Фундаментальная наука

Наука и её понимание в современном мире

Вся история человечества – свидетельство постоянного поиска. Этот непрекращающийся процесс подталкивал человека к разработке различных форм и способов познания мира, одним из которых является наука. Именно она, выступая составляющей культуры, позволяет человеку «познакомиться» с окружающим его миром, познать законы развития и способы существования.

Обретая научное знание, человек открывает для себя бесконечные возможности, позволяющие ему преобразовывать окружающую его реальность.

Определение науки как особенной сферы человеческой деятельности приводит к пониманию её основной задачи. Суть последней состоит в систематизации существующих и так называемом производстве новых знаний о реальности, окружающей человека, о различных сторонах этой действительности. Такое понятие науки позволяет представить её как некую систему, включающую множество элементов, связанных общей методологией или мировоззрением. В качестве составляющих здесь выступают различные научные дисциплины: социально-гуманитарные, технические, естественные и другие. Сегодня их больше десяти тысяч.

Задачи и функции

В задачи фундаментальной науки входит установление тождества во взаимосвязи гносеологии, аксиологии и бытия с целью создания системы научного знания, в которой сохраняются старые знания, накапливаются новые и организуется использование (передача) в соответствии с потребностями развития самих наук и потребностями практики. Создаёт условия для накопления интеллектуального капитала, при которых наука проявляет себя как производительная сила в обществе.

Формирует методологию развития наук, учётом взаимосвязи с методикой и технологиями. Иначе науки исчезают в голом теоретизировании, в во взаимном использовании методик в пограничны науках и дисциплинах, рождаются стандартные технологии, типа Lego>  в робототехнике.

Методология, методика и технологии соответствуют стратегии, тактике, технологии в любой деятельности и играх, например, шахматах. Методология, как фундаметальная наука определяет общую стратегию развития познания в целом и в отдельных науках, формируя границы познания, привлекая различные науки с учётом их сквозных связей, формируемых словами-категориями. Методика формирует тактические исследования и виды деятельности с учётом цели, смысла и понимания. Технологии создают базу возможностей в способах познания и деятельности. В шахматах это разнообразные фигуры, с правилами действий.

Наличие тождества гносеологии, аксиологии, онтологии в любой фундаментальной науки формирует в них отношения подобия — на этом уровне нет различий между естественными и гуманитарными науками.

Фундаментальные науки формируют систему сохранения, накопления и передачи интеллектуального капитала, который влияет на производительность труда во всех сферах жизни общества. Рентабельность фундаментальных наук намного превосходит отдельные научные достижения.

Так вторая статья федерального закона России от 23 августа 1996 года за № 127-ФЗ «О науке и государственной научно-технической политике» даёт такое определение фундаментальным исследованиям:

Новые направления

Фундаментальные и прикладные научные исследования меняют не только базовые модели познания и стили научного мышления, но и всю научную картину мира. Происходит это всё чаще, а «виновниками» тому являются никому не известные ещё вчера новые направления фундаментальных исследований, которые век от века всё быстрее находят своё применение в разработках прикладных наук. Если внимательно рассмотреть историю физики, можно увидеть поистине революционные преобразования.

Именно они характеризуют разработку всё большего количества новых направлений в прикладных исследованиях и новых технологиях, которые обусловлены резко набирающими темпы фундаментальными исследованиями. И всё быстрее они воплощаются в реальную жизнь. Дайсон писал, что ранее требовалось 50-100 лет пути от фундаментального открытия до широкомасштабных технологических применений. Теперь время словно сжалось: от фундаментального открытия до внедрения в производство процесс происходит буквально на глазах. И всё потому, что изменились сами фундаментальные методы исследования.

Факторы, оказывающие влияние на проведение исследований

Какова роль прикладных и фундаментальных исследований науки в современном обществе? Данный вопрос изучается социологами на протяжении длительного временного промежутка. Удалось установить взаимосвязь между направлениями, выбираемыми для проведения научной работы и внешними экономическими, социальными, культурными признаками.

Даже в случае умелой стратегии руководителя эксперимента, при полноценном планировании, прогнозировании исследования часто появляется масса проблем, которые тормозят получение результатов. Так как наука фундаментальная — это системный подход к проведению разнообразных экспериментов и исследований, любое промедление часто приводит к необходимости серии повторных опытов.

При одностороннем стимулировании прикладных отраслей науки либо при проведении только теоретических исследований трудно рассчитывать на положительный результат, создание материалов, способствующих развитию науки. В таком случае роль фундаментальной науки для социального общества будет минимальной, ни о каком прогрессе речи не идет.

