究評議会によってロケットの打ち上げに使用されました。
1958年、米国で新たに設立されたNASAは、黎明期の衛星計画のために国際的なパートナーを募った。カナダ側からの提案は国防研究所(DRE)からで、ジョン・チャップマンは、電離層の特性を上空から調査する衛星をカナダが建造することを提案した(チャーチルロケットは下方から電離層を調査していた)。NASAはこの提案を受け入れ、オタワのDREは、モントリオールのRCAとトロントのSPAR Aerospaceの協力を得て、困難な技術的課題を克服し、重量145kgの衛星「アルエット1号」 を建造した。アルエット1号は、1962年9月29日にカリフォルニア州の太平洋ミサイル試験場からNASAによって打ち上げられた。アルエット1号は、上層大気の電気的特性の理解に大きく貢献した。この成功の結果、カナダと米国は電離層研究のための国際衛星(ISIS)に関する協定に署名し、カナダは1965年にアルエットII、1969年にISIS I、1970年にISIS IIを打ち上げた。[ 14 ]
第二次世界大戦の圧力の下、測量局は戦略的な鉱物資源の探査とカナダ領土の地図作成に一層力を注いだ。1947年にアルバータ州レデュークで石油が発見されたことで、カナダ西部の探査は大きな注目を集め、カナダが原子力分野で世界をリードしていたことから、北部のウラン鉱床の探査も成功した。測量局の手法は、地図作成のプロセスを大幅に加速させたヘリコプターの使用に見られるように、より効果的になった。1955年、測量局は当時としては最大規模の現地調査である「フランクリン作戦」を開始した。航空支援を受け、YO・フォーティエの指揮の下、28名のチームは北極圏の26万平方キロメートルを地図化した。調査局の評判は、1953年から1956年までG.ハンソン局長、1956年から1963年までJMハリソン局長の指導の下で高まりました。1966年の組織変更により、調査局は新設されたエネルギー・鉱業・資源省の一部となり、その結果、カナダの鉱物エネルギー資源の定量的分析に新たな重点が置かれるようになりました。1970年代には土地利用が重要な焦点となり、調査局は計画中のマッケンジーバレーパイプライン回廊の環境影響に関する調査を実施しました。同時期に、カナダの沖合境界が拡張され、新たに371キロメートルの経済水域が設けられたことで、調査局の責任範囲は40パーセント増加しました。エネルギー安全保障の問題に対処するため、調査局は1980年代にフロンティア地球科学プログラムを開始しました。また、1984年には国際海洋掘削計画へのカナダの参加の代理機関となりました。同年、調査局はカナダ史上最大の地球科学プログラムであるリソプローブの設立に参加しました。政府、大学、産業界から700人以上の科学者が参加するこの取り組みでは、最先端の技術を用いて、地球の地殻の3次元画像を50キロメートルという驚くべき深さまで提供する。[ 15 ]
トロント大学において、ジョン・トゥゾ・ウィルソンはプレートテクトニクスの地質理論に関する研究で世界的な名声を得た。
戦後、水路測量局は権限を拡大して業務を継続した。1949年にニューファンドランド・ラブラドール州が連邦に加盟すると、測量局の測量活動は新たな沿岸地域にまで拡大した。1950年代にカナダの防空が最重要課題となると、測量局は調査範囲をカナダ北極圏にまで拡大し、特に1954年から1957年にかけては、DEWラインの長距離レーダー基地建設に必要な物資を輸送する船舶の航路を測量した。北極圏の測量活動は、極地大陸棚測量の最初の年である1959年からさらに加速した。漁業研究委員会は戦後も優れた活動を続け、1979年に政府再編の結果解散し、その責任は他の組織に移管されるまで続いた。戦時中のカナダ国立研究機構(NRC)の防衛活動、特に潜水艦戦研究は、1947年に新設された国防研究委員会に分離され、移管された。同委員会は、カナダ海軍の対潜水艦戦任務を支援する研究を行うため、ノバスコシア州ハリファックスとブリティッシュコロンビア州エスクィマルトに研究施設を設立した。研究活動は、海水温、塩分濃度、海流、潮汐、表面騒音、生物音源など、水中での音の伝達に関連する物理海洋学に焦点を当てていた。
カナダ海洋学の歴史における象徴的な出来事は、ノバスコシア州ハリファックスにベッドフォード海洋研究所が設立されたことである。その設立に尽力したのは、鉱山技術調査局科学サービス局長のWE・ヴァン・スティーンバーグであり、彼は防衛、主権、漁業、環境に関する問題に対処するための科学組織の必要性を認識していた。彼のイニシアチブの結果、研究所は1962年に設立され、最新鋭の研究船CCGSハドソン号を取得した。多くの点で、研究所の歴史はこの船の歴史である。1962年に進水し、1964年に就役したハドソン号は、大西洋中央海嶺の5回の地球物理学的調査を実施し、大陸移動説の新たな理論の理解に貢献した。1966年には、ハドソン号はラブラドール海の詳細な調査とラブラドール海流の研究を行った。翌年にはデンマーク海峡の調査を行った。1970年には、同船は11ヶ月に及ぶ「ハドソン'70」航海、すなわち北米と南米を史上初めて一周する航海に着手し、同年代後半にはバフィン湾の化学組成に関する初の調査を実施した。[ 16 ] 80年代と90年代には、国際的な共同地球海洋フラックス研究および世界海洋循環実験の枠組みの中で、ハドソン号による調査が完了した。その他の研究プロジェクトには、1983年のエルズミア島沖のアルファ海嶺を調査するカナダ遠征(CESAR)が含まれる。
大学における化学分野は、戦後、特に1960年代に爆発的な成長を遂げた。 1950年代には、化学科を持つ6つの新しい大学が設立されました。これには、ル・コレージュ・ミリテール・ロワイヤル(1952年)、アサンプション(1953年)、シャーブルック(1954年)、カールトン(1957年)、ヨーク(1959年)、ウォータールー(1959年)が含まれます。しかし、1960年代には、関連する化学科を持つ19の新しい大学が誕生しました。これには、サー・ジョージ・ウィリアムズ(1960年)、ローレンティン(1960年)、アルバータ大学カルガリー校(1960年)、サスカチュワン大学レジーナ校(1961年)、モンクトン(1963年)、ビクトリア(1963年)、ゲルフ(1964年)、ブロック(1964年)、トレント(1964年)、レイクヘッド(1965年)、サイモン・フレーザー(1965年)、レスブリッジ(1967年)、ブランドン(1967年)、ウィニペグ(1968年)が含まれます。 1967年、ケベック州、1969年、プリンスエドワードアイランド州。実験室での研究がより重要になり、分光法、質量分析法、核磁気共鳴法、炎光光度法、ガスクロマトグラフィーが導入された。
この時期には独創的な研究が花開いた。1965年にはカナダ全土の大学で化学の博士課程に在籍する学生が664人いたが、1966年には771人に急増し、研究の約40%が有機化学に費やされた。同様に、1964年には化学の大学院課程が19あったが、わずか2年後には25に増えた。この目覚ましい成長は、ブリティッシュコロンビア大学の化学大学院の発展にも反映されている。1955年には7人の教授が2人の大学院生を指導していたのに対し、1968年には50人の教員が150人の大学院生を指導するようになった。
注目すべき研究活動としては、アルバータ大学のRU Lemieuxによる炭水化物化学の分野(1953年)、ラバル大学のPA Giguereによる過酸化水素分光法の分野、ブリティッシュコロンビア大学のN. Bartlettによるいわゆる「不活性」キセノンの化合物の研究などが挙げられる。[ 17 ]
米国国立研究機構(NRC)化学部門は、これらの期間を通じて研究を継続した。
戦後、生物学の何らかのコースを提供する大学の数は戦前と比べて大幅に増加し、1971年には41校に達した。生化学と微生物学の結びつきから生まれた戦後の分子生物学革命は学界を席巻し、ビクトリア大学、ブリティッシュコロンビア大学、アルバータ大学、サスカチュワン大学(サスカトゥーン)、マニトバ大学、ウェスタンオンタリオ大学、クイーンズ大学、オタワ大学、マギル大学、モントリオール大学、シャーブルック大学、ラバル大学、ダルハウジー大学など、少なくとも両方のコースを提供する大学が10校あった。NRCは動物、植物、細胞、個体群生物学を支援する助成金を提供し、1967年に最も多くの資金を受け取った大学には、ブリティッシュコロンビア大学(878,000ドル)、ゲルフ大学(644,000ドル)、トロント大学(559,000ドル)、アルバータ大学(524,000ドル)、マニトバ大学(519,000ドル)などがあった。
実験農場の優れた活動は戦後も続いた。しかし変化の兆しが見え、1959年に実験農場サービスは科学サービスと統合され、農務省の研究部門が設立された。既存の農場ネットワークを補完するために、新しい組織は遺伝学、微生物学、細胞生物学、昆虫学、植物、動物、土壌、昆虫病理学など、さまざまな研究テーマに取り組むための多数の研究機関を設立した。1970年代にカナダの研究者キース・ダウニーとバルドゥル・ステファンソンによってキャノーラが開発されたことは特筆すべきである。 [ 18 ]
戦後も、カナダ森林局の研究活動は継続された。特に注目すべきは、1970年代から80年代にかけて開発されたカナダ森林火災危険度評価システム(CFFDRS)であり、また、大学や民間企業と協力してバチルス・チューリンゲンシス毒素(Bt)やその他の生物農薬の開発・商品化に取り組んだことである。
1947年にドミニオン野生生物局として設立され、 1950年にカナダ野生生物局と改称されたこの組織は、60年以上にわたり、カナダの大型野生動物とその生存に関わる要因に関する研究を行ってきました。これらの研究では、カナダの国立公園に生息するヘラジカ、ムース、バイソンの現状に加え、カリブー、ジャコウウシ、ホッキョクグマ、オオカミ、ホッキョクギツネなどの北方の動物についても調査してきました。また、カモやガンの渡りのパターンに関する研究、渉禽類や海鳥の研究、鳴禽類の個体数調査、ハヤブサ、アメリカヅル、オオハクチョウの保護に関する取り組み、淡水湖の魚類の個体数調査なども行っています。近年では、環境毒性学の分野や、毒素が野生生物に与える影響に関する研究も行っています。
