в чем разница между фундаментальной и прикладной наукой
Фундаментальные и прикладные научные исследования
В самом общем виде по своей структуре научные исследования делятся на фундаментальные и прикладные.
Фундаментальные исследования направлены на открытие новых, ранее не изученных явлений и законов природы и социальной реальности, а также на создание новых исследовательских методологий. Их целью является расширение научного знания в целом. Они ведутся на границе известного и неизвестного и обладают значительной степенью неопределенности.
Прикладные исследования направлены на нахождение способов использования явлений и законов природы для создания новых и совершенствования существующих средств и способов человеческой деятельности. Их целью выступает установление как можно большего числа вариантов практической эксплуатации имеющихся научных знаний.
Различие между фундаментальной наукой и прикладной было очень точно охарактеризовано Д. Томсоном – открывателем электрона – в речи, произнесенной им в 1916 году: «Под исследованием в фундаментальной науке я понимаю исследование не с целью применения его результатов в промышленности, а только для умножения знаний о Законах Природы». Томсон утверждал также, что прикладная наука совершенствует старые методы, в то время как фундаментальная наука создает новые методы, и что «если прикладная наука ведет к реформам, то фундаментальная наука приводит к революциям, которые, будь они политические или научные, являются мощными инструментами, если вы находитесь на стороне победителя».
Прикладные исследования дифференцируются на поисковые, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. Поисковые исследования направлены на установление факторов, влияющих на изучаемый объект либо процесс. Научно-исследовательские работы связаны с созданием новых технологий, опытных установок, приборов. Опытно-конструкторские исследования направлены на подбор конструктивных характеристик создаваемого технического устройства.
Завершающей стадией прикладного исследования, как правило, является разработка, то есть целенаправленный процесс преобразования научно-технической информации в форму, пригодную для освоения в промышленности, подготовка к внедрению.
Одно из принципиальных различий между фундаментальными и прикладными исследованиями как раз и состоит в том, что любое прикладное исследование – это всегда такой научный проект, результаты которого изначально адресованы производителям и заказчикам и которое руководствуется нуждами или желаниями этих клиентов. Фундаментальные же исследования адресованы прежде всего другим членам научного сообщества и направлены, в первую очередь, на расширение знания о мире как такового.
При этом нужно понимать, что на современном этапе развития науки и техники в некоторых моментах фундаментальные и прикладные исследования сходятся. Так, например, для современной инженерной деятельности требуется осуществление не только краткосрочных проектов, направленных на решение специальных задач, но и широкая долговременная программа фундаментальных исследований, специально предназначенных для развития технических наук в целом. В то же время современные фундаментальные исследования (особенно в технических науках) очень тесно связаны с практическими приложениями.
Помимо прочего, для современного этапа развития науки и техники характерно использование методов фундаментальных исследований для решения прикладных проблем. В то же время, тот факт, что исследование является фундаментальным, еще не означает, что его результаты прагматически бесполезны, а работа, направленная на прикладные цели, может носить фундаментальный характер. Критериями их разделения являются в основном временной фактор и степень общности. Вполне правомерно сегодня говорить и о фундаментальных промышленных исследованиях.
Таким образом, ясно видно, что характер связей между фундаментальной и прикладной науками – это одна из наиболее глубоких и трудных проблем в истории и методологии научного познания.
Чем отличаются друг от друга фундаментальная и прикладная науки?
Практически в каждой науке есть области, которые не приносят незамедлительную практическую пользу. Зато они позволяют получать новые основополагающие знания. Потому эти науки и называются фундаментальными. Это и исследование далеких звезд, и изучение структуры многих молекул, и теория чисел в математике. Фундаментальные науки позволяют познать законы, которые управляют поведением и взаимодействием основных структур природы, общества и мышления.
Прикладные же науки занимаются поиском решений технических и социальных проблем и могут давать прибыль. Однако ответы на поставленные практические вопросы прикладная наука дает, только активно используя знания, предоставленные фундаментальными науками.
В научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработках (НИОКР) наука соединяется с производством. Результатом этого может стать научно-техническая революция. Но между фундаментальным открытием и его практическим применением часто проходят годы и даже десятилетия.
На фундаментальные исследования, не приносящие в скором времени пользы, не хотят тратить деньги. Но мы должны помнить, что, если бы Джеймс Уотсон и Френсис Крик не узнали в далеком 1953 г., как устроена ДНК, сегодня в медицинских центрах по всему миру не смогли бы выяснять, какие мутации несут наши клетки, не делали бы успешных попыток вылечить наследственные болезни.
