какие есть фундаментальные науки
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.
Классификация наук
Все интеллектуальные дисциплины делятся на науки и ненауки. Водораздел между ними идет по вопросу о признании и непризнании научной методологии. Интеллектуальные дисциплины, признающие научный метод познания, называются науками. Интеллектуальные дисциплины, отрицающие научную методологию или использующие неадекватные методы познания, называются, соответственно, лже-науками и псевдо-науками.
Основные типы наук
Математика и философия относятся к мета-наукам.
1. Естественные науки
Естественные науки изучают окружающую природу, которая может существовать без человека, а также и такую природу, которая может существовать и без разумной деятельности человека.
Например, композитные материалы изучают естественные науки, хотя композитные материалы искусственно создают люди. В естественной природе такие материалы могут никогда не встречаться. Но если все люди исчезнут, то композитные материалы могут остаться существовать без наличия людей. Поэтому композитные материалы изучают естественные науки.
Или, например, такая естественная наука, как анатомия изучает устройство человеческого тела, так как тело человека появилось до того, как человечество стало разумным и тело человека останется таким же, если человек потеряет разум.
Фундаментальные естественные науки
Кроме этих двух видов фундаментальных естественных наук, иногда выделяют в отдельный вид науки, которые специализируются не на изучении планеты Земля, а на изучении конкретных космических объектов. Например, селенография специализируется на изучении Луны, а петрография изучает метеориты.
Общие фундаментальные естественные науки
Общие фундаментальные естественные науки, это самые общие науки о природе. К этим наукам относятся такие науки, как физика, химия, астрономия, биология и подобные им.
Разумеется, к общим фундаментальным наукам относятся и все разделы этих наук, и все пересечения и стыковки этих наук. Например, ботаника, зоология, астрофизика, биофизика, космология, космогония, биохимия, анатомия, квантовая физика, термодинамика, механика и т.п.
Фундаментальные естественные науки о Земле
Фундаментальные естественные науки о Земле это те же самые общие фундаментальные естественные науки, которые специализируются на изучении планеты Земля. Это такие науки, как география, геология, океанография, океанология, вулканология, климатология, метеорология и т.п.
Прикладные естественные науки
Прикладные естественные науки, это такие естественные науки, которые имеют непосредственное применение человеком на практике. Открытия и выводы фундаментальных естественных наук могут на практике нигде не применяться. Например, наши знания о черных дырах нигде на практике нами не применяются. Порой проходят десятилетия или даже столетия прежде чем фундаментальные знания найдут какое-то практическое применение. А прикладные естественные науки заняты решением непосредственных практических задач.
В основном, это разные технические науки. Но не только. К прикладным естественным наукам относятся и такие науки, как медицина и гигиена.
2. Социальные (общественные) науки
Социальные науки, это науки о человеческом обществе.
Человеческое общество не может существовать без разумной деятельности человека. Если человек перестанет быть разумным, то человеческое общество, в отличие от человеческого тела, сразу же деградирует. Поэтому науки, изучающие общество, не относятся к естественным наукам.
Примерами общественных наук являются такие науки, как экономика, история, социология, правоведение, юриспруденция, политология, политэкономика, экономическая география и т.п.
3. Гуманитарные науки
Гуманитарные науки, это науки о внутреннем мире человека и его духовной культуре.
Примерами гуманитарных наук являются такие науки, как этика, эстетика, культурология, искусствоведение, литературоведение, история искусства и т.п.
Другие науки
Существует еще масса других наук на стыке этих трех типов наук.
Например, такая наука, как экология находится на стыке социальных и естественных наук. А наука психология находится на стыке социальных и гуманитарных наук.
Мета-науки
Существуют две мета-науки, философия и математика. Мета-науки изучают нематериальные сущности и одновременно разрабатывают методы исследования для других наук.
Философия занимается изучением качественных отношений и сущностей. Поэтому философия разрабатывает для других наук качественные методы исследования.