1936年にカナダの医学研究に資金を提供するために設立された医学研究諮問委員会は、1956年に医学研究部となり、1960年には医学研究評議会となりました。この組織は、ラバル大学/オテル・デュー・ド・ケベック(1639年)、マギル大学/モントリオール総合病院(1819年)、トロント大学/トロント総合病院(1829年)、オタワ大学/オタワ病院(1845年)、クイーンズ大学/オテル・デュー病院(キングストン、1845年)、トロント大学/小児病院(トロント、1875年)、ブリティッシュコロンビア大学/バンクーバー総合病院(1886年)、ダルハウジー大学/ビクトリア総合病院(ハリファックス、1887年)、アルバータ大学/アルバータ大学病院(エドモントン、1906年)など、全国各地の多くの大学医学部および関連教育病院で医学研究に資金を提供しました。
トロントのコナート研究所は、 1950年代に世界初のポリオワクチンに関する画期的な研究を行った。同研究所は、米国のジョナス・ソーク博士と協力し、新しい合成基剤であるMedium 199を用いた安全な不活化ワクチンを開発した。これにより、「トロント法」として知られるようになった技術による大量生産が可能となり、1954年から始まったカナダと米国の数百万人の子供たちに対するポリオの集団予防接種キャンペーンにつながった。同研究所はまた、1959年に世界初の三価サビン生経口ポリオワクチンを開発したほか、インフルエンザ、麻疹、そして天然痘の世界的撲滅に極めて重要な役割を果たした凍結乾燥天然痘ワクチンも開発した。
モントリオールでは、微生物学研究所が1950年代も研究を続け、ケベック州政府から100万ドルの助成金を得て、1956年にポリオワクチンの製造を開始しました。1960年代には、臓器移植に関連する免疫学、伝染性単核球症、ハンセン病、癌、麻疹に関する研究を開始しました。1975年、同研究所はケベック大学のネットワークの一部となり、アルマン・フラピエ研究所と改称されました。
トロント大学付属小児病院は、1954年に研究所を設立しました。以来、研究所の活動を通じて、カナダで最も研究集約型の病院となり、小児疾患に関する科学分野で世界をリードする機関の一つとしての地位を確立しました。オンタリオがん研究所(プリンセス・マーガレット病院)は、がんの治療と研究を目的として、1958年にトロントに設立されました。
オンタリオ心臓・脳卒中財団は1952年に設立され、その後50年代には他のいくつかの州の財団が設立されました。1961年、これらの財団が協力してカナダ心臓・脳卒中財団を設立しました。1956年以来、この財団はカナダの心臓と脳卒中の研究に10億ドル以上を投資してきました。カナダ初の心臓移植は、1968年5月31日にモントリオール心臓研究所の主任外科医ピエール・ゴダンによって、変性心疾患を患うケベック州ショメディの59歳の引退した肉屋の患者アルバート・マーフィーに対して行われました。この手術は、クリスティアン・バーナードによる世界初の心臓移植から約6か月後に行われました。[ 19 ]
体外受精に関する研究は、1983年以来、スカーバラに設立された民間企業であるIVFカナダによって行われてきた。
この時期、モントリオール神経研究所は医用画像技術の開発を先導し、1973年にカナダ初のCTスキャン、1975年にPETスキャン、1982年にMRIを導入した。
1957年、カナダ人のジェームズ・アーサー・ガードナーはガードナー財団を設立し、 1959年に医学研究分野における卓越した貢献をした科学者に贈られるガードナー財団国際賞を創設した。「ガードナー賞」はカナダで最も権威のある国際的な賞とされており、2008年時点で73人のガードナー賞受賞者がノーベル賞を受賞している。[ 20 ]
戦後、いわゆる「ビッグサイエンス」は劇的な成長を遂げた。1950年代には、オンタリオ州チョークリバーに大型原子炉( NRXとNRU)が建設され、国内の複数の大学にも小型原子炉が建設された。宇宙研究衛星(アルエットとISIS)はオタワで製造され、米国で打ち上げられた。高層大気探査ロケット「ブラックブラント」はチャーチルから打ち上げられた。アルゴンキン州立公園には、最新鋭の大型電波望遠鏡が建設された。
1960年代には、高強度中性子発生器と、クイーン・エリザベス2世と名付けられる予定だった大型天文望遠鏡の建設計画が財政難のため中止された(後者は1968年)が、1970年代には、ブリティッシュコロンビア大学にTRIUMF大型中間子発生器、ハワイにカナダ・フランス・ハワイ望遠鏡、ケベック州ヴァレンヌに実験用トカマク型核融合炉が建設された。
カナダ政府の長年の科学政策は、科学技術をカナダのビジネスと商業の発展を支援する活動とみなすことであった。最初の政府科学機関であるカナダ地質調査所(1842年、鉱物)、ドミニオン実験農場(1886年、農業)、カナダ森林局(1899年、林業)、カナダ水路測量局(1904年、商業航海)、生物学委員会(1912年、漁業)は、それぞれの産業を支援するために設立された。国立研究評議会(1916年)は、製造業の研究を支援し、政府に科学技術に関する助言を提供するために設立され、ドミニオン統計局は経済発展を支援するために1917年に設立された。戦後の国立研究評議会の分派により、この助言の役割は、1966年に設立された新設機関であるカナダ科学評議会に引き継がれた。同評議会は、連邦予算削減の一環として1993年に廃止されるまで、政府に科学的助言を提供した。 2007年、連邦政府はカナダ科学技術イノベーション評議会を設立し、カナダにおける科学技術の現状を世界の他の国々と比較して調査し、報告することを任務とした。
戦争などの特殊な状況下では、政府は国家的な緊急事態に対処するために科学を動員してきた。
政府は過去50年間、カナダ国民の健康、そして近年では公共の安全を非常に重要視しており、そのため、カナダ国立研究機構(NRC)、医学研究委員会、そして最近ではカナダ保健研究機構(CIHR)を通じて医学研究に投資してきました。その他の保健・安全科学活動としては、カナダ保健省、カナダ公衆衛生庁、カナダ食品検査庁による検査室調査などが挙げられます。
しかしながら、いわゆる「純粋科学」に関する政府の方針は曖昧であった。20世紀初頭、政府は世界最大級の天体望遠鏡の建設に資金を提供した。ここに挙げたような他の「ビッグサイエンス」プロジェクトも、過去100年の間に資金提供を受けてきた。しかし、過去1世紀におけるこの種の活動への資金提供全体を考慮すると、カナダの取り組みは他国と比較して著しく遅れていると言える。
この期間には、ウィリアム・ジオーク(化学、1949年)、チャールズ・B・ハギンズ(生理学・医学、1966年)、ゲルハルト・ヘルツベルク(化学、1971年)、デビッド・H・ヒューベル(生理学・医学、1981年)など、数多くのカナダ人科学者がノーベル賞を受賞しました。
その他の著名な科学者には、カーライル・スミス・ビールズ(1899–1979、天文学)、エドガー・ウィリアム・リチャード・ステイシー(1900–1962、化学)、ヘレン・ソーヤー・ホッグ(1905–1993、天文学)、ジョン・トゥゾ・ウィルソン(1908–1993、地質学)、マーシャル・マクルーハン(1911–1980、社会学/コミュニケーション)、ピエール・ダンセロー(1911、生態学)、ハロルド・コップ(1915–1998、医学)、レイモンド・ルミュー(1920–2000、化学)、フェルナン・セガン(1922–1988、生化学、テレビタレント)、チャールズ・スクライバー(1930、医学)、ヒューバート・リーブス(1932、宇宙論) 、デビッド・スズキなどがいる。 1936年(遺伝学、テレビタレント)。
20世紀後半、自然界を理解するための哲学としての還元主義の限界が認識されるとともに、自然界の構成要素がどのように組み合わさり、互いに関連し合い、影響し合っているかを考察することで、より深い知識が得られるという認識が広まりました。この認識に基づき、300年にわたる還元主義的な科学研究によって得られた自然に関する知識を、こうした複雑な関係性を理解できる形で統合する動きが生まれました。カナダの科学者は依然として還元主義的なアプローチを強く採用していますが、特に生物学や認知科学といった分野では、統合主義が並行する哲学として発展しています。トロントのMaRSディスカバリー・ディストリクトのような学際的な組織の設立にも、その傾向が顕著に表れています。
成長は1980年代半ばまで続いたが、公的資金の危機により、大学や政府レベルでの科学研究の多くが縮小された。連邦政府の各省庁に分散していた宇宙関連活動は、 1989年に設立されたカナダ宇宙庁の傘下に統合された。ケベック州は同年、ケベック産業研究センターを設立した。国防研究委員会は再編され、 2000年にカナダ国防研究開発機構となった。
過去20年間は、緩やかではあるものの着実な回復が見られた。1990年代半ばには、カナダの大規模研究大学10校からなるグループ・オブ・テンが自主的に設立された。2006年には3校が加わり、グループ・オブ・テン13となった。1995年には、カナダ社会科学連盟とカナダ人文科学連盟が合併し、カナダ人文社会科学連盟が設立された。
1982年、宇宙論、重力、量子力学、遺伝学といった分野における宇宙の根本的な性質に関する問題を調査するため、オタワに拠点を置く仮想的なカナダ先端研究所が設立された。2001年にオンタリオ州ウォータールーに設立されたペリメーター研究所は、量子力学と相対性理論の研究を目的としており、これまで公的機関が担ってきた分野に、ある個人(ブラックベリーを開発したリサーチ・イン・モーション社の創設者)が参入した。
この期間には、カナダにおける科学研究の強化を目的とした組織が設立されました。以前から存在していた資金提供機関は、研究プロジェクトへの資金提供を継続しています。さらに、研究関連機器の購入や新規研究者の給与支払いを目的とした新たな機関も設立されました。研究コミュニケーションやコンピューティングのための技術施設、およびそれらに関連する団体も設立されています。