Итак, не следует забывать, что успехи будущих прикладных наук закладываются фундаментальными исследованиями, проводимыми сегодня.
Что такое современная фундаментальная и прикладная наука?
Прикладные науки представляют область человеческой деятельности, которая используется для применения существующих научных знаний с целью разработки практических применений, например: технологий или изобретений.
Фундаментальные и прикладные системы знаний
Наука может быть фундаментальной или базовой теоретической и прикладной. Цель теоретической — понять, как работают вещи: будь то одиночная клетка, организм из триллионов клеток или вся экосистема. Ученые, работающие в фундаментальной науке расширяют человеческие знания о природе и мире вокруг нас. Знания, полученные через изучение областей наук о жизни, в основном, фундаментальные.
Изучение клетки (клеточная биология), изучение наследственности (генетика), исследование молекул (молекулярная биология), изучение микроорганизмов и вирусов (микробиология и вирусология), изучение тканей и органов (физиология). Все типы фундаментальных исследований собрали много информации, которая применяется для человека.
Прикладные науки создают новые технологии, основанные на фундаментальных знаниях. Например, проектирование ветрогенератора для использования энергии ветра является прикладной наукой. Однако эта технология опирается на фундаментальную науку. Исследования ветровых режимов и путей миграции птиц помогает определить лучшее размещение для ветрогенератора.
Связь между фундаментальной и прикладной системой знаний
Во время исследований применяется как фундаментальная так и прикладная наука. Изобретения тщательно планируются, но важно отметить, что некоторые открытия делаются благодаря случайности; то есть, путем счастливой случайности, как счастливый сюрприз. Пенициллин был обнаружен, когда биолог Александр Флеминг забыл чашку с бактериями стафилококка. Нежелательная плесень выросла на блюде, убивая болезнетворные бактерии. Плесень оказалась пенициллином и таким образом был обнаружен новый антибиотик. Даже в высокоорганизованном мире, удача, в сочетании с внимательным, пытливым умом, может привести к неожиданным прорывам.
В области естественных наук теоретическая система знаний используется для разработки информации для объяснения явлений естественного мира. Затем эту информацию используют для практических начинаний через прикладную.
Типы получения знаний
Научное сообщество обсуждает последние несколько десятилетий о значимости разных типов получения знаний. Выгодно заниматься познанием ради просто получения знаний, или же их можно применить к решению конкретной проблемы или для улучшения нашей жизни? Этот вопрос фокусируется на различиях между двумя типами: фундаментальная и прикладная наука.
Фундаментальные или «чистые» науки стремятся к расширению знаний независимо от краткосрочного применения этих знаний. Она не сосредоточена на разработке продукта или услуги непосредственно государственной или коммерческой ценности. Цель фундаментальных наук — знание ради познания, хотя это не значит, что в конце концов, это не может привести к практическому применению.
В отличие от прикладных наук или «технологий» система стремится использовать полученный продукт для решения реальных мировых проблем, таких как повышение урожайности сельскохозяйственных культур, лекарство от определенной болезни или спасать животных которым угрожает стихийное бедствие. В прикладных науках, проблема обычно определяется для исследователя.
Медицинская микробиология является примером прикладных знаний. Эти познания биологии дают новые технологии, хотя и не обязательно только медицинские, которые разработаны конкретно через биомедицину и биомедицинскую инженерию.
Эпидемиология, которая изучает закономерности, причины, последствия и условия влияния на здоровье заболевания в определенной популяции, является применением формальных наук статистики и теории вероятностей. Генетическая эпидемиология применяет как биологические, так и статистические методы относящиеся к разным типам наук.
Примеры прикладной системы знаний
Некоторые люди могут воспринимать прикладную науку как «полезная» и фундаментальную как «бесполезная».
Внимательный взгляд на историю, однако, показывает, что базовые знания влекут за собой множество замечательных приложений имеющих большое значение. Многие ученые считают, что базовое понимание необходимо до разработки приложения.
Другие ученые думают, что настало время перейти от теории к практике вместо того, чтобы найти решения для актуальных проблем. Оба подхода допустимы. Это правда, что есть проблемы, которые требуют немедленного практического внимания. Однако, многие решения находятся только с помощью широкого базиса полученных фундаментальных знаний.
Один пример того, как фундаментальные и прикладные науки могут работать вместе, чтобы решить практические проблемы произошли после открытия структуры ДНК, что привело к пониманию молекулярных механизмов, регулирующих репликацию ДНК. Нити ДНК уникальны в каждом человеке и находятся в наших клетках, где они дают инструкции, необходимые для жизни. Во время репликации ДНК они делает новые копии незадолго перед делением клетки. Понимание механизмов репликации ДНК позволили ученым разработать лабораторные методики, которые сейчас используются для выявления, например, генетических заболеваний или определить лиц, которые были на месте преступления или определить отцовство.