Математика занимается изучением количественных и пространственных отношений и сущностей. Соответственно, математика разрабатывает для всех других наук количественные и пространственные методы исследования.
И философия и математика в качестве основного научного метода используют дедуктивный метод. То есть на базе небольшого количества недоказуемых предложений путем логических рассуждений строится некоторая абстрактная модель. И изначально бывает даже неизвестно, найдет ли эта модель хоть какое-то применение на практике или же останется только красивой игрушкой для ума. Но в любом случае дедуктивный метод познания для этих наук является адекватным методом познания. Поэтому нет никаких оснований не считать философию и математику полноценными науками.
Философия и математика были самыми первыми науками в истории человечества. Причем, математика возникла из чисто практических потребностей человека. А философия, наоборот, возникла из чисто абстрактных потребностей человека, очень оторванных от реальной практической жизни.
Попытка философии заняться чем-то более практичным привела к тому, что некоторые разделы философии стали на столько развитыми, что эти разделы философии стали отпочковываться от философии. Эти отделившиеся от философии разделы и превратились в обычные науки. Для их разработки уже не требовались знания в области философии.
Первыми от философии отпочковались естественные науки. Затем, пришло время отделяться от философии социальным наукам. Самыми последними от философии отделились гуманитарные науки.
Собственно говоря, гуманитарные науки до сих пор находятся в процессе отделения от философии и поэтому их связь с философией всё ещё очень сильна. Философия гораздо сильнее влияет на гуманитарные науки, чем на социальные. И философия практически совсем не оказывает никакого влияния на естественные науки. Многие современные философы известны своими работами в гуманитарных науках. А люди, далёкие от науки, обычно, ошибочно относят философию к гуманитарным наукам.
С математикой ситуация прямо противоположная. По мере того, как науки отделяются от философии, они всё более и более математизируются. Гуманитарные науки позже всех других наук отделились от философии и поэтому математизация гуманитарных наук еще не наступила. Общественные науки уже достаточно математизированы, особенно экономика. Но самыми математизированными являются естественные науки, так как они раньше всех других наук отделились от философии.
Теоретическая механика и квантовая теория поля сейчас выглядят как какой-нибудь раздел математики. Многие физики-теоретики имеют неплохое математическое образование и совершают открытия в области математики. Люди, далёкие от науки, обычно, ошибочно относят математику к естественным наукам.
Ненауки
Лженауки
Лженаука полностью отрицает метод научного познания. Лженаука использует придуманные правила, которые ничем не обоснованы. Поэтому лженауки процветают там, где сложно сразу увидеть несостоятельность этих придуманных правил. Если несостоятельность правил лженауки лежит на поверхности, то такая лженаука умирает.
Например, алхимия, это мертвая лженаука, так как её практическая несостоятельность сразу бросается в глаза. А вот астрология, это относительно процветающая лженаука, так как простым людям её несостоятельность явно не бросается в глаза.
Разделение на науку и лженауку произошло тогда, когда в той или иной интеллектуальной дисциплине появлялась научная методология. Если человек, который занимался этой дисциплиной, признавал научную методологию и следовал ей, то он начинал заниматься наукой. А если отрицал научную методологию, то он занимался лженаукой.
Классический пример, это как в конце Средних Веков астрономия разделилась на собственно астрономию и астрологию. Еще Кеплер был одновременно и астрономом и королевским астрологом. И это было типично для того времени и для предшествующих времен. Астрономы тех времен чертили звездные карты, измеряли положения планет на небе и одновременно составляли гороскопы. Это было едино и неразрывно связано. Многие астрологи внесли значительный вклад в астрономию.
Но сейчас, после появления научного метода познания в области изучения движения планет, ситуация совсем иная. Практически не встречаются такие астрономы, которые увлекаются астрологией. И среди астрологов уже не найти людей, которые способны сделать какое-нибудь астрономическое открытие. У большинства астрологов нет даже любительского домашнего телескопа.