В настоящее время в отечественной фундаментальной и прикладной науке наметились позитивные тенденции на преобразование и развитие. Со стороны государственной власти предпринимаются определенные меры, направленные на усиление значимости прикладных исследований.

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.

Фундаментальные науки являются источником большинства научных теорий. Например, ученый, который пытается выяснить, как организм производит холестерин, или то, что вызывает конкретное заболевание, определяют фундаментальные науки. Это также известно как теоретические исследования. Дополнительные примеры основных исследований будут расследовать как глюкоза превращается в клеточную энергию или как образуется вредный повышенный уровень глюкозы в крови.

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 используют научные открытия благодаря теоретическим исследованиям для решения практических задач. Например, медицина, и все, что известно о том, как лечить пациентов, является прикладной на основе фундаментальных исследований. Врач, введя препарат, определяет уровень холестерина, то это является примером прикладных знаний.

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.

Примечания

1. Словарь-справочник по философии для студентов лечебного, педиатрического и стоматологического факультетов. — Ставрополь: изд-во СтГМА. Т. Б. Сергеева. 2009.
2. Доннелли, Джим. Donnelly, Jim. «Прикладная наука — невидимая революция?». Фонд Наффилда. Журнал от 16 октября 2015. (PDF)
3. Словарь практического психолога. — М.: АСТ, Харвест. С. Ю. Головин. 1998.
4. Белл, Жаклин; Доннелли, Джим Bell, Jacqueline; Donnelly, Jim (2007). Позиционирование прикладной науки в школах: неизвестность, возможности и риски применительно к реформе Учебного плана (Отчет). Лидсский университет. Центр Исследований в Образовании Науки & Математики. Архив от 3 октября 2011.
5. Философия науки: Словарь основных терминов. — М.: С. А. Лебедев, учебное пособие для Вузов
6. Основы научных исследований. Т. Е. Кокшарова —
   учебно-методическое пособие. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2007 г.
7. Пружинин Б. И. Прикладное и фундаментальное в этосе современной науки // Философия науки. Этос науки на рубеже веков. Вып. 11. М., 2005
8. Основы научных исследований. Т. Е. Кокшарова, учебно-методическое пособие.

Ассоциированные математические науки

Прикладная математика имеет существенное совпадение с дисциплиной статистики.

Прикладная математика тесно связана с другими математическими науками.

Научные вычисления

Научные вычисления включают прикладную математику (особенно численный анализ), вычислительную технику (особенно высокопроизводительные вычисления) и математическое моделирование объектов изучаемых научной дисциплиной.

Исследование операций и наука управления

Исследование операций и науки управления часто преподаются на факультетах инженерии, бизнеса и государственной политики.

Статистика

Прикладная математика имеет существенное совпадение с дисциплиной статистики. Теоретическая статистика изучает и совершенствует статистические процедуры с помощью математики, а статистические исследования часто поднимают математические вопросы. Статистическая теория опирается на теорию вероятностей и решений и широко использует научные вычисления, анализ и оптимизацию; для планирования экспериментов статистики используют алгебру и комбинаторный дизайн. Прикладные математики и статистики часто работают в отделе математических наук (особенно в колледжах и небольших университетах).

Актуарная наука

Актуарная наука применяет теорию вероятностей, статистику и экономическую теорию для оценки риска в страховании, финансах и других отраслях и профессиях.

Математическая экономика

Математическая экономика — это сфера теоретической и прикладной научной деятельности, целью которой является математически формализованное описание экономических объектов, процессов и явлений. Применяемые методы обычно относятся к нетривиальным математическим методам или подходам. Математическая экономика основана на статистике, вероятности, математическом программировании (а также других вычислительных методах), исследовании операций, теории игр и некоторых методах математического анализа. В этом отношении она напоминает (но отличается от финансовой математики), ещё одну часть прикладной математики.

Применимая математика

Применимая математика является субдисциплиной прикладной математики, хотя нет единого мнения относительно точного определения. Иногда термин «применимая математика» используется для различия между традиционной прикладной математикой, которая развивалась наряду с физикой, и многими областями математики, которые применимы к современным задачам в мире.

Математики часто проводят различие между «прикладной математикой», с одной стороны, и «применением математики» или «применимой математикой» как внутри, так и вне науки и техники, с другой. Некоторые математики подчеркивают термин применимая математика, чтобы отделить или разграничить традиционные прикладные области от новых приложений, возникающих из областей, которые ранее рассматривались как чистая математика. Например, с этой точки зрения эколог или географ, использующий популяционные модели и применяющий известную математику, занимается не прикладной, а скорее применимой, математикой.