1989年、カナダの主要な資金提供機関であるカナダ自然科学工学研究評議会、カナダ社会科学人文研究評議会、カナダ医学研究評議会、カナダ研究産業省は、カナダの科学的発見の成果を商業化するために、卓越研究センターネットワーク(NCE)プログラムを設立しました。密接に関連する商業化と研究のための卓越研究センター(CECR)プログラム、およびビジネス主導の卓越研究センターネットワーク(BL-NCE)プログラムは2007年に設立されました。設立されたCECRには、ブリティッシュコロンビア州バンクーバーのAdvanced Applied Physics Solutions Inc. – AAPS(1495万ドル)、オンタリオ州サーニアのBioindustrial Innovation Centre – BIC(1495万ドル)、オンタリオ州オタワの研究商業化センター – CCR(1495万ドル)などがあります。医学分野のCECRも設立されています(下記の医学研究を参照)。[ 21 ]
1997年、カナダ連邦政府は、カナダの大学による科学研究用資材、機器、施設の取得を支援するため、8億ドルの基金を拠出してカナダ・イノベーション財団を設立しました。設立以来、カナダ・イノベーション財団は、カナダ光源(サスカチュワン大学)、国際地下科学施設(カールトン大学)、NEPTUNE Canadaの海底ケーブル接続観測所(ビクトリア大学)、細胞・生体分子研究センター(トロント大学)、統合ゲノミクスセンター(BCがんセンター)、カナダ研究砕氷船(ラバル大学)、マギル大学保健センター生命科学複合施設(マギル大学)、トロント人間疾患比較モデルセンター(マウントサイナイ病院)、先端レーザー光源(ALLS)(国立科学研究所)、国立サイトライセンスプロジェクト(オタワ大学)など、数多くの主要プロジェクトに多額の投資を行ってきました。[ 22 ]
2000年に、カナダの大学研究のための科学者の雇用資金を支援する目的で、カナダ研究講座プログラムが設立されました。その後、2003年には間接費プログラムとカナダ大学院奨学金プログラムが、2004年にはCFI研究病院基金が設立されました。[ 23 ]
アルバータ州政府は1980年に、3億ドルの基金を持つアルバータ州医療研究遺産財団を設立しました。2000年までに、この基金は6億ドルの価値になりました。2000年には、同様のモデルを用いて、政府は172人の研究者を支援し、10億ドルの基金を持つアルバータ州科学工学研究遺産財団を設立しました。1999年には、医学研究評議会が再編され、新たなカナダ保健研究機構として誕生しました。
近年、大学の基金(基金規模別カナダ大学一覧を参照)は、科学研究を含む大学活動の資金調達においてますます重要な役割を果たしています。基金規模が最も大きい大学(百万カナダドル単位)には、トロント大学(2007年:24億9000万ドル)、ブリティッシュコロンビア大学(2007年:10億1000万ドル)、マギル大学(2007年:9億7360万ドル)、アルバータ大学(2007年:7億5150万ドル)、クイーンズ大学(2007年:6億6000万ドル)、マクマスター大学(2007年:4億9850万ドル)、カルガリー大学(2007年:4億2600万ドル)、ダルハウジー大学(2006年:3億6400万ドル)、ヨーク大学(2007年:3億600万ドル)、マニトバ大学(2006年:3億300万ドル)などがあります。
カナダ先端研究ネットワーク(CANARIE)は、カナダの科学者間の研究協力を促進するために1993年に設立されました。CANARIEは、カナダ国立研究評議会の支援を受けて1990年に創設された通信ネットワークCA*NETを運営しており、加盟機関間での研究データの高速・大容量転送に利用されています。CANARIEの加盟機関には、カナダの大学、研究機関、研究開発に重点を置く企業などが含まれます。
C3.ca Association Inc.は、カナダの研究大学間で高性能コンピューティング(スーパーコンピューティング)を促進・統合するために1997年に設立されました。加盟団体には、Atlantic Computational Ecellence Network(ACEnet)、Consortium Laval, UQAM, McGill and Eastern Quebec(CLUMEQ)、Réseau québécois de calcul de haute performance(RQCHP)、High Performance Computing Virtual Laboratory(HPCVL)、SciNet、Shared Hierarchical Academic Research Computing NETwork(SHARCNET)、Western Canada Research Grid(WestGrid)などがありました。2008年、同協会はCompute Canadaとして知られるようになりました。2011年、CLUMEQとRQCHPが合併してCalcul Québecとなり、現在ではCompute Canadaを構成する6つの地域コンソーシアムのうちの1つとなっています。
カナダ科学アカデミーは、カナダ王立協会、カナダ工学アカデミー、カナダ学術医学研究所のイニシアチブにより、2004 年に設立されました。この組織の目的は、「差し迫った問題や公共の利益に関わる事柄の根底にある科学について、独立した専門家による評価を提供する情報源」として機能することです。この組織は 2006 年に改名され、カナダアカデミー評議会として知られるようになりました。2009 年に、アカデミーは「イノベーションとビジネス戦略:カナダが劣っている理由」と題するカナダのイノベーションに関する報告書を発表しました。[ 24 ]
カナダ政府は2008年にカナダ優秀研究講座(CERC)プログラムを創設した。年間予算2800万ドルのCERCは、カナダの大学に20の研究講座を設置し、情報通信、環境科学、エネルギー、生命科学など、さまざまな分野で世界で最も優れた研究者を引き付けている。[ 25 ]最初の講座担当者は2010年5月に発表された。
この時期、原子核融合は重要な研究分野であった。1987年から1999年にかけて、ケベック州ヴァレンヌでは、ハイドロ・ケベック社がトカマク型核融合炉を稼働させていた。ケベック電力研究所(IREQ)と国立科学研究所(INRS)の研究者たちは、この施設で核融合科学の様々な要素を研究した。
サドベリー・ニュートリノ観測所(SNO)は、1999年から2006年まで、ニュートリノとして知られる素粒子の性質を研究しました。この施設は、 オンタリオ州サドベリーにあるCVRD Incoの旧クレイトンニッケル鉱山の地下約2kmに位置し、太陽ニュートリノと重水素原子核および原子電子との相互作用を感知することで、太陽ニュートリノを検出するように設計されました。観測の結果、太陽ニュートリノは宇宙空間を移動する際に振動し、質量を持つことなど、重要な発見がありました。この施設は現在アップグレード中で、SNO+となり、新たな実験が可能になります。これには、陽子-陽子連鎖反応、地球ニュートリノ(地球内の自然現象によって生成されるニュートリノ)、およびニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊の研究が含まれます。[ 26 ] 2010年現在、この施設では暗黒物質の性質を調査する2つの主要な実験が行われています。WIMP(弱く相互作用する重粒子)の存在の証拠を見つけようとしているカナダ超対称性物体探索プロジェクト(PICASSO)と、アルゴンパルスを用いた暗黒物質実験(DEAP)です。また、米国を拠点とする極低温暗黒物質探索チームも、SNO施設を暗黒物質研究に利用する計画を立てています。[ 27 ]
カナダ史上最大規模の科学プロジェクトの1つである、サスカチュワン大学サスカトゥーンのカナディアン・ライトソース・シンクロトロンは、2004年に稼働を開始しました。サッカー場ほどの面積をカバーし、1億7500万ドルの費用をかけて建設されたこの施設は、サスカチュワン大学の非営利法人であるCLS Inc.によって運営されています。非常に小さなスケールでの物質の性質を調査するために使用されます。[ 28 ]性質は似ていますが規模が小さいアドバンスト・レーザー・ライトソース(ALLS)は、2004年にケベックシティの国立科学研究所(ケベック大学)の施設内に設立されました。2000万ドルのCFI資金による国際プロジェクトは、広範囲の周波数で動作するマルチビームフェムト秒レーザーシステムを使用して、極めて高速での分子の挙動を研究します。[ 29 ] CFIはまた、カナダの物理学者が米国オークリッジ国立研究所のスパレーション中性子源施設での研究に参加するための資金も提供した。この資金により、スパレーション中性子ビーム源であるVulcanと分光計の設計と建設が可能になり、ビームタイムへのアクセスも保証される。[ 29 ]
小規模物理学は、アルバータ州エドモントンのアルバータ大学にある国立ナノテクノロジー研究所(NINT)の重点分野でもあります。NRCが運営するこの研究所は2001年に設立され、2006年に世界最大級かつ最も静かな施設の1つである最先端の施設に移転しました。ナノ結晶、ナノワイヤー、超分子ベースのナノ材料の合成、分子スケールデバイスの製造、半導体表面での化学反応のためのナノスケール材料の開発、タンパク質設計、遺伝子工学、ナノ電気機械システムなど、幅広いナノスケール現象を研究します。[ 30 ]特に最近注目されているのは、ナノエンジニアリング材料、ナノエレクトロニクスの設計と製造、ナノ計測、ナノバイオシステムに関連する研究を行うウォータールーナノテクノロジー研究所で、2011年に稼働を開始します。ウォータールー・ナノテクノロジー研究所に関連するナノファブリケーションプロジェクトの一例として、ウォータールー大学ナノロボティクスグループが挙げられます。学部生のみで構成されるこのグループは、2011年のモバイルマイクロロボティクスチャレンジで優勝した後、マイクロスケールでのマイクロロボット周辺の表面張力を特徴付ける研究論文を作成しています。このグループは、完全に学部生で構成された唯一のチーム(そして唯一のカナダのチーム)でした。[ 31 ]