Аналогично, когда-то и алхимики, пытаясь превратить другие химические элементы в золото или синтезировать эликсир жизни, сделали массу открытий в области химии. Но современные химики уже не занимаются синтезом эликсира вечной жизни и не пытаются превратить ртуть и свинец в золото.
К лженаукам относится огромное количество всяких магических и оккультных наук, эзотерика, а также гадания и ясновидения. До сих пор среди некоторых людей распространен спиритизм, хотя мода на спиритизм, в общем-то, в XX веке окончательно прошла. Кроме того, лженаукой сейчас считается и нумерология, основателем которой был знаменитый древнегреческий математик и философ Пифагор.
Псевдонауки
В современном мире псевдонауки получили огромное распространение среди публики. Это связано с тем, что псевдонауки маскируются под настоящие науки. Людям порой трудно разобраться, чем настоящая наука отличается от псевдонауки.
Основное отличие псевдонауки от настоящей науки и от лженауки состоит в том, что псевдонаука не отрицает научную методологию, но в своей практике применяет такую научную методологию, которая неадекватна предмету исследования. То есть псевдонаука использует неправильный метод научного исследования.
Типичным примером псевдонауки является соционика (и типирование Майерс-Бриггс, которое распространено в англоязычных странах, но по существу является разновидностью соционики). Соционика возникла на базе вполне научной теории швейцарского психолога Карла Юнга. Но соционика использует дедуктивный метод познания. И если для математики и философии, это нормальный адекватный методы познания, то для того, чем занимается соционика (отношения людей и обмен информацией между ними), это совершенно неадекватные методы познания.
Людям, далеким от научной психологии, во всем этом трудно очень разобраться. Ведь сторонники соционики ссылаются на научный авторитет Карла Юнга и представляют соционику, как продолжение этой научной теории. Плюс к этому, сторонники соционики замалчивают все исследования, которые не подтверждают соционику и все факты, которые не укладываются в их теорию и не сообщают статистику этих фактов.
Вместе с тем нельзя не признать, что соционика, это очень стройное логическое учение. По своей логической красоте она не уступает геометрии Евклида. За это соционику любят математики. Именно математик Григорий Рейнин вывел полноту соционических признаков. При этом он не проводил никаких исследований с реальными людьми и их реальными отношениями. То есть без всяких реальных тестирований реальных людей, без анализа статистических данных этих исследований, просто, сидя в кабинете, в соционике можно сделать открытия.
Еще один очень распространенный пример псевдонаучной теории, это теория торсионных полей. Торсионные поля можно ввести чисто математически, как поля, которые приводят к искривлению пространства в виде кручения. Как известно, масса тела приводит к искривлению окружающего пространства. В этом искривлении пространства от массы есть все виды искривления пространства, кроме кручения. Сторонники теории торсионных полей считают это большим недостатком Общей Теории Относительности (ОТО) Эйнштейна и предлагают обобщить ОТО введением в рассмотрение искривления пространства и в виде кручения.
Но физика, это наука, в первую очередь, экспериментальная, а уже потом только теоретическая. А эксперименты не подтверждают существование торсионных полей. Если эксперименты не подтверждают теорию, то тем хуже для теории. По какой-то причине природе в нашей Вселенной не понадобились такие искривления пространства, хотя обобщение ОТО получилось и достаточно красивым с математической точки зрения.
Псевдонаучность теории торсионных полей заключается в отрицании научной методологии в физике, где экспериментальное подтверждение теории ставится во главу угла. Но обычным людям, далеким от науки, во всем этом разобраться не просто. Модное словосочетание «торсионные поля» начали применять где попало и эзотерики и создатели сомнительных лечебных устройств и создатели прочих коммерческих товаров, действие которых, якобы, основано на использовании торсионных полей.