Другие авторы предпочитают описывать применимую математику как объединение «новых» математических приложений с традиционными областями прикладной математики. Таким образом, термины прикладная математика и применимая математика взаимозаменяемы.

Другие дисциплины

Граница между прикладной математикой и конкретными областями применения размыта. Многие университеты преподают математические и статистические курсы за пределами соответствующих факультетов, в таких областях, как бизнес, инженерия, физика, химия, психология, биология, информатика, научные вычисления и математическая физика.

Соотношение гуманитарных и социальных наук

Эта предметная сфера научного знания уделяет внимание проблемам человека, изучая его в качестве объекта с самых различных сторон. Однако единства по поводу того, какие науки относить к гуманитарным, пока нет

Причиной этих разногласий можно считать социальные дисциплины, которые также имеют отношение к человеку, но только уже с позиций рассмотрения его в социуме. По мнению ряда наук, человек без общества не может сформироваться в полном смысле этого слова. Примером тому служат дети, оказавшиеся и выросшие в стае животных. Пропустив важный этап своей социализации, они так и не смогли стать полноценными людьми.

Выходом из сложившейся ситуации стало объединённое название: социально-гуманитарное знание. Оно характеризует человека не только как индивидуального субъекта, но и как участника социальных отношений.

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.

Таким образом, прикладная наука опирается на результаты, полученные в ходе теоретических исследований.

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.

Без фундаментальной или теоретической подготовки, маловероятно, что прикладная наука будет существовать.

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.

Два вида исследования

Любая область познания, которая требует теоретических и экспериментальных научных изысканий, поиска закономерностей, отвечающих за строение, форму, структуру, состав, свойства, а также за протекание процессов, связанных с ними, является фундаментальной наукой. Это касается базовых принципов большинства естественнонаучных и гуманитарных дисциплин. Фундаментальные исследования служат расширению концептуальных и теоретических представлений о предмете изучения.

Но есть и другой вид познания предмета. Это прикладные исследования, которые направлены на решение социальных и технических задач практическим путём. Наука пополняет объективные знания человечества о действительности, вырабатывая теоретическую их систематизацию. Её целью является объяснение, описание и предсказания тех или иных процессов или явлений, где она открывает законы и на их основе теоретически отражает действительность. Однако есть науки, направленные на практическое применение тех постулатов, которые предоставляют фундаментальные исследования.

Литература

• Наука / Алексеев И. С. // Моршин — Никиш. — М. : Советская энциклопедия, 1974. — ( :  / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 17).
• Алексеев И. С. Наука // Философский энциклопедический словарь / Гл. редакция: Л. Ф. Ильичёв, П. Н. Федосеев, С. М. Ковалёв, В. Г. Панов. — М.: Советская энциклопедия, 1983. — С. 403—406. — 840 с. — 150 000 экз.
• Луи де Бройль. По тропам науки. — М.: Издательство иностранной литературы, 1962
• Волкова В. Н. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. — СПб.: Издательство СПбГТУ, 2006
• Гадамер Х.-Г. Истина и метод. Общая редакция и вступительная статья Б. Н. Бессонова. — М.: Прогресс, 1988 ISBN 5-01-001035-6
• Гейзенберг В. Шаги за горизонт. — М.: Прогресс, 1987
• Заславский Г. А. Судьбы академической науки:  // Радио «Культура». — 28 июля 2013 года.
• Краткий миг торжества. О том, как делаются научные открытия. — М.: Наука, 1988 ISBN 5-02-007779-8
• Кузнецов Б. Г. Современная наука и философия: Пути фундаментальных исследований и перспективы философии. — М.: Политиздат, 1981. — 183 с. — (Над чем работают, о чём спорят философы)
• Научное открытие и его восприятие. Проблемы и исследования. М.: Наука, 1971
• Рачков П. А. Науковедение. Проблемы, структура, элементы. — М.: Издательство Московского университета, 1974
• Очерки истории и теории развития науки. Науковедение: проблемы и исследования. — М.: Мысль, 1969
• Смирнов С. Г. Задачник по истории науки. От Фалеса до Ньютона. — М.: МИРОС — МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001 ISBN 5-7084-0210-5 ISBN 5-7846-0067-2
• Уэвелл В. История индуктивных наук от древнейшего и до настоящего времени в 3-х томах. Перевод с 3-го английского издания М. А. Антоновича и А. Н. Пыпина. СПб: Издание Русской книжной торговли, 1867—1869

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.

Таким образом, грань между теоретической и практической деятельностью человека весьма условна.