2008年、オンタリオ州ハミルトンにあるマクマスター大学のカナダ電子顕微鏡センターは、Titan 80–300 Cubed電子顕微鏡を取得した。センター長は、この装置は世界中のどの大学にもある中で最高のものだと考えており、個々の原子を詳細に調べることができ、ナノテクノロジー研究の分野で有用である。[ 32 ]
トロント大学は、カナダの主要研究大学グループであるG13の中で最も著名な大学であり、カナダ屈指の物理学研究機関の一つです。1997年には、物理学科が大学院課程の100周年を祝いました。2007年には、惑星物理学、量子光学、凝縮系物理学、素粒子物理学など、幅広い分野で研究を行いました。量子情報・量子制御センター、光学科学研究所、カナダ理論天体物理学研究所(CITA)、フォトニクス・リサーチ・オンタリオ、IsoTrace、航空宇宙研究所、素粒子物理学研究所(IPP)、天文学・天体物理学科など、多くの研究機関がこの活動において重要な役割を果たしています。
ブリティッシュコロンビア大学は、物理学研究において引き続き重要な役割を果たしています。研究分野は、応用物理学、原子・分子・光学物理学、生物物理学、凝縮系物理学、医用物理学、素粒子・亜原子・弦理論、理論物理学など多岐にわたります。主要な研究機関としては、先端材料・プロセス工学研究所、太平洋理論物理学研究所、そしてもちろんカナダ国立素粒子・原子核物理学研究所であるTRIUMFなどが挙げられます。
TRIUMFは、ジュネーブのCERNにある大型ハドロン衝突型加速器の建設と最終的な運用へのカナダの参加拠点でもある。カナダの大学とカナダの産業界は、その加速器の大型粒子検出器の1つであるATLASに部品を提供している。TRIUMFはまた、ATLASのティア1コンピューティングセンターをホストしており、これは世界に10か所しかないうちの1つである。[ 33 ]
カナダで3番目に優れた研究大学であるアルバータ大学(エドモントン)は、2008年もカナダにおける物理学研究の分野で確固たる地位を維持しています。研究分野は、天体物理学、凝縮系物理学、地球物理学、素粒子物理学など多岐にわたります。主な研究機関としては、ナノスケール物理学センター、素粒子物理学センター(亜原子研究センター)、地球物理学研究所、ミットパン国際地震予測理論研究所、宇宙物理学研究所、理論物理学研究所などが挙げられます。
モントリオールのマギル大学における物理学研究の評判は依然として高い。研究分野は、天体物理学、凝縮系物理学、高エネルギー物理学、原子核物理学、非線形物理学など多岐にわたる。特筆すべき研究センターとしては、材料物理学センター、高エネルギー物理学センター、大学間素粒子物理学センター、マギル先端材料研究所などが挙げられる。
カナダで最も重要な理論物理学研究機関は、オンタリオ州ウォータールーにあるウォータールー大学に付属する新設のペリメーター研究所(PI)であると言えるでしょう。ブラックベリーの発明者であるマイク・ラザリディスによって1999年に設立され、創設エグゼクティブディレクターのハワード・バートンのリーダーシップの下、60名の常駐研究者が2001年以来、宇宙論、素粒子物理学、量子基礎、量子重力、量子情報、超弦理論など、多くの分野で研究を行ってきました。[ 34 ] 2008年、研究所はスティーブン・ホーキングをペリメーター研究所特別研究員に任命したと発表しました。ホーキングは2010年6月にPIで私的な研究を開始しました。2009年、ペリメーター研究所は、研究所の規模を2倍にする新しいスティーブン・ホーキング・センターの建設計画を公表しました。
密接に関連する量子コンピューティング研究所は、 2002年にウォータールー大学に1億ドルの資金で設立され、2008年6月には専用施設の建設が開始されました。ミケーレ・モスカ所長の指揮の下、同研究所は30名の常勤研究員、50名のポスドク研究員、125名の大学院生を擁し、量子力学的手法を情報処理システムに応用する研究を積極的に行うことを目指しています。同研究所は、原子トラップ研究所、集積量子光電子工学研究所、ジョセフソン接合研究所、光子エンタングルメント研究所など、数多くの高度な研究室を運営しています。
資金削減は、カナダを代表する天文学研究機関であるヘルツベルク天体物理学研究所に大きな打撃を与えた。アルゴンキン公園電波望遠鏡を改修するための資金が見つからず、オタワ近郊の太陽望遠鏡とともに1986年に閉鎖された。しかし、同年、HIAは天文データのアーカイブ化のための専用ソフトウェアを開発したカナダ天文学データセンター(CADC)を設立した。 1987年、HAIは15メートルのジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡(サブミリ波電波望遠鏡)の25パーセントの株式を取得し、1990年代には光学8メートルのジェミニ望遠鏡の15パーセントの株式を取得し、1999年に運用を開始しました。HIAの本部は1995年にオタワからビクトリアに移転しました。21世紀には、研究所はジェミニ多天体分光器、JCMT自己相関分光器およびイメージングシステム、CFHT補償光学ボンネットなど、国際望遠鏡プログラム用の機器を設計しました。2003年に開始されたCFHTレガシーサーベイは特筆すべきものです。望遠鏡の広視野メガカムを使用したこのサーベイは、「非常に広い」、「広い」、「深い」の3つの研究で構成され、暗黒物質と暗黒エネルギーの性質を含む多くの現象を調査しています。[ 35 ]カルガリー大学は、チリのアタカマ砂漠で建設中のアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計( ALMAT)でのデータ取得と画像生成に使用されるソフトウェアの開発に参加している。ファーストライトは2011年に予定されている。[ 36 ]
HAIは1998年から1999年にかけて策定された天文学長期計画においても主要な役割を担っており、カナダの大学における天文学研究をより支援する方向へと舵を切っている。
2003年、カナダ宇宙庁は、同庁、ダイナコン・エンタープライズ社、トロント大学およびブリティッシュコロンビア大学の天文学部が共同開発した、カナダ初の天文衛星である「星の微小変動と振動を観測する望遠鏡(MOST)」を打ち上げた。
トロント大学天文学・天体物理学科は、世界有数の天文台を用いて幅広い研究を行っています。研究分野は、宇宙論、初期宇宙、銀河団、銀河と星の形成、惑星形成、星間物質、高エネルギー天体物理学、恒星の構造と進化など多岐にわたります。同科の研究者は、ジェミニ北望遠鏡と南望遠鏡(8.1m )、マゼラン望遠鏡(6.5m)、CFHT望遠鏡(3.6m)、デュポン望遠鏡(2.5m) 、 JCMT望遠鏡(サブミリ波)といった主要な望遠鏡を利用できます。また、同科の研究では、その他の光学、電波、衛星施設や、成層圏気球を用いた銀河および宇宙論の研究も行っています。 2008年、同大学の3人の天文学者がジェミニ北望遠鏡を用いて、地球から約500光年離れた恒星1RSX J160929.1-210524を周回する太陽系外惑星候補の、史上初の直接画像の一つを撮影した。
21世紀の天文学研究は、ブリティッシュコロンビア大学物理学科の研究活動と密接に結びついています。同大学の22名の研究者は、活発な研究プログラムに取り組み、CFHTやジェミニ望遠鏡をはじめとする最先端の設備を利用できます。ビクトリア近郊のドミニオン天体物理観測所や、ペンティクトン近郊のドミニオン電波天体物理観測所にある2基の電波望遠鏡も活用されています。さらに、同科のメンバーは複数の液体鏡望遠鏡を製作しており、その中でも最大規模なのが、バンクーバー近郊にある口径6メートルの大型天頂望遠鏡です。
2004年にマクマスター大学でラルフ・プドリッツ博士によって設立されたオリジンズ研究所は、当初は太陽系外惑星の構造に関する研究に重点を置いていたが、今後は宇宙と生命の起源に関する研究にも活動範囲を拡大する計画である。
クイーンズ大学、ヨーク大学、カルガリー大学、アルバータ大学、ビクトリア大学、モントリオール大学、ラバル大学、ウェスタンオンタリオ大学など、他のカナダの大学も大学院レベルの天文学プログラムを提供しており、独自の天文台を所有している。
2009年、ビクトリアにあるカナダ国立研究機構(NRC)ヘルツベルク天体物理学研究所(NRC-HIA)のカナダ天文学データセンター(CADC)は、カナダ先端天文学研究ネットワーク(CANFAR)の設立を発表しました。このシステムは、カナダの天文学者のソフトウェアとCANARIEネットワークの高性能コンピュータを電子的に接続する架け橋となるものです。ブリティッシュコロンビア大学とビクトリア大学は、このプロジェクトの主要な参加機関であり、カナダの天文学研究者間の連携と生産性の向上に貢献します。
近年、可視光と電波の両方のスペクトルにおいて、カナダの観測施設の劇的な刷新計画が進められている。近紫外線から中赤外線(0.31~28μm)までの可視光スペクトルでは、30メートル望遠鏡プロジェクトが、直径30メートルという驚異的な望遠鏡の建設を計画している。この望遠鏡は、2003年に設立されたカナダ天文学研究大学協会(ACURA)、カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学のパートナーシップの成果である。資金は、米国のゴードン・アンド・ベティ・ムーア財団、カナダ・イノベーション財団、オンタリオ州研究イノベーション省、カナダ国立研究評議会、カナダ自然科学工学研究評議会、ブリティッシュコロンビア州知識開発基金、およびカナダ天文学研究大学協会(AURA)から提供されている。ハワイのマウナケア山に建設される総工費10億カナダドルの施設は、2017年に初稼働を予定している。この望遠鏡は、ダークエネルギー、ダークマター、素粒子物理学の標準模型、宇宙最初の星や銀河、宇宙の再電離、銀河の形成と進化、惑星や星の形成、そして太陽系外惑星における生命の可能性など、数々の最先端の現象を研究する。