В качестве других примеров псевдонаук можно привести такие псевдонауки, как уфология, волновая генетика, графология, дианетика, френология, физиогномика и другие подобные им. Все эти дисциплины, в отличие от лженаук, претендуют на своё научное обоснование и в том или ином виде применяют научные методы исследования.
Определение понятия науки
За всю историю своего существования человечество находится в постоянном движении. Процесс поиска является вечным двигателем, он устремляет людей к разработке разных методов познания окружающего мира. И одним из подобных способов стала наука. С ее помощью люди смогли познакомиться с окружающей средой, познать основные методы бытия и законы развития.
Получая новую информацию, человек расширяет свои возможности. Он способен изучать и изменять окружающую реальность. Сама суть науки заключается в систематизации и создании новой информации, а также исследовании ее с разных сторон. А понятие составляет особую систему из многочисленных элементов, которые связаны одной методологией.
Основными её составляющими считаются разные дисциплины. На сегодня их существует более 10 000. Это технические, естественные, экономические и социально-гуманитарные науки. Их исследуют в различных учреждениях, а также постоянно расширяют и дополняют.
Подходы к классификации
Система наук довольно многообразна и сложна. Именно поэтому её уже столько веков изучают многие исследователи. Они рассматривают её с двух сторон:
Именно при первом варианте все науки подразделяются на два больших класса — прикладные и фундаментальные. К ним относятся дисциплины, имеющие прямое отношение к практическим знаниям. Они направлены на решение определенных задач. А вторые представлены теорией. Но между ними существует взаимосвязь.
Все науки разделяют на три предметных группы: естественные, социальные и гуманитарные. Первые изучают разные аспекты природы, к примеру, это химия, физика, астрономия, биология и математика. К социальным или общественным дисциплинам относятся те, что занимаются исследованиями разных сторон человеческой жизни. А гуманитарные направлены на изучение людей и всего, что с ними связано, — язык, право, культура, интересы.
Основные отличия
Хотя прикладные и фундаментальные науки связаны, между ними есть и отличия. Первые считаются более абстрактными дисциплинами, они необходимы для изучения высоких целей. Подобная система знаний позволяет человеку формировать фундамент для всех наук. То есть она даёт представление об общей картине мира, закладывает основы для дальнейшего образования. Именно здесь создаются такие принципы и законы, концепции и теории, которые становятся фундаментом прикладных дисциплин.
Ко второму варианту относится особая система знаний, у которых есть конкретное практическое направление. С их помощью человек может выполнять свои профессиональные обязанности и решать определенные задачи. К примеру, медицинские сотрудники занимаются снижением заболеваемости, агрономы повышают урожайность культур. То есть прикладными науками называются те, результаты исследований которых достигают четкой цели.
Проблема амбивалентности
Хотя все прикладные дисциплины направлены на то, чтобы помогать человеку решать определенные задачи, их итоги могут быть двойственными. С одной стороны, новые знания считаются поводом для дальнейшего прогресса и расширения сознания людей. Но с другой, они становятся причиной появления проблем. В некоторых случаях они могут оказывать негативное влияние на человека и окружающую среду.
Прикладные науки часто нарушают природную гармонию. Они служат удовлетворению потребностей личности. С их помощью люди получают хорошую прибыль. Но при этом они могут стимулировать или усугублять природные процессы, негативно сказываться на здоровье и даже заменять естественные элементы синтетическими.
Подобное противоречивое отношение может угрожать существованию планеты. Ведь прикладные дисциплины служат только потребностям человека. А природа при этом терпит значительный ущерб. Эта амбивалентность поделила учёных и исследователей на две группы. Одна считает, что человек является венцом природы и может делать всё, что ему угодно. А вторая старается доказать, что люди должны жить в гармонии с окружающим миром и не нарушать его законы.
Соотношение фундаментального и прикладного
Некоторые ученые отказываются разделять дисциплины на прикладные и фундаментальные. Проблема состоит в том, что любая научная сфера начинается не с практики, а с теории. И только на конечном этапе своего развития она может превратиться в прикладную область.
