Различие и взаимосвязь научных подходов во фундаментальной и прикладной науке

Фундаментальная и прикладная наука понимание различий

В этой статье мы расскажем о таких научных понятиях, как фундаментальная и прикладная наука. В чём взаимосвязь, какое влияние оказывают они на развитие личности и научного сообщества. Мир познается каждое мгновение жизни. По тексту на страницах книг изучаются давно открытые и доказанные факты (Земля круглая или тело состоит из мельчайших элементов — ДНК, кодирующих параметры живого организма). Это и есть фундаментальная наука.  В тесном сотрудничестве существует прикладная. Она отвечает за применение открытых законов и знаний на практике. Что позволяет ускорить процесс развития техники, улучшить качество жизни.Например, открытие электрического тока в 1831 году Майклом Фарадеем сделало возможным создание электрических приборов.

Фото: DALL-E

Определение фундаментальной и прикладной науки

Определение: Фундаментальная наука — постоянный процесс научных изысканий ради новых знаний. В основе лежит разработка теории и подтверждение экспериментальным путем в лабораториях.

Это направление затрагивает базовые законы естественных и гуманитарных наук. Способствует расширению теоретических представлений об окружающем мире.

Определение: Прикладная наука — научный процесс, при котором применяются существующие фундаментальные знания на практике для решения задач.

Различия между фундаментальной и прикладной наукой

Оба варианта исследований тесно связаны. По отдельности они не способны обеспечить развитие научного мира.

Яркий пример фундаментальных знаний — теория относительности (гравитации) А. Эйнштейна, на основе которой определяется вселенная, как статичное во времени конечное пространство. Эти данные позволили создать уравнение с космологической постоянной, которое неверно отражало суть.

В 1920 году Александр Фридман переписал формулу, доказав расширение космических просторов. Спустя девять лет главную ошибку великого ученого исправил Эдвин Хаббл, создав закон, доказывающий движение вселенной. Но всё бы это было просто формулами на бумаге без применения знаний с практической точки зрения.

Открытие закона всемирного тяготения в 1666 году Ньютоном позволило человеку оторваться от земли, чтобы покорить небо (самолеты) и космос (космические аппараты) и в перспективе выйти за пределы Млечного пути. Без понимания этой теоретической основы не было бы возможности покорить небо.

Фото: DALL-E

Еще одним ярким примером взаимосвязи и различий в научных подходах стало открытие во второй половине 20 века дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Событие расширило перспективы применения научной базы для разработки методов диагностирования генетических заболеваний на внутриутробном этапе развития.

Прикладная наука обеспечивает развитие техники, чтобы улучшить качество жизни. Без расширения знаний в науке этого сделать невозможно.

Основные различия:

• Цели и результат:

1. Фундаментальная — увеличивает количество информации о мире.
2. Практическая создана для применения открытых знаний на практике (разработка новых технологий).

• Способы научных изысканий:

1. Фундаментальная наука основывается на теоретических расчетах и лабораторных экспериментах.
2. Прикладная наука решает задачи, ориентируясь на подтвержденные и обоснованные теоретические данные.

• Время, необходимое для получения достоверных расчетов:

1. До появления компьютеров теоретические изыскания занимали до нескольких лет. На настоящий момент временные рамки сократились, а различие сохранилось. Практическое применение расчетам и новым научным законам находится значительно быстрее, чем их открытие.

Боголюбов А. Н. в научной работе «Математика и технические науки» отмечал тесную взаимосвязь между познаниями.

Цитата: «Некоторые фундаментальные науки могут пользоваться аппаратом других фундаментальных наук, которые в таком случае приобретают черты прикладного знания». 

Это подтверждает взаимосвязь между научными познаниями и невозможности отделить и применять только один научный подход.