カナダの大学や科学者たちは、電波天文学のための新しい望遠鏡建設に関する別の国際共同事業にも参加している。カルガリー大学は、スクエア・キロメートル・アレイ( SKA)へのカナダの参加を主導する機関である。南半球に建設されるこの15億ユーロ規模の望遠鏡は、2013年に着工予定で、2017年に初観測、2022年に本格運用開始が予定されている。
この時期、カナダの宇宙科学は、無人活動に加えて有人活動も発展させた。1980年代初頭、カナダ政府はNASAのスペースシャトル計画への参加に関して米国と協定を締結した。カナダは、軌道上のシャトルの貨物室で貨物や機器を扱うために使用される遠隔操作システム(通称カナダアーム)4台を設計、製造、寄贈する代わりに、NASAによるカナダ人宇宙飛行士の訓練と、スペースシャトルの乗組員としてのカナダ人宇宙飛行士の派遣を受けることになった。スペースシャトルの飛行には、カナダ初の宇宙飛行士であるマーク・ガルノー(1984年、1996年、2000年)、ロベルタ・ボンダー(1992年)、スティーブ・マクリーン( 1992年、2006年)、クリス・ハドフィールド(1995年、2001年)、ロバート・サースク(1996年)、ビャルニ・トリグヴァソン(1997年)、デイブ・ウィリアムズ(1998年)、ジュリー・ペイエット(1999年、2009年)らが参加した。2009年、カナダ宇宙庁(CSA)は、ジェレミー・ハンセンとデビッド・セントジャックの2名をカナダ宇宙飛行士団に新たに任命したと発表した。また、2009年には、ロバート・サースクが国際宇宙ステーションで6ヶ月間のミッションを行い、カナダ人宇宙飛行士として初の長期滞在となった。これらのミッションにおける科学研究では、宇宙酔い、体内の体液の移動、空間認識、長期間の無重力状態における骨量や筋肉量の減少など、人間の生理機能に関する調査が行われてきました。また、材料科学や生物学などの分野でも実験が行われています。2010年9月、ベテランのカナダ人宇宙飛行士クリス・ハドフィールドが、2012年のミッションで国際宇宙ステーションの司令官に任命されました。
カナダの無人計画には、1995年のカナダ地球観測衛星RADARSAT-1の初打ち上げと、2007年の改良版RADARSAT-2の打ち上げが含まれていました。極軌道に配置されたこれらの衛星はそれぞれ、強力な合成開口レーダー(SAR)を使用して、24日ごとに地球表面のほぼすべてを撮影します。これらの画像は運用と科学の両方の用途があり、そのデータは地質学、水文学、農業、地図作成、林業、気候学、都市学、環境研究、気象学、海洋学などの分野で使用されています。2009年、カナダ宇宙庁は、後継計画であるRADARSATコンステレーションを発表しました。この計画では、2014年、2015年、2016年にそれぞれ3機の地球観測衛星が打ち上げられ、3機が連携してカナダの陸地と海洋表面、および世界の表面の95%を24時間ごとに完全にカバーします。[ 37 ]
カナダ宇宙庁は2003年に、星の微小変動と振動を観測する天文衛星MOSTとSCISAT-1を打ち上げた。その1年後、MOSTは恒星プロキオンが振動していないことを観測した。この発見は、太陽や他の恒星の形成と老化に関する理論において重要な意味を持つ。
カナダ製の観測機器は、数々の国際衛星にも搭載されている。1989年に打ち上げられた地球磁気圏の研究を目的とした日本の衛星「曙」には、カナダ製の超熱イオン質量分析計が搭載された。1996年には、カナダ製のオーロラ紫外線撮像装置がロシアの衛星「インターボール2」に搭載された。1999年に打ち上げられた国際紫外線宇宙観測衛星「FUSE」には、望遠鏡の追跡用にカナダが設計・製造した高精度誤差センサーカメラシステムが搭載されている。カナダは、2008年に火星に着陸予定の無人火星探査機「フェニックス」に搭載された3700万ドル相当の「気象観測装置」を提供した。
2008年、カナダ宇宙庁は、電離層を研究する「強化型極域流出プローブ」を搭載した科学観測機器群を含むハイブリッド衛星「カシオペ」の打ち上げを計画している。また、カナダ宇宙庁は、 2008年に打ち上げられたハーシェル宇宙望遠鏡に搭載されたHIFIおよびSPIRE機器、そして同じく2008年に打ち上げられたプランク宇宙望遠鏡に搭載された低周波機器および高周波機器へのカナダの貢献を調整した。さらに、カナダは2022年に打ち上げられたジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡に、精密誘導センサーとチューナブルフィルターイメージャーを提供している。
2008年、カナダ宇宙庁は、 2010年に地球近傍天体監視衛星(NEOSat)を設計・打ち上げる計画も発表した。重量65kg 、大型スーツケースほどの大きさのこの衛星は、15cm望遠鏡で地球近傍の宇宙を光学的に探査し、 衝突によって地球に危険をもたらす小惑星を探す。この任務に特化した衛星としては初めてとなる。また、それほど危険ではないものの重大な危険をもたらす可能性のある小型の天体も探査・追跡する。1200万ドルのこの衛星は、カルガリー大学とオンタリオ州ミシサガのDynacon Inc.によって設計・製造されている。 地球上空約800kmの太陽同期極軌道に配置される予定である。[ 14 ] 2008年11月、同庁は、RADARSATコンステレーション(3機の衛星)ミッションの設計を開始するため、バンクーバーのMacDonald Dettwiler and Associates Ltd.と4000万ドル、16ヶ月の契約を締結した。 2009年度の連邦予算において、同機関は月面・火星探査ロボットの予備設計のための資金を獲得した。
トロント大学は、カナダ先端ナノ宇宙実験プログラムを運営している。2009年には、カルガリー大学とレスブリッジ大学が、カナダ初となる宇宙画像科学研究所を設立した。
近年のかなり独創的な取り組みとして、国際的な非営利宇宙推進団体であるマーズ・ソサエティとそのカナダ支部であるマーズ・ソサエティ・オブ・カナダが、2002年にヌナブト準州デボン島のホートン隕石衝突クレーター付近に、火星類似研究ステーション計画の一環としてフラッシュライン火星北極研究ステーション(FMARS)を設立したことが挙げられる。これは、将来的な有人火星探査ミッションのための手順を開発することを目的としており、「乗組員」は模擬火星基地に滞在し、模擬宇宙服を着用して微生物学的・地質学的研究や模擬火星野外探査を行う。
地質調査所はこの期間中も研究を継続しました。1986年、地質調査所はエネルギー・鉱業・資源省の地球物理学部門と合併し、同部門の国立地震学・地磁気観測ネットワークを取得しました。1990年代には、この新しい組織は、カナダの基盤岩および表層地質の新たなマッピングのための資金利用を最適化するため、他の政府、大学、産業界と共同で国立地球科学マッピングプログラム(NATMAP)の開発を主導しました。環境研究活動には、天然物質の地球化学的プロファイルの基準の設定、気候変動、水文地質学、自然放射能、地震や津波などの自然災害に伴うリスクに関する研究が含まれています。1996年に署名された政府間地球科学協定は、州政府および準州政府との関係における地質調査所の役割を明確にしました。組織再編の結果、地質調査所は1990年代半ばにカナダ天然資源省の地球科学部門の一部となりました。近年、デジタル電子機器とインターネットの進化により、地質調査所は地質情報をオンラインで利用可能にすることを目的として、地球科学知識ネットワークの開発に着手しました。調査所の予算は現在年間約6,000万ドルで、550人の職員がオタワの本部と、ノバスコシア州ダートマス、ケベック州セントフォイ、アルバータ州カルガリー、ブリティッシュコロンビア州シドニーとバンクーバーの地域事務所に勤務しています。現在の研究分野には、地質災害と環境地球科学、海洋地球科学、鉱物、炭化水素と基盤岩、表層地球科学が含まれます。[ 38 ]
2008年、地球上でこれまでに発見された最古の岩石(推定約42億8000万年前)がケベック州のハドソン湾東岸で発見された。また、2008年には、カナダ地質調査所の科学者マーク・セント・オンジュが率いる、北極圏の7カ国が参加する2年間のプロジェクトが、極地の地質をマッピングする調査を完了した。[ 39 ]
カナダにおける海洋学活動のほとんどは連邦政府の資金援助を受けているため、1985年の予算削減はこの分野の科学研究に影響を与えた。例えば、国防研究委員会の太平洋研究施設は閉鎖された。しかし、それにもかかわらず、ベッドフォード海洋研究所はカナダ随一の海洋学機関としての地位を維持している。長年にわたる統合により、4つの部門の海洋学活動が研究所の傘下に統合され、現在では400人を超える科学者、技術者、技師、支援スタッフなどが、さまざまな分野で的を絞った研究を行っている。国防活動は、大西洋海上部隊の航路調査事務所を通じて海洋監視を支援し、軍事的に重要な海域の海底調査に重点を置いている。カナダ環境省の貝類課は、海洋水質調査と貝類の微生物学的研究を行っている。カナダ地質調査所も所在しており、地球物理学、地球化学、海洋地質学、石油地質学、沿岸・沖合の陸塊に重点を置いた、カナダの主要な海洋地球科学施設としての地位を確立している。カナダ水産海洋省の科学部門とカナダ水路局も参加している。関連する研究者たちは、海洋気候と環境、海洋魚類と回遊魚類、貝類、哺乳類、植物を研究している。研究所は、1990年に取得したCCGSマシュー、有名なCCGSハドソン(1964年)、CCGSナビキュラ(1968年)、CCGSアルフレッド・ニードラー(1982年)を含む4隻の研究船を運用している。[ 40 ]
1987年にケベック州モンジョリ近郊、セントローレンス川河口に設立されたモーリス・ラモンターニュ研究所では、400名以上の職員が海洋環境の保護と水生植物・動物の保全に関する研究を行っている。