Любая наука при формировании проходит два этапа. На первом новые знания аккумулируются до определённого уровня. И только после его достижения наступает второй этап. Уже на нём человек на основе полученной информации, результатов исследований и знаний может заниматься практической деятельностью. То есть в этом случае он формирует свои умения и применяет их в конкретной отрасли.
Сама теория, согласно которой новые знания относятся к фундаментальной группе, а практическое использование к прикладной, не совсем верна. Дело в том, что в некоторых случаях происходит замена итогов и целей. Иногда бывает, что прикладные исследования позволяют получить новые знания. А ранее неизвестные технологии становятся основой фундаментальных знаний.
Основное отличие двух составляющих — это свойства их результатов. Если во время прикладных исследований ученые могут спрогнозировать итоги, то при фундаментальных — нет. В первом случае испытания проводятся в связи с ожиданиями людей, а во втором устоявшиеся теории могут разрушаться. Но при этом возникают гораздо более ценные знания и умения.
Социально-гуманитарные знания
Гуманитарные и социальные науки основаны на изучении проблем человека. Он является главным объектом исследования. Но пока ученые не достигли единого мнения в том, какие именно дисциплины относить к первой, а какие ко второй группе. Дело в том, что и те, и другие имеют отношение к людям. Но они рассматривают человека в социуме с разных позиций.
Некоторые науки считают, что личность без общества не сможет сформироваться полноценно. Доказательством этой теории могут быть дети, которых вырастили стаи диких животных. Они пропустили довольно важную стадию социализации, поэтому так и не смогли стать полноценными личностями.
В результате подобных исследований ученые решили, что нужно объединить науки в одну группу, социально-гуманитарную. Они рассматривают человека и как индивидуальный субъект, и как участника общественных отношений.
Список подобных дисциплин очень большой:
Это всё гуманитарные дисциплины, но по мере развития в них проявлялись прикладные аспекты. Самыми развитыми на сегодня считаются социология, политология и психология. Они стали фундаментом для большинства практических. На их основе возникли такие науки, как технологии, криминалистика, социальная инженерия.
Задачи дисциплин
И прикладные, и фундаментальные науки служат человеку для решения его проблем и удовлетворения потребностей. То есть люди формируют свои задачи в виде социального заказа общества. Хотя на практике всё происходит несколько иначе.
Прикладные науки не могут развиваться без фундаментальных, между ними возникает тесная, практически генетическая связь. И задачи первых обусловлены постоянным развитием вторых. А это значит, что они выполняют одни и те же функции:
Хотя эти задачи выполняют оба вида дисциплин, прикладные преследуют другие цели. Они необходимы для разработки и использования в производстве новых технологий. А также с их помощью люди проектируют разные приспособления и устройства, исследуют влияние процессов на объекты и вещества. Расширение списка дисциплин будет продолжаться до тех пор, пока на планете существует человек и сама наука.
Прикладные и фундаментальные задачи строятся вокруг общества и человека. Исследование обусловлено самим объектом, результаты напрямую зависят от него. Развитие дисциплин возможно на основе и практической составляющей, и теоретической. Первый вариант распространён больше, так как охватывает разные отрасли наук. А во втором другой фундамент — закономерности, обобщение, гипотезы и абстракции.
Система прикладных знаний заключается в том, что для их получения используются особые конструкторы. Это абстрактные объекты, связанные теоретическими законами и направленные на изучение самой сущности процессов и явлений. В этом случае познание окружающего мира происходит с помощью философии, социологии, юриспруденции и экономики.
Человек получает новые знания благодаря теоретическим основаниям, а затем применяет их на практике. Он сам заставляет науку развиваться и продвигается в изучении разных дисциплин всё дальше. Разделить все знания на несколько групп довольно сложно, ведь у некоторых из них есть общие признаки. Но всё же одни направлены только на удовлетворение теоретических потребностей, а другие позволяют человеку выполнять свои обязанности.