Другой пример связи между фундаментальными и прикладными исследованиями является проект геном человека, исследование, в котором каждая хромосома человека была проанализирована и сопоставлена, чтобы определить точную последовательность субъединиц ДНК и точное расположение каждого гена (ген — основная единица наследственности, полный комплект генов — геном). Менее сложные организмы также были изучены в рамках данного проекта для того, чтобы лучше понять хромосомы человека. Проект «геном человека» опирался на фундаментальные исследования простых организмов где позже был описан геном человека. Важной конечной целью в итоге стало использование данных прикладных исследований с целью поиска методов лечения и ранней диагностики генетически обусловленных заболеваний. Проект генома человека был результатом 13-летнего сотрудничества между исследователями, работающими в различных областях. Проект, который секвенировал весь геном человека, был завершен в 2003 году.
Таким образом, фундаментальная и прикладная человеческая деятельность неотделимы и зависят друг от друга.
О фундаментальной и прикладной науке
Автор
Редактор
Комикс на конкурс «био/мол/текст»: Как известно, наука бывает фундаментальная и прикладная. Фундаментальная наука существует как бы «для ученых», прикладная — для всего общества. В первом случае ученому больше важен процесс получения новых знаний, во втором — результат, который может быть использован для решения конкретных задач. И хотя границы между понятиями фундаментальной и прикладной наук в современном мире часто довольно размыты, они имеют характерные особенности в своем отношении к результату научной деятельности.
Обратите внимание!
Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «био/мол/текст»-2015.
Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.
Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.
Однажды известный иммунолог Александр Александрович Ярилин на своей лекции показал слушателям картинку, нарисованную от руки. На ней были изображены два человека: один окапывал маленький саженец, другой, стоя на садовой лесенке рядом с деревом, собирал с него крупные плоды. Первый иллюстрировал фундаментальную науку, второй — прикладную. Мы решили развить этот образ и показать весь процесс взаимодействия двух направлений.
Авторы: Жанна Каневская и Леонид Каневский.
Чтобы посмотреть комикс в полном размере, нажмите на рисунок (откроется в новом окне).
В чем разница между фундаментальной и прикладной наукой
Все частные науки объединяются в две группы: фундаментальные и прикладные.
Фундаментальные науки — это система знаний о глубоких свойствах объективной реальности. Такие науки создают теории, которые объясняют все процессы, происходящие в нашем мире.
Фундаментальные, в свою очередь, подразделяются на:
Прикладные науки — свод знаний, в которых исследования имеют практическую ориентацию. Они обеспечивают разработку новых технологий, т.е. алгоритмов действий для получения желаемого результата.
К таким наукам относятся технические, медицина, педагогика. Также в структуру прикладных наук входят:
Особенности фундаментальных и прикладных наук
Различие фундаментальных и прикладных знаний считается относительным. Первая из них является базой для второй. Это означает, что фундаментальные пополняют либо изменяют знания о закономерностях функционирования и развития природы и общества, а прикладные открывают способы и пути исследования научных идей на практике. Они взаимосвязаны, и, значит, дополняют друг друга.
Фундаментальные знания нацелены на познание объективных законов мира, которые существуют самостоятельно от людей. Целью прикладных дисциплин является разработка способов применения полученных фундаментальной наукой умений для удовлетворения потребностей людей.
Подходы к классификации наук
Все исследования отличаются по объекту, предмету, методу, степени фундаментальности и т.п., и практически исключают единую классификацию всех наук по одному принципу.
В целом их можно разделить на:
К естественным наукам относятся некоторые знания:
Базой технических наук выступают естественные. Они изучают различные формы и направления развития техники (теплотехника, электротехника, радиотехника).
Общественные науки изучают общество (экономика, социология, политология).
Гуманитарные исследуют духовный мир человека, его отношение к окружающему миру, обществу, себе (педагогика, психология, эвристика).
Между собой каждый вид науки может переплетаться, например, общественные с гуманитарными.
Суть отличий между науками
Рассмотрим, чем же отличаются прикладные науки от фундаментальных. Первые можно представить в виде системы знаний, которые применяются на практике. Они направлены на решение определенных задач. Результаты исследований прикладных наук имеют практическую значимость.