2006年以降、カナダ連邦政府は、北極圏におけるカナダの領有権主張を強化するためのプログラムの一環として、北極圏高緯度地域の海底地形図作成に関する研究を強化した。特にロモノソフ海嶺の研究が重点的に行われている。
ハリファックスのダルハウジー大学に本部を置く海洋追跡ネットワークは、カナダ・イノベーション財団と自然科学・工学研究評議会から1億6800万ドルの資金提供を受けて2008年に設立されました。このプロジェクトは、タグを付けた海洋動物を最大20年間追跡できる音響センサーを使用して、世界的な動物監視および海洋モニタリングネットワークを確立することを目指しています。収集された情報は、海洋生態系の保護に使用されます。[ 41 ] 2009年、西海岸では、ビクトリア大学のNEPTUNEプログラムが世界初の地域ケーブル海洋観測所を設立しました。フアン・デ・フカプレートの海底に敷設された800kmの光電ケーブルに接続されたセンサーを使用することで 、科学者は地震活動、海洋気候相互作用、海底生態系を研究することができます。[ 29 ]カナダの研究者も国際海洋生物調査に重要な貢献をしており、近年では太平洋で2636種、大西洋で3160種、北極海で3038種を記録している。[ 42 ]
資金調達の困難はあったものの、カナダの主要13大学グループは、この期間中、最先端の化学研究に取り組んできた。
当然のことながら、トロント大学には、分析化学、生物化学および有機化学、環境化学、無機化学、物理化学、化学物理学、高分子化学を専門とする精緻な大学院研究プログラムがあります。ブリティッシュコロンビア大学にも同様に、分析化学、生化学、環境化学、無機化学、材料化学、有機化学、物理理論化学、核化学および放射化学などの分野で十分に発展した化学研究プログラムがあります。[ 43 ]
アルバータ大学には、化学研究を支援する高度な研究室が数多くあります。これには、分析・計測研究室、質量分析研究室、核磁気共鳴研究室、X線結晶学研究室などがあり、分析化学、化学生物学、化学物理学、無機化学、材料・表面化学、ナノテクノロジー、有機化学、物理化学、理論・計算化学といった分野の研究を支援しています。
近年、マギル大学は、分析化学・環境化学、生物化学、化学物理学、材料化学、合成・触媒作用といった分野における化学研究の学際的な性質の高まりを重視している。
ウォータールー大学の化学研究は、最先端の実験設備と学際的なアプローチを特徴としています。特筆すべきは、新設されたウォータールー先端技術研究所(WATlLab)です。この施設では、研究者向けに顕微鏡・リソグラフィー、分光顕微鏡・分光分析、ナノファブリケーション、材料科学のツールを提供しています。また、NMRや質量分析装置を備えたウォータールー化学分析施設も利用可能です。研究機関としては、グエルフ・ウォータールー化学・生化学大学院センターや生化学・分子生物学研究所などがあります。
カナダ国立研究機構(NRC)は、化学分野における研究活動を継続しており、特にオタワ(サセックス・ドライブ)とオンタリオ州チョークリバーに研究所を持つステイシー分子科学研究所での活動が注目される。
21世紀の生物学は、カナダ全土の大学におけるシステム生物学および合成生物学研究センターの台頭によって特徴づけられています。近年注目を集めているシステム生物学は、分子生物学と細胞生物学がシステム理論および制御理論と融合した結果生まれたものであり、生命そのものを含む複雑な生物システムの高次特性が、構成要素間の相互作用からどのように生じるかを解明しようとするものです。研究成果は、製薬業界やバイオテクノロジー業界にとって重要な意味を持っています。
注目すべき研究センターの一つは、カルガリー大学のバイオコンプレキシティ・インフォマティクス研究所です。同研究所の所長であるスチュアート・カウフマン氏は、自己触媒セットが関与する現象を通じた代謝の出現に関する研究で、生命起源の分野に貢献してきました。オンタリオ州で注目すべきその他の研究センターとしては、トロント大学の細胞・システム生物学部とテレンス・ドネリー細胞・生体分子研究センター、トロント小児病院の計算生物学センター、トロントのサミュエル・ルーネンフェルド研究所 (マウントサイナイ病院)のサン・センター・オブ・エクセレンス・イン・システムズ・バイオロジー、オタワ大学のオタワ・インスティテュート・オブ・システムズ・バイオロジー(2005年設立)などがあります。 2008年にロンドンのウェスタンオンタリオ大学に開設されたバイオトロン研究施設は、生態学的、生理学的、分子レベルでの基本的な生物システムの研究のためのユニークな実験室となるでしょう。ケベック州では、マギル大学が生理学および疾患における非線形ダイナミクスセンターを設立しました。大平原諸州には、マニトバ州プロテオミクスおよびシステム生物学センター、アルバータ大学の数理生物学センターおよび生体分子設計研究所など、多くの組織があります。後者は、カナダ全土の40の研究室が参加する、生細胞(この場合は大腸菌)のコンピュータシミュレーションを開発するための10年間のプロジェクトサイバーセルを開始しました。ブリティッシュコロンビア大学には、統合プロテオリシスに関するカナダ研究所が設立されました。この分野の成長を反映して、2006年にカナダシステム生物学会が設立されました。2008年には会員数が150人に達しました。[ 44 ]
この時期にはクローン技術の研究が進められた。1999年にはマギル大学が世界初のクローンヤギを誕生させた。2001年にはモントリオール大学の獣医、ローレンス・スミス博士が3頭の子牛をクローン化した。
大幅な予算削減と組織再編を経て、カナダ国立研究評議会(NRC)の生物学研究は回復し、オタワのモントリオール・ロード・キャンパスとサセックス・ドライブ・キャンパスにある生物科学研究所(NRC-IBS)、ケベック州モントリオールにあるバイオテクノロジー研究所(NRC-BRI)、マニトバ州ウィニペグ、アルバータ州カルガリー、ノバスコシア州ハリファックスに施設を持つ生物診断研究所(NRC-IBD)、サスカチュワン州サスカトゥーンにある植物バイオテクノロジー研究所(NRC-PBI)、ノバスコシア州ハリファックスにある海洋生物科学研究所(NRC-IMB)など、多くの下部組織の活動に反映されている。
1985年以来、農業分野における連邦政府の研究活動は継続されている。カナダ農務・農産食品省研究局の600名の科学者と技術者は、太平洋農産食品研究センター、アガシズ、サマーランドなど、カナダ全土の19の研究施設で、多岐にわたる分野の研究を行っている。
近年、カナダ森林局は組織培養のプロセスを研究してきました。体細胞胚発生(SE)と呼ばれる技術により、CFSの研究者たちは、単一細胞を用いてカラマツを再生することに初めて成功しました。同じプロセスは、イースタンホワイトパインとジャックパインの培養にも使用されており、繊維生産などの特別なニーズに適した遺伝子組み換え針葉樹の開発につながる可能性があります。同局は、ブリティッシュコロンビア州ビクトリアの太平洋林業センター、アルバータ州エドモントンの北部林業センター、オンタリオ州スーセントマリーの五大湖林業センター、ケベックシティのローレンティアン林業センター、ニューブランズウィック州フレデリクトンの大西洋林業センターなど、カナダ全土に6つの研究センターを運営しており、さらにペタワワ研究林とアカディア研究林の2つの研究林も所有しています。研究分野には、生物多様性、バイオテクノロジーとバイオ製品、気候変動、生態学と生態系、昆虫学、病理学、林業と森林再生などが含まれる。オタワにあるカナダ木材繊維センター(CFSのもう一つの施設)は、木材繊維の産業用途を研究している。
2000年に医学研究評議会に代わって設立されたカナダ保健研究機構( CIHR )は、多数の仮想研究所から構成され、先住民の健康、加齢、がん、循環器・呼吸器系の健康、ジェンダーと健康、遺伝学、人間発達、感染症、筋骨格系の健康、糖尿病、神経科学、公衆衛生など、多岐にわたる分野の医学研究に資金を提供しています。研究は、カナダ全土の製薬業界や医科大学との協力のもとで行われています。
この期間、幹細胞研究活動において大きな進展がありました。1997年、トロント大学の分子生物学者ジョン・ディックが、がん幹細胞の存在を初めて発見しました。2001年には、オタワ大学を本部とする幹細胞ネットワークが設立され、カナダの大学や病院から80名以上の主要な科学者、臨床医、エンジニアが集結しています。研究者たちは、がん、心臓病、肺疾患、加齢黄斑変性、脳卒中、多発性硬化症、脊髄損傷、パーキンソン病、筋変性、血友病、1型糖尿病を効果的に治療することを目的として、細胞療法とその薬理学的応用、関連技術、公共政策、倫理、法律、社会問題について研究しています。 2015年までにこれらの疾患に対する臨床応用につながる研究が期待されている。幹細胞研究は、 2003年にトロントの大学保健ネットワークの一部として設立されたマキューエン再生医療センターでも行われている。2010年、マクマスター大学幹細胞・がん研究所は、皮膚細胞を複数の血液細胞型に変換する技術を開発したと発表した。この発見は白血病の治療に応用できる可能性があり、この病気の患者は自分の皮膚細胞から作られた治療用輸血を受けることができ、他者の生物学的材料を用いた治療に伴う適合性の問題が解消されると予想されている。[ 45 ]
トロントの大学保健ネットワークには、オンタリオがん研究所、先端医療発見研究所、キャンベル家がん研究所、キャンベル家乳がん研究所、トロント総合研究所、トロント西部研究所など、他の多くの医学研究機関も含まれています。[ 46 ]