Примеры фундаментальной науки

Научное направление описывает естественные процессы, происходящие вокруг. Для формирования понимания разрабатываются теоретические основы и доказываются экспериментальным путем. К таким наукам относятся:

• астрономия занимается исследованием космических объектов;
• физика затрагивает законы природы (энергия, частицы вещества и др.) и объясняет процесс возникновения жизни на планете;
• химия изучает вещества, свойства и взаимодействия;
• биология работает с живыми организмами, объясняя функционирование;
• генетика изучает законы наследования признаков и возможность коррекции.

Фото: DALL-E

Примеры прикладной науки

На основе фундаментальной базы созданы новые научные направления. Основная задача — практическое применение теории:

• Медицина обеспечивает условия для улучшения жизни и здоровья человека (профилактика, раннее диагностирование, лечение заболеваний).
• Инженерия позволяет создавать новые технические устройства. Подразделяется на виды, в зависимости от решаемых задач (электромеханика, компьютерная, ядерная инженерия, аэрокосмическая техника).
• Педагогика обеспечивает качественное образование. Для этого применяются специальные методики, технологии для обучения, воспитания развития.
• Экология изучает факт влияния на окружающую среду, разрабатывают способы для снижения показателей ухудшения экологической ситуации.
  

Взаимоотношения прикладных и фундаментальных наук

В 1962 году Томас Кун разработал теорию о сдвигах парадигм. Он доказал, что наука развивается не линейно, а претерпевая периодические революции в познании. Утверждал, что все процессы развития проходят один и тот же сценарий:

1. разработка теории (фундаментальная наука);
2. отрицание или доказательство ошибочных суждений;
3. применение новых научных знаний на практике (прикладная наука).

Мир развивается, опираясь на 2 разных научных подхода, которые не могут существовать друг без друга. Это видно на примере открытия электромагнетизма и создания электродвигателя.

15 февраля 1820 года во время лекции датский профессор Эрстед доказал наличие магнитного поля, влияющего на компас стрелки при контакте с проводником. Важное условие — замкнутая система.

На основе открытия в 1834 году немецкий физик Борис Якоби создал первый электродвигатель. В основе функционирования лежит электромагнитная индукция, открытая датским физиком.

Фото: DALL-E

Возможно развитие научной мысли по иному сценарию. Когда прикладная наука стимулирует развитие фундаментальной.

Это видно на следующей цепочке научных открытий:

1. Отец и сын Ясенсы разработали прототип микроскопа. Линзы в трубе позволили рассмотреть изучаемый предмет детально.
2. 1609 год — создание микроскопа с выпуклыми и вогнутыми линзами Галилеем.
3. В 1665 году с помощью усовершенствованного инструмента Р. Гук открыл структурные элементы клеток. Это стало новым этапом изучения живого мира. В 19 веке открыты структуры клеток — ДНК и РНК. На основе полученной информации разрабатываются генетические теории, в том числе о генетических заболеваниях. Это позволяет диагностировать, корректировать состояние и уход за человеком.

Преимущества фундаментальной и прикладной науки

Научные направления находятся в тесном взаимодействии. Общая задача — улучшение качества жизни, а также расширение горизонтов и возможностей. 

Фундаментальные науки:

• расширяют кругозор;
• стимулируют любопытство;
• способствуют формированию аналитического склада мышления для решения поставленных задач.

Применение теоретической научной базы на практике позволяет:

• улучшить жизнь человека;
• создать новые технологии;
• повысить показатели эффективности на производстве.

Нельзя сказать, что важнее: фундаментальная наука или прикладная. Каждая влияет на качество жизни.

Это видно на примере Средних веков. Генетические заболевания связаны с показателями смертности (гемофилия или сжигание на костре за особенность (уродства) внешности). Открытие ДНК в XIX веке стало эпохальным событием. Изучение клетки, которая несет информацию обо всех процессах, позволяет диагностировать генетические аномалии на этапе внутриутробного развития (до 12-недельного срока беременности) и снизить показатели рождаемости «особых детей».

В первые дни жизни ребенка выполняется неонатальный скрининг на наследственные заболевания. Это делается согласно нормативным актам в здравоохранении. Позволяет улучшить качество и увеличить продолжительность жизни благодаря ранней диагностике патологий.