Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.4: Фундаментальні та прикладні науки

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    3850

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Чи цінно займатися наукою заради простого отримання знань, чи наукові знання варті лише в тому випадку, якщо ми можемо застосувати їх для вирішення конкретної проблеми або покращення нашого життя? Це питання зосереджується на відмінностях між двома видами науки: фундаментальною наукою та прикладною наукою.

    Фундаментальна наука або «чиста» наука прагне розширити знання незалежно від короткострокового застосування цих знань. Він не орієнтований на розробку продукту чи послуги, що мають безпосередню публічну чи комерційну цінність. Безпосередньою метою фундаментальної науки є знання заради знань, хоча це не означає, що врешті-решт це може не призвести до застосування. Такі питання, як: «Як розвивалися рослини, щоб залучити запилювачів?» і «Які фактори визначають, які види будуть спільно зустрічатися один з одним?» потрапляють під сферу фундаментальної науки (малюнок\(\PageIndex{a}\)).

    Лагуна, оточена різноманітними рослинами, включаючи трави, чагарники та дерева.
    Малюнок\(\PageIndex{a}\): Багато різних видів рослин є спільними (зростаючими разом) в Ботанічному саду Брісбена. Вивчення того, які рослини спільно відбуваються природним шляхом, підпадає під сферу фундаментальної науки. Зображення міської ради Брісбена (CC-BY).

    Навпаки, прикладна наука має на меті використовувати науку для вирішення реальних проблем, таких як підвищення врожайності сільськогосподарських культур, пошук ліків від конкретного захворювання або порятунок тварин, яким загрожує стихійне лихо. У прикладній науці проблема зазвичай визначається для дослідника.

    Неспеціаліст (ненауковий) може сприймати прикладну науку як «корисну», а фундаментальну науку як «марну», ставлячи питання: «Навіщо?» вченому, який виступає за придбання знань. Однак уважний погляд на історію науки показує, що базові знання призвели до багатьох чудових застосувань, що мають велику цінність. Багато вчених вважають, що перед розробкою програми необхідне базове розуміння науки; тому прикладна наука спирається на результати, отримані за допомогою фундаментальної науки. Інші вчені вважають, що настав час перейти від фундаментальної науки і замість цього знайти рішення актуальних проблем. Обидва підходи дійсні. Це правда, що є проблеми, які вимагають негайної уваги; однак мало рішень було б знайдено без допомоги знань, отриманих за допомогою фундаментальної науки.

    Один із прикладів того, як фундаментальна та прикладна наука може працювати разом для вирішення практичних проблем, стався після відкриття структури ДНК, призвів до розуміння молекулярних механізмів, що регулюють реплікацію ДНК. Нитки ДНК, унікальні у кожної людини, знаходяться в наших клітині, де вони дають необхідні для життя інструкції. Під час реплікації ДНК створюються нові копії ДНК, незадовго до того, як клітина ділиться з утворенням нових клітин. Розуміння механізмів реплікації ДНК (через фундаментальну науку) дозволило вченим розробити лабораторні методи, які зараз використовуються для виявлення генетичних захворювань, визначення осіб, які перебували на місці злочину, та визначення батьківства (всі приклади прикладної науки). Без фундаментальної науки навряд чи існувала б прикладна наука.

    Іншим прикладом зв'язку між фундаментальними та прикладними дослідженнями є проект «Геном людини», дослідження, в якому кожна людська хромосома була проаналізована та відображена для визначення точної послідовності коду ДНК та точного розташування кожного гена. (Ген є основною одиницею спадковості; повна колекція генів індивіда - це його геном.) Інші організми також були вивчені в рамках цього проекту, щоб краще зрозуміти хромосом людини. Проект «Геном людини» (малюнок\(\PageIndex{b}\)) спирався на фундаментальні дослідження, проведені з нелюдськими організмами, а пізніше - з геномом людини. Важливою кінцевою метою врешті-решт стало використання даних для прикладних досліджень, які шукають ліки від генетичних захворювань.

    Контур людини, оточений подвійною спіраллю. Слова хімія, біологія, фізика, етика, інформатика та інженерія оточують образ.
    Малюнок\(\PageIndex{b}\): Проект «Геном людини» був 13-річним спільним зусиллям серед дослідників, що працюють у кількох різних галузях науки. Проект був завершений в 2003 році. (кредит: Програми геному Міністерства енергетики США)

    Відкриття пеніциліну, першого антибіотика, також зародилося в фундаментальній науці. Цвіль Penicillium (малюнок\(\PageIndex{c}\)) забруднювала чашки Петрі бактеріями і несподівано гальмувала їх зростання. Читати далі про Реальна історія за пеніциліном.

    Неглибоке блюдо з ростучою на ньому цвіллю
    Малюнок\(\PageIndex{c}\): Цвіль Penicillium, що росте на чашці Петрі. Зображення Круліна 98 (CC-BY-SA).

    Екологічне моделювання, яке тісно переплітається з областю екологічної науки, є ще одним прикладом, в якому прикладна наука тісно спирається на фундаментальну науку. Екологічні моделі - це складні рівняння, за допомогою яких комп'ютери можуть прогнозувати результат різних рішень або сценаріїв на основі існуючих даних. Наприклад, лісовий менеджер може використовувати модель, щоб визначити, яка модель видалення дерев сприятиме здоров'ю лісів та виробляє стійкі, стійкі поставки деревини. Дані, що використовуються для створення екологічної моделі, збираються за допомогою комбінації базових та прикладних досліджень.

    Атрибуція

    Модифікований Мелісою Ха з процесу науки з екологічної біології Метью Р. Фішер (ліцензований під CC-BY)