国際レギュロームコンソーシアムは、2004 年に開始されたカナダ主導の国際イニシアチブであり、幹細胞の機能的トランスクリプトームまたは遺伝子回路をマッピングすることを目的としています。ヒトゲノムプロジェクトのフォローアップとして計画されたこのコンソーシアムは、オタワ大学に本部を置き、ミシェル・ルドニキが率いています。[ 47 ] 2009 年に、トロントのマウントサイナイ病院の生物学者アンドラス・ナギーは、成熟したヒト細胞を胚性幹細胞に相当するものに変換する実用的な方法を開発し、医学をこれらの細胞を病気の治療に使用することに一歩近づけました。[ 48 ]また、2009 年に、トロント大学の生体材料および生物医学工学研究所のジョン・デイビスが率いるチームは、世界で初めて、間葉系幹細胞として知られる特殊な幹細胞を分離し、特定の種類のヒト組織を再生するために使用できることを示す実験を行いました。細胞自体は新生児の臍帯組織から採取されたものである。[ 49 ]
2008年、連邦政府は、がんの予防と治療に関する3年間のプロジェクトのために、カナダと米国の研究者グループであるがん幹細胞コンソーシアム(ゲノム・カナダ、カナダ保健研究機構、カナダ・イノベーション財団などを含む)に1億ドルの研究資金を寄付した。
ゲノミクスと密接に関連するプロテオミクスは、近年、生物学研究の主要分野となっています。2000年、カナダ政府はこれらの分野の研究を行うためにゲノムカナダを設立しました。この組織は、バンクーバーのゲノムブリティッシュコロンビア、カルガリーのゲノムアルバータ、サスカトゥーンとウィニペグのゲノムプレーリー、トロントのオンタリオゲノミクス研究所、モントリオールのゲノムケベック、ハリファックスのゲノムアトランティックの6つのセンターで構成されています。これらのセンターは、人間の健康、農業、林業、環境、漁業などの分野でゲノムおよびプロテオミクス研究を行っています。[ 50 ]
プロテオミクス研究は、 2008年にカナダで最も強力な研究用コンピュータであるIBMのスーパーコンピュータがトロントに設置されたことで大きな後押しを受けた。SUVほどの大きさのこの2000万ドルのマシンは、毎秒12兆5000億回の計算が可能で、オンタリオがん研究所、プリンセス・マーガレット病院(がん専門病院)、および大学医療ネットワークによるプロテオミクス研究に利用される予定だ。
メタボロミクスという新しい分野が近年大きな注目を集めている。タンパク質の構造設計図を研究するゲノミクス、そしてその設計図に基づいてタンパク質自体が作られる過程を研究するプロテオミクスに続く論理的な次のステップとして、メタボロミクスは、生物体内でこれらのタンパク質によって生成される代謝分子を研究する。アルバータ大学(エドモントン)は、ゲノム・カナダとゲノム・アルバータから750万ドルの助成金を受け、2005年にヒトメタボロームプロジェクトを開始した。その目的は、ヒトの組織や体液中のすべての代謝物を同定、定量、カタログ化することであった。2008年までに、推定総数2900種類の代謝物のうち約2500種類が同定され、カタログ化された。この情報は、臨床化学、新生児スクリーニング、毒性学、薬理学、移植モニタリングなど、様々な分野で活用されている。
この期間を通じて、心臓病研究も大きく発展しました。特筆すべき組織の一つは、1996年にトロントに設立された非営利の学術研究機関であるカナダ心臓研究所です。同研究所は臨床試験の企画・実施を専門としています。2001年には、カナダ保健研究機構がカナダ全土の心臓研究関連プロジェクト61件に対し、総額2440万ドルの助成金を交付しました。
カナダの癌研究は、2004年6月にトロントのプリンセス・マーガレット病院に設立された私的資金によるキャンベル・ファミリー乳癌研究所(キャンベル・ファミリー研究所)によって強化され、同研究所は世界トップ5の癌研究施設の1つとして評価されている。[ 51 ]
脊髄損傷の研究は、2008年にバンクーバー総合病院にブルッソン脊髄センターが設立されたことで大きく前進した。世界最大の同種の施設であるこのセンターには、脊髄損傷を修復する方法を見つけるために働く300人以上の科学者と技術者がいる。[ 52 ]
オンタリオ州オタワにあるカナダ公衆衛生庁も、保健研究において重要な役割を担っており、オタワにある慢性疾患予防管理センターと感染症予防管理センター、オンタリオ州グエルフにある食品媒介性人獣共通感染症研究所など、医学研究を行う施設を多数有しています。特に注目すべきは、マニトバ州ウィニペグにある国立微生物研究所(NML)で、レベル4のバイオハザード封じ込め施設と研究施設を備えています。2009年、NMLの科学者たちは世界で初めてH1N1型インフルエンザウイルスの遺伝子配列を解読しました。
2001年に設立され、オタワ大学およびオタワ病院と提携しているオタワ健康研究所は、カナダで最も重要な医学研究機関の一つとなっています。325名以上の科学者、300名の学生、625名のサポートスタッフを擁し、年間予算は5400万ドル(2004~2005年度)に上る同研究所は、がん、糖尿病、心臓病、腎臓病、筋ジストロフィーなど、幅広い疾患に関する研究を行っています。
600名以上の職員を擁するロバーツ研究所は、 1986年にウェスタンオンタリオ大学に非営利の医学研究センターとして設立されました。同研究所は、心臓病や脳卒中、糖尿病、アルツハイマー病、がんなど、さまざまな重篤な疾患を対象とした研究活動を行っています。同研究所の研究により、アスピリンを毎日服用することで脳卒中のリスクを軽減できるという提言がなされました。
近年、科学的発見をビジネス分野に移転することの重要性は高まり続けており、この課題を促進するために、多額の企業資金を投入した2007年の医療分野の「商業化と研究のための卓越センター(CECR)」が数多く設立されている。この分野で最大のMaRS(MaRSディスカバリー地区)はトロントにあり、トロント大学、市内の主要病院、その他20以上の研究機関の研究者で構成されている。その他の医療分野のCECRには、パンプロビンシャルワクチンエンタープライズ(サスカトゥーン)、個別化医療卓越センター(モントリオール)、免疫学とがんの研究機関(モントリオール)、医薬品研究開発センター(バンクーバー)、流行性臓器不全予防センター(バンクーバー)、前立腺センター国際研究イニシアチブ加速発見開発(バンクーバー)、プローブ開発商業化センター(ハミルトン)などがある。[ 53 ]
30年にわたる数々の複雑な企業再編を経て、コナート・ラボラトリーズは2004年にサノフィ・パスツールとして再出発し、トロントにワクチン研究に特化した最新設備を構えました。現在進行中のプロジェクトには、メラノーマ、大腸がん、乳がんの治療法開発を目指す10年間で3億5000万ドル規模のがんワクチンプログラムに加え、 HIV、肺炎球菌感染症、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)に対するワクチンの研究も含まれています。
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(メルク・アンド・カンパニー)、バイオベイル社、アストラゼネカ・カナダ社、QLT社、MDS社、ヴァソゲン社、ノバルティス・ファーマシューティカルズ・カナダ社、ワイス・ファーマシューティカルズ社、ニューロケム社など、その他多くの民間企業も大規模な医学研究プログラムを実施しています。
2008年、バイオベイル社は、てんかん、多発性硬化症、パーキンソン病などの神経疾患の治療薬開発のために、5年間で6億ドルを投資する計画を発表した。
カナダ赤十字社の再編を経て1998年に設立された非営利団体であるカナダ血液サービスは、カナダの医療用血液および血液製剤の供給を管理し、カナダにおける輸血医療の研究開発において最高水準を確保する役割を担っている。
医学研究における国際協力は、がんなどの重篤な疾患の解明において重要な手法となっている。2008年から、カナダはトロントにあるオンタリオがん研究所を通じて、国際がんゲノムコンソーシアムを主導する。この研究プロジェクトには、他の9カ国が参加し、50種類のがんの原因となる遺伝子変異の探索を行う。カナダの貢献には、膵臓がんの遺伝的基盤の調査、およびプロジェクトデータのコンピュータによる保存と処理も含まれる。
カナダ多発性硬化症協会は2009年に、カナダの5つの地域にそれぞれ1つずつ、計5つの研究センターのネットワークを設立すると発表した。各センターは地域の教育病院や大学と連携し、この病気の治療法を探求する。[ 54 ]
1987年にトロントで設立されたカナダエイズ研究財団は、この病気の治療法を見つけるための研究を行っている。
主に医学および生物学研究の分野に関連するユニークな開発として、トロント市がディスカバリー地区を創設したことが挙げられます。これは、北はブロア通り、東はベイ通り、南はダンダス通り、西はスパディナ通りに囲まれた地域に、これらの分野の研究施設が地理的に集中していることを鑑み、2.5平方キロメートルの地区を創設したものです。この地区には、ドネリー細胞・生体分子研究センター、新設のレスリー・ダン薬学部、MaRS、オンタリオがん研究所、マウントサイナイ病院のサミュエル・ルーネンフェルド研究所、セントマイケルズ病院、サニーブルック研究所、シックキッズ小児病院研究所、ユニバーシティ・ヘルス・ネットワーク(UHN)研究、中毒・精神保健センター、トロント大学、トロント大学看護学部、ウィメンズ・カレッジ病院、トロント・メトロポリタン大学、ヨーク大学など、世界でも有数の研究機関が集積しています。
ある種の問題や現象は非常に複雑であるため、単一の科学分野の視点から容易に研究したり理解したりすることはできません。そのような場合、複数の分野を組み合わせた学際的なアプローチがより有効です。意識、認知、知能など、科学において最も解明が難しい現象の一つである人間の心の性質を解明しようとする認知科学は、こうした学際的な研究の取り組みを数多く促してきました。
カナダで初めて設立された認知科学研究所は、 2006年にオタワのカールトン大学に設立され、心理学、哲学、言語学、コンピュータ科学の分野を活用して認知に関する研究を行っています。トロント大学、マギル大学、カルガリー大学、ブリティッシュコロンビア大学(コンピューティング、情報、認知システム研究所)、クイーンズ大学、ヨーク大学などの他の大学も、認知の研究に同様の学際的なアプローチを採用しています。 [ 55 ]