Значение фундаментальных наук очень велико, т.к. они дают общее представление о научной картине мира. Именно здесь создаются теории, концепции, понятия и законы, которые составляют базу прикладных знаний.
Проблема амбивалентности науки
Прикладные науки хоть и созданы облегчить жизнь людям, все-таки имеют и отрицательное влияние. С одной стороны, новые знания открывают что-то новое, неизведанное, дают прогресс, а с другой — становятся причиной появления проблем, оказывая пагубное воздействие на природу и самого человека.
Благодаря им удовлетворяются потребности людей, но портится природная гармония. Они могут отрицательно сказываться на здоровье человека. Такое противоречие может навредить целой системе окружающего мира. Эта амбивалентность поделила ученых-исследователей на два лагеря. Первые считают человека венцом природы, который может делать все, что вздумается. Вторые стараются доказать, что люди должны жить в гармонии с природой.
Соотношение прикладного и фундаментального в науке
Некоторые исследователи отказываются разделять знания на прикладные и фундаментальные. Между ними определенно есть взаимосвязь. Все дело в том, что любая научная сфера начинается с теории, а не с практики. Только в конечном результате она превращается в прикладную область.
Любые научные исследования проходят два этапа. На первом — знания собираются, систематизируются, на втором — на основе полученной информации реализуется практическая деятельность. То есть, человек сначала формирует свои знания и умения, а потом применяет их на практике в определенной области.
Основным отличием двух наук являются свойства их результатов. В процессе прикладных наук ученые могут спрогнозировать результаты, а во время фундаментальных — нет. В первом случае исследования проводятся в пользу потребностей людей, во втором — устоявшиеся теории могут разрушаться, но возникают ценные знания.
Соотношение гуманитарных и социальных наук
Эта предметная сфера научного знания главное внимание уделяет проблемам человека, его жизни. Но мнения исследователей расходятся при включении каких-либо наук только к гуманитарным. Т.е. существуют такие дисциплины, которые также имеют отношение к человеку, но с позиции его жизни в социуме. По мнению большинства ученых, человек не сможет полностью сформироваться и жить без общества. В результате, в ходе решения данного вопроса, возникло объединенное название: социально-гуманитарное знание. Оно характеризует человека не только как биологическое существо, но и как участника социальных отношений.
Социально-гуманитарное знание в прикладном аспекте
К социально-гуманитарным наукам относится значительное количество дисциплин:
Прикладные аспекты многих из них появлялись со временем, по мере развития общества. Наиболее ярко выражаются в подобном качестве такие дисциплины, как социология, психология, политология, социальная инженерия.
Юридические науки и их роль в развитии прикладного знания
В развитии прикладного знания юридические науки играют важную роль. Поскольку, к фундаментальной дисциплине относится теория государства и права, то она содержит главные понятия, категории, методологию, и является основой для развития сферы юриспруденции в целом. На основе теории государства и права развиваются юридические науки, которые обеспечивают законность во всех сферах научных знаний.
К основным юридическим дисциплинам, формирующим прикладные науки, относятся:
Задачи прикладной науки
В широком аспекте задачи прикладных наук должны выполнять заказы общества, позволяя решить насущные проблемы. Но, как уже упоминалось ранее, такие дисциплины тесно связаны с фундаментальными, и поэтому их задачи состоят в следующем:
В свою очередь, прикладные науки используют полученные знания для следующих целей:
Но все же главной задачей прикладных наук является служение человечеству и его потребностям.
Прикладные задачи гуманитарной науки
Прикладные науки сосредоточены вокруг человека и общества. Они выполняют специфические задачи, обусловленные их предметом. Развитие таких наук можно рассматривать как с практической стороны, так и с теоретической. Практическая значимость гуманитарной сферы охватывает различные отрасли научного знания.
В качестве базы теоретической составляющей выступают:
Сложность такой научной сферы в том, что теоретические законы должны быть направлены на исследование сущности явлений и процессов. Также в таких знаниях используются аппарат математических дисциплин и эмпирические данные. Как правило, эти способы используются в философии, экономике, социологии, в политических и юридических науках.
Список предметов в школе
Прикладные науки в школе делятся на естественные и гуманитарные. К естественным относятся:
В группу гуманитарных наук входят такие дисциплины, как:
Примеры прикладной системы знаний
Нити ДНК уникальны в каждом человеке и находятся в наших клетках, где дают команды, необходимые для жизнедеятельности всего организма. Во время репликации ДНК, они делают новые копии незадолго до деления клетки. На их основе учеными были разработаны методики, позволяющие выявить генетические заболевания, установить отцовство или же определить преступника.