人工知能は重要な研究分野となっており、G-13 大学のコンピュータ科学科はすべてこの分野の研究を行っています。ウォータールー大学の人工知能研究グループは、機械学習と不確実性下での推論、ロボット工学、マルチエージェントシステム、自然言語理解、計算ビジョン、およびインテリジェントな相互作用のモデルを研究しています。トロント大学は、計算言語学と自然言語処理、知識表現と認知ロボット工学、計算ビジョン、機械学習とニューラルネットワークの分野で活発に活動しています。注目すべきは、ボルツマンマシンに関するジェフリー・ヒントンの研究です。ヒントンの研究を利用して、モントリオール大学のヨシュア・ベンジオらは意識の数学的モデルを作成しようとしています。[ 56 ]
民間企業もAI研究に関わっている。1987年に設立され、2008年にカナダ人工知能協会に改称されたカナダ計算知能研究協会は、ブリティッシュコロンビア州ビクトリアのAcquired Intelligence Inc.、トロントのAND CorporationとOAK Systems Development Corporation、オタワのApplied AI Systems Inc.など、計算論的な観点から知能の概念に取り組む企業を代表している。
1980年代以降、オンタリオ州サドベリーにあるローレンティン大学の研究者マイケル・パーシンガーは、人の側頭葉への電磁刺激に関する物議を醸す実験を行ってきた。彼は、そのような刺激が「宗教的」体験を引き起こすと主張している。
1990年に設立されたNeuroScience Canadaは、慢性疼痛、認知障害、神経外傷などの神経疾患の研究のための学際的な神経学研究に資金を提供しています。2008年、ブルース・マクノートンは、アルバータ州医療研究遺産財団のポラリス賞(2000万ドル)を初めて受賞しました。彼は、レスブリッジ大学のカナダ行動神経科学センターで計算神経科学の分野の研究を行う予定です。[ 57 ]
G-13加盟大学はすべて哲学部を有し、博士号取得者が心の哲学に関する研究を行っている。ウォータールー大学のポール・R・サガードによる認知機能と一貫性に関する研究は特筆に値する。モントリオールのマギル大学のチャールズ・テイラーは、ヨーロッパのヘーゲル哲学の文脈で意識を研究した。 1964年から1994年までウェスタンオンタリオ大学の心理学者兼コンピュータ科学者であったゼノン・ピリシンは、認知科学に多大な貢献をした。カナダ生まれでカナダで教育を受けた認知科学者の中には、デビッド・カーシュ、ジョン・ロバート・アンダーソン、キース・ホリオーク、スティーブン・ピンカーなど、米国で名を馳せた者もいる。
1991年にバンクーバーのブリティッシュコロンビア大学に設立されたピーター・ウォール高等研究所は、カナダにおける研究への斬新なアプローチを体現している。アメリカのプリンストン高等研究所をモデルとした同研究所は、学際的な手法を用いて、科学、社会科学、人文科学の分野における諸問題に関する研究を行っている。現在の所長であるダイアン・ニューウェルは、歴史学の教授である。
この時期には、アルゴンキン州立公園電波天文台やトカマク型原子炉など、戦後の主要な科学施設が閉鎖された。しかし、予算削減にもかかわらず、カナダ宇宙飛行士計画、オンタリオ州サドベリーのサドベリー・ニュートリノ観測所、ウィニペグの国立微生物研究所、サスカチュワン州サスカトゥーンのサスカトゥーン大学にあるカナダ光源シンクロトロン、アルバータ州エドモントンの国立ナノテクノロジー研究所など、多くの大規模な新規科学プロジェクトが実現した。
21世紀初頭、財政難のため、カナダがジェミニ天文望遠鏡とジュネーブの大型ハドロン衝突型加速器の建設と運営に関与できるよう、わずかな資金提供が行われた。国際核融合炉プロジェクトへのカナダの参加は中止された。また、資金不足は2007年にチョークリバーで生産される医療用同位体の供給にも影響を与え、カナダ人宇宙飛行士でカナダ宇宙庁の元長官であるマーク・ガルノーは、低迷するカナダの宇宙開発計画を立て直すために、国家宇宙政策の策定を求めた。
この抑制期間中、ジョン・C・ポランニー(化学、1986年)、シドニー・アルトマン(化学、1989年)、リチャード・E・テイラー(物理学、1990年)、ルドルフ・マーカス(化学、1992年)、マイケル・スミス(化学、1993年)、バートラム・N・ブロックハウス(物理学、1994年) 、ウィリアム・ヴィックリー(経済学、1996年)、マイロン・ショールズ(経済学、1997年)、ロバート・マンデル(経済学、1999年)、ウィラード・ボイル(物理学、2009年)、ラルフ・M・スタインマン(生理学・医学、2011年)など、多くのカナダ人科学者がノーベル賞を受賞しました。
その他注目すべき科学者としては、ペリメーター研究所のリー・スモーリン氏や、カルガリー大学生物複雑性・情報学研究所のスチュアート・カウフマン氏などが挙げられる。
近年、カナダ大学協会は、カナダの大学研究の現状に関する「モメンタム」と題する報告書を2冊(2005年と2008年の更新版)発表している。
2007年、カナダにおける研究費総額のうち、大学研究費が約40%を占め、政府研究所における科学研究費は約10%を占めた。同年、大学研究に104億カナダドルが投資され、この研究はカナダ経済に約600億カナダドルの貢献をしたと推定されている。[ 58 ]
カナダの科学分野における実績はまちまちである。例えば、科学論文に関しては、2008年に発表された科学論文の絶対数と引用頻度で世界第6位にランクインした。一方、計算能力などの基本的なインフラに関しては、2007年には世界のスーパーコンピューター500台のうちカナダにはわずか2台しかなかった。さらに、カナダ政府は1978年以来、新しい天文台の建設に資金を提供していない。[ 59 ]
2009年度連邦予算における科学研究開発への支出は、相反するシグナルを発した。一方では、2009~2010会計年度の総支出額は100億ドルを超え、前年度とほぼ同額であったが、新たな研究インフラへの支出と既存インフラの改修への支出が発表された。これには、大学の修繕とアップグレードに20億ドル、カナダ・イノベーション財団を通じた研究インフラの近代化に7億5000万ドル、カナダ・ヘルス・インフォウェイに5億ドル、連邦研究所の維持に2億5000万ドル、農村地域へのブロードバンド・インターネット接続の提供に2億2500万ドル、北極研究施設のアップグレードに8700万ドル、ウォータールー大学の量子コンピューティング研究所に5000万ドルが含まれていた。
一方で、科学研究助成機関への支出も削減され、カナダ保健研究機構、カナダ自然科学工学研究会議、カナダ社会科学人文研究会議から1億4790万ドルが削減された。さらに、カナダ国立研究会議からも2770万ドルが削減された。
カナダの科学政策、投資、生産の動向は、5年ごとに発行されるユネスコ科学報告書シリーズで検証されています。2021年版では、カナダの持続可能な開発目標と第4次産業革命への道筋が検証されています。[ 60 ]
カナダの研究開発に対する国内総支出は2017年に357億カナダドルに達し、前年比2%増加した。[ 60 ]この増加は主に高等教育部門の研究支出が3.8%増加(143億カナダドル)したことによるもので、8年連続の増加となった。これは、特に経済協力開発機構(OECD)の他の加盟国と比較した場合、カナダの高等教育部門が産業研究開発(R&D)の代替としても、イノベーションの主要な推進力として果たす役割を強調するものである。
2017年の支出増加は、研究開発への投資が国内総生産に占める割合の減少を覆すには十分ではなく、その割合は2010年から2012年の1.8%から2019年には最低の1.5%まで低下した。[ 60 ]
産業研究費の減少は特に懸念される。GDPに占める産業研究開発費の割合は、OECD平均のわずか半分に過ぎない。[ 60 ]外国支配企業は、社内研究開発全体の3分の1を占めており、これはここ数十年にわたる持続的な傾向である。2017年、政府は海洋経済、次世代製造業、デジタル技術、タンパク質産業、人工知能に関する官民連携を促進するため、革新的な「スーパークラスター」を支援するために5年間で9億5000万カナダドルを割り当てた。政府は、この取り組みにより、カナダ企業に研究機関との協力関係を築き、「大胆かつ野心的な」イノベーション戦略を策定するよう求めている。政府は、この取り組みにより10年間で5万人の雇用が創出されると見込んでいる。[ 60 ]
カナダの強みは、国際的な視野を持つG7およびG20のパートナーとしての開放性とグローバルなつながりにある。カナダは2018年の科学論文総数で世界第10位にランクインし、カナダの研究者は2017年から2019年にかけて、論文の56%を外国人共著者と共同で発表しており、これはOECD平均の34%を上回っている。[ 60 ]
新設されたカナダ研究調整委員会は、高リスクで画期的な研究に対する連邦政府の支援を強化するために設計された研究の新フロンティア基金などを通じて、連邦レベルでの調整を改善することを目指している。[ 60 ]
政府が証拠に基づく意思決定を支持していることは、その役職が廃止されてからほぼ10年後の2017年に首席科学顧問が任命されたことにも表れている。[ 60 ]
カナダに居住する6万5千人のイヌイットを代表する団体であるイヌイット・タピリイト・カナタミは、 2018年3月に研究に関する国家イヌイット戦略を発表しました。この戦略は、コミュニティベースの知識をカナダの知識エコシステムに統合するという問題に注目を集めました。実施計画では、他の勧告の中でも、イヌイット・ヌナンガット研究政策の策定を監督するイヌイット・ヌナンガット副主任科学顧問の任命を求めています。[ 60 ]
カナダ全土の人工知能戦略(2017年)は、優秀なAI研究者と熟練した卒業生の数を増やすために資金を投入することを約束している。カナダは、AIの潜在的な社会的影響に関する国際的な議論において主導的な役割を担おうと努力している。[ 60 ]